Proces tavenia kovového kremíka s minerálmi oxidu kremičitého je proces bez trosky

Chemické tavenie kremíka vyžaduje prísny výber oxidu kremičitého, ktorý si vyžaduje nielen nízky obsah nečistôt, ale vyžaduje aj vysokú mechanickú pevnosť, dostatočnú tepelnú stabilitu a vhodné zloženie častíc. Na chemické tavenie kremíka je najlepšie použiť oxid kremičitý. Prírodné formy oxidu kremičitého existujú buď ako samostatné kremenné minerály, alebo ako horniny takmer úplne zložené z oxidu kremičitého - oxidu kremičitého, alebo ako pieskovec vo forme oxidu kremičitého. Nečistoty a lepidlá v mineráloch oxidu kremičitého, ktoré sa používajú pri výrobe chemického kremíka, sú úplne redukované, čiastočne redukované a niektoré vstupujú do kremíka vo forme zlúčenín alebo vytvárajú trosku počas procesu tavenia. To nielen zvyšuje spotrebu energie, znižuje kvalitu produktu, ale tiež spôsobuje ťažkosti v procese tavenia. Preto sa kladú prísne požiadavky na chemické zloženie minerálov s obsahom kremíka používaných pri chemickom tavení kremíka. SiO2 by mal byť vyšší ako 99 percent, Fe2O3 by mal byť nižší ako 0,15 percent, Al2O3 by nemal byť vyšší ako 0,2 percent, CaO by nemal byť vyšší ako 0,1 percent a celkové množstvo nečistôt by nemalo presiahnuť 0.6 percent . Použitý oxid kremičitý je potrebné pred roztavením umyť vodou a očistiť povrch.
Silika vstupujúca do pece vyžaduje určitú veľkosť častíc. Veľkosť častíc oxidu kremičitého je dôležitým procesným faktorom pri tavení. Vhodná veľkosť častíc oxidu kremičitého je ovplyvnená rôznymi faktormi, ako je typ oxidu kremičitého, elektrická pec, kapacita, prevádzkové podmienky a typ a veľkosť častíc redukčných činidiel, a mala by sa určiť na základe špecifických podmienok tavenia. Vo všeobecnosti 6300 KVA trojfázová elektrická pec (dokončená v Dawu Silicon Plant v roku 1983) vyžaduje veľkosť častíc oxidu kremičitého 8-100 mm, trojfázová elektrická pec 3200 KVA vyžaduje veľkosť častíc oxidu kremičitého 8-80 mm a podiel zloženia strednej veľkosti častíc je väčší. Keď je veľkosť častíc príliš veľká, je ľahké spôsobiť, že nezreagovaný oxid kremičitý vstúpi do tekutého kremíka v dôsledku neschopnosti prispôsobiť sa lepiacemu materiálu a reakčnej rýchlosti ubíjacej pece, čo vedie k zvýšeniu objemu trosky a ťažkostiam pri vyprázdňovaní pece. znížená rýchlosť získavania kremíka, zvýšená spotreba energie a dokonca aj zvýšenie dna pece, čo ovplyvňuje normálnu výrobu. Ak je veľkosť častíc príliš malá, hoci môže zväčšiť kontaktný povrch redukčného činidla a uľahčiť redukčnú reakciu, plyn vznikajúci počas reakčného procesu sa nemôže hladko vypustiť, čo spomalí rýchlosť reakcie. Zrná prechádzajú cez hodiny. Prinesené nečistoty sa opäť zvýšia, čo ovplyvní kvalitu produktu. Pri výrobe by sa nemal používať oxid kremičitý vo všeobecnosti menší ako 5 mm.