สารรีดิวซ์หลักที่ใช้ในการถลุงเคมีซิลิคอน

มีทั้งปิโตรเลียมโค้ก ถ่านหินบิทูมินัส และถ่านไม้ เพื่อเพิ่มความต้านทานและกิจกรรมทางเคมีของประจุเตาหลอม ยังมีส่วนผสมของโค้กถ่านหิน ซิลิกาโค้ก บลูคาร์บอน โค้กกึ่ง โค้กอุณหภูมิต่ำ และบล็อกไม้ ในองค์ประกอบทางเคมีของสารรีดิวซ์คาร์บอน ควรพิจารณาคาร์บอนคงที่ เถ้า สารระเหย และความชื้นเป็นหลัก โดยทั่วไป คาร์บอนคงที่จะต้องมีปริมาณสูงและปริมาณสารรีดิวซ์ทั้งหมดที่ต้องการลดลง ส่งผลให้มีสิ่งเจือปนเข้ามาจากเถ้าน้อยลง ปริมาณตะกรันลดลงตามลำดับ การใช้พลังงานไฟฟ้าลดลง และปริมาณสิ่งเจือปนลดลง ในซิลิคอนเคมี ความต้านทานของสารรีดิวซ์คาร์บอนควรสูงและความพรุนควรสูง ความต้านทานของประจุเตาหลอมส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับสารรีดิวซ์คาร์บอน สารรีดิวซ์คาร์บอนมีความต้านทานไฟฟ้าสูง มีฤทธิ์ทางเคมีที่ดี และมีอัตราการคืนสภาพของซิลิคอนสูง
ปิโตรเลียมโค้กมีปริมาณเถ้าต่ำที่สุดในบรรดาสารรีดิวซ์ที่ใช้ในการผลิตโลหะซิลิคอน โดยมีปริมาณเถ้าอยู่ที่ 0.17-0.6 เปอร์เซ็นต์ คาร์บอนคงที่ 90-95 เปอร์เซ็นต์ และมีสารระเหย เนื้อหาไม่เกินร้อยละ 3.5 -13 เปอร์เซ็นต์ การถลุงซิลิคอนด้วยสารเคมีใช้ปิโตรเลียมโค้กเป็นตัวรีดิวซ์เนื่องจากมีปริมาณเถ้าต่ำ ซึ่งเอื้อต่อการปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความต้านทานไฟฟ้าต่ำ ปฏิกิริยาไม่ดี การสร้างกราไฟท์ง่าย ๆ ที่อุณหภูมิสูง และการใช้โค้กปิโตรเลียมสูง สภาพเตาหลอมจึงควบคุมได้ไม่ง่าย ส่งผลให้เกิดการเผาประจุของเตาหลอม การจุดระเบิดที่รุนแรง การใช้พลังงานสูง และ ความยากลำบากในการคายประจุ
ถ่านไม้มีความต้านทานจำเพาะและการเกิดปฏิกิริยาสูง และมีปริมาณสิ่งเจือปนต่ำ ทำให้เป็นสารรีดิวซ์ที่เหมาะสำหรับการถลุงซิลิคอนที่ใช้ในเคมีอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตามคุณสมบัติของถ่านไม้ที่ผลิตจากไม้และวิธีการที่แตกต่างกันก็แตกต่างกันมากเช่นกัน ปริมาณขี้เถ้าของถ่านที่ปอกเปลือกมักจะต่ำกว่าถ่านที่มีเปลือกถึงครึ่งถึงหนึ่งในสาม และเปลือกไม้มีผลกระทบอย่างมากต่อปริมาณเถ้าของถ่าน ส่วนประกอบหลักของถ่านคือคาร์บอน ซึ่งมีปริมาณเถ้าต่ำ ซึ่งปกติจะน้อยกว่า 10 เปอร์เซ็นต์ ความต้านทานสูงและมีฤทธิ์ทางเคมีที่ดี หลายปีของการปฏิบัติด้านการผลิตได้พิสูจน์แล้วว่าถ่านเป็นวัตถุดิบคาร์บอนที่สำคัญในการตอบสนองความต้องการในการถลุงซิลิคอนในทางเคมี แต่แหล่งที่มาของถ่านมีจำกัด และสารรีดิวซ์ถ่านไม่สามารถนำมาใช้ได้อีกต่อไป
จากสถานการณ์ในต่างประเทศประเทศส่วนใหญ่เลิกใช้ถ่านแล้ว ผู้ผลิตในประเทศหลายรายยังได้ทำงานอย่างหนักในการแสวงหาและใช้สารทดแทนถ่าน การปฏิบัติได้พิสูจน์แล้วว่าในบรรดาสารรีดิวซ์คาร์บอนหลายชนิด ถ่านหินบิทูมินัสเป็นสารรีดิวซ์ในอุดมคติอีกตัวหนึ่งนอกเหนือจากถ่านในแง่ของความสามารถในการทำปฏิกิริยาและความต้านทานจำเพาะ
ลักษณะของถ่านหินบิทูมินัสมีความต้านทานสูง ความสามารถในการทำปฏิกิริยาสูง และถ่านหินบิทูมินัสที่มีเถ้าต่ำที่ได้จากการซัก ปริมาณเถ้าสามารถเข้าถึงได้ประมาณ 3 เปอร์เซ็นต์ ปริมาณ Fe2O3 สามารถเข้าถึงได้ 0.2-0.3 เปอร์เซ็นต์ และปริมาณ Al2O3 น้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์ ปริมาณเถ้าของถ่านหินบิทูมินัสที่มีสารรีดิวซ์ในประเทศจีนส่วนใหญ่อยู่ที่มากกว่า 3 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่ปริมาณเถ้าของถ่านหินบิทูมินัสที่มีสารรีดิวซ์ในต่างประเทศส่วนใหญ่อยู่ที่ประมาณ 1 เปอร์เซ็นต์ วิธีการทางเคมีที่สหภาพโซเวียตใช้ในการเลือกถ่านหินบิทูมินัสสามารถผลิตถ่านหินที่สะอาดโดยมีปริมาณเหล็กออกไซด์ต่ำกว่า 0.1 เปอร์เซ็นต์ หน้าที่ของบล็อกไม้คือการเพิ่มความต้านทานของชั้นวัสดุ และปริมาณที่ใช้จะส่งผลต่อสภาพของเตาเผา การใช้บล็อกไม้มากเกินไปจะทำให้ชั้นวัสดุหลวม สภาพเตาหลอมเสื่อมลง และสิ้นเปลืองพลังงานมากขึ้น เนื่องจากบล็อกไม้มีจุดติดไฟต่ำและมีปริมาณคาร์บอน การใช้งานจริงของบล็อกไม้จึงน้อยมาก
สิ่งเจือปนในวัตถุดิบคาร์บอนส่วนใหญ่เป็นเถ้า ซึ่งทั้งหมดประกอบด้วยออกไซด์ ในการผลิตสารเคมี ออกไซด์ในเถ้ายังต้องลดลงด้วย ซึ่งต้องใช้ทั้งพลังงานไฟฟ้าและคาร์บอน ยิ่งไปกว่านั้น สิ่งเจือปนที่ลดลงยังคงผสมอยู่ในของเหลวซิลิกอน ทำให้ความแข็งแรงของซิลิกอนลดลง ในทางปฏิบัติด้านการผลิต ทุกๆ 1 เปอร์เซ็นต์จะมีภาระในเตาเผาเพิ่มขึ้น