Proces wytapiania krzemu metalicznego z minerałami tlenku krzemu jest procesem bezżużlowym

Chemiczne wytapianie krzemu wymaga ścisłej selekcji krzemionki, co wymaga nie tylko niskiej zawartości zanieczyszczeń, ale także dużej wytrzymałości mechanicznej, wystarczającej stabilności termicznej i odpowiedniego składu wielkości cząstek. Do chemicznego wytapiania krzemu najlepiej stosować krzemionkę. Naturalne formy krzemionki występują albo jako niezależne minerały kwarcowe, albo jako skały prawie w całości złożone z krzemionki – krzemionka, albo jako piaskowiec w postaci krzemionki. Zanieczyszczenia i kleje w minerałach tlenku krzemu stosowanych do produkcji krzemu chemicznego są całkowicie lub częściowo zredukowane, a niektóre dostają się do produktu krzemowego w postaci związków lub tworzą żużel podczas procesu wytapiania. To nie tylko zwiększa zużycie energii, obniża jakość produktu, ale także stwarza trudności w procesie wytapiania. Dlatego też stawiane są rygorystyczne wymagania dotyczące składu chemicznego minerałów zawierających krzemionkę stosowanych w chemicznym wytopie krzemu. SiO2 powinno być większe niż 99 procent, Fe2O3 powinno być mniejsze niż 0,15 procent, Al2O3 nie powinno być większe niż 0,2 procent, CaO nie powinno być większe niż 0,1 procent, a łączna ilość zanieczyszczeń nie powinna przekraczać 0,6 procent. Zastosowaną krzemionkę należy przemyć wodą i oczyścić powierzchnię przed stopieniem.
Krzemionka wprowadzana do pieca wymaga określonej wielkości cząstek. Wielkość cząstek krzemionki jest ważnym czynnikiem procesowym w wytapianiu. Na odpowiednią wielkość cząstek krzemionki wpływają różne czynniki, takie jak rodzaj krzemionki, piec elektryczny, wydajność, warunki pracy oraz rodzaj i wielkość cząstek środków redukujących i należy ją określić na podstawie konkretnych warunków wytapiania. Ogólnie rzecz biorąc, trójfazowy piec elektryczny o mocy 6300 KVA (ukończony w Dawu Silicon Plant w 1983 r.) wymaga wielkości cząstek krzemionki wynoszącej 8-100 mm, trójfazowy piec elektryczny o mocy 3200 KVA wymaga wielkości cząstek krzemionki wynoszącej 8-80 mm, a udział składu cząstek o średniej wielkości jest większy. Gdy wielkość cząstek jest zbyt duża, łatwo jest spowodować przedostanie się nieprzereagowanej krzemionki do ciekłego krzemu ze względu na brak możliwości dostosowania się do lepkiego materiału i szybkości reakcji pieca do ubijania, co skutkuje wzrostem objętości żużla i trudnościami w wyładunku pieca , zmniejszony stopień odzysku krzemu, zwiększone zużycie energii, a nawet wzrost dna pieca, co wpływa na normalną produkcję. Jeśli wielkość cząstek jest zbyt mała, chociaż może zwiększyć powierzchnię kontaktu środka redukującego i ułatwić reakcję redukcji, gaz powstający w procesie reakcji nie może być płynnie odprowadzany, co spowalnia szybkość reakcji. Ziarna przechodzą przez wiele godzin. Ilość wprowadzanych zanieczyszczeń ponownie wzrośnie, co będzie miało wpływ na jakość produktu. W produkcji nie należy stosować krzemionki o średnicy mniejszej niż 5 mm.