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氯化焙燒又稱氯化脫氣，利用顆粒表面與內部在高濃氯氣作用下產生的化學位梯度，促使氣液包裹體擴散出去。石英顆粒表層的堿金屬、堿土金屬和殘余的包裹體等雜質在高溫下與氯氣反應生成氣態氯化物，相較于其他金屬離子，Al和B的反應活性較低，高溫氣流將這些雜質元素的氯化物帶走，從而達到深度提純的目的。
氯化焙燒是一種深度提純工藝，成本較高，處理能力有限，具有一定危險性。當前，僅有美國矽比科等極少數幾家公司實現該工藝的工業應用。
該工藝對進料要求較高，一般是經過傳統工藝提純后，SiO2純度達到99.99%，雜質總量小于100×10-6的石英砂才能滿足進料要求。氯化焙燒的裝置多為自行設計，還沒有統一的標準設備，仍處于不斷發展完善過程中。
根據氯化劑的種類，氯化焙燒可分為固態氯化焙燒和氣態氯化焙燒。其中：固態氯化焙燒所使用的氯化劑一般為NaCl、CaCl2、NH4Cl；氣態氯化焙燒所使用的氯化劑一般為Cl2、HCl。