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氯化焙烧又称氯化脱气，利用颗粒表面与内部在高浓氯气作用下产生的化学位梯度，促使气液包裹体扩散出去。石英颗粒表层的碱金属、碱土金属和残余的包裹体等杂质在高温下与氯气反应生成气态氯化物，相较于其他金属离子，Al和B的反应活性较低，高温气流将这些杂质元素的氯化物带走，从而达到深度提纯的目的。
氯化焙烧是一种深度提纯工艺，成本较高，处理能力有限，具有一定危险性。当前，仅有美国矽比科等极少数几家公司实现该工艺的工业应用。
该工艺对进料要求较高，一般是经过传统工艺提纯后，SiO2纯度达到99.99%，杂质总量小于100×10-6的石英砂才能满足进料要求。氯化焙烧的装置多为自行设计，还没有统一的标准设备，仍处于不断发展完善过程中。
根据氯化剂的种类，氯化焙烧可分为固态氯化焙烧和气态氯化焙烧。其中：固态氯化焙烧所使用的氯化剂一般为NaCl、CaCl2、NH4Cl；气态氯化焙烧所使用的氯化剂一般为Cl2、HCl。