JPH0631105A - 結晶化可能な物質を超精製する多段階再結晶化 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、９９．９９９パ−セントの
精製水準に結晶化可能物質を超精製する方法及び装置の
提供である。 【構成】 本発明は、選択した場所で結晶と母液の移動
を調節及び／又は計量すること、及び同様な運転が行な
われる複数の段階の間の移動を定常状態に保持すること
によって、還流比を制御することを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般に複数段階再結晶化
に関し、詳しくは典型的には９９．９９９パ−セントオ
−ダ−の純度の極めて高い水準に結晶化可能物質を精製
する、結晶化可能物質の超精製の為の複数段階再結晶化
方法及び装置に関する。還流比条件は厳密に、好ましく
はシステム（複数段階再結晶化方法及び装置）の各段階
における定常状態の確立と維持に関連づけて制御され、
それによって、システムの各段階の選択される物質移
送、仕込量及び／又は生成量を厳密に監視及び計量する
ことによって、還流比条件の全体的に自動的な制御を促
進する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】再結晶化
技術による結晶化可能物質の精製は知られており、何年
にもわたり実施されてきている。一般的に言えば結晶の
飽和溶液からの再結晶により、又は分別結晶化や分別凍
結手順を含めた他の技術により、結晶化可能物質からの
痕跡量の不純物の除去は極めて困難である。再結晶段階
を付け加えることにより生成物純度を増加させる分帯
（ゾ−ン）精製手順は、典型的精製法として含まれうる
が、この方法は、最後若しくは最も精製された、再結晶
化段階で形成される生成物の収率％を犠牲にする。例え
ば何ダ−スもの別々の蒸発皿、即ちクリスタライザ−
（結晶化装置）のこみいったグリッドパタ−ンを用いる
古典的な分離手順による、塩化バリウムからの塩化ラジ
ウムの分離で、分別結晶化の使用はよく知られている。
この手順で各クリスタライザ−の結晶収穫物は一方向の
隣接するクリスタライザ−に移され、一方母液は反対の
方向に移される。塩化ラジウムの濃度は、一つのクリス
タライザ−から次のクリスタライザ−への結晶収穫物の
移動を追うように増加するが、数多くのクリスタライザ
−が要求され、この種の装置の為の運転コストは非常に
高い。

【０００３】一般的に言えば、現在利用できる分別結晶
化の応用例は、最適の還流比で運転することの望ましさ
を認識しているが、必ずしも、この望ましいやりかたを
実行するのに適当な詳細を効果的に提供していない。

【０００４】複数段階再結晶化技術には、２又はそれ以
上の異なる成分を有する流体物質を分離する為の、複数
段階再結晶化システムが含まれる。例えば、米国再発行
特許３２，２４１は、ある成分を含有している物質が、
冷却表面を流れ下る時に、その冷却表面上でその成分を
結晶化させることを記載している。この特許では、与え
られた段階の溶液は、それらの結晶が一段高純度段階に
移される前に、その段階で形成された結晶を洗浄するた
めに使用される。この洗浄溶液は、その洗浄溶液から任
意の物質が結晶化する直前の、その段階内にある溶液で
ある。この特許の具体例では、適当な弁が一段高純度段
階の液を結晶と接触させ溶解させるいなや、一段高純度
段階にその結晶は移される。その洗浄溶液は、与えられ
た段階の結晶収穫物を洗浄する為に使用されるが、与え
られた段階から任意の物質が結晶化される前に、その与
えられた段階に存在する溶液の最も純粋な部分である。

【０００５】米国特許４，６６６，４５６等の刊行物に
は、本質的には単一段階結晶化システムであるものが記
載されている。この特定の特許は、液体混合物から化合
物を連続的に部分結晶化することを示しており、ここで
は混合物は階段状の複数の冷却セクションを通して仕込
まれ得る。これら冷却セクションは連続して連結され、
そして階段状の冷却セクションの後に続くセクションの
温度はその前のセクションの温度よりも低い。

【０００６】

【課題を解決する手段】複数段階再結晶化手順に対して
例外的である極めて高い収率で、９９．９９９パ−セン
トのオ−ダ−の精製水準を達成する複数段階再結晶化手
順を通してある種の不純物を結晶化可能物質から除去す
ることによって、結晶化可能物質の超精製を本発明に従
って進行させることによって達成することが可能である
ことがわかった。これには定常状態運転条件を達成し維
持しつつ還流比条件を制御する効果的な方法が含まれ
る。

【０００７】要約すると、本発明は、本発明の方法及び
装置に従って移される結晶及び母液還流物質の量を制御
する計量手順を与えることにより還流比条件を制御する
方法を含む、複数段階再結晶化手順によって、結晶化可
能物質の超精製をする方法及び装置である。各段階にお
いて結晶化可能物質は、溶媒又は不飽和溶液内に溶解さ
れ、新たな溶液を形成し、そして次にその新たな溶液か
ら再結晶化される。その後結晶は母液から分離される。
調節量の母液が計量されるが、この計量はその段階の還
流受器へ移すことを含みうる。最低純度段階において、
この計量された母液は調節量の副生物を与える。他の段
階の計量された母液は、一段低純度段階の結晶スラリ−
から分離された結晶へ、それを洗浄する為に移される。
最高純度段階において集められた結晶は、予定量の結晶
生成物を提供する。予定量の結晶化可能物質は、最低純
度段階に仕込まれ、そして別のサイクルが行なわれる。
所望により、比較的パ−セントの高い精製された物質を
形成し、そしてパ−セントのより小さい非常に不純な物
質を形成する為に、副生物を濃縮する追加的な類似の段
階を提供し得る。この精製された物質は複数段階再結晶
化システムに対する仕込み物質として使用できる。

【０００８】本発明の一般的な目的は結晶化可能物質を
超精製する為の改良された方法及び装置を提供すること
である。

【０００９】本発明の別の目的は還流比条件を効果的、
効率的、そして非常に厳密に制御する複数段階再結晶化
を使用する改良された超精製システムを提供することで
ある。

【００１０】本発明の別の目的は、定常状態を達成でき
それを保持する複数段階再結晶化における改良を提供す
ることである。

【００１１】本発明の別の目的は、システムに対する仕
込量と生成物排出量、及び異なる精製水準の勾配を維持
する段階間の仕込量と排出量をほぼ自動的に計量するこ
とによって、改良された結晶化可能物質の超精製を提供
することである。

【００１２】本発明の別の目的は、特に高い収率と共
に、極めて高い精製を達成する、改良された複数段階再
結晶化システムを提供することである。

【００１３】本発明の別の目的は、複数段階再結晶化シ
ステムの一段階からの洗浄液の還流を、その洗浄液還流
が発生する段階と隣接しその段階よりもより低純度水準
を扱う段階中で形成される結晶から、残留母液を置き換
えるために使用する設計を用いることを含んでいる、結
晶化可能物質の改良超精製装置及び方法を提供すること
である。

【００１４】本発明の別の目的は、主要成分から少量成
分が、特に効率的且つ徹底的に分離される、複数段階再
結晶化システムを提供することである。

【００１５】本発明の別の目的は、複数段階を利用し、
精製される成分の飽和溶液である母液から、各段階にお
ける新しい結晶収穫物を形成することを含んでいる、改
良された装置及び方法を提供することである。

【００１６】本発明の別の目的は、適正な還流比が与え
られた分離係数を有する少量成分を分離するのに使用で
きるように、制御された還流比を有する改良された複数
段階分別結晶化システムを提供することである。

【００１７】本発明の別の目的は、複数段階システムの
ある段階を去って行く還流ができるだけ不純であり、そ
してその段階を去って行く結晶物質ができるだけその母
液が除去されたものであり、それによって各段階の分離
効率を最大限にするところの、改良された方法及び装置
を提供することである。

【００１８】本発明のこれら及びその他の目的、特徴及
び利点は、次の詳細な記載を考慮することによって明瞭
に理解されるであろう。

【００１９】

【実施例】特定の具体例の記載 この記載の過程において添付の図面を参照する。図１に
説明される設計において、複数段階再結晶システムが４
つの異なる段階を含むものとして示されており、それぞ
れの段階は種々の成分の実質的に等しい量を処理する
が、段階によって異なる精製水準が維持されている。説
明される具体例において段階Ｌはその中の結晶化可能物
質が図１に説明される段階群の中で最も低い精製水準で
ある段階である。段階Ｐは精製水準が最も高い段階であ
り、そして段階Ｉ１及びＩ２は中間の精製程度を有し、
そのことはこれらの段階とも段階Ｌよりは純粋であるが
段階Ｐよりは純粋でないことを意味しており、一方段階
Ｉ２は段階Ｉ１よりも純粋である。これらの中間段階は
省略することができるか又は追加の中間段階を複数段階
結晶化システムの収率を有意義に減少させることなく加
えることができる。典型的な状況に置いては９９．９９
９パ−セントのオ−ダ−の純度の超精製水準が４つの中
間段階の程度で達成出来る。さらに高い純度又は超精製
が望まれるならば、６〜８又はそれ以上の中間段階を使
用することもできるが、中間段階の数が多くなればなる
ほど処理コスト及び時間が増加することが認識されなけ
ればならない。これらの種々の段階の間の流速は実質的
に同じであり、流速は各サイクル内で結晶を溶解するの
に十分な溶媒があることを確実にする為に開発がなされ
る。

【００２０】各段階はコレクタ−２１ａ、２１ｂ、２１
ｃ、２１ｄを含んでいる。これらのコレクタ−領域又は
容器は、典型的には加熱を含めて、システムで使用され
る溶媒内に結晶物質を溶解するように機能するが、別の
結晶溶解器又は加熱装置（図示なし）を所望により設け
ることができる。コレクタ−容器は、典型的には、結晶
を溶解して新たな溶液を形成するのに、母液及び結晶の
仕込み物が十分加熱される容器であって、場合によって
は、この容器は中の溶液のバッチから溶媒の制御された
重量を蒸発させるのに使用し得る。新たな溶液を各段階
のコレクタ−からクリスタライザ−２２ａ、２２ｂ、２
２ｃ、２２ｄに移すのに図解されたポンプ等の手段又は
別の適当な種類の設備を使用でき、クリスタライザ−中
で結晶化が典型的には冷却を含む手順によって実施され
る。各段階のクリスタライザ−は、結晶化可能物質の適
当な割合を結晶化するための、冷却された容器である。

【００２１】結晶スラリ−を脱水された結晶と母液に分
離するために、各段階で、クリスタライザ−の下流には
分離器２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが設けられる。
例えば重力分離を利用するもの、遠心手順を含むもの
等、ならびにこれらの組合せなど、各分離器は任意の適
当な形態をとることが出来る。脱水された分離器中の結
晶は結晶受器２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに移すこ
とが出来、一方分離器中に存在する母液は適当な母液受
器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄに移される。

【００２２】各々の母液受器から調節量の母液を計量す
るための手段が次に設けられる。この場所、又はサイク
ルの他の場所におけるそのような手段は、サイクルの適
当な時間の間に各段階に各物質の調節容量及び／又は重
量を運ぶように同期された、プロポ−ショニング（比
例）ポンプ等（図示なし）の形態をとることが出来る。
他の適当な装置又は方法も使用できる。

【００２３】図１に説明される設計において、この計量
機能は計量還流受器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄを
もちいて達成され、これらは母液の測定された容量又は
重量を受け、そして貯蔵するのに適した容器であり得
る。各還流受器は母液の予定された容量及び／又は重量
がそこに移されることを確実にする適当な設計と組合せ
て使用することができる。一つの設計は計量する還流受
器への流れがモニタ−出来、そして制御できる適当な計
量装置を設けることである。別の設計はある容量の母液
が中に存在するときにそれを検出する、計量還流受器内
の液体水位応答プロ−ブを設けることであり得る。さら
に別の方法は、各母液受器内の過剰の又は残りの母液が
それによって除去され、従って調節量の母液が母液受器
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄから計量還流洗浄受器
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄに移されうるオ−バ−
フロ−管２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄを設けること
である。どのような設計が使用されようとも、この装置
が異なる還流比を達成する為に使用でき及び／又は異な
る結晶化可能物質を処理する為に使用できるように、計
量又は制御手段内に調節機能を組込むことが典型的には
好ましい。

【００２４】この様にして計量又は調節容量及び／又は
重量の母液を各還流洗浄液受器から移す為にさらに手段
が設けられる。段階Ｌにおいては、この手段は段階Ｌか
らの副生物を提供し、この副生物は、さらに所望によ
り、段階Ｌの上流に加えるか又は単に後で副生物を処理
できる、適当な複数段階再結晶化濃縮装置によってさら
に処理されることが出来る。そのような濃縮システムの
各段階は図１に示されたものと類似であり、そして図３
により詳細に示されている。

【００２５】母液の他の計量又はそれ以外に調節された
量は、分離器２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが運転さ
れた後で結晶と共に残る母液よりもより高純度を有して
いる母液で結晶の洗浄を実施するために、一段低純度段
階の結晶に移される。典型的には、この移送はこの母液
が結晶を通って洗浄する方法で為されるが、これは母液
を分離器に流すことによって容易に達成できる。より詳
しくは段階Ｉ１からの計量された母液が分離器２３ａに
移され、計量された段階Ｉ２からの母液が分離器２３ｄ
に移され、段階Ｐからの計量された母液が分離器２３ｃ
に移される。好ましくは予定量及び予定温度の溶媒が、
段階Ｐの還流溶液の必要量を補充してこれらの結晶を十
分溶解するため、そしてまた段階Ｐの結晶生成物を洗浄
するために、分離器２３ｄ又は結晶受器２４ｄに入る。

【００２６】結晶物質は、各結晶受器などから一段高純
度段階のコレクタ−又はその相当物に移される。結晶受
器２４ｄの場合には、そこから取除かれる結晶は、本発
明に従う超精製結晶生成物を構成する。好ましい具体例
では、この生成物の量は、母液還流操作で計量又は制御
することに関して上に記載したような手段などの、適当
な手段によって計量されるか又は調節される。図面は過
剰又は残り結晶移送管２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ
を図解しており、ここで、システムの還流比及び定常状
態が混乱されず、これらの結晶が再結晶化され失われな
いように、結晶受器内の過剰の結晶の全てが同じ段階の
コレクタ−等に移される。例えば移送管２８ａは過剰の
結晶を結晶受器２４ａからコレクタ−２１ａに移し、そ
して実質的に同じ移送が系の他の段階の各々において実
施され得る。

【００２７】使用される特定の計量手段に依存して、結
晶受器から外に出される過剰の結晶の移送は、計量され
た量の結晶の移送の前又は後に行なわれうる。計量され
た重量及び／又は容量の結晶を移送するのは、一段高純
度段階のさらに結晶の再結晶化と精製がなされる場所に
対してである。図１に説明する具体例においては、この
移送は、結晶受器２４ａからコレクタ−２１ｂ、結晶受
器２４ｂからコレクタ−２１ｃ、及び結晶受器２４ｃか
らコレクタ−２１ｄへ、計量された結晶が移されること
を含んでいる。

【００２８】どのような物質がそのとき各コレクタ−に
存在しようとも、それは次に新たな溶液と一緒にされ、
そしてそれぞれのコレクタ−の新たな溶液からの再結晶
を実施するために、同じ段階のクリスタライザ−に移さ
れる。最低純度段階のコレクタ−２１ａについては、そ
こに入ってくるものの一部は再結晶化可能物質の仕込み
物であり、これもシステムの還流比及び定常状態を維持
するために必要に応じて計量されうる。コレクタ−２１
ａ内にそのとき存在する物質は、図解されたポンプ等の
適当な手段によってクリスタライザ−２２ａ移される。
同様にコレクタ−２１ｂ内の物質はクリスタライザ−２
２ｂに移され、系の各々の段階に対し同様なことが行な
われる。

【００２９】好ましくは、母液が生じる結晶化容器から
母液還流を抜出すことは、与えられた量の結晶化の完了
後に実施される。これによって、任意の与えられた段階
の結晶と抜出される還流の間の純度に於いて、最大の可
能な差異がもたらされる。これが各段階の分離効率を最
大限にする。

【００３０】図２は本発明の目的を実現する、他の方法
を特定している、別の本発明の具体例を図解している。
この場合も４つの段階、即ち段階Ｌ、段階Ｉ１、段階Ｉ
２及び段階Ｐが示されている。これらの段階の各々は、
図１の具体例に関してここで議論したのと実質的に同じ
意味合いを有している。各段階はコレクタ−３１ａ、３
１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、クリスタライザ−３２ａ、３２
ｂ、３２ｃ、３２ｄ及び分離器３３ａ、３３ｂ、３３
ｃ、３３ｄを含んでおり、これらの各々は図１の具体例
の同様に命名した成分とほぼ同じように作動する。

【００３１】図１に説明したような別の結晶受器を設け
る代りに、必要とされる量の結晶は一つの段階の分離器
から管３４ａ、３４ｂ、３４ｃを通って一段高純度段階
のコレクタ−に移される。そのような結晶の流れは一般
にここで議論し、そして図２で概要を説明するように、
ポンプ及び／又は計量装置によって促進できる。これら
の結晶を分離器３３ａからコレクタ−３１ｂにわたす一
方、分離器３３ｂからの結晶はコレクタ−３１ｃにわた
され、そしてコレクタ−３３ｃからの結晶はコレクタ−
３１ｄに渡される。説明された具体例で一つの結晶受器
２９が含まれている。所望生成物はそこから管４６を通
って別の所に移される。

【００３２】各段階からの過剰の結晶物質は、好ましく
は上で議論した洗浄物質と共に、その段階のクリスタラ
イザ−内でのその後の再結晶化の為に、同じ段階のコレ
クタ−へと渡される。段階Ｌ、段階Ｉ１及び段階Ｉ２に
おいて、この移送は、それぞれその段階の分離器３３
ａ、３３ｂ、３３ｃから管３８ａ、３８ｂ、３８ｃを通
ってコレクタ−３１ａ、３１ｂ、３１ｃに対して直接実
施される。段階Ｐにおいては、この移送は、結晶受器２
９から管３８ｄを通って、コレクタ−３１ｂに対してな
される。各コレクタ−３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ
内の物質は、図示するように各段階に対するそれぞれの
クリスタライザ−に移される。この具体例において母液
受器３５ｄからの母液は副生物として出され、一方受器
３５ｂ、３５ｃ、３５ｄからの母液還流洗浄液受器３６
ａ、３６ｂ、３６ｃに移される。実質的に純粋な溶媒が
所望により還流洗浄液受器３６ｄに導入され得る。分離
器３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ内で洗浄される結晶
からの還流洗浄液の排出を可能にする為に、バルブ、ポ
ンプ等の計量手段が４９ａ、４９ｂ、４９ｃに位置でき
る。

【００３３】図２の具体例の運転をより詳しく述べる
と、各段階の還流洗浄液受器からその段階のクリスタラ
イザ−への還流洗浄液排出速度を制御するために、弁４
１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、などが設けられ得る。
各段階の分離器からその母液受器への母液排出を調節す
る為に、弁４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄなどが設け
られ得る。一般的に前に議論したように、各段階の分離
器から結晶を一段高純度段階のコレクタ−への移すを調
節をすることを可能にする為に、弁４３ａ、４３ｂ、４
３ｃ又は他の適当な計量手段が設けられ、又計量手段３
４ｄの場合には、結晶受器２９に移す調節ができるよう
に設備されている。弁又は他の計量手段４４ａ、４４
ｂ、４４ｃ、４４ｄを設けて母液受器から母液を同じ段
階のコレクタ−に排出することを制御することが出来
る。手段４５は過剰の結晶物質を最高純度段階のコレク
タ−に移し、そして手段４６は図２に説明される複数段
階システムから生成物を外に移す。計量手段４７を副生
物がシステムから外に出ていく流れを制御するために設
けうるが、この場合は母液受器３５ａからである。シス
テムへの仕込みは、移送手段４８を通して行なうことが
出来、移送手段４８は最低純度段階のコレクタ−３１ａ
に対し口を開いている。

【００３４】オ−バ−フロ−管５１ａ、５１ｂ、５１
ｃ、５１ｄ等の手段が、過剰の又はオ−バ−フロ−母液
を、各段階の母液受器から、同じ段階のコレクタ−に移
すことが出来るように設けられる。オ−バ−フロ−管３
８ｄは結晶受器２９からオ−バ−フロ−結晶を最高純度
段階のコレクタ−３１ｄに移すのに使用することができ
る。これらのオ−バ−フロ−手段はそのような受器内の
水準によって母液受器又は結晶受器中で保持されるべき
停滞容量を決定するように機能できる。

【００３５】図３を参照すると２つの段階を有する不純
物濃縮システムが図解されている。この場合も追加的な
段階を所望により加えることが出来る。各段階の成分の
詳細は図１、図２中に示されるもの又はそれらに相当す
るものに一般に従っている。概して、不純物濃縮セクシ
ョンは、段階Ｌからの副生物中の不純物を、非常に不純
な新たな副生物の小部分と、段階Ｌへの仕込み物の幾ら
かを提供するのに適している精製された物質の大きな割
合とに濃縮する目的の為に提供することができる。これ
は典型的には、特に不純物濃縮セクションが仕込み物質
として段階Ｌに戻される場合には、全体のシステムの収
率を改良する。これは不純物濃縮セクションからの生成
物を段階Ｌへの結晶化可能物質の仕込みと実質的に同じ
純度にすることによって促進できる。一般的に言えば不
純物濃縮セクションの副生物はそこへの仕込みの小容量
％を構成しており、そして段階Ｌの副生物である仕込み
物質よりもずっと高い不純物濃度を有するであろう。

【００３６】不純物濃縮システムと図１及び図２に説明
した種類の主要システムの運転の間の差異は、図３に説
明されるように、段階Ａであるとろこのより高い又は最
も高い純度で運転される段階に対して不純物濃縮システ
ムへの仕込みが為されるということである。

【００３７】段階Ｂ、即ち、より不純又は最も不純な物
質が扱われる段階は、図１、図２などにおける隣接する
段階と実質的に同じ方法で段階Ａと連絡している。母液
はより純粋な段階Ａから純度が低い段階Ｂへ移送手段６
１を通して移される。段階Ｂからの結晶物質は移送手段
６２を通して段階Ａに移動する。所望の量の生成物が段
階Ａから出ていく一方、再循環結晶物質は移送手段６３
をへて段階Ａに再度入る。所望量の副生物が段階Ｂから
除かれる一方、母液の再循環が移送手段６４によって実
施される。

【００３８】種々の段階及び段階間の移送に関連して議
論された種々の制御及び／又は計量機能及び手段をより
詳しく述べれば、次の制御及び／又は計量のやり方が好
ましい。各サイクルの間、実質的に同じ容量の還流母液
が各段階から次のより低い番号の段階に移されるべきで
ある。各サイクルの間実質的に同じ容量の再結晶化され
た結晶物質が各段階から次の高い番号の段階に移される
べきである。各サイクルの間、調節容量の再結晶化され
た結晶物質が精製システムの生成物として最高純度段階
から排出されるべきである。各サイクルの間、調節容量
の母液が、精製システムからの副生物として、最低純度
段階から排出されるべきである。各サイクルの間、シス
テムから外にわたされる生成物及び副生物の容量の合計
と実質的に同じである仕込み物質の容量が、一次システ
ムの最低純度段階に及び／又は副生物濃縮システムのよ
り高純度又は最高純度段階に導入されるべきである。

【００３９】各サイクルの間、適当な容量の物質が各段
階から一段高純度段階へ各運転サイクルの間に移される
ことを可能とする、少なくとも十分な結晶物質を提供す
る為に、十分な量、そして典型的には幾らか過剰量の物
質が再結晶化されなければならない。各サイクルの間、
母液還流の適正な容量を各段階から次のより低い番号の
段階へ各運転サイクルの間に移されることを可能とする
ために、各クリスタライザ−中に母液の十分な容量が残
っているように結晶時間を含めたクリスタライザ−内の
条件は限定されるか又はそれ以外に制御されるべきであ
る。

【００４０】与えられたセクションの還流比とは、同じ
段階から排出される結晶生成物のサイクル当りの重量に
対する還流溶質のサイクル当りの重量の比である（還流
溶質はシステムの各段階から排出されるもので、例えば
最高純度段階でモニタ−される）。不純物濃縮システム
の還流比は、主要再結晶化システムのそれとは異なるこ
とがありえ、これらのシステムの各々の各サイクルの持
続時間も異なるものであり得る。還流比はサイクル当り
システムから除かれる生成物の容量及び段階から段階へ
移される還流の容量を調節することによって制御でき
る。システムに仕込まれた結晶化可能物質から回収され
る超精製された生成物の収率％は、精製システムから除
去される生成物と副生物のサイクル当りの容量を調節す
ることによって制御できる。一般的に言えば、還流比が
高ければ高いほど（例えば１：１）一つの段階次のより
純粋な段階への段階当りの純度における差異がより大き
く、還流比が小さければ小さいほど（例えば０．５：
１）、生成物のより多くの量が各サイクルで生じる。

【００４１】還流比を制御することについてより詳しく
言えば、これは各段階から一段低純度段階へ単位時間当
り移される還流溶質の重量を制御することにより、そし
て各段階から一段高純度段階へ単位時間当り移される各
段階からの結晶生成物の重量を制御することにより達成
できる。さら単位時間当りに生じる結晶生成物の重量
は、最高純度段階に入る結晶の単位時間当りの重量を制
御することにより、そしてその段階を離れていく還流溶
質の単位時間当りの重量を制御することによって間接的
に制御することができ、これらの入ってくる結晶及び離
れていく還流溶質の差が結晶生成物の重量である。より
詳しくは、システムの還流比を決定する二つの主要な因
子が制御される。これらの因子とは最高純度段階によっ
てサイクル当り生じる結晶生成物の正味重量、及びこの
段階から一段低純度段階へサイクル当り移される母液還
流溶質の重量である。

【００４２】間接的な計量方法によっては、オペレ−タ
−は還流として使用されるべき母液の適正な容量を抜出
すことによって、還流容質の正しい重量を計量すること
ができる。還流中の溶質の％はその比重の関数であり、
それをモニタ−することは、還流として正しい重量の溶
質を移す為に必要な還流の適正な容量を与えるのに有用
であり得る。各段階の間に形成される新たな溶液の比重
をモニタ−し制御することも、その段階の結晶溶解器に
加えられた全ての結晶及びその中の母液が一緒にされて
新たな溶液を造る場合には、望ましく好ましいことであ
りうる。比重は新たな溶液に純粋な溶媒を加えること、
又は新たな溶液から溶媒を蒸発されることのいずれかに
よって必要に応じて調節できる。純粋な溶媒を添加する
こと又は溶媒を蒸発させることのいずれかによって、任
意の段階の結晶溶解器中で比重の調節が行なわれ得る。

【００４３】システムを通じて望ましい定常状態を維持
することは重要である。この定常状態が達成されたとき
システムは次の特性を示す。精製されるべき結晶化可能
物質の（又は主要な成分）の同じ重量が、結晶化がおき
てきる間に、各段階のクリスタライザ−中に存在する。
この同じ重量は各サイクルの結晶化期間の間に各段階の
クリスタライザ−中に存在する。各段階は各サイクルの
間結晶生成物の同じ重量を生じ、その重量は実質的にシ
ステムに導入される仕込み物の重量と同じである。同じ
重量の生成物結晶が各サイクルの間造られる。副生物溶
質の同じ重量が各サイクルの間造られる。サイクル当り
の生成物の重量はサイクル当り導入される仕込みの重量
からサイクル当り造られる副生物溶質の重量を引いたも
のと同じである。各サイクルは実質的に同じ還流比を有
している。

【００４４】そのような定常状態は次のステップによっ
て本発明に従って達成され、維持される。このサイクル
の各サイクルの間仕込み物の同じ重量を加える。このシ
ステムの各サイクルの間最高純度段階に同じ重量の純粋
な溶媒を加え、この重量は各サイクルの間この段階から
排出されなければならない還流の必要とされる量を生じ
るのにちょうど十分な重量であるべきである。結晶化さ
れるべき各溶液の比重が各段階で同じであるように結晶
溶解器又はコレクタ−中で新たな溶液の比重をモニタ−
し調節する。各段階の母液の結晶化温度及び比重が各サ
イクルの間同じであることを確実にするために、結晶化
され分離されるべき溶液の温度をモニタ−し調節する。
各段階で再結晶化される結晶生成物の全てを、各サイク
ルの間に一段高純度段階の結晶溶解器に移す。各段階か
らの母液還流の同じ容量を次に一段低純度段階に移す
（又は最低純度段階から副生物として別の所に移す）。
各サイクルの間に、結晶生成物のための新たな還流を形
成するために最高純度段階に純粋な溶媒が加えられた後
に、最高純度段階から結晶生成物を除去する。

【００４５】これらの条件が維持されたとき、各段階で
生じる結晶の重量は、各サイクルの間に、最低純度段階
に導入される仕込み物の重量とサイクル当り同じであ
る。またこのような定常状態が維持されるときは、シス
テムの還流比は一つの実行中の一連のサイクルの間に実
質的に同じままである。

【００４６】各段階でサイクル当り適当な重量の結晶生
産が出来るように、十分な量の母液滞留が各段階中で維
持されるべきである。各サイクルの間に導入される仕込
み物の重量よりも、この必要とされる重量は少なくとも
等しいか又はより大きい。

【００４７】本発明に従って還流比を制御するとき、サ
イクル当りの生成物の重量並びに移される還流の量の両
方を調節することが必要である。結晶生成物の重量を調
節することに関しては３つの制御可能な変数が考えられ
る。これらは各サイクルの間に導入される仕込み物、各
サイクルで排出される副生物、及び各サイクルで排出さ
れる結晶生成物である。結晶化期間の開始に各段階のク
リスタライザ−に対して同じ重量及び／又は容量の物質
を導入することによって、これらの変数のうちの任意の
２つの制御が自動的に３つ目の変数を制御する。全ての
状況に置いてサイクル当りに導入される仕込み物の重量
及び／又は容量は、サイクル当り排出される生成物と副
生物の重量及び／又は容量の合計に等しい。さらに還流
の移送は、各段階から一段低純度段階へ移された母液還
流を計量することにより、又は各段階から一段高純度段
階に移される再結晶化された結晶物質を計量することに
より維持できる。

【００４８】従って還流比の条件の制御は３つの異なる
移送を計量することによって本発明に従って達成でき
る。第１の場合、結晶化可能物質の仕込み、母液副生物
及び母液還流が各々計量される。第２の場合、再結晶化
された生成物、仕込み物及び還流が計量される。第３の
場合、生成物、副生物及び還流が計量される。第４の場
合、仕込み物、副生物、及び一つの段階から別の段階に
移される結晶物質が計量される。第５の場合、生成物、
仕込み物及び結晶物質の移送が計量される。第６の場
合、生成物、副生物及び結晶物質の移送が各々計量され
る。

【００４９】本発明に従う手順及び装置は、水、アルコ
−ル、エ−テル、ケトン等の溶媒内で種々の結晶化可能
な塩を超精製するのに対し適している。この点に関して
再結晶化可能物質の例には、塩化ナトリウム、塩化カリ
ウム、塩化セシウム、硝酸バリウム、硝酸銅、ヨウ化ナ
トリウム、塩化バリウム、硫酸銅、硫酸ニッケル、アル
ム（アンモニウム、アルミニウムサルフェ−ト）、モリ
ブデン酸アンモニウム等が含まれる。次の実施例はこの
種の物質に適する幾つかの特定の手順を説明する。

【００５０】

【実施例】

実施例１ 図１に概要を説明した種類の不純物ストリッ
ピング装置であるが、図面に説明した４つの段階ではな
くて６つの段階を含むものを、サイクル当り１２．５kg
の工業等級の塩化セシウム結晶仕込み物質から、サイク
ル当り８．４６kgの超精製された塩化セシウム結晶と
４．２３kgの不純な塩化セシウム溶質副生物とを製造す
る為に運転した。使用した溶媒は水である。このシステ
ムのオペレ−タ−は各サイクルの特定の目的に依存して
還流比を維持するかまたは変更することが出来る。

【００５１】まず初期の目盛決定サイクル又は開始サイ
クルを実施した。目盛決定運転の最初のサイクルの開始
の前に、３５．８６kgの工業等級の塩化セシウム仕込み
物及び１３．２６リットルの蒸留水を各段階のコレクタ
−に加えた。次に正常な運転が始る前に装置中の不純物
の正常な運転分布を達成するために、装置を１２サイク
ルにわたって１〜０の還流比において運転した。その
後、還流比は各サイクルに対し１〜０．５に変更され
た。

【００５２】１〜０の還流比サイクルの開始の間、結晶
溶解器容器又はコレクタ−を、沸騰、１１８℃に、全て
の結晶が溶解するまで加熱した。比重が調節されなけれ
ばならない段階では蒸留水を比重を下げるために加える
か、又は各段階の溶液の結晶化温度が１００℃にできる
だけ近いように比重を増加させるために追加の蒸発を実
施するかのいずれかを行なった。結晶化を次に２時間に
わたって実施し、その間に温度は１０℃に下げられ、各
段階で１２．７kgに非常に近い塩化セシウム結晶が形成
された。母液からこれらの結晶を分離したのち１９．９
７kgの母液を各段階の母液受器から同じ段階の計量還流
受器に移した。この移された母液は各段階に対し１２．
７kgの塩化セシウム容質を含有していた。

【００５３】分離された結晶は次に各段階の分離器の遠
心廻転を受けながら洗浄され、洗浄は一段高純度段階の
還流受器からの還流母液によって行なわれた。結晶の洗
浄に加えて、このステップは各段階からの還流を一段低
純度段階へ移すことも行なった。最も高い数字の段階に
入る還流は無いのでその段階の結晶は洗浄されなかっ
た。この洗浄ステップの結果は、任意の与えられた段階
の洗浄ステップの後の結晶をいまだ湿らせている任意の
母液の組成が、これら結晶がその後で移されてくる一段
高純度段階の母液の組成と実質的に同じ組成を有してい
た。

【００５４】結晶の移送を次に実施し、１２．７kgの洗
浄された結晶が最高純度段階の場合を除いて一段高純度
段階の結晶溶解容器又はコレクタ−に移された。これら
の初期のサイクルは開始又は目盛決定の性質のものであ
るので、そして１〜０の還流比であるので、最高純度段
階の再結晶化された結晶はその同じ段階の結晶溶解器又
はコレクタ−に移され、７．２７kgの水が全ての結晶を
溶解することができるようにそこに加えられた。

【００５５】各段階の母液受器中の母液滞留物を各段階
のコレクタ−に戻し、溶液の比重が１００℃の結晶化温
度を達成する点まで増加させるまで、最低純度の結晶溶
解器又はコレクタ−から水を蒸発させた。

【００５６】この手順は１２回の連続するサイクルを通
じて実施された。その後の全てのサイクルについては、
還流比は１〜０．５の有利な還流比と決定された比に修
正された。超精製されるべき塩化セシウム仕込み物１
２．７kgを最低純度段階の結晶溶解器又はコレクタ−中
に導入し、純度９９．９９９％を有する８．４６kgの超
精製された生成物を各サイクルの間、最高純度段階から
取りだし、そして４．２３kgの副生物容質を各サイクル
の間に最低純度段階から抜出した。

【００５７】各サイクルが従った手順は目盛決定サイク
ルの間に実施されたのと同様であるが、次の修正を含ん
でいる。６．６５kgの母液を母液受器から抜出し、各段
階の計量還流受器に移した。この既知の量の母液還流は
１０℃の結晶化温度を有し、そして４．２３kgの塩化セ
シウム容質を含有し、２．４２kgの水溶媒を含有してい
た。最低純度段階の還流受器の内容物は副生物をして捨
てられた。他の段階については６．６５kgの還流を一段
低純度段階の再結晶化された結晶を洗浄するために移し
た。最高純度段階の再結晶化された結晶は２．４２kgの
温かい蒸留水で洗浄され、これらの結晶は８．４６kgの
生成物としてシステムから除去された。他の段階の再結
晶化された結晶は一段高純度段階の結晶溶解器またはコ
レクタ−に移された。最低純度段階を煮詰める必要はな
い。そのかわりに別の１２．７kgの塩化セシウム仕込み
物質を加えた。これらの非目盛決定、即ち運転サイクル
の間定常状態を確立し、そして各段階において維持し
た。これらの定常状態は、各実験の各サイクルの終りに
各結晶溶解器又はコレクタ−中に同じ滞留重量の塩化セ
シウム３５．５６kgを有することを含んでいる。同じ重
量、即ち１２．７kgの塩化セシウム結晶が各実験の各サ
イクルの間、各段階のクリスタライザイ−中で形成され
た。同じ重量、即ち８．４６kgの塩化セシウム生成物が
各サイクルの間精製された。

【００５８】還流比は実験の各サイクルの間１〜０．５
に制御され、この制御は、それらの定常状態を確立する
ことによって、そしてサイクル当り導入される仕込み物
の重量及びシステム中の段階から段階への還流の移送の
速度を直接制御することによって可能とされた。この制
御はさらにサイクル当り造られる生成物の重量を制御す
る。

【００５９】実施例２ ３段階のものに変形したことを
除き図３に概略を説明したような不純物濃縮装置を実施
した。このシステムは実施例１に従って造った塩化セシ
ウム副生物溶液を処理するのに使用した。この不純物濃
縮システムは、実施例１の装置に送入した仕込み物質と
実質的に同じ純度を有する結晶生成物として、７５％の
容質を回収した。この仕込んだ容質の残りの２５％は、
仕込み物質中に存在した実質的に全ての不純物を含有し
ている非常に不純な容質に転換された。この不純物濃縮
システムへの仕込み物であった実施例１からの副生物溶
液は結晶化温度１０℃を有し、およそ６３．６重量％の
塩化セシウム容質を含有していた。この点に関し、典型
的な容質も重量で約５００ppmの塩化ナトリウム、及び
約５０００ppmの塩化ルビジウムを含有していた。

【００６０】不純物濃縮システムの各段階の結晶溶解器
に仕込み物３３．３kgを充填し、従って２１．１９kgの
塩化セシウム容質と１２．１２kgの水を充填した。１０
０℃の結晶化温度を示す為に比重を調節することは水を
７．８３kgに蒸発させることを要した。

【００６１】各段階につき塩化セシウム結晶７．５kgが
結晶化により造られ、母液と結晶は実施例１に記載のよ
うに分離された。７．４７kgの母液を最高純度段階の母
液受器からその還流受器に移し、そして４．３７kgの最
低純度の母液をその還流受器に移した。結晶の洗浄を行
ないそして最高純度（濃縮）段階における７．５kgの洗
浄された結晶を不純物濃縮セクションの生成物として除
去した。最低純度（濃縮）段階からの洗浄された結晶
７．５kgを一段高純度（濃縮）段階に移した。

【００６２】最低純度の結晶溶解器中で煮詰めることを
実施したが、溶解器は３３．３kgの溶液を含んでいて、
その溶液は２１．１７kgの塩化セシウム容質と１２．１
２kgの水を含んでいて、その水が７．８３kgに減少され
た。煮詰めた後、およそ１００℃の結晶化温度を有する
２９kgの新たな溶液が存在した。より高純度段階内に溶
解する結晶は３３．３kgの新たな溶液を提供し、この新
たな溶液は２１．１７kgの塩化セシウム容質と１２．１
２kgの水を含んでいた。

【００６３】この最初と同一である追加のサイクルをサ
イクル当り７．５kgの結晶生成物と、サイクル当り２．
５kgの不純物な塩化セシウム容質の製造を続けるために
実施した。数回のサイクルの後、この不純物濃縮セクシ
ョンの段階における不純物分布が平衡状態に到達した。
平衡状態が到達された時に含有される副生物容質は仕込
み容質の不純物の濃度のほとんど４倍を含有していた。
不純物濃縮セクションの還流比は１〜０．７５であっ
た。

【００６４】記載された本発明の具体例は本発明の原理
の応用の幾つかを説明するものであることを理解すべき
である。本発明の真の精神及び範囲からはずれることな
しに当業者は数多くの修正をなすことができる。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明に従う複数段階超精製システムの流れ図の
全体的な見取図であり、図２は本発明に従う複数段階再
結晶化超精製を実施する為の別の具体例の流れ図の該略
図であり、そして図３は本発明に言うような複数段階不
純物濃縮システムの具体例の図解である。

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 還流比条件を制御することを含む複数段
   階再結晶手順によって結晶化可能な物質を超精製する方
   法であって、 各段階の結晶化可能物質を各段階内で溶解し再結晶化し
   うるように、結晶化可能物質を含有する容器を有する複
   数の段階（以下段階群）を提供し、そして各段階にある
   間に実質的に同時に実施される複数の実質的に重複する
   サイクルを通じて、循環的に一連のステップを進行させ
   ることによって該段階群を実行するが、該段階群の一つ
   は、仕込み物として、超精製しようとする結晶化可能物
   質の調節量が、最低純度段階容器に該段階群外から加え
   られる最低純度段階であり、該段階群の別の一つは、該
   結晶化可能物質を含有せず該結晶化可能物質と異なる溶
   媒が、該段階群外から加えられる最高純度段階であり、 各段階の該一連のステップが、ステップ（ａ）〜
   （ｊ）、即ち、 （ａ）再結晶化されるべき結晶化可能な物質をコレクタ
   −容器内で溶解するが、但し最低純度段階に対する該結
   晶化可能物質は、超精製されるべき結晶化可能物質の上
   記仕込み物とし、そして残りの段階に対する該結晶化可
   能物質は、一段低純度段階において再結晶化されている
   物質とし、この溶解ステップを受けさせられる、結晶化
   可能物質と主として該溶媒から構成される該段階からの
   母液とを該段階で一緒にし、それによって該溶媒内の該
   結晶化可能物質を溶解し、そして該コレクタ−容器内に
   別の飽和新溶液を形成し、該別の飽和新溶液を全ての結
   晶化可能物質が該溶媒中に溶解されている溶液とするこ
   とによって溶解を行ない、 （ｂ）各段階の該別の飽和新溶液を該コレクタ−容器か
   らクリスタライザ−容器に移し、 （ｃ）各段階の該クリスタライザ−容器中の該結晶化可
   能物質を再結晶化させるが、ここで再結晶化ステップ
   は、該別の飽和新溶液の温度を、結晶化可能物質が再結
   晶化し、それによって、再結晶化された結晶を含むある
   量の結晶スラリ−を各段階で形成する、選択された温度
   に下げることを含んでおり、 （ｄ）該結晶スラリ−をその段階の分離容器に移し、 （ｅ）該分離容器内で該結晶スラリ−を再結晶化された
   結晶と母液に分離し、 （ｆ）ステップ（ｅ）中で分離された該母液の調節量を
   その段階の還流容器に移し、そして該分離された母液の
   残りの全てをその段階の該コレクタ−容器に移し、これ
   によって該再結晶化され分離された結晶のみを該分離容
   器中に残し、 （ｇ）段階が最低純度段階であるときは、該ステップ
   （ｆ）の分離された母液の調節量は該段階群外に移され
   る副生物とし、 （ｈ）段階が最低純度段階以外であるときは、該ステッ
   プ（ｆ）の還流容器に提供された母液の調節量は一段低
   純度段階の分離容器に移し、それによって該一段低純度
   段階の分離容器中の再結晶化され分離された結晶を該一
   段低純度段階の母液よりも純粋な母液で洗浄し、 （ｉ）段階（ｅ）中で分離された該再結晶化された結晶
   の調節量を一段高純度段階のコレクタ−容器に移すが、
   但しここで言う再結晶化された結晶とは、最高純度段階
   のステップ（ｉ）が再結晶化された結晶の調節量を超精
   製された再結晶化された結晶生成物として該段階群外に
   移してしまう場合以外は、一段高純度段階のステップ
   （ａ）の結晶化可能物質にあたり、そしてステップ
   （ｅ）で分離された残りの全ての再結晶化された結晶は
   その段階のコレクタ−容器に移し、そして、 （ｊ）複数段階再結晶手順の還流比を、ステップ（ｆ）
   の間に移された母液の該調節量を計量し、そしてステッ
   プ（ｉ）の間に最高純度段階から移される再結晶化され
   た結晶生成物の量を調節することによって制御すること
   からなるものである方法。
2. 【請求項２】 該結晶生成物が約９９．９９９パ−セン
   トの純度を有する請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 温度条件が各段階内で実質的に同じであ
   る請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】 システム（段階群）が約２から約１０の
   間の数の段階数を含んでいる請求項１に記載の方法。
5. 【請求項５】 段階間で移される母液と結晶の各調節量
   が、そこへ移されてくる段階又はそこから移そうとする
   段階に関わりなく実質的に同じである請求項１に記載の
   方法。
6. 【請求項６】 ステップ（ｅ）中で分離される結晶をス
   テップ(ｉ）を実施する為の結晶受器に移すことを更に
   含んでいる請求項１に記載の方法。
7. 【請求項７】 ステップ（ｃ）に先立って各コレクタ−
   中の新たな溶液の比重を調節することを更に含んでいる
   請求項１に記載の方法。
8. 【請求項８】 該還流比を制御するステップが、システ
   ム（段階群）の各段階に於いて、及びその各サイクルを
   通じて、結晶化可能物質の仕込み結晶、母液、副生物、
   洗浄液、及び生成物の同じ量を加え、除去し、及び／又
   は移し、そして各段階及び各サイクルにおいて同じ温度
   条件を保持することを含んでいる請求項１に記載の方
   法。
9. 【請求項９】 システム（段階群）から排出される生成
   物の上記調節が各サイクルに導入される結晶化可能物質
   仕込み、各サイクルで排出される副生物、及び各サイク
   ルで排出される生成物、のうちの任意の二つを調節する
   ことを含んでいる請求項１に記載の方法。
10. 【請求項１０】 該母液の調節量を計量する段階（ｊ）
    が、各段階から一段高純度段階に移される再結晶化可能
    な結晶物質を計量することによって間接的に調節される
    請求項１に記載の方法。
11. 【請求項１１】 システム（段階群）から排出される生
    成物の上記調節が、各サイクルに導入される結晶化可能
    物質仕込み、各サイクルで排出される副生物、及び各サ
    イクルで排出される生成物、のうちの任意の二つを調節
    することを含んでおり、そして母液の調節量を計量する
    段階（ｊ）が各段階から一段高純度段階に移される再結
    晶化可能な結晶物質を計量することによって間接的に調
    節される請求項１に記載の方法。
12. 【請求項１２】 該段階（ｇ）の副生物を処理する為
    に、複数の濃縮段階を有する不純物濃縮システムをさら
    に含んでおり、該不純物濃縮システムが最高純度濃縮段
    階及び最低純度濃縮段階を含んでおり、不純物濃縮シス
    テムへの仕込みは該最高純度濃縮段階に対してなし、不
    純物濃縮装置から出す副生物は最低純度濃縮段階から出
    し、不純物濃縮装置から出す濃縮生成物は該最高純度濃
    縮段階から出し、該濃縮生成物は、該段階（ｇ）副生物
    よりも純粋であり、各上記濃縮段階は結晶化可能物質を
    溶解し、これを再結晶化し、結晶と母液に分離し、調節
    量の母液を一段低純度段階に移し、そして結晶を一段高
    純度段階に移す、請求項１に記載の方法。
13. 【請求項１３】 一段低純度段階の結晶を洗浄する調節
    量の母液を提供する、該調節量の母液を移すステップ
    が、母液を該ステップに先立ってその段階の還流受器に
    移動させる請求項１に記載の方法。
14. 【請求項１４】 循環的複数段階再結晶手順によって結
    晶化可能物質を超精製する装置であって、 各段階内で実質的に同時に行なわれる実質的に重複する
    サイクルを通じて進行され、そして最低純度段階と最高
    純度段階を少なくとも含んでおり、各段階用のコレクタ
    −手段を含んでいる構成成分を有している複数の段階
    （以下段階群と述べる）、 調節量の結晶化可能物質を最低純度段階のコレクタ−手
    段に添加する手段、 結晶化可能物質と異なりかつ結晶化可能物質を含有しな
    い、結晶化可能物質のための溶媒を、該最高純度段階に
    加えるための手段、 各コレクタ−手段内に飽和新溶液を形成する為に該溶媒
    を含んでいる母液中に結晶化可能物質を溶解する手段、 各段階の該飽和新溶液の温度を、該新溶液から結晶化可
    能物質を結晶化させる選択温度に下げることによって、
    該飽和新溶液中で結晶化可能物質の実質的に全てを再結
    晶化させ、各段階で再結晶化された結晶を含む結晶スラ
    リ−のある量を形成する手段、 各段階の該結晶スラリ−を再結晶化された結晶と母液と
    に分離させ、分離した母液を各段階の母液受器に移す手
    段、 その段階の母液受器の下流にあって、母液受器からの母
    液の調節量を計量することにより調節量の母液を提供す
    る各段階の還流手段、 該最低純度段階を例外として、各段階の母液の該調節量
    を一段低純度段階に移し、一段低純度段階の再結晶化さ
    れた結晶をより純粋な段階からの母液で洗浄する手段、 該最低純度段階から母液の調節量を出して調節量の副生
    物を与える手段、 最高純度段階を例外として、該分離手段から調節量の再
    結晶化された結晶を、一段高純度段階のコレクタ−に移
    す手段、 調節量の超精製された結晶生成物として、該最高純度段
    階の分離手段から再結晶化された結晶の調節量を集める
    手段、 該還流手段で計量される母液の調節量に対する過剰分の
    残留母液を、各段階の該母液受器から、同じ段階のコレ
    クタ−に渡す手段、 該還流手段と超精製された生成物の調節量を集める該手
    段とを含み、この装置の各段階内及び段階間で定常状態
    を維持する手段を更に含む、複数段階装置の還流比を制
    御する手段、を含んでいる装置。
15. 【請求項１５】 該調節量の母液を一段低純度段階に移
    す為の手段が、該最低純度段階以外の段階の母液受器に
    渡された該母液の調節量を、一段低純度段階の分離手段
    に洗浄移送する手段である、請求項１４に記載の装置。
16. 【請求項１６】 各段階のそれぞれの構成成分内で実質
    的に等しい温度条件を維持するための手段をさらに含ん
    でいる請求項１４に記載の装置。
17. 【請求項１７】 装置が２〜約１０の間の段階数を含ん
    でいる請求項１４に記載の装置。
18. 【請求項１８】 結晶を移す手段が該分離手段とは別の
    結晶受器を含んでいる請求項１４に記載の装置。
19. 【請求項１９】 各コレクタ−手段内に新溶液スラリ−
    の比重を調節する手段を含んでいる請求項１４に記載の
    装置。
20. 【請求項２０】 該定常状態維持手段が、該母液を移す
    手段、該洗浄移送手段、該結晶を移す手段、及び該結晶
    を集める手段を制御する為の手段を含んでおり、それに
    よってこれらの各手段が該複数の段階（段階群）の各々
    の間でそれぞれの物質の実質的に等しい量の移動を制御
    する請求項１５に記載の装置。
21. 【請求項２１】 該最低純度段階からの副生物をさらに
    処理するための複数の濃縮段階を有する不純物濃縮装置
    をさらに含んでおり、該不純物濃縮装置は最高純度濃縮
    段階と最低純度濃縮段階を少なくとも含んでおり、該最
    低純度段階からの副生物を最高純度濃縮段階に渡す仕込
    み手段と、該最低純度濃縮段階から副生物を取除く排出
    手段と、該最高純度濃縮段階から濃縮生成物を除去する
    ための生成物オ−バ−フロ−手段とを含んでおり、該濃
    縮生成物は該最低純度段階からの副生物よりも純粋であ
    り、そして該濃縮段階の各々は該最低純度段階からの副
    生物を溶解する手段、これを再結晶化する手段、これを
    結晶と母液とに分離する手段、調節量の母液を一段低純
    度濃縮段階に移す手段、及び結晶を一段高純度濃縮段階
    に移す手段を含んでいる、請求項１４に記載の装置。
22. 【請求項２２】 該母液を移す手段が該母液受器とは別
    の還流受器を含んでいる請求項１４に記載の装置。