JPS58201727A - 物質の高純度精製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、不純物質と目標物質からなる液状混合物音、
まず温度晶析に付１て不純物質の一部を液相状で除き、
目標物質濃度の高められ九混合物會史に圧力晶析に付す
ことによ、つて目標物質を高純度・高収率に回収する方
法に関するものである。

不純物質と目標物質が共晶を形成する様な共晶系化合物
から、目標物質を高純度・高収率に回収しようという試
みは古くからなされているが、一般に純度の同上と回収
率の向上は、両面を同時に満足させることが困難な相反
する要望と考えられており、純度にボイ“ン装置くとき
は回収率が犠・牲となり、回収率にポインＦ′ｆ装置く
ときれ純度が□　犠牲になるという関係があった。特に
従来の晶析は主として温度操作に頼るものでめったから
、■微妙な温度管理を高精度に行なうこと自体が困難で
ある、■系内會均−にし、且つ高積度め制−全行なおう
とすれば昇温若しくは冷却の進行速度が無限に遅くなり
、■現火問題としては系内の温度勾配全完全に防止する
ことが不可能であり、又いった今形成された■配線〒時
間に解消することができない等の欠点があり、本発明者
等がかねてより開発を進めている圧力晶析、法に比べる
と制御範囲が極めて狭く純度においても回収率において
ｔ隔設に劣っている＝□”・・即ち圧力晶析法の基本に
ついては、例えに特公昭５Ｂ−２２０６５、特開１１ｉ
［（５Ｇ−４８０６８、同５０−１０４７７１．同５１
−８１７８ｇ、同６４−２８２７２、向５４−６１！６
７６等極めて多数の特許出願明細書において既に開示し
友通り、■微妙な圧力管理が賽易である、■昇圧や降圧
が一時に完了する、■系内の圧力分布が均一であり、温
度分布も生じない等の長所があり制御範囲の拡大及び高
精度制御によって純度及び回収率上両面から満足させる
ということもある程度で可能になってき良。

しかし圧力晶析を行なう為の装置は一般に大型化するこ
七が困難で、Ｔｏり％ｍｊｆ晶析装置に比べて小型であ
るかり、−回尚りの処理量も勢−少ないものとならざる
ｔ得なかった。従って圧力晶析法を工業的用途において
具体的に展開していく為に蝶、処理効率の向上を図って
経崎性を満足させ今必要があり、又回収率及び純度ｔよ
り改普することも望まれたので種々の観点から検討を重
ねてき良。本発明はこの様な検討の結果なされ友もので
あり、工業的用途への展開に当って、経済的ペースｔ−
ｊｌＪｉ！させながら目標物質！高純度・高収率に回収
することのできる精製法の提供ｔ−ｉ的とするものであ
る。即ち上記目的を満足するに至った本発明の精製法と
に、温度晶析法と圧力晶析法會功みに組合わせたもので
あり、次の２ルー［が包含される。まず第１のルート扛
、目標物質及び来賓的に１種以上の不純物質からなる液
状混合物ｃ以下液状混合物Ａ）ｔ−１不純物質と目標物
質の共晶ｔｉＡＢｔ↓υ高％Ａ温度領域における予備晶
析に付し、該晶析によって専ばら目標物質を固相備、不
純物質を液相備に夫々濃縮し良後液相の一部を排出し、
その結果最初の液状混合物Ａμ、固相分率及び目標物質
濃度の高い中間スラリー状混合物Ｂとなるが、次いでこ
れ’ｋ濾過機能付きの圧力容器内で加圧し、固相分率が
更に上昇して液相中の目標物質濃度が低下し九段階で、
該圧力賽器のろ液排出ライ、ンを容器外の低気圧側雰囲
気と連通させて液相を排出し、次いで圧力容器内の残存
混合物を圧搾しなから液相圧會低下せしめ、これに伴う
結晶表面の一部融解によって生成し大融液會前記液相と
共に排、出し、目標物質濃度の高い固形物音圧カ等器内
に残留させる、ことを要旨とするものである。

そして第２のルートは、中間スラリー状混合物Ｂの温度
が低下している為に、次の圧力晶析が低温似で行なわれ
純度の低下を招く恐れがめったので、該スラリー状混合
物Ｂを固相の全部が融解しない温度迄高めることによっ
て圧力晶析の開始温艮會憂めてから前記第１のルートに
従って圧力晶析全行なうことｔ−要旨とするものである
。即ち本発明の要点は液状混合物Ａ中の不純物質を、比
較的簡単で且つ大証処理の可能な温度晶析法によっであ
る程度除去し、圧力晶析に付す原料混合物の目標物質ｍ
ｉ’ｉ高めて装置経済性を向上させるものであるから、
圧力晶析における効率が高く、目標物質の回収率は極め
て高いものとなる。又第２のルート″ｔ′は、比較的高
ｍ側で圧力晶析を行なうので、回収製品中の目標物質濃
度は極めて高くなる。

以下夾施例図面及び具体的な精製操業例に基づいて本発
明の構成及び効果會明らかにしていく。

第１図はプロセスフローの全部を示す説明図で、図線第
２ルートの場合を示しているが、第１ルート會採用する
場合は溶解缶５ｆｆｉ省略し、濃縮缶８を圧力晶析４１
１６に直結させる。即ち図においてｌは原液タンクであ
シ、前述の液状混合物Ａが貯髄避れ、ポンプＰ１によっ
て温度晶析缶２に送り込まれる。ここではモータＭによ
って作動する撹拌翼８が浸漬されると共に、目標物質と
不純物質の共晶点より若干高めの温度迄冷却する為の冷
却機構が付加されるＣ図略）。従って晶析缶２に入った
液状混合物Ａは冷却及び攪拌を受は目標物質濃度出して
くる。即ち拳法では高融点側の物質が目標物質として精
製される。従って晶析缶２ではスラリーが形成され、次
いで濃縮缶８に移壮され、重力沈降方式あるいはその他
任意の方式によってスラリーの濃縮が行なわれる。図で
は重力沈降方式を採っているので、沈殿部と上澄層に分
けられるが、目標物質を多く含む高固相濃度の沈殿部全
圧力晶析にまわし、不純物質濃度の高い上ｆｆ１ｔ−ポ
ンプＰ２によって排液タンク４に送る。即ち同相中には
既に目標物質が相当の高濃度に含まれているので当然法
の圧力晶析に付すが、液相中にも未晶析の目標物質が大
量に含まれているので排液タンク４に送るのは一部にと
どめ、大部公社同相と共に圧力晶析の原料とする。即ち
上述の工程によって目標物質の予備的な晶析が行なわれ
ているので、圧力晶析の対象になるスラリーＢ中の不純
物質量は相当に低下しておシ、圧力晶析機の装置経済性
は極めて高くなる。但し前述の説明から自明である様に
排液タンク４への送給液量が多くなり過ぎると、同液に
伴なわれて目標物質が排出され、目標物質の日収率が悪
くなるので、排液タンク４への送給電は、液状混合物Ａ
の濃度、晶出缶ＬＫおける冷却度、圧力晶析＄６の容量
等を総合的に勘案して調整することが推奨される。

こうして濃縮缶８の底部から取出される高固相濃度のス
ラリーＢｄ、前述の第１ルーＦであればそのまま圧力晶
析機６に供給されるが、温度晶析によってかなりの低温
にガっているので、これをこのまま圧力晶析ａＩ６に持
込んで圧力晶析を行なった場合、低温側（共晶温度に近
い側）での圧力晶析となって固相中の目標物質濃度が相
対的に低下するという問題がある。そこで第２ルートに
示した様にいつ九ん溶解缶５へ注入し、同相の一部又は
全部ｔ−溶解してから圧力晶析機６へ送給することか推
奨される。即ち前述の温度晶析は、目椋物質會結晶化さ
せることを直接的外目的とするのではなくミ不純物質を
液相のままで可及的多く排出することを目的として行な
われるｔのであるから、液相の一部會排出子ることによ
って当該目的が達成された後は、全体會均−な液相とし
くあるいは若干の種晶が残る程度の液相とした上で）、
圧力晶析に付して目標物質の高純度結晶ｔ−得る様にす
る方が合理的である。しかし再溶解の為の熱源に要する
エネルギー消費を考慮に入れれけ、温度晶析によって低
下した温度を少しでも＠ｌ復しておけに、それに見合う
だけの効果が得られるので、溶解缶、−おシる加熱は必
要十分な程度に抑えることの方が却って合理的であると
言うこともできる。

従って一般的に甘えにポンプＰ３としてはスラリーボン
デを設置することが望ましく、溶解缶すにおいて若干固
相分率の低下したスフリー状混合物は、圧力晶析機６の
底部から高田室８に送入される。圧力晶析４１６の構成
自体は本発明を制限するものではないが、図では底蓋９
、筒状側壁１ｏ、上ｍｌ　１．押圧ピストン１２から成
シ、底蓋９には原液注入部、炉液排出フィルター１４が
形成され、該フィルター１４に連設されるろ液排出フィ
ンにはバルブ１５が介設され、ろ液タンク７に接続され
る。又側壁ｌＯの横には製品押出ピストン１６が設けら
れ、更には側壁ｌＯの外面側に灯台座１７′（ｉｌ−介
してピストン１８が取り付けられている。従って爾圧室
８にスラリー状混合物が注入されると、ピストン１２が
下降して高圧室８内の圧力が増大し、圧力晶析が行なわ
れる。そして目標物質の晶析が十分に進行して固形物Ｂ
が得られると、Ａルア’　１５　ｔ−開いて室８内の液
をタンク７に放出するが、液相の排出が終ると高圧室８
内の圧力媒体であった液相がなくなシ、固相を介して糸
外の低圧力側と連通されるので高圧室８内の圧力が低下
しはじめる。その為例えば特開昭５４−１５９８７８号
等において既に開示している様に、不純物質含有比率の
高い固相表面部が一部融解して液相が発生してくる。従
ってこの状態でピストン１２會更に降下させると残存固
相の圧搾が行なわれることと２２ニジ、面圧室８内の圧
力が史に低下して大気圧に近づきながら固形物Ｂの一部
融解及び圧搾が進行し、最終的１ｃ高圧室８内が大気圧
に一致すると共に固形物Ｂの目標物質純度は極めて訪い
ものとなシ、且つ液相も十分に排出される。

そこでピストン１８を引き上げると側壁ｌＯが上ｉｌｌ
と共に上昇し高圧室８が解放されるので、ピストン１６
を前進させて固形物Ｂｔ基糸外取出す。次いでピストン
１６の退避、ピストン１８の降下、ピストン１２の上昇
上順次行なって圧力晶析機６を組立て、前記の各作業を
繰返すことによって精製を行なうが、こうして得られた
固形物Ｂ中の目標物質純度は極めて高く、又目標物質の
回収率も良好であった。

次にｍ−フレジー・ルとｐ−クレゾールの混合物（以下
各成分はＭ体、１体と呼び混合物はＭ／Ｐ体と呼ぶ）を
対象とし、第１ルート及び第２ルートによる精製実験全
行ない、一定の成果ｔ−得九ので夫々の結果を明らかに
する。尚説明上の便宜から、第２ルーｈ１ず初めに述る
。

１体とＭ体９重量比が７０／８０である原液（２７Ｍ体
：４０°（ｊ）’ｉ８．５°９（１体とＭ体の共晶点は
２．６°Ｃ）迄冷却して固相全若干量析出させた。

ここから液相の一部を排出して８０／２０の２７Ｍ体（
８，５°Ｃ）とし、このスラリーを１６°Ｃ迄加熱し同
相分率０．２５８６（液相中のＰ、体濃度：０．７８０
８）としてから圧力晶析機に注入し、１５００気圧まで
加圧した。圧力変化に伴う温度変化、固相分率変化は第
１表に示す通りであった。

次いでパルプ１５會開き筒圧室８内の固形物Ｂを圧搾し
続け、前述の手順に従って目標物質を得九。このときの
温度変化、賽器内残留質蓋分率の変化、面相中のＰ体分
率の変化等については％２表に示す通りでめった。

第２表に見られる如く、最終的に得られた固形物のＰ体
分率は０．９９７０であり、後述の第ｌルート（第４表
）及び比較例（第６表）と比べても極めて高く、１体と
しての精製度は十分満足いくものであった。又容器内の
残留質盆分率（原液１としたときの比）は０．４８５４
であり、回収率は第１ルートの結果よシ低下しているが
、比較例（第６表）に比べれば極めて高く十分満足する
ことができる。

次に第１ルートの実験例會示すが、本突験では前記実験
と同じく１体とＭ体のＭ蓋比がＴＯ／８０のもの（４０
°０）ｉ原液とし、これヲ８．５°Ｃに冷却して同相を
若干量析出させた後、液相の一部會除いて８０／２０の
Ｐ／Ｍ体（８，５℃）とし、このヌフリー會加熱しない
でそのまま圧力晶析に付した。以後は全く同様に行ない
、第８．４表に示す結呆會得た。第８表は第１表に対応
し、第４表は第２表に対応するが、これらの結果に見ら
れるｐｌｌ＜、圧力晶析時の温度が低い仝回収率は極め
て高くなったが、生成固形物の純度に若干の見劣りがあ
つｆｃａ 次に比較例ケ示す。この場合は予備晶析の温度が１０°
Ｃであった為、この段階における晶出固体には少なかっ
た（固相分率：０．０９１Ｂ）。その為液相の排出はＰ
体の大証損失につながる恐れがあり、液相の排出は断念
せざる全得なかった。従って予備晶析は種晶析出の意味
程度しかなく、以後同様の処理を行なったときの経過は
第５表（第１．８表に対応）及び第６表（第２，４表に
対応）に示す通りであって、最終的に得られた固形物の
Ｐ体純艮は９９．５％とそれ程見劣りはなかったが、容
器内の残留質量分率は０．８２６９と大幅に低下してお
シ、最終製品純度において若干、回収率については大巾
に、夫々悪い結果しか得られなかった。

第２図は上記各実験における圧力晶析部分の操作線図を
示すが、各グラフ中の■は圧力晶析開始時点、■は外圧
の完了時点、■は圧搾完了時点會示し、又グラフの１０
０％を示している曲線はＰ体が１００％であるときの固
液平衡曲線である。

本発明は１紀の如く構成されているので、目標物質の分
離に当って純度及び回収率の両面において優秀な成果が
得ら□れ、又装置経済の面においても不純物質の予備分
離が行なわれる為、圧力晶析機を効果的に活用すること
が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明フローの説明図、第２図は操作線図會示
す。 ｌ・・・原液タンク　　　　２・・・温度晶析缶８・−
・濃縮缶　　　　　　４・・・排液タンク５・・・溶解
缶　　　　　　６・・・圧カ晶析機出願人　　株式会社
神戸製綱所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１３実質的に１種以上の不純物質が目標物質と共存し
   ている液状混合物から該目標物質ヲ嵩純度に分Ｍｆｉｌ
   ｌｉ製する方法であって、上記液状混合物を、前記不純
   物質と前記、目標物質の共晶点を下らないａ１度領域に
   おける予備晶析に付して目標物質の゛丙相分率管高める
   と共に液相中め不純物質濃度を高め、・舷に得られた固
   液混合物から液相の二部を排出することによって固相分
   率會更に高めた後、該固液混合物￥ｔｐ過機能付きの圧
   力容器内で加圧し、同相分率が更に上昇して液相中の目
   標物質濃度が低下した段階で、該圧力容器のろ液排出フ
   ィンを番器外の低気圧側算囲気と連通させて液相を排出
   し、次いで圧力容器内の残存混合物を゛圧搾しなから液
   相圧を低下せしめ、どれに伴う゛結晶表面の一部融解に
   よって生成し九融液を前記液相と共に排出し前記目標物
   質濃度の高い固形物を圧力賽器゛内に残留させることを
   特徴とする物質の高純度精製法Ｏ゛ ”（２、特許請求の範囲第１項において、液状混合物が
   ｍ−フレジーρとｐ−クレゾール゛め混合物である物質
   め高純度精製法。 （３）特許請求の範囲第２項において、ｍ−クレゾール
   が主だ本年純物質、ｐ−タレゾールが目標物質である物
   質の高純度精製法。　　　　□（４）実質的に１−以上
   の不純物質が目標物質と共存している液状混合物から該
   目標物質を高純度に分離精製する方法であって、上記液
   状混合物゛な、前記不純物質と前記目標物質の共晶点を
   下らない温度領穢における予備晶析に付して目標物質の
   固相分率を高めると共に液相中め不純物質一度會高め、
   舷に得られた固液混合物から液和め二部を排出量ること
   にχうて同相分率を更に高め友後、該固液混合物を固相
   の一部が融解する温度嬢高め、次いでこれ？濾過機能付
   きの圧力容器内で加圧し、固相分率が更に１外して液相
   中の目標物質濃度逅低下した段階で、該圧力容器のろ液
   排出ツイン會容器外の低気圧側雰囲気と連通させて液相
   を排出し、さらに圧力容器内の残存混合物全圧搾しなか
   ら液相圧を低下せしめ、これに伴う結晶表面の−　、部
   融解によって生成した融ｆ＆に前記液相と共に排出し前
   記目標物質濃度の高い固形物を圧力容器内に残留させる
   ことを特徴とする物質の高純度精製　　・法０ （Ｊ））特Ｗ’ｆ詞求の範囲第４項において、液状混合
   物がｍ−クレゾールとｐ−クレゾールの混合物であ□る
   物質の高純度精製法。 （６）特許請求の範−第５項において、ｍ−クレゾ質で
   ある物質の高純度Ｍ製ｉ。