NO115566B - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
NO115566B
NO115566B NO153113A NO15311364A NO115566B NO 115566 B NO115566 B NO 115566B NO 153113 A NO153113 A NO 153113A NO 15311364 A NO15311364 A NO 15311364A NO 115566 B NO115566 B NO 115566B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
column
cavity
molten
zone
section
Prior art date
Application number
NO153113A
Other languages
Norwegian (no)
Inventor
W Hadley
R Wilton
Original Assignee
Metal Closures Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metal Closures Ltd filed Critical Metal Closures Ltd
Publication of NO115566B publication Critical patent/NO115566B/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D41/00Caps, e.g. crown caps or crown seals, i.e. members having parts arranged for engagement with the external periphery of a neck or wall defining a pouring opening or discharge aperture; Protective cap-like covers for closure members, e.g. decorative covers of metal foil or paper
    • B65D41/32Caps or cap-like covers with lines of weakness, tearing-strips, tags, or like opening or removal devices, e.g. to facilitate formation of pouring openings
    • B65D41/34Threaded or like caps or cap-like covers provided with tamper elements formed in, or attached to, the closure skirt
    • B65D41/348Threaded or like caps or cap-like covers provided with tamper elements formed in, or attached to, the closure skirt the tamper element being rolled or pressed to conform to the shape of the container, e.g. metallic closures
    • B65D41/3485Threaded or like caps or cap-like covers provided with tamper elements formed in, or attached to, the closure skirt the tamper element being rolled or pressed to conform to the shape of the container, e.g. metallic closures having tear-off strips
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D41/00Caps, e.g. crown caps or crown seals, i.e. members having parts arranged for engagement with the external periphery of a neck or wall defining a pouring opening or discharge aperture; Protective cap-like covers for closure members, e.g. decorative covers of metal foil or paper
    • B65D41/32Caps or cap-like covers with lines of weakness, tearing-strips, tags, or like opening or removal devices, e.g. to facilitate formation of pouring openings
    • B65D41/34Threaded or like caps or cap-like covers provided with tamper elements formed in, or attached to, the closure skirt
    • B65D41/348Threaded or like caps or cap-like covers provided with tamper elements formed in, or attached to, the closure skirt the tamper element being rolled or pressed to conform to the shape of the container, e.g. metallic closures
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D51/00Closures not otherwise provided for
    • B65D51/14Rigid discs or spherical members adapted to be held in sealing engagement with mouth of container, e.g. closure plates for preserving jars
    • B65D51/145Rigid discs or spherical members adapted to be held in sealing engagement with mouth of container, e.g. closure plates for preserving jars by means of an additional element connected directly to the container

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Closures For Containers (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

Fremgangsmåte ved redistribuering av bestanddelene av et smeltbart materiale som består av minst to bestanddeler eller stoffer. Procedure for redistributing the constituents of a fusible material consisting of at least two constituents or substances.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved redistribuering av bestanddelene av et smeltbart materiale som består av minst to bestanddeler eller stoffer i en kolonne, hvor avvekslende, ad-skilte, forholdsvis varme og kolde områder bringes til å bevege seg i en retning fra den ene enden av kolonnen til den annen, hvor det smeltbare materiale smeltes i de varme områder og stivner i de kolde områder. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utnytter variasjonene i det oppløste stoffs (bestanddels) oppløselighet i faste og flytende faser som støter til hinannen i det materiale som behandles, for å skille ut oppløste stoffer (bestanddeler), og oppfinnelsen kan anvendes i forbindelse med systemer av metaller og disses legeringer, salter og saltoppløsninger, både organiske og anorganiske, og andre systemer som består av faste og oppløselige stoffer som kan utsettes for en omformning fra fast til flytende fase og omvendt. Alle de prosesser som oppfinnelsen omfatter, er kontinuerlige i den mening at materialet kan tilføres pg produktene uttas kontinuerlig. The present invention relates to a method for redistributing the components of a fusible material consisting of at least two components or substances in a column, where alternating, separate, relatively hot and cold areas are made to move in a direction from one end of column to the other, where the fusible material is melted in the hot areas and solidifies in the cold areas. The method according to the invention utilizes the variations in the solubility of the dissolved substance (component) in solid and liquid phases that come into contact with each other in the material being treated, in order to separate dissolved substances (components), and the invention can be used in connection with systems of metals and their alloys, salts and salt solutions, both organic and inorganic, and other systems consisting of solid and soluble substances that can be subjected to a transformation from solid to liquid phase and vice versa. All the processes that the invention encompasses are continuous in the sense that the material can be supplied because the products are taken out continuously.

Av praktiske grunner skal fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen beskrives i forbindelse med et binært system bestående av oppløsningsmiddel og oppløst stoff (bestanddel), idet det forutsettes at det opp-løste stoff er den forurensning som skal fjernes og at k, fordelingskoeffisienten som er definert som forholdet mellom konsentrasjonen av fast stoff som er stivnet ut av en smeltet sone, og det samme i den flytende del i sonen, er konstant og mindre enn én. Det er innlysende at det oppløste stoff like godt kan betraktes som det produkt som man ønsker å utvinne, at fremgangsmåten arbeider like godt ved systemer hvor k er større enn 1 og ennvidere at oppfinnelsen ikke er begrenset til anvendelse i forbindelse med binære systemer. Det bemerkes at konstanten k er identisk med og her brukt i stedet for y (gamma) som er det vanlige symbol. For practical reasons, the method according to the invention shall be described in connection with a binary system consisting of solvent and solute (component), it being assumed that the solute is the contaminant to be removed and that k, the distribution coefficient which is defined as the ratio between the concentration of solid solidified out of a molten zone, and the same in the liquid part of the zone, is constant and less than one. It is obvious that the dissolved substance can just as well be considered the product that one wants to extract, that the method works equally well with systems where k is greater than 1 and furthermore that the invention is not limited to use in connection with binary systems. It is noted that the constant k is identical to and here used instead of y (gamma) which is the usual symbol.

I det tilfelle at systemet som behandles, er et halvledende materiale, f. eks. silisium eller germanium legert med små kvanta av et eller flere oppløste stoffer som gir materialene de såkalte selvsten-dige halvledende egenskaper, er disse opp-løste stoffer kjent som «merkbare forurensninger» eller «merkbare mengder oppløst stoff». Som følge av den store ren-hetsgrad som kreves ved fremstillingen av halvledende materialer av den ovenfor nevnte type, og som følge av de gunstige separasjonskonstanter som utmerker disse systemer, er fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen særlig godt egnet når det gjelder å oppnå en øket renhet av slike materialer til bruk i forbindelse med likerettere, transistorer og andre halvledende omfor-merinnretninger. In the event that the system being treated is a semi-conducting material, e.g. silicon or germanium alloyed with small quantities of one or more dissolved substances which give the materials the so-called independent semi-conducting properties, these dissolved substances are known as "noticeable impurities" or "noticeable amounts of dissolved substance". As a result of the high degree of purity required in the production of semiconducting materials of the above-mentioned type, and as a result of the favorable separation constants that distinguish these systems, the method according to the invention is particularly well suited when it comes to achieving an increased purity of such materials for use in connection with rectifiers, transistors and other semi-conducting converter devices.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utnytter det prinsipp som i det følgende skal betegnes som «satssone-raffinering» som beskrevet i artikkelen «Principles of Zone-Refining», Journal of Metals, bind 4, side 747, 1952, se også norsk patent 84 977. I en av sine former består sats-sone-raffineringen i at en rekke smeltede soner beveges i lengderetningen av en langstrakt, fast kokille eller charge som inneholder forurensninger, hvor hver smeltet sone ved et system med k mindre enn 1, resulterer i. en overføring av forurensninger mot enden av chargen i sonens vandringsretning. Det har vist seg at man på denne måte kan oppnå en meget høy grad av renhet. Ved sats-sone-raffinering kan man f. eks. oppnå en konsentrasjon av merkbare gi-verforurensninger i germanium på mindre enn 2 .10i 2 atomer pr. cm» av germanium som, ved dette eksempel, var mindre enn ett giveratom pr. 10if germaniumatomer (se W. G. Pfann og K. M. Olsen, «Physical Review», bind 89, side 322, 1953). The method according to the invention utilizes the principle that will be referred to in the following as "rate zone-refining" as described in the article "Principles of Zone-Refining", Journal of Metals, volume 4, page 747, 1952, see also Norwegian patent 84 977. In in one of its forms, the batch-zone refining consists in a series of molten zones being moved in the longitudinal direction of an elongated, solid mold or charge containing impurities, where each molten zone in a system with k less than 1 results in. a transfer of contaminants towards the end of the charge in the zone's direction of travel. It has been shown that a very high degree of purity can be achieved in this way. With rate-zone refining, one can e.g. achieve a concentration of noticeable donor impurities in germanium of less than 2.10i 2 atoms per cm" of germanium which, in this example, was less than one donor atom per 10if germanium atoms (see W. G. Pfann and K. M. Olsen, "Physical Review", volume 89, page 322, 1953).

Det er kjent i forbindelse med separa-sjonsmetoder at kontinuerlige prosesser byr på visse fordeler like overfor sats-prosesser. En av hensiktene med denne oppfinnelse er på kontinuerlig basis å oppnå soneraffinering med de samme fordeler og i tillegg øke omfanget og anvendelsen av soneraffineringsmetoden. It is known in connection with separation methods that continuous processes offer certain advantages over batch processes. One of the purposes of this invention is to achieve zone refining with the same advantages on a continuous basis and, in addition, to increase the scope and application of the zone refining method.

Et særlig tilfelle av sonereparasj on, hvor anvendelsen av en kontinuerlig me-tode øker soneprosessens anvendelsesom-råde, er følgende. Under krystalliserings-arbeider er det vanlig praksis å fjerne en forurensning B fra det krystallinske stoff A ved at både A og B oppløses i et oppløs-ningsmiddel C. Etter at et fast stoff er blitt utkrystallisert av oppløsningene bestående av A og B i C, er separasjonen mellom A og B større enn man ville kunne oppnå ved en utkrystallisasjon i et binært system av AB. Hvis man ønsker å anvende et felles oppløsningsmiddel C for å forbedre den separasjon som generelt kan oppnås ved s^ts-sone-raffinering av det binære system AB, ville det generelt være nødvendig å tilføre en frisk mengde oppløsningsmid-del C hver gang et opphetet område trådte inn i chargens ene ende, slik at prosessen ville bli mere komplisert. I en påfølgende prosess kan man imidlertid kontinuerlig tilføye oppløsningsmidlet som en del av det tilførte materiale, hvilket oppløsnings-middel kan fjernes kontinuerlig sammen med topp- og bunnproduktene. Hva angår raffineringsprosessen er denne således like enkel som ved et binært system, selv om det dreier seg om ternære systemer eller systemer av høyere orden. A particular case of zone repair, where the use of a continuous method increases the area of application of the zone process, is the following. During crystallization work, it is common practice to remove a contaminant B from the crystalline substance A by dissolving both A and B in a solvent C. After a solid substance has been crystallized from the solutions consisting of A and B in C, is the separation between A and B greater than could be achieved by crystallization in a binary system of AB. If one wishes to use a common solvent C to improve the separation generally obtainable by s^ts-zone refinement of the binary system AB, it would generally be necessary to add a fresh amount of solvent C each time a heated area entered at one end of the charge, so that the process would become more complicated. In a subsequent process, however, the solvent can be continuously added as part of the added material, which solvent can be continuously removed together with the top and bottom products. As far as the refining process is concerned, this is thus as simple as in the case of a binary system, even if it concerns ternary systems or systems of a higher order.

Da fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen på området krystallisasjon er å betrakte som motstykket til den kontinuerlige rektifiseringskolonne på destinasjons-området, er det hensiktsmessig å referere til den terminologi og de metoder som anvendes i forbindelse med kontinuerlige fraksjonerte destillasjonsprosesser. Det skal i denne forbindelse dog bemerkes at selv om der foreligger en viss likhet mellom destillasjonsmetodene og soneraffi-neringsmetodene, er der grunnleggende avvikelser mellom de to. Dette vil fremgå tydelig av følgende beskrivelse. As the method according to the invention in the area of crystallization is to be considered the counterpart of the continuous rectification column in the destination area, it is appropriate to refer to the terminology and methods used in connection with continuous fractional distillation processes. In this connection, however, it should be noted that although there is a certain similarity between the distillation methods and the zone refining methods, there are fundamental differences between the two. This will be clear from the following description.

Ved sats-sone-raffinering vandrer smeltede soner langsomt gjennom en fast charge eller kokille og fører forurensninger med seg (ved et system med k mindre enn 1) og bevirker derved en separasjon av faste stoffer og oppløsningsmiddel. Generelt sett vil intet materiale strømme til eller ut av apparaturen som inneholder chargen under separasjonsprosessen. In batch zone refining, molten zones move slowly through a solid charge or mold and carry impurities with them (in a system with k less than 1) and thereby cause a separation of solids and solvent. Generally speaking, no material will flow into or out of the apparatus containing the charge during the separation process.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen har særlig betydning i forbindelse med det problem å skille fast stoff fra oppløsnings-middel, f. eks. ved sats-sone-raffinering, men bringer i tillegg en forbedring med seg med hensyn til matning, avfall og produkt. Beholderen kan betraktes som en kolonne med et anrikende avsnitt og et avdrivningsavsnitt, hvor matningen foregår mellom avsnittene og produktet og avfallet eller første og annet produkt uttas i hver sin ende. Ved slik en prosess beveger det resulterende eller ønskede materiale seg bort fra matningsstedet i begge avsnitt. Det skal vises nedenfor at bevegelsen av de smeltede soner danner en til-bakestrøm og at tilbakestrøm-forholdene kan defineres og reguleres under prosessen. The method according to the invention is particularly important in connection with the problem of separating solid from solvent, e.g. in rate-zone refining, but also brings with it an improvement with regard to feed, waste and product. The container can be regarded as a column with an enriching section and a draining section, where the feeding takes place between the sections and the product and the waste or first and second product are removed at each end. In such a process, the resulting or desired material moves away from the feed point in both sections. It will be shown below that the movement of the molten zones forms a backflow and that the backflow conditions can be defined and regulated during the process.

Ved prosessen ifølge oppfinnelsen fåes en strøm både i fremadgående og tilbakegående retning uten at man behøver å anvende noen mekaniske hjelpemidler for å oppnå dette, når man ser bort fra den bevegelse av heteflatene som må finne sted ved en enkelt én-kanals kolonne. In the process according to the invention, a current is obtained both in forward and backward direction without the need to use any mechanical aids to achieve this, when one disregards the movement of the hot surfaces which must take place in a single one-channel column.

Selv om den kontinuerlige rektifiseringskolonne inneholder et rektifiserings-avsnitt, et avdrivningsavsnitt og midler for matning mellom disse to avsnitt, og selv om produkt og avfall kontinuerlig tas ut fra hver sin ende av kolonnen, er det innlysende at prinsippene ved kontinuerlig, fraksjonert destillasjon ikke uten videre kan overføres til sonesmelteprosessen. Ved prosesser hvor væske overføres i dampform, slik tilfellet er ved den fraksjonerte destillasjon, kan matningen foregå på et hvilket som helst sted i kolonnen som føl-ge av dampfasens kompressibilitet og som følge av at væsken ikke hefter til kolonnens vegger. Det samme lar seg ikke like lett oppnå ved omdannelsesprosesser hvor de to tilstander er flytende og fast tilstand, hvor den flytende tilstand ikke er kompressibel i noen nevneverdig grad og det faste stoff som følge av adhesjon til kolonnens vegger ikke uten vanskelighet kan bringes til å bevege seg bort fra matningsstedet for å gi plass for tilførsel av nytt materiale. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tar også sikte på å unngå denne vanskelighet. Although the continuous rectification column contains a rectification section, a stripping section and means of feeding between these two sections, and although product and waste are continuously withdrawn from each end of the column, it is obvious that the principles of continuous, fractional distillation are not without can further be transferred to the zone melting process. In processes where liquid is transferred in vapor form, as is the case with fractional distillation, the feed can take place at any point in the column as a result of the compressibility of the vapor phase and as a result of the liquid not adhering to the walls of the column. The same cannot be achieved as easily in transformation processes where the two states are liquid and solid state, where the liquid state is not compressible to any significant degree and the solid material, as a result of adhesion to the walls of the column, cannot be made to move without difficulty move away from the feed point to make room for the supply of new material. The method according to the invention also aims to avoid this difficulty.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen består prinsipielt i å tilveiebringe «hulrom», dvs. områder i hvilke der befinner seg betraktelig mindre mengder av materiale under behandling, hvilke hulrom bringes til å vandre gjennom apparaturen. Hulrommene tilveiebringes ved at der fra én ende av kolonnen fjernes en mengde stoff i flytende form, hvor denne mengde er mindre enn den totale mengde som inneholdes i et smeltet område. Hulrommene kan utgjøre gassfylte eller fullstendig evakuerte områder eller kan være oppfylt med forskyvbare og i det vesentlige ikke-bland-bare væsker. Hulrommene er generelt til-ordnet de smeltede soner, slik at der fåes ett hulrom for hver smeltet sone, hvorved man tilveiebringer mulighet for en tilfør-sel av nytt materiale i samme mengde som tilsvarende hulrommene. Hvis hulrommene er fullstendig evakuert, vil det tilførte materiale ganske enkelt trekkes inn og oppfylle hele hulrommet. Hvis hulrommene i virkeligheten er fylt med væske, vil væsken fortrenges av det tilførte materiale. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen oppnåes denne fortrengning som følge av en forskjell i spesifikk vekt mellom det smeltede materiale i matningen og væsken i hulrommet. The method according to the invention basically consists in providing "cavities", i.e. areas in which there are considerably smaller quantities of material under treatment, which cavities are made to travel through the apparatus. The cavities are provided by removing a quantity of substance in liquid form from one end of the column, where this quantity is smaller than the total quantity contained in a molten area. The cavities may constitute gas-filled or completely evacuated areas or may be filled with displaceable and essentially immiscible liquids. The cavities are generally assigned to the molten zones, so that one cavity is obtained for each molten zone, thereby making it possible to supply new material in the same amount as the corresponding cavities. If the cavities are completely evacuated, the added material will simply be drawn in and fill the entire cavity. If the cavities are in fact filled with liquid, the liquid will be displaced by the added material. With the method according to the invention, this displacement is achieved as a result of a difference in specific weight between the molten material in the feed and the liquid in the cavity.

For enkelhets skyld skal der i forbindelse med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen forutsettes at det smeltede materiale som tilføres, har en større spesifikk vekt (tetthet) enn det materiale som finnes i hulrommene, slik at væsken i hulrommet vil boble gjennom og følgelig bli fortrengt av det smeltede, tilførte materiale. Fremgangsmåten arbeider imidlertid like godt hvis det tilførte materiale bringes til å stige opp og derved fortrenge en tungere, ikke blandbar væske som befinner seg i hulrommet. For the sake of simplicity, in connection with the method according to the invention, it must be assumed that the molten material that is supplied has a greater specific weight (density) than the material found in the cavities, so that the liquid in the cavity will bubble through and consequently be displaced by the molten , added material. However, the method works just as well if the added material is made to rise and thereby displace a heavier, immiscible liquid that is in the cavity.

I den følgende beskrivelse skal uttryk-ket «hulrom» omfatte områder hvor der ikke befinner seg noen vesentlige mengder av det materiale som behandles. Følgelig kan hulrom omfatte evakuerte områder eller områder som inneholder materiale i væske- eller gassform ved apparaturens arbeidstemperatur. Et generelt krav består i at det materiale som befinner seg i hulrommene, ikke i vesentlig grad blander seg med det materiale som behandles. Hvis det således dreier seg om en væske, skal denne ikke blande seg med materialet som behandles, selv om dette er i flytende tilstand. I de tilfelle hvor det er ønskelig at væsken har en viss virkning på systemet, f. eks. impregnering, kan væsken imidlertid delvis være blandbar eller opp-løselig i det materiale som behandles. In the following description, the term "cavity" shall include areas where there are no significant quantities of the material being processed. Consequently, voids may include evacuated areas or areas that contain material in liquid or gaseous form at the equipment's working temperature. A general requirement is that the material in the cavities does not mix to a significant extent with the material being treated. If it is thus a liquid, this must not mix with the material being treated, even if it is in a liquid state. In cases where it is desirable for the liquid to have a certain effect on the system, e.g. impregnation, the liquid may, however, be partially miscible or soluble in the material being treated.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor fig. IA, IB, 1C, ID, 1E og 1F viser i snitt bunn-partiet av en rektifiserings- eller anrikningsseksjon av én type for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, fig. 2A, 2B, 2C, 2D, 2E og 2F viser lignende snitt av en annen utførelse av apparaturen, fig. 3 et lengdesnitt av en tredje utførelse, fig. 4A og 4B en kolonne sett forfra henh. fra siden, fig. 5 en modifisert utførelse hvor heteinnretningene beveger seg langs en sirkel, fig. 6A, 6B, 6C og 6D snitt av forskjellige kolonner og heteinnretninger, fig. 7 i perspektiv en kolonnesone med strimmelformede heteinnretninger og fig. 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8F, 8G og 8H snitt av forskjellige typer av hulromgeneratorer. Fig. 9A viser skjematisk en skrueformet hulrom-raffineringsinnretning som inneholder både anriknings- og avdrivningssoner, fig. 9B samme sett fra den ene ende, fig. 10 en endret utførelse av apparaturen ifølge fig. 9, fig. 11A, 11B og 11C en avdrivningsseksjon ved en skruef ormet hulrom-raffineringsinnretning, fig. 12 skjematisk en kolonneprosess hvor apparaturen tillater varierende tilbakestrømforhold etter hvert som materialet vandrer gjennom kolonnen og fig. 13 skjematisk apparaturen for en anriknings- og avdrivnings-kolonneprosess i likhet med den i fig. 12 med innretninger for å variere tilbakestrømforholdet. The invention shall be described in more detail with reference to the drawings, where fig. IA, IB, 1C, ID, 1E and 1F show in section the bottom part of a rectification or enrichment section of one type for carrying out the method according to the invention, fig. 2A, 2B, 2C, 2D, 2E and 2F show similar sections of another embodiment of the apparatus, fig. 3 a longitudinal section of a third embodiment, fig. 4A and 4B a column seen from the front acc. from the side, fig. 5 a modified version where the heating devices move along a circle, fig. 6A, 6B, 6C and 6D sections of various columns and heating devices, fig. 7 in perspective of a column zone with strip-shaped heating devices and fig. 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8F, 8G and 8H cross sections of different types of cavity generators. Fig. 9A schematically shows a helical cavity refining device containing both enrichment and stripping zones, Fig. 9B same seen from one end, fig. 10 a modified embodiment of the apparatus according to fig. 9, fig. 11A, 11B and 11C a stripping section of a helical cavity refining device, Figs. 12 schematically shows a column process where the apparatus allows varying backflow conditions as the material moves through the column and fig. 13 schematically shows the apparatus for an enrichment and stripping column process similar to that in fig. 12 with devices to vary the return flow ratio.

Fig. IA—1F viser den nedre eller anrikningsseksjonen av et kolonneapparat. Som antydet med en pil beveger heteinnretningene 1 seg kontinuerlig oppover langs kolonnen 2 for å tilveiebringe smeltede soner 3 i apparatet. Materialet i områdene 4 som befinner seg mellom heteinnretningene 1, er fast. Fig. IA-1F shows the lower or enrichment section of a column apparatus. As indicated by an arrow, the heating devices 1 move continuously upwards along the column 2 to provide molten zones 3 in the apparatus. The material in the areas 4 located between the heating devices 1 is solid.

Også i fig. 2A—2F samt i fig. 3 og fig. Also in fig. 2A—2F as well as in fig. 3 and fig.

13 er heteinnretningene kun angitt skjematisk som skinner som befinner seg rett ut for flytende soner. Fysikalsk sett omslutter heteinnretningene kolonnen, og er ringformede ved en kolonne med sirkulært tverrsnitt. Korrespondansen mellom de flytende soner i kolonnen og heteinnretningene utenfor vil ikke være nøyaktige som angitt, idet der alltid vil være en viss forskyvning til stede. De angitte heteinnretninger kan derfor betraktes som de effektive hete-elementer betraktet fra kolonnens innerside. De regulære plane sam-menstøtende flater er også å betrakte teoretisk og uten betydning. 13, the heating devices are only indicated schematically as rails located directly outside the liquid zones. Physically speaking, the heating devices enclose the column, and are annular in the case of a column with a circular cross-section. The correspondence between the liquid zones in the column and the heating devices outside will not be exact as stated, as there will always be a certain displacement present. The stated heating devices can therefore be regarded as the effective heating elements viewed from the inside of the column. The regular planar colliding surfaces are also to be considered theoretically and without significance.

Sleive hete-elementene kan bestå av vanlige heteinnretninger, så som mot-stands- eller høyfrekvensviklinger eller brennere. Hvis det dreier seg om et element som normalt holder seg i væskeform, vil de mellomliggende partier være opp-tatt av kjøle-elementer. The smooth heating elements can consist of ordinary heating devices, such as resistance or high-frequency windings or burners. If it is an element that normally remains in liquid form, the intermediate parts will be occupied by cooling elements.

Ved hjelp av det inn trukne utløpsrør 5 kan væskeformig materiale tas ut inntil den øverste kant av det nederste hete-element 1 befinner seg over den øvre kant av røret 5. Da hete-elementene 1 er lengere enn røret 5, vil materialet i væskeform der-etter strømme ut inntil den nedre kant av det nederste hete-element ligger rett ut for den nedre kant av kolonnen 2. Den videre vandring bevirker at den nedre ende av utløpsrør et 5 kjølnes og hindrer en videre strøm inntil neste syklus begynner. Hvis røret 5 ikke var trukket inn, ville alt det smeltede materiale som befinner seg innenfor et hete-element, renne ut av kolonnen 2 i bunnen av denne inntil den nedre kant av hvert hete-element kom i høyde med den nedre ende av kolonnen på annen måte bli tilstoppet av fast materiale. Dette ville bevirke at en rekke hulrom vandret gjennom rektifiseringssek-sjonen, men da der ikke ville være noe smeltet materiale til stede i kolonnen, ville der her ikke foregå noen mellomfase-utskillelse av oppløst stoff. Resultatet ville bli en strøm av materiale fra inntaksåpningen som følge av forskyvningen av materialet innenfor hvert hulrom. Fig. IA viser apparatet like etter at det er blitt satt i gang og det nederste hete-element har beveget seg tilstrekkelig til å frembringe en liten mengde flytende materiale i det ringformede rom nederst omkring røret 5, men har ennu ikke nådd så høyt opp at noe av det smeltede materiale i den nederste smeltede sone 3 kan renne ut av utløpsrøret. Fig. IB viser situasjonen litt senere. Det første hete-element 1 har nådd tilstrekkelig høyt til at dets nedre kant befinner seg rett ut for den nedre ende av kolonnen 2. Som det vil sees har allerede en del av det smeltede materiale som be-, finner seg ut for dette nederste hete-element, rent ut gjennom røret 5 og frem brakt et første hulrom 6 hvis høyde er lik høyden av heteelementet 1 minus lengden av røret 5. Som allerede nevnt representerer dette hulrom enten et evakuert område eller et som inneholder materiale som er flytende ved apparatets arbeidstemperatur og har en lavere spesifikk vekt enn det smeltede materiale som inneholdes i de smeltede soner 3. With the aid of the retracted outlet pipe 5, liquid material can be taken out until the upper edge of the lower heating element 1 is located above the upper edge of the pipe 5. As the heating elements 1 are longer than the pipe 5, the material in liquid form there will - after flowing out until the lower edge of the lowermost heating element lies directly outside the lower edge of column 2. The further travel causes the lower end of the outlet pipe 5 to cool and prevents a further flow until the next cycle begins. If the tube 5 had not been retracted, all the molten material contained within a heating element would flow out of the column 2 at the bottom of this until the lower edge of each heating element was level with the lower end of the column on otherwise become blocked by solid material. This would cause a number of voids to migrate through the rectification section, but as there would be no molten material present in the column, no interphase separation of solute would take place here. The result would be a flow of material from the intake opening as a result of the displacement of the material within each cavity. Fig. IA shows the apparatus just after it has been started and the lowermost heating element has moved sufficiently to produce a small quantity of liquid material in the annular space at the bottom around the tube 5, but has not yet reached so high that some of the molten material in the lower molten zone 3 may flow out of the outlet pipe. Fig. IB shows the situation a little later. The first heating element 1 has reached sufficiently high that its lower edge is located directly in front of the lower end of the column 2. As will be seen, part of the molten material has already found its way to this lower heating -element, cleanly out through tube 5 onwards brought a first cavity 6 whose height is equal to the height of the heating element 1 minus the length of the tube 5. As already mentioned, this cavity represents either an evacuated area or one that contains material that is liquid at the working temperature of the apparatus and has a lower specific gravity than the molten material contained in the molten zones 3.

Ved fig. 1C er situasjonen den at hete-elementet 1 har beveget seg et stykke videre oppover langs kolonnen, slik at en del av materialet i det inntrukne rør 5 har stivnet og derved hindret ytterligere smeltet materiale i den nedre smeltede sone 3 i å renne ut. By fig. 1C, the situation is that the hot element 1 has moved a little further upwards along the column, so that part of the material in the drawn-in tube 5 has solidified and thereby prevented further molten material in the lower molten zone 3 from flowing out.

I fig. ID er et nytt hete-element i ferd med å nå den nedre ende av kolonnen. Som det vil sees faller bevegelsen av det smeltede område 3 og av hulrommet 6 sammen med bevegelsen av hete-elementet 1, slik at begge områder befinner seg innenfor vedkommende hete-elements område. Følgelig vil der hele tiden finnes sammen-støtende flater 7 mellom de nedre ender av de smeltede soner 3 og de øvre ender av de faste soner 4, hvilke sammenstøten-de flater er de ved hvilke overføringen fra væske- til fast form finner sted. Etter hvert som hete-elementene 1 beveger seg oppover, vil smeltet materiale fra de faste soner 4 dryppe gjennom hulrommene 6 og ned i de smeltede soner 3. Dette materiale blander seg med det materiale som allerede er til stede i de smeltede soner 3, hvilket materiale stivnes ut ved sammenstøts-flaten 7, slik at kravene til soneraffinering er tilfredsstillet. In fig. ID is a new hot item about to reach the bottom end of the column. As will be seen, the movement of the molten area 3 and of the cavity 6 coincides with the movement of the heating element 1, so that both areas are within the relevant heating element's area. Consequently, there will always be colliding surfaces 7 between the lower ends of the molten zones 3 and the upper ends of the solid zones 4, which colliding surfaces are those at which the transfer from liquid to solid form takes place. As the hot elements 1 move upwards, molten material from the solid zones 4 will drip through the cavities 6 and into the molten zones 3. This material mixes with the material already present in the molten zones 3, which material is solidified at the impact surface 7, so that the requirements for zone refining are satisfied.

I fig. 1E befinner et nytt hete-element In fig. 1E is a new heating element

1 seg i samme stilling som vist i fig. IA. 1 in the same position as shown in fig. IA.

I fig. 1F har dets hete-element vandret så langt oppover at dets nedre kant befinner seg i høyde med kolonnens 2 nedre kant, slik at .der frembringes et nytt hulrom 6. Det væskeformige materiale som renner ut gjennom røret 5 i fig. IB og 1F, utgjør det materiale som ved et system med k mindre enn 1, er rikere på oppløst stoff enn det materiale som befinner seg i den øvre del av kolonnen. In fig. 1F has its heating element moved so far upwards that its lower edge is at the same height as the lower edge of the column 2, so that a new cavity 6 is created. The liquid material which flows out through the tube 5 in fig. IB and 1F constitute the material which, in a system with k less than 1, is richer in solute than the material which is in the upper part of the column.

Mens smeltede soner i anrikningsseksjonen vandrer mot og det anrikede produkt bort fra innmatningsåpningen, se fig. IA—1F, foregår bevegelsen av de smeltede soner og av det rensede produkt i avdrivningssonen i utløpsåpningens retning. Hulrom i avdrivningsseksjonen kan tilveiebringes ved hjelp av en «hulrom-generator» i likhet med et indre rør 5 som vist i fig. IA—1F. Her er de relative bevegelser av hulrom og smeltede soner forskjellig, idet de smeltede soner bringes til å vandre i retning nedad mens hulrommene bobler opp gjennom de smeltede soner etterhvert som de kommer i kontakt med hinannen. Hulrommenes volum bestemmes av den relative lengde av opphetningsinnretnin-gene og det indre rør. Volumet av hulrommene i avdrivnings- og i rektifikasjons-seksj onene kan reguleres uavhengig av hinannen. While molten zones in the enrichment section migrate towards and the enriched product away from the feed opening, see fig. IA-1F, the movement of the molten zones and of the purified product takes place in the stripping zone in the direction of the outlet opening. Cavities in the stripping section can be provided by means of a "cavity generator" similar to an inner tube 5 as shown in fig. IA—1F. Here the relative movements of voids and molten zones are different, in that the molten zones are caused to migrate in a downward direction while the voids bubble up through the molten zones as they come into contact with each other. The volume of the cavities is determined by the relative length of the heating devices and the inner tube. The volume of the cavities in the removal and in the rectification sections can be regulated independently of each other.

Hulromfrembringelsen og -vandringen i avdrivningsseksjonen vil fremgå tydeli-gere av fig. 2A—2F. Også disse figurer viser bare den nedre del av en avdrivnings-kolonne 7 under forskjellige stadier. De to første figurer viser hvorledes hulrommene frembringes når apparaturen settes i drift. Som vist beveger heteinnretningene 8 seg her i retning nedad. Hulrommene frembringes ved hjelp av et ytre uttaksrør 9 som utgjør en annen type hulrom-generator. Slike hulrom-generatorer vil bli nærmere omtalt i forbindelse med fig. 8A—8H. The creation and migration of voids in the removal section will appear more clearly from fig. 2A—2F. Also these figures only show the lower part of a stripping column 7 during different stages. The first two figures show how the cavities are produced when the apparatus is put into operation. As shown, the heating devices 8 here move in a downward direction. The cavities are produced by means of an outer outlet tube 9 which constitutes another type of cavity generator. Such cavity generators will be discussed in more detail in connection with fig. 8A—8H.

Ifølge fig. 2A inneholder kolonnen 7 bare faste og flytende soner 10 henh. 11 når apparaturen settes i gang, og således foreløpig ingen hulrom. Det smeltede materiale i den nederste sone 11 holdes på plass av det faste materiale som befinner seg i den nedre ende av røret 9. Fig. 2B viser heteinnretningene etter at de har beveget seg et lite stykke. Den nederste heteinnretning befinner seg rett ut for røret 9 og bevirker som følge av dette at en del av det smeltede materiale kan renne ut og frembringe et første hulrom 12. Fig. 2C viser heteinnretningene 8 etter en ytterligere bevegelse. Den eneste for-andring består i at sonene 11 har vandret lengere ned og høyden av den nederste faste sone 10 er blitt forminsket. Hulrommet 12 kan ennu ikke bevege seg gjennom den faste sone og holder seg på plass. According to fig. 2A, the column 7 contains only fixed and floating zones 10 respectively. 11 when the apparatus is started, and thus for the time being no cavities. The molten material in the lowermost zone 11 is held in place by the solid material located at the lower end of the tube 9. Fig. 2B shows the heating devices after they have moved a short distance. The lowermost heating device is located directly outside the pipe 9 and as a result causes part of the molten material to flow out and create a first cavity 12. Fig. 2C shows the heating devices 8 after a further movement. The only change is that the zones 11 have moved further down and the height of the lowermost fixed zone 10 has been reduced. The cavity 12 cannot yet move through the fixed zone and remains in place.

I fig. 2D er broen over hulrommet 12 smeltet slik at hulrommet har boblet gjennom den smeltede sone 11 og nu befinner seg umiddelbart over det smeltede materiale i den nederste sone 11. In fig. 2D, the bridge over the cavity 12 has melted so that the cavity has bubbled through the molten zone 11 and is now immediately above the molten material in the lower zone 11.

Ved en ytterligere bevegelse av hete-elementene vil hulrommet 12 innelukkes i den faste sone, se fig. 2E. Den nederste smeltede sone 11 har beveget seg fortsatt nedover. In the event of a further movement of the heating elements, the cavity 12 will be enclosed in the fixed zone, see fig. 2E. The lowermost molten zone 11 has continued to move downward.

Fig. 2F viser den samme situasjon som fig. 2B. En del av det smeltede materiale har rent ut gjennom røret 9 og frembrakt et nytt hulrom 12. Den videre bevegelse av hete-elementene 8 bevirker at de smeltede Fig. 2F shows the same situation as fig. 2B. Part of the molten material has flowed out through the tube 9 and created a new cavity 12. The further movement of the heating elements 8 causes the molten

soner beveger seg videre nedover og frembringer ytterligere hulrom. Fig. 1 og 2 viser således hvorledes materiale rikt på oppløsningsmiddel forlater den anrikede seksjon og materiale rikt på oppløst stoff forlater avdrivningsseksjonen, i begge tilfelle ved et system hvor k er mindre enn 1, dvs. hvor konsentrasjonen av oppløst stoff er større enn den smeltede fase enn i den faste fase på sammenstøts-flatene ved likevekt. Fig. 3 viser skjematisk en anriknings-eller avdrivningsseksjon avhengig av den retning i hvilken hete-elementene beveger seg. Figuren viser også et inntaksrør for tilført materiale. Ved de her beskrevne prosesser må der foregå en strøm av be-handlet materiale fra matnirigsinntaket til hvert av anriknings- og avdrivnings-uttakene. Det skal antas at det er ønskelig å utvinne renset oppløsningsmiddel, slik at uttaket i anrikningsseksjonen er å betrakte som produktuttak og uttaket i avdrivningsseksjonen som avfallsuttak. Det er klart at uttakenes roller kan byttes om eller at de begge kan betraktes som produktuttak. Materialet i flytende tilstand bringes til å beveges eller strømme ved at der tilveiebringes hulrom i kolonnen ved avfalls- og produktendene og ved at disse hulrom bringes til å vandre mot matnings-enden hvor de fylles med nytt materiale. Som forklart i forbindelse med fig. 1 og 2, frembringes hulrommene ved at en del materiale i flytende tilstand tillates å strømme ut av apparaturen. Den syklus som utgjør frembringelsen av et hulrom som tillates å bevege seg mot inntaksenden hvor det fylles med nytt materiale, bevirker en produktstrøm gjennom kolonnen i retning mot hulromgeneratoren. Strøiii-ningshastigheten er bestemt av størrelsen, antallet og vandringshastigheten av hulrommene. zones move further downwards and produce further cavities. Figs 1 and 2 thus show how material rich in solvent leaves the enriched section and material rich in solute leaves the stripping section, in both cases in a system where k is less than 1, i.e. where the concentration of solute is greater than the melted phase than in the solid phase on the collision surfaces at equilibrium. Fig. 3 schematically shows an enrichment or stripping section depending on the direction in which the heating elements move. The figure also shows an intake pipe for added material. In the processes described here, there must be a flow of treated material from the food nirig intake to each of the enrichment and removal outlets. It shall be assumed that it is desirable to extract purified solvent, so that the outlet in the enrichment section is to be regarded as product outlet and the outlet in the stripping section as waste outlet. It is clear that the roles of the outlets can be reversed or that they can both be considered product outlets. The material in a liquid state is made to move or flow by providing voids in the column at the waste and product ends and by causing these voids to move towards the feed end where they are filled with new material. As explained in connection with fig. 1 and 2, the cavities are produced by allowing some material in a liquid state to flow out of the apparatus. The cycle which constitutes the generation of a cavity which is allowed to move towards the intake end where it is filled with new material causes a product flow through the column in the direction of the cavity generator. The spreading rate is determined by the size, number and travel speed of the voids.

Den i fig. 3 viste kolonne 13 tjener som en anrikningsseksjon hvis heteinnretningene 14 beveger seg i retning nedenfra og opp. Hvis heteinnretningenes lengde i be-vegelsesretningen er h og tilstrekkelig mengde varme utveksles, slik at alt det faste stoff som befinner seg innenfor heteinnretningen, er smeltet og alt materiale utenfor heteinnretningen er fast, vil man se at en bevegelse av heteinnretningene i retning oppad vil frembringe smeltede soner 14a, faste soner 15 og hulrom 16, hvor sistnevnte har en høyde lik h—-1, hvor 1 er lengden av en smeltet sone. Hvis det indre rør 121 har et tverrsnitt som man kan se bort fra sammenlignet med kolonnens hele tverrsnitt, kan lengden av dette rør ansees lik høyden av en smeltet sone. Denne for-enklede betraktning skal gjøres gjeldende i hele denne beskrivelse, slik at 1 vil angi både lengden av smeltet sone og lengden av hulrom-generatorrøret. Etter hvert som et hulrom 16 beveger seg inn i området for inntaksrøret 17, vil nytt materiale strømme til og fylle dette hulrom. Eventuelt materialet i hulrommet som har en mindre spesifikk vekt enn det tilførte materiale, vil boble ut gjennom inntaksrøret. The one in fig. 3 shown column 13 serves as an enrichment section if the heating devices 14 move in the direction from below upwards. If the length of the heating devices in the direction of movement is h and a sufficient amount of heat is exchanged, so that all the solid material inside the heating device is melted and all material outside the heating device is solid, it will be seen that a movement of the heating devices in the upward direction will produce molten zones 14a, solid zones 15 and cavities 16, the latter having a height equal to h—-1, where 1 is the length of a molten zone. If the inner tube 121 has a cross-section that can be ignored compared to the entire cross-section of the column, the length of this tube can be considered equal to the height of a molten zone. This simplified consideration shall be applied throughout this description, so that 1 will indicate both the length of the molten zone and the length of the cavity generator tube. As a cavity 16 moves into the area of the intake pipe 17, new material will flow to and fill this cavity. Any material in the cavity that has a lower specific gravity than the added material will bubble out through the intake pipe.

Når heteinnretningene 14 i fig. 3 beveges i retning nedad, vil apparaturen virke som en avdrivningsseksjon og hulrommene 16 oppføre seg på deri måte som er beskrevet ovenfor i forbindelse med fig. 2A— 2F, idet de bobler gjennom de smeltede soner 14a på intermittent måte for til slutt å nå opp i høyde med inntaksåpningen 17 hvor de etter hvert fylles med nytt smeltet materiale som føres inn. When the heating devices 14 in fig. 3 is moved in a downward direction, the apparatus will act as a drainage section and the cavities 16 will behave in the manner described above in connection with fig. 2A— 2F, as they bubble through the molten zones 14a in an intermittent manner to finally reach the height of the intake opening 17 where they are gradually filled with new molten material which is fed in.

Fig. 4, 5 og 7 viser tre forskjellige ut-førelser av kolonne-hulrom-soneraffiner-ingsinnretninger. Før disse utførelser skal beskrives i detalj skal enkelte generelle krav til slike sone-hulromapparater kort omtales. Da strømmen av materiale fra inntaket og inn i hulrommene vanligvis vil foregå under tyngdekraftens virkning, ut-føres kolonnen enten vertikal eller skrått-stående. Hvis hulrommet evakueres eller inneholder et materiale med lavere spesifikk vekt enn det smeltede materiale som skal behandles, må inntaksåpningen generelt ligge høyere enn produkt-og avfalls-åpningene. Hvis på den annen side den spesifikke vekt av materialet i hulrommene ved arbeidstemperaturen er større enn den spesifikke vekt av det smeltede materiale som skal behandles, må inntaksåpningen ligge lavere enn de to uttaks-åpninger. Det tilførte materiale vil da stige opp gjennom væsken i hulrommene. Figs. 4, 5 and 7 show three different designs of column-cavity-zone refining devices. Before these designs are described in detail, certain general requirements for such zone-cavity devices must be briefly mentioned. As the flow of material from the intake into the cavities will usually take place under the influence of gravity, the column is carried out either vertically or at an angle. If the cavity is evacuated or contains a material with a lower specific weight than the molten material to be processed, the intake opening must generally be higher than the product and waste openings. If, on the other hand, the specific weight of the material in the cavities at the working temperature is greater than the specific weight of the molten material to be processed, the intake opening must be located lower than the two outlet openings. The added material will then rise through the liquid in the cavities.

Ved konstruksjonen av apparaturen er det nødvendig at de tilstedeværende strøm-ninger av det smeltede materiale begrenses på en slik måte at man til enhver tid kan opprettholde smeltede soner i kolonnen. Måter til å oppnå dette på skal omtales nærmere under henvisning til fig. 8. In the construction of the apparatus, it is necessary that the present flows of the molten material are limited in such a way that molten zones can be maintained in the column at all times. Ways to achieve this shall be discussed in more detail with reference to fig. 8.

Da det ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, generelt sett, er ønskelig å holde materialet som behandles, i en smeltet tilstand innenfor de enkelte hete-elementer og det materiale som befinner seg utenfor hete-elementene, i en fast tilstand, utføres kolonnens vegger med konstant tykkelse med hete-elementene an-ordnet tett inntil veggene. Det viser seg i enkelte tilfelle hensiktsmessig å kjøle de overflater av kolonnen som befinner seg utenfor hete-elementene hvis der brukes kolonner med stor diameter og smeltepunktet av det materiale som behandles, ligger forholdsvis nær omgivelsenes temperatur, samt hvor varmeoverføringen av andre grunner ikke er tilstrekkelig. Since, in the method according to the invention, it is generally desirable to keep the material being treated in a molten state within the individual heating elements and the material outside the heating elements in a solid state, the walls of the column are made of constant thickness with the heating elements arranged close to the walls. In some cases, it proves appropriate to cool the surfaces of the column that are outside the heating elements if columns with a large diameter are used and the melting point of the material being processed is relatively close to the ambient temperature, as well as where the heat transfer is not sufficient for other reasons .

I beskrivelsen av de forskjellige appa-rattyper er det ikke bare forutsatt at det materiale som behandles, er smeltet når det befinner seg innenfor hete-elementene og at det øvrige materiale i kolonnen er fast, men også at materialet som tilføres . inntaksåpningen, til enhver tid befinner seg i smeltet tilstand eller i alle tilfelle i smeltet tilstand under en tilstrekkelig lang periode til at materialet kan renne inn i hvert hulrom etter hvert som dette passerer forbi inntaksåpningen. Det er også nødvendig at de forskjellige sone-hulrom-apparaturer utføres slik at uttaksrørets vegger ikke holdes permanent kolde slik at der kan danne seg en propp som hindrer den nødvendige strøm. In the description of the different types of apparatus, it is not only assumed that the material being treated is melted when it is inside the heating elements and that the other material in the column is solid, but also that the material that is supplied . the intake opening, is at all times in a molten state or in any case in a molten state for a sufficiently long period for the material to flow into each cavity as it passes past the intake opening. It is also necessary that the various zone-cavity apparatuses are designed so that the walls of the outlet pipe are not kept permanently cold so that a plug can form which prevents the necessary flow.

Det skal her bemerkes at det ikke er nødvendig at et hulrom opptar hele tverrsnittet av kolonnen slik som angitt i fig. It should be noted here that it is not necessary for a cavity to occupy the entire cross-section of the column as indicated in fig.

1, 2 og 3. Ved en vertikal kolonne med sirkulært tverrsnitt vil et lite hulrom generelt sett få form av en ring. Hvis kolonnen er skråttstillet, vil den største del av hulrommet som inneholder materiale som er lettere enn det smeltede materiale som det «flyter» på i anrikningsseksjonen og gjennom hvilket det bobler inn i avdrivningsseksjonen, ha tendens til å vandre mot den del av kolonneveggen som ligger øverst når forskyvningen foregår fra den øvre del av en smeltet sone. 1, 2 and 3. In the case of a vertical column with a circular cross-section, a small cavity will generally take the shape of a ring. If the column is tilted, the largest part of the cavity containing material lighter than the molten material on which it "floats" in the enrichment section and through which it bubbles into the stripping section will tend to migrate towards the part of the column wall that lies at the top when the displacement takes place from the upper part of a molten zone.

Fig. 4A og 4B viser en enkel raffineringsinnretning av sone-hulrom-kolonne-typen sett forfra henh. fra siden. Den inneholder en rektifikasjonsseksjon 18, en avdrivningsseksjon 19, en matningsbehol-der 122 med tilhørende heteviklinger 123, et produktuttak 20, et avfallsuttak 21, heteinnretninger 22 samt midler til å bevege disse heteinnretninger. Som det fremgår av fig. 4A inneholder apparaturen to sett heteinnretninger 22 som er festet til plate-formede bærere 23 og 24. Under driften beveges bæreplaten 23 langsomt oppover og bæreplaten 24 langsomt nedover ved hjelp av en line 25 som er lagt over line-hjul 26 og drives ved hjelp av en motor 27 og et drivhjul 28. Under driften vil således hete-elementene 22 bevege seg oppover i anrikningsseksjonen og nedover i avdrivningsseksjonen. Fig. 4A and 4B show a simple refining device of the zone-cavity-column type seen from the front according to. from the side. It contains a rectification section 18, a stripping section 19, a feed container 122 with associated heating coils 123, a product outlet 20, a waste outlet 21, heating devices 22 and means for moving these heating devices. As can be seen from fig. 4A, the apparatus contains two sets of heating devices 22 which are attached to plate-shaped carriers 23 and 24. During operation, the carrier plate 23 is moved slowly upwards and the carrier plate 24 slowly downwards by means of a line 25 which is laid over line wheels 26 and is driven by means of a motor 27 and a drive wheel 28. During operation, the heating elements 22 will therefore move upwards in the enrichment section and downwards in the removal section.

Etter at heteinnretningene har beveget seg et helt antall intervaller hvor ett intervall tilsvarer den innbyrdes avstand mellom korresponderende punkter på heteinnretningene, vil en arm 29 som sees i fig. 4B og som er festet til bæreplaten 23, påvirke koblekontakten 30 som frigjør den magnetiske kobling 31. Vekten 32 bevirker en hurtig tilbakegående bevegelse av hete-elementene inntil armen 29 påvirker bryteren 33 som bevirker ny innkobling av koblingen 31 slik at den beskrevne syklus gjentas. For at apparaturen ifølge fig. 4 skal virke, er det nødvendig at der finnes smeltet materiale i matningsbeholderen 122 og at den øverste del av den øverste heteinnretning 22 i hver av kolonnene 18 og 19 befinner seg tilstrekkelig nær beholderen 122, slik at der kan foregå en fri ut-veksling av smeltet materiale innenfor dette hete-element og materialet i beholderen, og slik at hulrommene innenfor disse hete-elementer kan unnvike opp gjennom beholderen. Beholderen opphetes ved hjelp av heteviklinger 123 og en ikke vist strømkilde eller ved andre hensikts-messige midler. Hvis det materiale som skal behandles, er svakt forurenset, og hvis beholderen er åpen, kan man sørge for et beskyttende, flytende lag ovenpå det smeltede matningsmateriale. Under behandling av f. eks. tinn har det vist seg gunstig å anvende et slikt beskyttende lag av lampesot. After the heating devices have moved a whole number of intervals where one interval corresponds to the mutual distance between corresponding points on the heating devices, an arm 29 which is seen in fig. 4B and which is attached to the carrier plate 23, affect the coupling contact 30 which releases the magnetic coupling 31. The weight 32 causes a rapid backward movement of the heating elements until the arm 29 affects the switch 33 which causes a new engagement of the coupling 31 so that the described cycle is repeated. In order for the apparatus according to fig. 4 is to work, it is necessary that there is molten material in the feed container 122 and that the upper part of the upper heating device 22 in each of the columns 18 and 19 is located sufficiently close to the container 122, so that a free exchange of molten material within this heating element and the material in the container, and so that the cavities within these heating elements can escape up through the container. The container is heated by means of heating coils 123 and a power source not shown or by other suitable means. If the material to be treated is slightly contaminated and if the container is open, a protective liquid layer can be provided on top of the molten feed material. During treatment of e.g. tin, it has proved beneficial to use such a protective layer of lamp soot.

Ved den i fig. 4 viste utførelse er den innbyrdes avstand mellom korresponderende punkter på heteelementene konstant. Elementene beveges en total avstand som er lik et helt antall av disse intervaller. Etter at hete-elementene har beveget seg et helt antall ganger, f. eks. én, beveges de hurtig tilbake den samme avstand, slik at hvert hete-element vil befinne seg ut for den smeltede sone som tidligere befant seg innenfor elementet, hvoretter bevegelsen gjentas. Hete-elementene må beveges tilbake hurtig nok til at man unngår at noen merkbar mengde av materialet i de smeltede soner, stivner. By the one in fig. 4, the mutual distance between corresponding points on the heating elements is constant. The elements are moved a total distance equal to a whole number of these intervals. After the hot elements have moved a whole number of times, e.g. one, they are quickly moved back the same distance, so that each hot element will be outside the molten zone that was previously inside the element, after which the movement is repeated. The hot elements must be moved back quickly enough to avoid any appreciable amount of the material in the molten zones solidifying.

Det minste antall av hete-elementer som kan brukes for en hel kolonne ifølge fig. 4 er to, et for anrikningsseksjonen og et for avdrivningsseksjonen. Som det vil fremgå er det ved hjelp av dette meget enkle utstyr med kun to hete-elementer, mulig å oppnå virkningen av et stort antall separasjonstrinn. En tidsbesparelse oppnåes imidlertid ved å anvende et mak-simalt antall hete-elementer så tett sammen som mulig, idet den innbyrdes "avstand vil avhenge av effektivitéten av var-meoverføringen i kolonnen. I anrikningsseksjonen er denne minste avstand bestemt ved det krav at en bro av fast materiale holdes på kontrollerbar måte mellom de smeltede soner som tilsvarer de tilstøtende hete-elementer. I avdrivningssonen er det imidlertid nødvendig at der opprettholdes to faste broer med et mellomliggende hulrom mellom suksessive smeltede soner under en del av syklusen, slik at den minste heteravstand i denne seksjon av apparatet blir større enn for anrikningsseksjonen, nærmere bestemt av størrelsesordenen to ganger en hulromhøyde. The smallest number of heating elements that can be used for an entire column according to fig. 4 are two, one for the enrichment section and one for the stripping section. As will be seen, with the help of this very simple equipment with only two heating elements, it is possible to achieve the effect of a large number of separation steps. A time saving is achieved, however, by using a maximum number of heating elements as close together as possible, as the mutual distance will depend on the efficiency of the heat transfer in the column. In the enrichment section, this minimum distance is determined by the requirement that a bridge of solid material is controllably maintained between the molten zones corresponding to the adjacent hot elements.However, in the drift zone, it is necessary that two solid bridges with an intermediate cavity be maintained between successive molten zones during part of the cycle, so that the minimum heater spacing in this section of the apparatus becomes larger than for the enrichment section, more precisely of the order of magnitude twice a cavity height.

Det praktiske antall hete-elementer vil først og fremst bli å bestemme ut fra rent økonomiske synspunkter og vil vanligvis være et kompromiss mellom den minste separasjonstid og de laveste appa-raturomkostninger. The practical number of heating elements will primarily be determined from purely economic points of view and will usually be a compromise between the shortest separation time and the lowest equipment costs.

Når der brukes frem- og tilbakegående hete-elementer, må disse finnes i et tilstrekkelig antall slik at ytterstillingene av første og siste hete-element i hver seksjon i en gitt avstand minst inneholder lengden av seksjonen. When reciprocating heating elements are used, these must be found in a sufficient number so that the extreme positions of the first and last heating element in each section at a given distance contain at least the length of the section.

En fordel ved denne frem- og tilbakegående type er at apparatkonstruksjonen blir en del enklere enn den konstruksjon hvor hete-elementene beveger seg kontinuerlig. Hete-elementene kan være fast og permanent forbundet med en heter-bæreplate, slik som vist i fig. 4 og kan ut-gjøre sluttede ringer da de ikke behøver å passere forbi inntaksåpningen. An advantage of this reciprocating type is that the device construction is somewhat simpler than the construction where the heating elements move continuously. The heating elements can be firmly and permanently connected with a heating support plate, as shown in fig. 4 and can form closed rings as they do not need to pass past the intake opening.

Fig. 5 viser en raffineringsinnretning av sone-hulrom-kolonne-typen hvor hete-elementene beveger seg langs en sirkelbue. I dette tilfelle er hete-elementene 34 festet til en roterende del 35 og omslutter en kolonne 36 av omvendt Y-form. Hete-elementene er slik utført at de uhindret kan passere forbi inntaksrøret 37. Hulromgeneratorene 38 og 39 arbeider på en måte som allerede beskrevet. Det materiale 40 som skal tilføres, holdes i smeltet tilstand ved hjelp av heteviklinger 41 som er lagt rundt beholderen 42. Ved et system av fast stoff og oppløsningsmiddel med k mindre enn 1, vil det ønskede produkt strømme ut av røret 38 og avfallsprodukt ut av røret 39 når hete-elementene beveges mot urviseren. Fig. 5 shows a refining device of the zone-cavity-column type where the heating elements move along a circular arc. In this case, the heating elements 34 are attached to a rotating part 35 and enclose a column 36 of inverted Y shape. The heating elements are designed in such a way that they can pass unobstructed past the intake pipe 37. The cavity generators 38 and 39 work in a manner as already described. The material 40 to be supplied is kept in a molten state by means of heating coils 41 which are placed around the container 42. In the case of a system of solid substance and solvent with k less than 1, the desired product will flow out of the pipe 38 and waste product out of the tube 39 when the heating elements are moved anti-clockwise.

Ved den utførelse som fremgår av fig. 5 er det Y-formede rør 36 bøyet eller formet til en sirkelbue som omfatter ca. 180°. Hete-elementene 34 beveges kontinuerlig. Hvis man imidlertid skulle foretrekke en frem- og tilbakegående bevegelse som i fig. In the embodiment shown in fig. 5, the Y-shaped tube 36 is bent or shaped into a circular arc comprising approx. 180°. The hot elements 34 are moved continuously. If, however, one were to prefer a reciprocating movement as in fig.

4, behøver hete-elementene 34 ikke å passere forbi inntaksrøret 37, slik at de kan være av ringtypen. Ved en kontinuerlig bevegelse av hete-elementene som i fig. 5, kan rektifikasjon og avdrivning oppnås ved hjelp av et minimum på ett hete-element. 4, the heating elements 34 do not need to pass past the intake pipe 37, so that they can be of the ring type. With a continuous movement of the heating elements as in fig. 5, rectification and stripping can be achieved using a minimum of one heating element.

Ved alle de ovenfor beskrevne kolon-neapparater velges materialet i kolonnen i overensstemmelse med de stoffer som skal behandles. Konstruksjonsmaterialet kan være glass, kvarts, plast, keramikk, grafitt, metall eller andre materialer, elier kolonnen kan være utført av to materialer så som hovedsakelig metall eller lignende og delvis av glass, kvarts, glimmer eller andre transparente materialer for at man skal kunne betrakte prosessen. Slike konstruk-sjoner av to materialer kan også være nyt-tige for å unngå mulige vanskeligheter som følge åv ekspansjon av det smeltede eller stivnede materiale som er under behandling, selv om man ved å ta tilstrekke-lige forholdsregler, også kan utføre kolonnen helt av et sprøtt materiale. For å unngå at de faste soner skal gli nedover, særlig hvor det dreier seg om stoff som trekker seg sammen under stivning, kan kolonnens innervegg være utført ru, riflet eller med små fremspring, bærestaver eller innsnitt som det faste materiale danner inngrep med. Eventuelt kan det faste materiale holdes oppe av en kjede, snor, et metall-tau eller et rør som er opphengt i kolonnen. Hvis der brukes en rørformet bærer av et forholdsvis deformerbart materiale, vil dette oppta strekk som følge av utvidel-ser under stivningen og derved muliggjøre anvendelsen av sprøtt materiale i kolonneveggen. In all of the column devices described above, the material in the column is selected in accordance with the substances to be treated. The construction material can be glass, quartz, plastic, ceramic, graphite, metal or other materials, or the column can be made of two materials such as mainly metal or similar and partly of glass, quartz, mica or other transparent materials in order to be able to see the process. Such constructions of two materials can also be useful in order to avoid possible difficulties due to expansion of the molten or solidified material which is being treated, although by taking sufficient precautions, the column can also be made entirely of a brittle material. In order to prevent the fixed zones from sliding downwards, especially where it is a matter of material that contracts during solidification, the inner wall of the column can be made rough, grooved or with small projections, support rods or incisions with which the solid material forms an engagement. Optionally, the solid material can be held up by a chain, string, a metal rope or a pipe suspended in the column. If a tubular carrier made of a relatively deformable material is used, this will absorb tension as a result of expansion during the hardening and thereby enable the use of brittle material in the column wall.

Snitt av forskjellige kolonnerør og heteinnretninger fremgår av fig. 6A, 6B, 6C og 6D, hvor førstnevnte viser et rørformet hete-element 43 med viklinger og anord-net i intervaller (viklingene er ikke vist). Dette hete-element beveger seg innenfor en hulsylindrisk kolonne 44 som inneholder det materiale som skal behandles. Utvendig kan kolonnen 44 være forsynt med en varmeisolasjon 45. Fig. 6B viser snitt av en mere konvensjonell type av en rør-formet raffineringsapparatur hvor materialet beveger seg i røret 46 og hete-elementet 47 av ringtypen beveger seg uten-på røret. Fig. 6C viser et snitt av et hete-element 48 av U-type som omslutter en kolonne 49 med rektangulært tverrsnitt. En slik form er anvendelig hvor hete-elementene må kunne passere forbi innmatningsåpningen eller understøttelsesmidler. Fig. 6D viser en kolonne 50 som har rektangulært tverrsnitt og som oppvarmes ved hjelp av et plateformet hete-element 51. Hete-elementene kan utgjøres av mot-standsviklinger, gassflammer, induksjons-spoler eller andre kjente midler. Sections of different column tubes and heating devices can be seen in fig. 6A, 6B, 6C and 6D, the former showing a tubular heating element 43 with windings and devices at intervals (the windings are not shown). This heating element moves within a hollow cylindrical column 44 which contains the material to be treated. Externally, the column 44 can be provided with a thermal insulation 45. Fig. 6B shows a section of a more conventional type of a tube-shaped refining apparatus where the material moves in the tube 46 and the heating element 47 of the ring type moves outside the tube. Fig. 6C shows a section of a U-type heating element 48 which encloses a column 49 with a rectangular cross-section. Such a form is applicable where the heating elements must be able to pass past the feed opening or support means. Fig. 6D shows a column 50 which has a rectangular cross-section and which is heated by means of a plate-shaped heating element 51. The heating elements can be constituted by resistance windings, gas flames, induction coils or other known means.

En raffineringsinnretning av sone-hulromtypen med stort tverrsnitt fremgår av fig. 7. Apparaturen består i det vesentlige av to konsentriske halvsylindre 52 og 53 med strimmelformede hete-elementer A refining device of the zone-cavity type with a large cross-section appears in fig. 7. The apparatus essentially consists of two concentric half-cylinders 52 and 53 with strip-shaped heating elements

54 som er montert på en ikke vist roterende trommel eller ramme. Matningen foregår gjennom inntaket 55, og ved en 54 which is mounted on a rotating drum or frame not shown. The feeding takes place through the intake 55, and at a

effektiv, kontinuerlig bevegelse av hete-elementene mot urviserens retning, tilveiebrakt enten ved en konstant bevegelse av hete-elementene mot urviseren eller en frem- og tilbakegående bevegelse med kontrollert raffineringshastighet mot urviseren og hurtig tilbakebevegelse et helt antall heteravstander i motsatt retning, uttas produktet fra uttaket 56 og avfallet fra uttaket 57, hvilke to uttak samtidig efficient, continuous movement of the heating elements in a clockwise direction, provided either by a constant movement of the heating elements in a clockwise direction or a reciprocating movement with a controlled refining speed in a clockwise direction and rapid movement back a whole number of heater distances in the opposite direction, the product is withdrawn from outlet 56 and the waste from outlet 57, which two outlets at the same time

tjener som hulromgeneratorer. Ved å holde tykkelsen av kolonnen, dvs. avstanden mellom de to halvsylindre 52 og 53, liten, kan sonelengdene målt i vandringsretningen holdes små for på denne måte å tillate et stort antall samtidige soner eller trinn. Som det vil bli beskrevet nærmere senere, øker graden av den oppnåelige separasjon med lengden av kolonnen uttrykt i lengder av smeltede soner. serve as cavity generators. By keeping the thickness of the column, i.e. the distance between the two half-cylinders 52 and 53, small, the zone lengths measured in the direction of travel can be kept small to thus allow a large number of simultaneous zones or steps. As will be described in more detail later, the degree of separation achievable increases with the length of the column expressed in lengths of molten zones.

Ved de ovenfor omtalte fremgangsmåter kan det være hensiktsmessig å sørge for kjøling mellom sonene, særlig hvis det dreier seg om stoffer med lavt smeltepunkt eller høy varmeledningskoeffisient. Dette kan f. eks. foregå ved å blåse kjølende luft eller annen gass mot områdene mellom heteelementene, dyppe apparatet ned i en kjøle væske eller anordne varmeutvekslere av rørform omkring kolonnen. Hvis den siste fremgangsmåte brukes, kan noe av varmen føres tilbake til systemet på måter som er velkjent i forbindelse med kjemiske prosesser. In the methods mentioned above, it may be appropriate to provide cooling between the zones, particularly if it concerns substances with a low melting point or a high heat conduction coefficient. This can e.g. take place by blowing cooling air or other gas towards the areas between the heating elements, immersing the device in a cooling liquid or arranging tube-shaped heat exchangers around the column. If the latter method is used, some of the heat can be returned to the system in ways well known in chemical processes.

Det er blitt nevnt tidligere at den hulromgenerator som er beskrevet i forbindelse med fig. IA— 1F, bare er å betrakte som et eksempel. Andre typer av hulrom-generatorer er vist i fig. 8A—8H. Hoved-kravet til hulromgeneratoren er at den be-grenser strømmen av smeltet materiale og i alminnelighet erstatter den del av den smeltede sone som har rent ut, med noe materiale som er flytende ved anordning-ens arbeidstemperatur. Hvis der i systemet brukes en hulrom-væske med en mindre spesifikk vekt enn det smeltede materiale som behandles, kan dette oppnåes ved at hulromgeneratoren holdes neddykket i denne væske, eller hvis hulrommene skal inneholde materiale i gassform, kan hele apparaturen arbeide i en slik gassatmos-fære. Et eksempel på sistnevnte er raffinering av germanium eller silisium hvor hele prosessen vanligvis foregår i en beskyttende atmosfære av kvelstoff eller vannstoff. It has been mentioned previously that the cavity generator described in connection with fig. IA— 1F, is only to be considered as an example. Other types of cavity generators are shown in fig. 8A—8H. The main requirement for the cavity generator is that it limits the flow of molten material and generally replaces the part of the molten zone that has cleared out with some material that is liquid at the device's working temperature. If a cavity liquid with a lower specific gravity than the molten material being treated is used in the system, this can be achieved by keeping the cavity generator immersed in this liquid, or if the cavities are to contain material in gaseous form, the entire apparatus can work in such a gas atmosphere -fear. An example of the latter is the refining of germanium or silicon, where the entire process usually takes place in a protective atmosphere of nitrogen or hydrogen.

Som allerede nevnt er det for enkelt-hets skyld ovenfor talt om hulrom-væske med en spesifikk vekt som er mindre enn det behandlede materiales når dette er i smeltet tilstand. As already mentioned, for the sake of simplicity, above we are talking about cavity liquid with a specific weight that is less than the treated material when this is in a molten state.

Det er nødvendig at heteinnretningenes bane er valgt slik at det materiale som befinner seg i enden av utløpsrøret, holdes smeltet under en del av hver syklus for at det skal kunne renne ut, og ennvidere at materialet i utløpsrøret holdes stivnet under en del av hver syklus for å hindre at det skal renne ut. Det kan i visse tilfelle være hensiktsmessig å sørge for en avkjøling av utløpsrøret under visse intervaller av behandlingen. It is necessary that the path of the heating devices is chosen so that the material at the end of the outlet pipe is kept molten during part of each cycle so that it can flow out, and furthermore that the material in the outlet pipe is kept solidified during part of each cycle to prevent it from leaking out. In certain cases, it may be appropriate to provide for a cooling of the outlet pipe during certain intervals of the treatment.

Fig. 8A viser et lengdesnitt av en type av hulromgeneratoren hvor røret vender ut. Det fremgår at røret 58 har kjøleribber 59 og ved hjelp av et bindemiddel 60 er fast-limt til den nedre ende av kolonnen 61. Hensikten med kjøleribbene er å frem-skynde opphetningen og avkjølingen i tverretningen slik at utløpsrøret hurtig vil utsettes for virkningen av heteinnretningen og slik at avkjølingen også vil foregå hurtig. Røret 58 vegger er hensiktsmessig tynne. Fig. 8A shows a longitudinal section of one type of the cavity generator where the tube faces out. It appears that the pipe 58 has cooling fins 59 and is glued to the lower end of the column 61 by means of a binder 60. The purpose of the cooling fins is to speed up the heating and cooling in the transverse direction so that the outlet pipe will quickly be exposed to the effect of the heating device and so that the cooling will also take place quickly. The walls of the tube 58 are suitably thin.

Hulromgeheratorene ifølge fig. 8B og 8C arbeider på identisk måte med generatoren ifølge fig. 8A, idet der kun er små avvikelser. For fig. 8B's vedkommende ligger avvikelsen i anbringelsen av kjøle-ribbene og i fig. 8C i utløpsrørets form. Utførelsen ifølge fig. 8B består av en krave 62, et utvendig rettet rør 63 og kjøleribber 64. Generatoren ifølge fig. 8C har også en krave 65, et konisk utløpsrør 66 og kjøle-ribber 67. I begge tilfelle skjer forbindel-sen med kolonnen 61 ved hjelp av et klebe-middel 60. The cavity generators according to fig. 8B and 8C work identically with the generator of fig. 8A, as there are only small deviations. For fig. 8B's case, the deviation lies in the placement of the cooling ribs and in fig. 8C in the form of the outlet pipe. The embodiment according to fig. 8B consists of a collar 62, an externally directed tube 63 and cooling fins 64. The generator according to fig. 8C also has a collar 65, a conical outlet pipe 66 and cooling ribs 67. In both cases, the connection to the column 61 takes place by means of an adhesive 60.

Fig. 8D viser en hulromgenerator i sin enkleste form bestående av en kolonne 68 og et innsnevret utløpsrør 69. Fig. 8D shows a cavity generator in its simplest form consisting of a column 68 and a narrowed outlet tube 69.

Ved utførelsen ifølge fig. 8E og 8F har hulromgeneratorene ventilasjonsrør 72 henh. 73 som virker til å befordre strøm-men av smeltet materiale ut gjennom rør-ene 71 henh. 75. Disse ventilasjonsrør kan føre ut til den frie luft, til en beskyttende atmosfære eller være forbundet med en gass- eller væskekilde under trykk. En silk ventilasjon kan være ønskelig nær det behandlede materiale har lav spesifikk vekt eller stor overflatespenning. Generatoren ifølge fig. 8E utgjøres av et rør som er rettet innover i kolonnen og sitter på et endestykke som ved hjelp av en krave 70 er festet til kolonnen 61. Ved utførelsen ifølge fig. 8F er ventilasjonsrør et 73 ført ut fra kolonnens 74 sidevegg og bøyet oppover slik at avstanden mellom det punkt hvor det fører inn i kolonnen, og åpningen til atmosfæren eller annen gass eller væske er større enn den største vertikale dimen-sjon av den smeltede sone. Selve hulrommene frembringes også her ved hjelp av det innadrettede rør 75. In the embodiment according to fig. 8E and 8F have the cavity generators ventilation pipe 72 respectively. 73 which acts to convey a stream of molten material out through the pipes 71 acc. 75. These ventilation pipes can lead out to the free air, to a protective atmosphere or be connected to a gas or liquid source under pressure. A silk ventilation may be desirable near the treated material has low specific gravity or high surface tension. The generator according to fig. 8E consists of a pipe which is directed inwards into the column and sits on an end piece which is attached to the column 61 by means of a collar 70. In the embodiment according to fig. 8F is a ventilation pipe 73 led out from the side wall of the column 74 and bent upwards so that the distance between the point where it leads into the column and the opening to the atmosphere or other gas or liquid is greater than the largest vertical dimension of the molten zone. The cavities themselves are also produced here with the help of the inwardly directed tube 75.

Ved utførelsen ifølge fig. 8G og 8H er utløpsrørene 77 og 79 forenet med kolonnene 76 henh. 78 og virker forøvrig på samme måte som et innadrettet rør. In the embodiment according to fig. 8G and 8H, the outlet pipes 77 and 79 are connected to the columns 76 respectively. 78 and otherwise works in the same way as an inwardly directed pipe.

Det eneste krav til en hulromgenerator er at den skal fjerne en kontrollert mengde av materialet i hver suksessiv smeltet sone, hvor hulrommet generelt sett fylles med en gass eller væske hvis spesifikke vekt er forskjellig fra den spesifikke vekt av det materiale som behandles. Dette kan oppnåes på forskjellig måte, således kan man f. eks. i stedet for de hulromgeneratorer som er vist i fig. IA eller 8A til 8F, anvende ventiler eller propper som påvirkes av de bevegelige heteinnretninger og bare tillater en del av materialet i den smeltede sone å unnvike. The only requirement for a cavity generator is that it must remove a controlled amount of the material in each successive molten zone, the cavity being generally filled with a gas or liquid whose specific gravity is different from the specific gravity of the material being processed. This can be achieved in different ways, so you can e.g. instead of the cavity generators shown in fig. IA or 8A to 8F, use valves or plugs which are affected by the moving heating devices and only allow part of the material in the molten zone to escape.

For å oppnå små verdier av forholdet mellom hulromvolumet og volumet av den smeltede sone, kan det være ønskelig å redusere diameteren av en del av kolonnen nærmest hulromgeneratoren. Ennvidere er det ikke nødvendig at materialet fjernes og hulrommet dannes på det tids-punkt da heteinnretningen befinner seg ut for enden av kolonnen, selvom dette i de flåste tilfelle vil være det mest hensikts-messige. Hulrommet kan dannes når heteinnretningen befinner seg i en viss avstand fra hulromgeneratoren som i det tilfelle kan bestå av en særskilt, stasjonær hete-vikling som befinner seg på enden av kolonnen og som påvirkes av heteinnretningens stilling. In order to obtain small values of the ratio between the cavity volume and the volume of the molten zone, it may be desirable to reduce the diameter of a part of the column closest to the cavity generator. Furthermore, it is not necessary for the material to be removed and the cavity formed at the point in time when the heating device is located at the end of the column, although this would be the most appropriate in the closed case. The cavity can be formed when the heating device is located at a certain distance from the cavity generator, which in that case may consist of a separate, stationary heating coil located at the end of the column and which is affected by the position of the heating device.

En viktig faktor må tas i betraktning ved valg av hulromgeneratortype ved raffi-neringsapparaturer som beskrevet her. Som det vil bli påvist, er den grad av separasjon som kan oppnåes, proporsjonal med kolonnelengden uttrygt i sonelengder. Følgelig vil det generelt sett være å foretrekke å bruke en generator som trekker smeltet materiale ut fra enden av kolonnen slik at hele kolonnelengden kan utnyttes. De generatorer som er vist i fig. 8A—8D, tilfreds-stiller dette krav. Ved sonegeneratorer som består av et innadrettet rør, som f. eks. i fig. 8E—8H, vil den effektive lengde av kolonnen reduseres med lengden av røret. An important factor must be taken into account when choosing the cavity generator type for refining equipment as described here. As will be shown, the degree of separation that can be achieved is proportional to the column length expressed in zone lengths. Consequently, it will generally be preferable to use a generator that draws molten material out from the end of the column so that the entire column length can be utilized. The generators shown in fig. 8A—8D, satisfies this requirement. In the case of zone generators that consist of an inwardly directed pipe, such as e.g. in fig. 8E-8H, the effective length of the column will decrease with the length of the pipe.

For kolonnens avdrivningsseksjon er denne faktor av særlig betydning. Her foregår der ingen tilførsel av friskt materiale til den smeltede sone, og etterhvert som materialet når avfallsutløpet, vil det som befinner seg i den siste sonelengde, utsettes for stivning ved normal avkjøling, slik at den siste del som stivner i denne sone, vil ha en større konsentrasjon av oppløst stoff enn noe annet sted. Hvis man trekker denne siste del ut ved hjelp av et utvendig rør. vil man få en mere effektiv avdrivning. Da den største del av avdrivningssonen ved visse systemer er avhengig av den utskillelse som er tilveiebrakt ved hjelp av den normale stivning i siste sone i retning av den smeltede sones bevegelse, vil bruken av et innadrettet rør i virkeligheten, som det senere vil bli påvist, i vesentlig grad redusere effektiviteten. For the column's drift section, this factor is of particular importance. Here, there is no supply of fresh material to the molten zone, and as the material reaches the waste outlet, what is in the last zone length will be subjected to solidification by normal cooling, so that the last part that solidifies in this zone will have a greater concentration of solute than anywhere else. If one pulls this last part out using an external tube. you will get a more efficient removal. As the greater part of the drift zone in certain systems depends on the separation provided by the normal solidification in the last zone in the direction of the molten zone's movement, the use of an inwardly directed tube will in reality, as will be shown later, significantly reduce efficiency.

Visse av fordelene ved sone-hulrom-raffineringsinnretninger utført i henhold til fig. 4A og 4B samt 5 og 7, vil uten videre være innlysende. Utstyret er meget enkelt, idet kolonnen i sin enkleste form er utført som et U-rør eller halvsirkulært rør med en inntaksåpning. Kolonnen selv inneholder ingen bevegelige deler og intet fast stoff beveger seg i kolonnen, hvor all bevegelse skyldes tyngdekraften og kun foregår i den flytende fase. Der trenges ingen ventiler eller styring av strømningene fordi de faste soner sperrer væskestrømmen og strømningshastighetene og resir-kulasjons-forholdene på enkel måte varieres ved å variere heteinnretningenes hastighet og kapasitet og ved å variere hulromgeneratorens dimensjoner. Some of the advantages of zone-cavity refining devices implemented in accordance with FIG. 4A and 4B as well as 5 and 7 will be self-evident. The equipment is very simple, as the column in its simplest form is made as a U-tube or semi-circular tube with an intake opening. The column itself contains no moving parts and no solid material moves in the column, where all movement is due to gravity and only takes place in the liquid phase. There is no need for valves or control of the flows because the fixed zones block the liquid flow and the flow rates and recirculation conditions are easily varied by varying the speed and capacity of the heating devices and by varying the dimensions of the cavity generator.

En typisk liten raffineringsinnretning av en av de ovenfor nevnte typer ifølge fig. 4, 5 og 7, som egner seg for arbeider i laboratoriet, kan ha en kolonne med en diameter på ca. 12,7 mm eller mer og et utløpsrør med en diameter på 1,5875—3,175 mm eller mer. Sonelengdene kan være ca. 25 mm med den innbyrdes avstand mellom sonene av samme størrelsesorden. A typical small refining device of one of the above-mentioned types according to fig. 4, 5 and 7, which are suitable for work in the laboratory, can have a column with a diameter of approx. 12.7 mm or more and an outlet pipe with a diameter of 1.5875-3.175 mm or more. The zone lengths can be approx. 25 mm with the mutual distance between the zones of the same order of magnitude.

Prosessene i henhold til oppfinnelsen kan i visse tilfelle utføres hurtigere ved spiral- eller skruelinjeformede apparater (i det følgende for korthets skyld omtalt som skruelinjeapparater) som vist i fig. 9A. Fordelen ved denne apparatutførelse ligger først og fremst i at der bare kreves én hete-Lnnretning for alle soner, slik at oppvarm-ningsproblemet i vesentlig grad forenkles samtidig som man innenfor et lite rom kan opnå et stort antall smeltede soner. Bevegelsen blir da redusert til en enkel rotasjonsbevegelse omkring skruelinjens sentralakse. Opphetning og avkjøling kan foregå ved at den nedre del av apparaturen neddykkes i et bad, selvom det i visse tilfelle er nødvendig å anvende andre opp-hetningsmåter. Anvendelsen av skruelinjeapparater for omdannelse fra fast til dampform er beskrevet av A. F. Reid, i «Industrial and Engineering Chemistry» bind 43, 1951, side 2151. The processes according to the invention can in certain cases be carried out more quickly with spiral or helical devices (hereinafter for brevity referred to as helical devices) as shown in fig. 9A. The advantage of this device design lies primarily in the fact that only one heating direction is required for all zones, so that the heating problem is substantially simplified while a large number of molten zones can be achieved within a small space. The movement is then reduced to a simple rotational movement around the helix's central axis. Heating and cooling can take place by immersing the lower part of the apparatus in a bath, although in certain cases it is necessary to use other heating methods. The use of screw line apparatus for conversion from solid to vapor form is described by A. F. Reid, in "Industrial and Engineering Chemistry" vol. 43, 1951, page 2151.

Skruelinjeapparater kan utføres av et opp viklet rør, eller av krumme seksjoner mellom indre og ytre konsentriske sylindre, hvis der kreves større tverrsnittsarealer. Slike sylindriske apparater behøver bare inneholde en eneste skrueformet vegg som atskiller på hinannen følgende trin eller kan ha en dobbelt vegg, slik at hete- eller kjølevæsken kan bringes i kontakt mellom vindingene og derved forbedre varmeover-føringen. Screw line devices can be made of a coiled tube, or of curved sections between inner and outer concentric cylinders, if larger cross-sectional areas are required. Such cylindrical devices need only contain a single screw-shaped wall that separates the successive steps or can have a double wall, so that the hot or cooling liquid can be brought into contact between the windings and thereby improve the heat transfer.

Skruef ormede raffineringsinnretninger kan arbeide med aksen i en hvilkensomhelst stilling, således horisontal, vertikal eller skråttstillet, idet det vesentligste krav går ut på at den del av det skruelinjeformede rør som det smeltede materiale og hulromvæsken er i kontakt med, inntar en slik heldning i forhold til horisontalen at materialet kan bevege seg. Screw-shaped refining devices can work with the axis in any position, i.e. horizontal, vertical or inclined, the most important requirement being that the part of the helical tube with which the molten material and the cavity liquid are in contact assumes such an inclination in relation to to the horizontal that the material can move.

Hulrom kan genereres i det skrueformede rør på samme måte som i en kolonne ved å sørge for at der finnes en kontrollert del av en smeltet sone ved enden av røret, som kan renne ut av utløpsrøret som inneholder en hulromgenerator. På samme måte som ved kolonneraffinering, kan hulromgeneratoren arbeide etter det prinsipp at utløpsrøret sperres av fast materiale når en ønsket del av den smeltede sone har rent ut. Dette prinsipp kan anvendes i en hvilkensomhelst stilling av det skrueformede rør. Et annet prinsipp for kontrollert hulromgenerering som kan brukes ved horisontale eller skråttstillede skruelinjerør og egner seg særlig ved skruelinje-raffineringsinnretninger av den sylindriske type som omtalt nærmere i det følgende under henvisning til fig. 10, gjør bruk av et utløpsrør som til enhver tid er åpent, (idet det er tilstrekkelig varmt til å holde materialet i flytende tilstand) og som har en slik form eller stilling at det tillater en del av det smeltede materiale i en smeltet sone å slippe ut under hver omdreining. Cavities can be generated in the helical tube in the same way as in a column by providing a controlled portion of a molten zone at the end of the tube, which can flow out of the outlet tube containing a cavity generator. In the same way as in column refining, the cavity generator can work according to the principle that the outlet pipe is blocked by solid material when a desired part of the molten zone has cleared out. This principle can be applied in any position of the helical tube. Another principle for controlled cavity generation which can be used with horizontal or inclined screw line pipes and is particularly suitable for screw line refining devices of the cylindrical type discussed in more detail below with reference to fig. 10, makes use of an outlet pipe which is open at all times (being sufficiently hot to keep the material in a liquid state) and which has such a shape or position as to allow a portion of the molten material in a molten zone to release during each revolution.

Apparaturen ifølge fig. 9A og 9B består av en anrikningsseksjon 81, en avdrivningsseksjon 80 og en matningsseksjon 82. Hulromgeneratorer som befinner seg ved de ytre ender av seksjonene 80 og 81, er ikke vist. The apparatus according to fig. 9A and 9B consists of an enrichment section 81, a stripping section 80 and a feed section 82. Cavity generators located at the outer ends of sections 80 and 81 are not shown.

I sone-hulrom-raffineringsinnretningen av skruelinjetypen, som både har anriknings- og avdrivningsseksjoner, slik som ved kolonnetypen, er det nødvendig å gene-rere hulrom i avfalls- og produktutløpene og bevirke at hulrommene i begge seksjoner vandrer mot den felles inntaksåpning som ligger mellom de to seksjoner. På samme måte som ved kolonneapparaturen, må hulrommene og de smeltede soner i anrikningsseksjonen vandre i samme retning, men i motsatt retning i avdrivningsseksjonen. In the zone-cavity refining device of the helix type, which has both enrichment and stripping sections, as with the column type, it is necessary to generate voids in the waste and product outlets and cause the voids in both sections to migrate towards the common intake opening located between the two sections. In the same way as with the column equipment, the voids and the molten zones in the enrichment section must travel in the same direction, but in the opposite direction in the stripping section.

De retninger i hvilke hulrommene og sonene vil vandre i de skrueformede rør The directions in which the cavities and zones will travel in the helical tubes

avhenger av hvorvidt skruelinjen er høyre-eller venstregående og hvorvidt rotasjons-retningen er med eller mot solen. Ved depends on whether the spiral line is clockwise or counterclockwise and whether the direction of rotation is with or against the sun. By

skrueformede rør hvis akse ligger horisontalt, er beliggenheten og utstrekningen av den ringformede sektor som danner det opphetede område, av viktighet. Ved skrueformede rør hvis akse ligger vertikalt, kan heteinnretningene anordnes hvorsom-helst rundt vindingenes periferi. helical tubes whose axis lies horizontally, the location and extent of the annular sector forming the heated area is of importance. In the case of helical pipes whose axis is vertical, the heating devices can be arranged anywhere around the periphery of the windings.

Ved konstruksjonen av skrueformede raffineringsinnretninger vil forskjellige kombinasjoner. av vindingsretning (høyre eller venstre), rotasjonsretning (med eller mot solen) og heteinnretningens beliggenhet arbeide tilfredsstillende. Dette fremgår av følgende tabell som også viser heteinnretningens beliggenhet ved horisontale skruelinjer. In the construction of helical refining devices, different combinations will. of winding direction (right or left), direction of rotation (with or against the sun) and the location of the heating device work satisfactorily. This is evident from the following table, which also shows the location of the heating device by horizontal screw lines.

Når anordningen ifølge fig. 9A og 9B roterer med solen sett fra høyre side, vil et produkt som er rikt på oppløsnings-middel, renne ut på høyre side og et avfall rikt på oppløst stoff renne ut på venstre side. Inntaksrøret 82 for materialet som skal behandles, inntar en fast vertikal stilling og holdes opphetet slik at materialet her alltid vil befinne seg i smeltet tilstand. Forbindelsene mellom inntaket 82 og avdrivnings- og anrikningsseksjonene 80 og 81 foregår ved hjelp av dreibare for-bindelsesskjøter 83 henh. 84. Selvom opphetningen i anrikningsseksjonen kan foregå ved hjelp av et varmt bad som den nedre del av det skrueformede rør holdes neddykket i, må opphetningen i avdrivningsseksjonen foregå ved hjelp av andre midler ved systemer hvor k er mindre enn 1. Opp-hetningsinnretningen 85 som sees best i fig. 9B, frembringer den ønskede virkning i avdrivningsseksjonen. Heteinnretningen 11 When the device according to fig. 9A and 9B rotate with the sun as seen from the right side, a product rich in solvent will flow out on the right side and a waste rich in solute will flow out on the left side. The intake pipe 82 for the material to be treated takes a fixed vertical position and is kept heated so that the material here will always be in a molten state. The connections between the intake 82 and the removal and enrichment sections 80 and 81 take place by means of rotatable connecting joints 83 according to 84. Although the heating in the enrichment section can take place with the help of a hot bath in which the lower part of the helical tube is kept submerged, the heating in the stripping section must take place with the help of other means for systems where k is less than 1. The heating device 85 which best seen in fig. 9B, produces the desired effect in the stripping section. The heating device 11

85a er vist i riktig stilling for anrikningsseksjonen. Dette vil bli omtalt nærmere i forbindelse med fig. 11. 85a is shown in the correct position for the enrichment section. This will be discussed in more detail in connection with fig. 11.

Fig. 10 viser en skruelinje-trommel-hulromgenerator sett fra enden og egnet i forbindelse med anrikningsseksjonen for et skruelinjet apparat for sonehulrom-raffinering. I det ringformede rom mellom de konsentriske sylindre 92 og 93 befinner Fig. 10 shows a helical drum cavity generator in end view and suitable in connection with the enrichment section of a helical zone cavity refining apparatus. In the annular space between the concentric cylinders 92 and 93 are located

der seg et smeltet område 87 som er tilveiebrakt ved hjelp av et opphetningsbad 88, og et fast område 89. Når sylinderen there is a molten region 87 provided by means of a heating bath 88, and a solid region 89. When the cylinder

befinner seg i den viste stilling, har en del av det smeltede materiale i området 87 is in the position shown, has a portion of the molten material in the area 87

rent ut gjennom utløpsrøret 90 som er stasjonært i forhold til trommelen og bevirker frembringelse av et hulrom 91. Da sylinderen roterer mot solen, vil fast materiale 89 smelte og falle ned i det smeltede område 87, mens smeltet materiale ved skilleflaten 94 stivner etterhvert som trommelen dreier seg. For hver fulle omdrei- cleanly out through the outlet pipe 90 which is stationary in relation to the drum and causes the creation of a cavity 91. As the cylinder rotates towards the sun, solid material 89 will melt and fall into the molten area 87, while molten material at the separation surface 94 solidifies as the drum revolves. For each full revolution

ning av sylinderen frembringes der et nytt hulrom 91, hvilke hulrom bringes til å vandre mot de smeltede soner 87 i retning innover inntil de når et inntak som har samme virkning som inntaket 82 i fig. 9A. I dette inntak som ikke er vist, vil nytt materiale fortrenge den «væske» som befinner seg i hulrommet, hvilken bevegelse tilsvarer den som foregår i anrikningsseksjonen av en kolonneanordning beskrevet under henvisning til fig. 1. ning of the cylinder is produced where a new cavity 91, which cavities are caused to migrate towards the molten zones 87 inward direction until they reach an intake which has the same effect as the intake 82 in fig. 9A. In this intake, which is not shown, new material will displace the "liquid" located in the cavity, which movement corresponds to that which takes place in the enrichment section of a column device described with reference to fig. 1.

Hulromgeneratorer som anvendes i forbindelse med utstyr i henhold til fig. 10, kan føres direkte radialt ut gjennom en sidevegg som vist, eller være ført aksialt ut gjennom enden av trommelen. Cavity generators used in connection with equipment according to fig. 10, can be led directly radially out through a side wall as shown, or be led axially out through the end of the drum.

I avdrivningsseksjonen er det nødven-dig at hulrommet vandrer motsatt av de smeltede soner. Dette oppnåes ved en kolonneinnretning ved at opphetnings-innretningene og følgelig de smeltede soner vandrer nedad, mens det lettere hulrom-materiale vil boble opp gjennom det smeltede materiale. Det samme kan ikke opp-, nåes ved en horisontalt liggende skrue-linjeanordning med det smeltede område som har en stilling og rotasjonsretning som fremgår av fig. 10, da hulromvæsken som er lettere enn materialet i smeltet tilstand, vil fortsette å flyte på overflaten av den smeltede sone. In the drift section, it is necessary that the cavity moves opposite to the molten zones. This is achieved in a column device by the heating devices and consequently the molten zones moving downwards, while the lighter cavity material will bubble up through the molten material. The same cannot be achieved with a horizontally lying screw-line device with the melted area having a position and direction of rotation as shown in fig. 10, as the cavity fluid, which is lighter than the material in the molten state, will continue to flow on the surface of the molten zone.

Fig. 11A, 11B og 11C viser skjematisk en måte til å oppnå avdrivning. En smeltet sone 95, fig. 11A, frembringes ved hjelp av en vertikal heteinnretning 96. Det er forutsatt at hulrommet 97 allerede er blitt generert på en eller annen av de ovenfor beskrevne måter. De øvre synlige soner er den faste sone som befinner seg i forenden av skrueviklingen, og den faste sone 99 som er synlig gjennom en avbrukket del av skrueviklingen og befinner seg i den eneste vinding bak papirets plan. Etter hvert som skruelinjen roterer, retningen er nu med solen da raffineringsinnretningen betraktes fra avfallsenden, vil hulrom 97 bli in-nelukket i det faste materiale 99 som vist i fig. 11B. Den smeltede sone 100 befinner seg i den vinding av det skrueformede rør som ligger nærmest den vinding som inneholder den smeltede sone 95, og den faste sone 101 er den som finnes i tredje vinding av røret. I stillingen ifølge fig. 11C har hulrommet 97 trådt inn i den neste smeltede sone 100 og har boblet opp gjennom denne til den faste sone 101 og derved bevirket at den smeltede sone 100 vandrer i motsatt retning i forhold til hulrommet 97. Som i fig. 10 fortsetter hulrommet 97 å vandre i retning innover i forhold til papirets plan inntil det når Figs 11A, 11B and 11C schematically show a way to achieve drift. A molten zone 95, fig. 11A, is produced by means of a vertical heating device 96. It is assumed that the cavity 97 has already been generated in one or other of the ways described above. The upper visible zones are the fixed zone located at the front end of the screw winding, and the fixed zone 99 which is visible through a broken part of the screw winding and is located in the only turn behind the plane of the paper. As the screw line rotates, the direction now being with the sun as the refining device is viewed from the waste end, cavity 97 will be enclosed in the solid material 99 as shown in fig. 11B. The molten zone 100 is located in the turn of the helical tube which is closest to the turn containing the molten zone 95, and the solid zone 101 is that found in the third turn of the tube. In the position according to fig. 11C, the cavity 97 has entered the next molten zone 100 and has bubbled up through this to the solid zone 101, thereby causing the molten zone 100 to travel in the opposite direction to the cavity 97. As in fig. 10, the cavity 97 continues to travel in an inward direction relative to the plane of the paper until it reaches

inntaket, samtidig som nye hulrom frembringes for hver fulle omdreining av røret. the intake, while new cavities are created for each full revolution of the tube.

Virkningen i anrikningsseksjonen ved en sone som beveger seg vertikalt, ligner den i fig. 10 hvor rotasjonen nå foregår mot solen betraktet fra anrikningsenden, rned de faste og smeltede soner i samme relative stillinger som vist i fig. 11A, 11B og 11C. Her vil det faste materiale, etter hvert som det smelter, falle ned gjennom hulrommene og inn i de smeltede områder, slik at hulrommene aldri vil stenges inn i fast materiale og slik at hulrom og smeltede soner vandrer i samme retning. The effect in the enrichment section of a zone moving vertically is similar to that in fig. 10, where the rotation now takes place towards the sun viewed from the enrichment end, with the solid and molten zones in the same relative positions as shown in fig. 11A, 11B and 11C. Here, the solid material, as it melts, will fall down through the voids and into the molten areas, so that the voids will never be closed into solid material and so that voids and molten zones move in the same direction.

Det er kjent i forbindelse med separa-sjonsmetoder at skal reststrømmen gjennom de forskjellige trinn være forskjellig når man ønsker å oppnå en effektiv virkning, hvor en ønsket komponent utsettes for en høy prosentsats av anrikning, se f. eks. H. D. Smyth, «Atomic Energy for Mi-litary Purposes», Princeton University Press, 1945, side 167, uttrykt på annen måte, skal den nedadgående strøm variere og være større for suksessive trinn etter hvert som man nærmer seg inntaket. Virkningen av den variable nedadrettede strøm kan oppnås på enkel måte ved en sone-hulrom-prosess ved å variere volumet av de smeltede soner etter hvert som de vandrer. Dette kan enten skje ved å variere tverrsnittsarealet av sonene og holde sonelengden konstant som i fig. 12, eller ved å variere sonelengden i en kolonne med konstant tverrsnitt, som i fig. 13, eller ved en kombinasjon av begge disse metoder. Sonelengdene kan varieres ved å variere den varmemengde som overføres fra heteinnretningene til materialet, så som ved å variere heteinnretningenes overfla-teareal, se fig. 13, ved å variere heteinnretningenes temperatur, osv. Apparaturen ifølge fig. 12 arbeider på en måte som er identisk med den som er vist i fig. 4A og 4B, idet tilført materiale innføres i inntaket 112 og produkt tas ut av hulromgeneratoren 102 og avfall tas ut gjennom hulromgeneratoren 103. Ved den viste utfør-else beveger heteinnretningene 104 seg frem og tilbake, idet de vandrer gradvis oppad i anrikningsseksjonen 105 og nedad i avdrivningsseksjonen 106 og derpå hurtig tilbake for å foreta en ny syklus. Heteinnretningene 104 kan beveges på samme måte som vist i fig. 4A og 4B. It is known in connection with separation methods that the residual flow through the various stages must be different when you want to achieve an effective effect, where a desired component is exposed to a high percentage of enrichment, see e.g. H. D. Smyth, "Atomic Energy for Military Purposes", Princeton University Press, 1945, page 167, expressed in another way, the downward current should vary and be greater for successive steps as the intake is approached. The effect of the variable downward flow can be easily achieved by a zone-cavity process by varying the volume of the molten zones as they migrate. This can either happen by varying the cross-sectional area of the zones and keeping the zone length constant as in fig. 12, or by varying the zone length in a column with a constant cross-section, as in fig. 13, or by a combination of both of these methods. The zone lengths can be varied by varying the amount of heat that is transferred from the heating devices to the material, such as by varying the surface area of the heating devices, see fig. 13, by varying the temperature of the heating devices, etc. The apparatus according to fig. 12 operates in a manner identical to that shown in FIG. 4A and 4B, as supplied material is introduced into the intake 112 and product is taken out by the cavity generator 102 and waste is taken out through the cavity generator 103. In the embodiment shown, the heating devices 104 move back and forth, moving gradually upwards in the enrichment section 105 and downwards in the stripping section 106 and then quickly back to make another cycle. The heating devices 104 can be moved in the same way as shown in fig. 4A and 4B.

Fig. 13 viser et snitt av en kolonne 107 med heteinnretninger 108 hvis overflate-areal varierer i kolonnens retning. Kolonnen inneholder faste soner 109, smeltede soner 110 og hulrom 111 som er frembrakt ved hjelp av ikke viste hulromgeneratorer. Fig. 13 shows a section of a column 107 with heating devices 108 whose surface area varies in the direction of the column. The column contains solid zones 109, molten zones 110 and cavities 111 which are produced by means of cavity generators not shown.

Ved denne innretning beveger heteinnretningene 108 seg frem og tilbake. Hvis bevegelsen foregår langsomt i oppadgående retning, er den viste seksjon anriknings-kolonnen, men hvis den langsomme bevegelse foregår i retning nedad, representerer fig. 13 avdrivningsseksjonen for et system med k mindre enn 1. With this device, the heating devices 108 move back and forth. If the movement takes place slowly in an upward direction, the section shown is the enrichment column, but if the slow movement takes place in a downward direction, fig. 13 the drift section for a system with k less than 1.

I det følgende skal fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og virkemåten av de beskrevne apparaturer behandles mere teoretisk. Grunnkarakteristikken ved so-ne-hulrom-prosessene skal behandles i analogi med de kjente flertrinsprosesser som anvendes ved destillasjon. Det vil imidlertid være klart at der også foreligger grunnliggende avvikelser mellom disse to prosesser. De matematiske ligninger skal gis for utgangs-konsentrasjonen uttrykt på grunnlag av konsentrasjonen av det til-førte eller ubehandlede materiale og bety-delige parametre ved utstyret. Der skal også gis en beregning og en generell om-tale av de vesentligste momenter ved konstruksjonen av utstyret. In what follows, the method according to the invention and the operation of the described apparatus will be treated more theoretically. The basic characteristics of the zone-cavity processes must be treated in analogy with the known multi-stage processes used in distillation. However, it will be clear that there are also fundamental deviations between these two processes. The mathematical equations must be given for the initial concentration expressed on the basis of the concentration of the added or untreated material and significant parameters of the equipment. There must also be a calculation and a general description of the most important aspects of the construction of the equipment.

Først skal betraktes en destillasjonskolonne som arbeider med totalt tilbake-løp, dvs. under den betingelse at der ikke fjernes noe avfall. Når den stabile tilstand er nådd, er der en stigende strøm av damp og en fallende strøm av væske i apparaturen. Antallet trinn som en slik kolonne må inneholde for å skille tilført materiale i toppfraksjoner med sammenset-ningen yD og bunnf r aksjoner med sam-mensetningen x ,, er gitt ved Fenske's ligning : First, a distillation column must be considered that works with total reflux, i.e. under the condition that no waste is removed. When the steady state is reached, there is a rising flow of steam and a falling flow of liquid in the apparatus. The number of steps that such a column must contain to separate added material into top fractions with the composition yD and bottom fractions with the composition x,, is given by Fenske's equation:

hvor x = fraksjon i mol av den lettere bestanddel i den flytende fase og y = fraksjonen i mol av den lettere bestanddel i dampfasen og hvor begge verdier x og y gjelder for et gitt trinn. Antall trinn gitt ved Fenske's ligning (1) er det minste antall som kan gi den angitte separasjon når kolonnen arbeider med totalt tilbakeløp. Da strømmen av tilført stoff, avfall og produkt i praksis må være konstant, må prosessen arbeide med partielt tilbakeløp som gir en noe mindre separasjon pr. trinn. Det minste antall trinn ved partielt tilbakeløp vil i praksis ligge i området 1,5—3 ganger det minste antall trinn ifølge Fenske's ligning. where x = fraction in moles of the lighter component in the liquid phase and y = fraction in moles of the lighter component in the vapor phase and where both values x and y apply to a given step. The number of stages given by Fenske's equation (1) is the smallest number that can give the specified separation when the column works with total reflux. As the flow of added substance, waste and product must in practice be constant, the process must work with partial reflux, which gives a slightly smaller separation per steps. The minimum number of steps for partial return will in practice be in the range of 1.5-3 times the minimum number of steps according to Fenske's equation.

I en destillasjonskolonne er antallet trinn porporsjonalt med antallet plater i kolonnen med gjennom-boblingsplater eller proporsjonalt med høyden i en kolonne med fyllmateriale. In a distillation column, the number of stages is proportional to the number of plates in the column of bubble-through plates or proportional to the height of a column of packed material.

Ovenstående diskusjon av teorien for destillasjon og meget av den generelle teori som ikke skal omtales nærmere her, fremgår av artikkelen «Multistage Separa-tion Processes» av Manson Benedict i «Transactions of the American Institute of Chemical Engineers», bind 43, februar 1947, sider 41—60. The above discussion of the theory of distillation and much of the general theory which shall not be discussed further here appears in the article "Multistage Separation Processes" by Manson Benedict in "Transactions of the American Institute of Chemical Engineers", volume 43, February 1947, pages 41-60.

Da Fenske's ligning i prinsippet gir antallet faktorer for a, kan separasjons-faktoren (ligning 2) som inneholdes i ligning (1) og som er uttrykt ved forholdet As Fenske's equation in principle gives the number of factors for a, the separation factor (equation 2) which is contained in equation (1) and which is expressed by the ratio

mellom konsentrasjonene i utløpet, skrives between the concentrations in the outlet, is written

på følgende form in the following form

hvor Nni = det minste antall trinn. where Nni = the smallest number of steps.

Som det vil fremgå kan den sapara-sjon som kan oppnåes ved sone-hulrom-raffinering under forhold som tilsvarer det totale tilbakeløp, uttrykkes ved en ligning i likhet med ligning (3). As will be seen, the separation that can be achieved by zone-cavity refining under conditions corresponding to the total reflux can be expressed by an equation similar to equation (3).

Benedict gir også ligninger for den minste mengde av tilbakeløp, Llllin ved hvilken en kaskade nettopp er i stand til å skille, og fremhever følgende trekk ved 1) Den er omvendt proporsjonal med an-rikningsfaktoren a—1, slik at Lmin må øke etter hvert som a nærmer seg 1. 2) Den øker etter hvert som' differansen i konsentrasjon mellom materialet i trinnet og produktet øker. Av denne grunn kan tilbakeløpet ved hver ende av apparaturen reduseres. Eksempler på hvorledes dette kan oppnåes, fremgår av fig. 12 og 13. Benedict also gives equations for the smallest amount of reflux, Lllin at which a cascade is just capable of separating, and highlights the following features of 1) It is inversely proportional to the enrichment factor a—1, so that Lmin must increase over time as a approaches 1. 2) It increases as the difference in concentration between the material in the step and the product increases. For this reason, the return flow at each end of the apparatus can be reduced. Examples of how this can be achieved are shown in fig. 12 and 13.

Den minste mengde tilbakeløp kan også uttrykkes i forhold til et minimalt tilbakeløpsforhold L/D hvor L er mengden av tilbakeløp og D er mengden av topp-fraksjonen. Angående dette uttrykk f. eks. henvises til Badger og McCabe «Elements of Chemical Engineering», 2. opplag, 1936, side 351. Dét skal bli vist i det følgende at forholdet mellom den smeltede sonelengde og hulromlengden i sone-hulrom-raffineringsinnretningen er analog med dette til-bakeløpsforhold. The minimum amount of reflux can also be expressed in terms of a minimal reflux ratio L/D where L is the amount of reflux and D is the amount of the top fraction. Regarding this expression, e.g. refer to Badger and McCabe "Elements of Chemical Engineering", 2nd edition, 1936, page 351. It will be shown in the following that the relationship between the molten zone length and the cavity length in the zone-cavity refining device is analogous to this to-reflux ratio.

Visse analogier mellom sone-hulrom-separasjon og destillasjon og andre kjente separasjonsprosesser vil fremgå av føl-gende: Certain analogies between zone-cavity separation and distillation and other known separation processes will be apparent from the following:

Forhold mellom a og k. Relationship between a and k.

Forholdet mellom fordelingskoeffisienten k véd soneraffinering og separa-sjonsfaktoren a i forbindelse med destillasjon vil fremgå av følgende: I binæré systemer som omfatter væske-faststoffoverføring er det blitt alminnelig å betrakte den ene komponent som det oppløste stoff og den annen som oppløs-ningsmidlet og uttrykke forholdet mellom konsentrasjonen av oppløst stoff i den stivnede fafee og i den flytende fase som stoffet stivher ut av, ved den ovenfor omtalte fordelingskoeffisient k. Fremgangsmåter ved' hjelp av hvilke likevektsver-diene for k kan beregnes under henvisning til dette systems tilstandsdia<g>ram samt metoder ved hjelp av hvilke disse verdier kan finnes ut fra termodynamiske betraktninger, er velkjent, se f. eks. A. Hayes og J. ChirJman, «Transactions A.I.M.E.», bind 135, side 85. Effektive verdier av k i stivnet tilstand avviker fra verdiene ved likevektstilstand. Den effektive verdi har, hvor den avviker, den virkning at den ned-setter verdien av størrelsen 1—k. Uttrykt kort kan dét sies at avvikelsen fra verdien under likevektstilstand skyldes dårlig diffusjon av det oppløste stoff i et smeltet område eller en forhåndenværende diffusjon av oppløst stoff i det stivnede om- The relationship between the distribution coefficient k for zone refining and the separation factor a in connection with distillation will appear from the following: In binary systems that include liquid-solid transfer, it has become common to regard one component as the solute and the other as the solvent and express the ratio between the concentration of solute in the solidified phase and in the liquid phase from which the substance solidifies, by the above-mentioned distribution coefficient k. Procedures by means of which the equilibrium values for k can be calculated with reference to the state diagram of this system as well as methods by means of which these values can be found based on thermodynamic considerations, are well known, see e.g. A. Hayes and J. ChirJman, "Transactions A.I.M.E.", volume 135, page 85. Effective values of k in the solidified state differ from the values in the equilibrium state. The effective value has, where it deviates, the effect of reducing the value of the quantity 1-k. Expressed briefly, it can be said that the deviation from the value under the equilibrium state is due to poor diffusion of the solute in a molten region or an existing diffusion of solute in the solidified surrounding

råde. Fremgangsmåter som bevirker at advise. Procedures which effect that

den effektive verdi av k nærmer seg verdien under likevektstilstand og følgelig en the effective value of k approaches the value under the equilibrium condition and consequently a

forbedring av separasjonseffektiviteten, består i å foreta omrøring i det smeltede område, opprettholde et tilstrekkelig lavt krystallisasjonsforhold slik at oppløst stoff bare i liten grad vil bli holdt fast i den stivnede sone, og øke temperaturgradien-ten ved overgangsflaten mellom væske- og fast form. improving the separation efficiency consists in stirring in the molten area, maintaining a sufficiently low crystallization ratio so that dissolved matter will only be held to a small extent in the solidified zone, and increasing the temperature gradient at the transition surface between liquid and solid form.

De effektive k-verdier for forskjellige binære systemer er omtalt i litteraturen, The effective k-values for different binary systems are discussed in the literature,

se f. eks. ovennevnte henvisning Hayes og see e.g. above reference Hayes and

Chipmanfor k-verdier for forskjellige opp-løsninger i jern; W. G. Pf ann «Journal of Chipmanfor k-values for different solutions in iron; W. G. Pf ann «Journal of

Metals», bind 4, side 861, og R. N. Hall «Physical Review», bind 88, side 139, for oppløste stoffer i germanium, og R. H. McFee «Journal of Chemical Physics», bind Metals", vol. 4, page 861, and R. N. Hall "Physical Review", vol. 88, page 139, for germanium solutes, and R. H. McFee "Journal of Chemical Physics", vol.

15, side 856 for oppløste stoffer i natrium-klorid. 15, page 856 for dissolved substances in sodium chloride.

Forholdet mellom k og « kan avledes ved følgende illustrerende beregning: The relationship between k and « can be derived by the following illustrative calculation:

Beregning 1. Calculation 1.

Det antas at germanium som inneholder arsen som et uønsket oppløst stoff, skal renses. En k-verdi 0,1 forutsettes. Renset germanium forutsettes uttatt øverst i kolonnen. Følgelig er y„ = fraksjon i mol av germanium øverst og x„ = fraksjonen i mol av germanium nederst, hvor y gjelder for den stivnede fast og x for den flytende fast. Forutsettes det en meget lav arsenikkonsentrasjon på mindre . enn 1 pst., slike materialer har en vid-strakt anvendelse for fremstilling av transistorer, blir yD, <y>x og x,; alle meget nær 1. It is assumed that germanium containing arsenic as an undesirable solute must be purified. A k-value of 0.1 is assumed. Purified germanium is assumed to be withdrawn at the top of the column. Consequently, y„ = fraction in moles of germanium at the top and x„ = fraction in moles of germanium at the bottom, where y applies to the solidified solid and x to the liquid solid. A very low arsenic concentration of less than . than 1 percent, such materials have a wide application for the manufacture of transistors, yD, <y>x and x, become; all very close to 1.

Som nevnt ovenfor er As mentioned above is

I henhold til ovenstående ligning (2) er: According to the above equation (2) is:

Følgelig blir ved sone-hulrom-raffiner-irig generelt a = l/k. Consequently, in the case of zone-cavity-refiner-irig, in general a = l/k.

I sone-hulrom-prosesser er den retning i hvilken komponentene vandrer, som følger: 1. Ved et system hvor k-verdien av et oppløst stoff i et oppløsningsmiddel er mindre enn 1, dvs. et system hvor til-stedeværelsen av oppløst stoff bevirker en senkning av smeltepunktet, er konsentrasjonen av oppløst stoff større i den smeltede sone enn i den stivnede sone på overgangsflaten, og følgelig vandrer det oppløste stoff med de smeltede soner mens oppløsningsmid-let vandrer i den motsatte retning. 2. Ved et system hvor k er større enn 1, dvs. hvor smeltepunktet av blandingen er høyere enn for det rene oppløsnings-middel, vandrer oppløsningsmidlet med de smeltede soner og det oppløste stoff i den motsatte retning. In zone-cavity processes, the direction in which the components migrate is as follows: 1. In a system where the k-value of a solute in a solvent is less than 1, i.e. a system where the presence of solute causes a lowering of the melting point, the concentration of solute is greater in the molten zone than in the solidified zone on the transition surface, and consequently the solute migrates with the molten zones while the solvent migrates in the opposite direction. 2. In a system where k is greater than 1, i.e. where the melting point of the mixture is higher than that of the pure solvent, the solvent migrates with the melted zones and the dissolved substance in the opposite direction.

Da raffineringsprosessen ovenfor er blitt beskrevet som en prosess for utvin-ning av renset oppløsningsmiddel fra en oppløsning hvor vedkommende oppløste stoff har en k-verdi mindre enn 1, trer de smeltede soner inn i kolonnen ved den ende hvor produktet tas ut («toppen» av kolonnen). As the refining process above has been described as a process for extracting purified solvent from a solution where the solute in question has a k-value less than 1, the molten zones enter the column at the end where the product is taken out (the "top" of the column).

Forholdet mellom destillasjonskolon-iiens og sone- raffineringskolcnnens lengde. Ved soneraffinering er den tilstand, som tilsvarer likevektstilstanden ved totalt til-bakeløp ved destillasjon, en likevektstilstand som er nådd etter et stort antall (teoretisk sett et uendelig antall) soner som har passert langs kokillen. Hvis der ikke foregår noen tilførsel av nytt stoff eller fjernelse av produkt, vil denne likevektstilstand ved sone-hulrom-raffinering for totalt tilbakeløp tilsvare forholdene ved sats-sone-raffinering. Den resulterende fordeling som forklart i ovennevnte artikkel «Principles of Zone Refining», gir oppløst-stoff-konsentrasjonen C som en funksjon av avstanden x fra utgangsenden av en kokille eller charge som følger: The ratio between the length of the distillation column and the zone refining column. In zone refining, the state which corresponds to the equilibrium state in total reflux in distillation is an equilibrium state which has been reached after a large number (theoretically an infinite number) of zones have passed along the mold. If there is no supply of new material or removal of product, this equilibrium state in zone-cavity refining for total reflux will correspond to the conditions in batch-zone refining. The resulting distribution as explained in the above article "Principles of Zone Refining", gives the solute concentration C as a function of the distance x from the exit end of a mold or charge as follows:

hvor 02 hvor 1 = sonelengden, L = kokille- eller kolonnelengden og Cn = den midlere opp-løst-stoff-konsentrasjon. Det fremgår av ligning (4) at konstanten A for x = o (den ende av kolonnen hvor de smeltede soner trer inn) er lik oppløst-stoff-konsentrasjonen. Ved sone-hulromraffinering kan forholdet A/C(), som er et renhetsforhold, føl-gelig skrives Cp/Cf, dvs. forholdet mellom oppløst-stof f-konsentrasjonen i produktet og i det tilførte materiale i raffinerings-innretningens anrikningsseksjon. Ved å løse ligning (6) for et bredt område av verdier av k, 1 og L, er det blitt funnet at A/C„ empirisk kan uttrykkes where 02 where 1 = the zone length, L = the mold or column length and Cn = the mean solute-solute concentration. It appears from equation (4) that the constant A for x = o (the end of the column where the molten zones enter) is equal to the solute concentration. In zone-cavity refining, the ratio A/C(), which is a purity ratio, can therefore be written Cp/Cf, i.e. the ratio between the solute f concentration in the product and in the added material in the enrichment section of the refining device. By solving equation (6) for a wide range of values of k, 1 and L, it has been found that A/C„ can be empirically expressed

hvor f er en faktor angitt i nedenstående tabell II og N =p= L/l = antallet smeltede sonelengder i kokille- eller kolpnneseksjo-nen. Ligning (7) har samme form som den omskrevne Fenske's ligning (3) og uttrykker at fN er det antall separasjonstrinn som kan frembringes ved sone-hulrom-raffinering ved totalt tilbakeløp i en kolonneseksjon av lengden N. where f is a factor indicated in table II below and N =p= L/l = the number of molten zone lengths in the mold or the mold section. Equation (7) has the same form as the rewritten Fenske's equation (3) and expresses that fN is the number of separation steps that can be produced by zone-cavity refining with total reflux in a column section of length N.

Verdier av faktoren f i ligning (7) tilsvarende fire forskjellige antall smeltede, sonelengder N og fem forskjellige verdier av fordelingskoeffisienten k, fremgår av følgende tabell: Values of the factor f in equation (7) corresponding to four different numbers of melts, zone lengths N and five different values of the distribution coefficient k, appear in the following table:

Strømmen av stoffer ved en flertrinns kontinuerlig separasjonsprosess kan opp-deles i to deler, nemlig strømmen av til-ført materiale, avfall og produkt og de strømmer som danner motstrøm eller til-bakeløpene i prosessen. F. eks. ved vanlig destillasjon kan der lett skilles mellom disse strømmer, da merkbare mengder av stoff beveger seg opp og ned i kolonnen, hvor strømnihgshastighetene lett lar seg måle. The flow of substances in a multi-stage continuous separation process can be divided into two parts, namely the flow of added material, waste and product and the flows that form counterflow or the return flows in the process. For example in ordinary distillation, these streams can easily be distinguished, as noticeable amounts of substance move up and down the column, where the flow rates can easily be measured.

Sone-hulrom-prosessen er netto strøm av tilført stoff, avfall og produkt, betegnet F, W og P, bestemt ved volumstrømmene av hulrom og står i følgende forhold til hverandre: The zone-cavity process is the net flow of added material, waste and product, denoted F, W and P, determined by the volume flows of cavities and stands in the following relation to each other:

I anrikningsseksjonen er netto volum-strøm P fra matningsinntaket til produktuttaket lik og motsatt volumstrømhastig-heten av hulrom fra produktuttaket til matningsinntaket i henhold til følgende ligning: In the enrichment section, the net volume flow P from the feed inlet to the product outlet is equal and opposite to the volume flow rate of cavities from the product outlet to the feed inlet according to the following equation:

hvor A = kolonnens tverrsnittsareal, v = den lineære hastighet av hulrombevegel-sen, (h—l) = lengden av et hulrom og de = lengden mellom på hinannen følgen-de hulromfronter. where A = the cross-sectional area of the column, v = the linear velocity of the cavity movement, (h—l) = the length of a cavity and de = the length between successive cavity fronts.

En lignende ligning kan avledes for a vdrivningsseks j onen: A similar equation can be derived for the drift section:

I ligning (9) gjelder fotindeksen e for anrikningsseksjonen og i ligning (10) fotindeksen s for avdrivningsseksjonen. Disse parametre kan kontrolleres uavhengig av hinannen i hver av de to seksjoner. Strøm-mene av avfall og produkt kan også betraktes på annen måte, idet man erindrer at et hulrom vandrer gjennom en kolonneseksjon hver gang en heteinnretning passerer forbi enden av seksjonen. In equation (9), the foot index e applies to the enrichment section and in equation (10) the foot index s to the drift section. These parameters can be controlled independently of each other in each of the two sections. The streams of waste and product can also be considered in another way, remembering that a cavity travels through a column section every time a heating device passes past the end of the section.

Ved vanlig destillasjon finnes der en motstrøm, nemlig stigende damp og synk-ende væske, og beregninger for konstruksjon av kolonnen inkluderer disse strøm-mer i form av tilbakestrømsforhold. Ved sone-hulrom-prosesser tilveiebringes mot-strømmen mellom faste og flytende faser ved hjelp av de vandrende smeltede soner. Mens væsken i sonene ikke strømmer i samme retning som væsken i destillasjons-kolonnen, er virkningen av oppløst-stoff-fordelingen når en smeltet sone vandrer nedover i kolonnen, i prinsippet den samme som om det samme væskevolum i virkeligheten strømmet ned i kolonnen for selv å danne likevekt med det faste stoff under bevegelsen. Ved sone-hulrom-raffinering er således det kvantum som er ana logt med den nedadrettede strøm under destillasjon, i prinsippet volumhastigheten av strøm av smeltede soner nedover i kolonnen, dvs. i retning mot avfallsutløpet. In normal distillation, there is a countercurrent, namely rising steam and sinking liquid, and calculations for the construction of the column include these currents in the form of backflow conditions. In zone-cavity processes, the counter-flow between solid and liquid phases is provided by means of the migrating molten zones. While the liquid in the zones does not flow in the same direction as the liquid in the distillation column, the effect of the solute distribution as a molten zone migrates down the column is in principle the same as if the same volume of liquid actually flowed down the column for itself to form equilibrium with the solid substance during the movement. In zone-cavity refining, the quantity that is analogous to the downward flow during distillation is, in principle, the volume velocity of the flow of molten zones downwards in the column, i.e. in the direction towards the waste outlet.

Når raffineringsinnretningen er i normal drift, vil der for hver smeltet sone være ett hulrom, slik at forholdet mellom det smeltede volum og hulrommets volum innenfor en heteinnretning vil være analogt med et tilbakeløpsforhold bestemt ved den effektive lengde h av en heteinnretning, av temperaturen og av den effektive lengde 1 av hulromgeneratorens utløpsrør. Følgelig kan l/(h—1) betraktes som et til-bakeløpsforhold for forståelse av prosessen. De nedenfor gitte arbeidsligninger benytter ikke tilbakeløpsforholdet som så-dant. When the refinery is in normal operation, there will be one cavity for each molten zone, so that the ratio between the molten volume and the volume of the cavity within a heating device will be analogous to a reflux ratio determined by the effective length h of a heating device, by the temperature and by the effective length 1 of the cavity generator outlet pipe. Consequently, l/(h—1) can be considered as a backflow ratio for understanding the process. The working equations given below do not use the reflux ratio as such.

Et annet trekk ved de smeltede soner hva angår de medier som strømmer tilbake, er graden av kontakt mellom mot-strøm-fåsene. Ved destillasjon er der en grense for hvor nær man kan komme den ideelle likevektstilstand, idet dette er begrenset av graden av kontakt, dvs. de sam-menstøtende flater mellom fast stoff og damp, og av diffusjonen av komponenter i den flytende fase. I smeltet-sone-tilbake-løp eller det sonale tilbakeløp kan graden av kontakt betraktes som perfekt, idet den stivnede fase smeltes fullstendig og går over i flytende fase over hele tverrsnittet av kolonnen. Diffusjon i den flytende fase holder seg innenfor en grense selv om denne virkning kan nedsettes ved bruk av lav vandringshastighet eller ved å anvende omrøringsmidler. Et viktig trekk ved graden av kontakt som oppnåes ved sonalt tilbakeløp, er at kolonnekonstruksjonen blir sterkt forenklet, idet man ikke trenger boblekapper eller pakningsmidler. Another feature of the molten zones in relation to the media that flows back is the degree of contact between the counter-flow basins. In distillation, there is a limit to how close one can get to the ideal state of equilibrium, as this is limited by the degree of contact, i.e. the colliding surfaces between solid and vapor, and by the diffusion of components in the liquid phase. In molten-zone-reflow or the zonal flow-back, the degree of contact can be considered perfect, as the solidified phase melts completely and passes into the liquid phase over the entire cross-section of the column. Diffusion in the liquid phase remains within a limit, although this effect can be reduced by using a low travel speed or by using stirring agents. An important feature of the degree of contact achieved by zonal reflux is that the column construction is greatly simplified, as no bubble jackets or packing agents are needed.

Volumstrømmene av tilført materiale, avfall og produkt i rektifikasjons- og avdrivningsseksjonene skal nu omtales, hvoretter konsentrasjonen av oppløst stoff i sone-hulrom-raffineringsinnretnlngens ut-løp skal uttrykkes på grunnlag av det til-førte materiales konsentrasjon eller andre viktige parametre ved prosessen. Der vil også bli gitt særskilte ligninger for anriknings- og avdrivningsseksjonene. The volume flows of added material, waste and product in the rectification and stripping sections shall now be discussed, after which the concentration of solute in the outlet of the zone-cavity refining facility shall be expressed on the basis of the added material's concentration or other important parameters of the process. Separate equations will also be given for the enrichment and drift sections.

Anriknings- og avdrivningsseksj onene mates ved inntaket, for tilført materiale og har en felles konsentrasjon Cf av tilført materiale. Tilført materiale som trer inn i systemet, kan betraktes som oppdelt i to deler, som vandrer gjennom hver sin sek-, sjon. Virkningen av de smeltede soner i anrikningsseksjonen er å fjerne oppløst stoff fra den del av det tilførte materiale som vandrer gjennom denne seksjon og overfører dette stoff til matningsbeholderen. Virkningen av avdrivningsseksjonen er å fjerne oppløsningsmiddel fra den del av det tilførte stoff som vandrer gjennom denne seksjon og overfører oppløsnings-midlet til matningstanken. For å holde matningstankens innhold på en konsentrasjon Cf, er det derfor nødvendig å ba-lansere mengdene av uttatt avfall W og av produkt P slik at Cf forblir uforandret. Forholdet mellom P og W vil avhenge av verdiene av Cp og C„. som følger: The enrichment and stripping sections are fed at the intake, for added material and have a common concentration Cf of added material. Added material that enters the system can be considered as divided into two parts, which travel through each section. The effect of the molten zones in the enrichment section is to remove dissolved matter from the part of the feed material that travels through this section and transfers this matter to the feed container. The effect of the stripping section is to remove solvent from the part of the supplied material which travels through this section and transfers the solvent to the feed tank. In order to keep the contents of the feed tank at a concentration Cf, it is therefore necessary to balance the quantities of waste W taken out and of product P so that Cf remains unchanged. The relationship between P and W will depend on the values of Cp and C„. as follows:

hvor a og (3 er konstanter. where a and (3 are constants.

Den alminnelige materialbalanse for raffineringsinnretninger er uttrykt ved ligningen The general material balance for refining facilities is expressed by the equation

hvor F = matningshastighetene av tilført materiale. where F = the feed rates of added material.

Den alminnelige balanse for oppløst stoff er: FC, = WC„. -[- PC,, eller hvis man innsetter verdiene for C og Cw. fra ligningene (11) og (12): The general balance for solute is: FC, = WC„. -[- PC,, or if you insert the values for C and Cw. from equations (11) and (12):

Hvis derfor konsentrasjonen av opp-løst stoff i det tilførte materiale er kjent, og det er ønskelig å oppnå visse konsen-trasjoner av oppløst stoff i avfallet og produktet, kan verdiene for a og (3 bestemmes ved innsetning i ligningene (11) og (12). Disse ligninger kan så på sin side innsettes i ligning (15) for å gi det ønskede forhold mellom produkt- og avfalls-(volum-) strømmene. Dette forhold kan innstilles på forskjellige måter f. eks. ved å variere tverrsnittene av de to seksjoner av kolonnen, ved å variere hulromlengdene, ved å variere avstanden mellom heteinnretningene eller på annen måte de hastigheter med hvilke materialet gjennomløpes av smeltede soner. If therefore the concentration of solute in the added material is known, and it is desirable to achieve certain concentrations of solute in the waste and the product, the values for a and (3) can be determined by inserting into equations (11) and ( 12). These equations can then in turn be inserted into equation (15) to give the desired ratio between the product and waste (volume) flows. This ratio can be set in different ways, for example by varying the cross sections of the two sections of the column, by varying the cavity lengths, by varying the distance between the heating devices or in some other way the speeds at which the material is passed through the molten zones.

Ligningene for anrikningsseksjonen. The equations for the enrichment section.

Følgende finner sted når en smeltet sone vandrer gjennom anrikningsseksjonen fra produktutløpet til matningsinntaket: (1) Hulrommene dannes ved å trekke ut en lengde (h-1) smeltet materiale i The following takes place as a molten zone travels through the enrichment section from the product outlet to the feed inlet: (1) The voids are formed by withdrawing a length (h-1) of molten material in

kolonnens produktende. the producing end of the column.

(2) Etterhvert som hulrommet vandrer gjennom seksjonen, vil den totale virkning bestå i å forandre oppløst-stoff-f ord elingen i seksjonen en avstand (h-1) eller en hulromlengde i retning (2) As the cavity travels through the section, the total effect will be to change the solute distribution in the section a distance (h-1) or a cavity length in the direction

mot utløpet. towards the outlet.

(3) Etterhvert som den smeltede sone vandrer gjennom seksjonen, fører den oppløst stoff mot matningsinntaket eller i en retning motsatt den foran-dring som bevirkes som følge av hul-romkonsentrasj onen. (4) Når den smeltede sone ankommer til matningsinntaket eller materialbe-holderen, blander det flytende stoff i sonen seg med det flytende tilførte materiale og antar den konstante konsentrasjon Cf. I det system som betraktes, dvs. et hvor k-verdien for oppløst stoff i oppløsningsmiddel er mindre enn 1, er konsentrasjonen fra den smeltede sone like før denne når matningsinntaket, større enn Cf, slik at virkningen blir en overføring av oppløst stoff fra produktuttaket til matningsinntaket. (3) As the molten zone moves through the section, it carries solute towards the feed intake or in a direction opposite to the change effected as a result of the void concentration. (4) When the molten zone arrives at the feed inlet or material container, the liquid material in the zone mixes with the liquid feed material and assumes the constant concentration Cf. In the system considered, i.e. one where the k-value for solute in solvent is less than 1, the concentration from the molten zone just before it reaches the feed inlet is greater than Cf, so that the effect is a transfer of solute from the product outlet to the feed intake.

Når likevektstilstanden er nådd, vil gjennomløpet av trinnene (1) til (4) la fordelingen av oppløst stoff i kolonneseksjonen uforandret. Som følge av diskontinui-teten i konsentrasjonen ved matningsinntaket vil likevekts-tilstands-fordelingen i virkeligheten svinge omkring en middel-verdi når kolonnen er i drift. En slik varia-sjon vil imidlertid være uten betydning forsåvidt angår de følgende ligninger, unn-tatt når seksjonslengden er meget liten. Det kan vises at den seksjonslengde Le som Once the equilibrium state is reached, the completion of steps (1) to (4) will leave the distribution of solute in the column section unchanged. As a result of the discontinuity in the concentration at the feed intake, the equilibrium state distribution will in reality fluctuate around a mean value when the column is in operation. However, such a variation will be of no importance as far as the following equations are concerned, except when the section length is very small. It can be shown that the section length Le which

er nødvendig for å oppnå et separasjons-forhold a i anrikningsseksjonen, er gitt ved is necessary to achieve a separation ratio a in the enrichment section, is given by

ligningen: the equation:

hvor Be, co og XY er konstanter som avhenger av h, 1 og k og er gitt ved ligningene: where Be, co and XY are constants that depend on h, 1 and k and are given by the equations:

Lengden Le av anrikningsseksjonen ifølge ligning (16), hvor fotindeksen e gjelder for anrikningsseksjonen, er definert som avstanden fra utgangsenden til det punkt hvor konsentrasjonen av oppløst stoff i det faste stoff er kCf. I praksis vil denne lengde vanligvis være omtrent lik lengden av én heteinnretning minus den virkelige seksjonslengde. The length Le of the enrichment section according to equation (16), where the foot index e applies to the enrichment section, is defined as the distance from the outlet end to the point where the concentration of solute in the solid is kCf. In practice, this length will usually be approximately equal to the length of one heating device minus the actual section length.

Beregning 2. Calculation 2.

For anrikningsseksjonens utførelse bestemmes den riktige lengde av kolonneseksjonen ved hjelp av ligningene (16) til (19) ut fra følgende beregninger: For the design of the enrichment section, the correct length of the column section is determined using equations (16) to (19) based on the following calculations:

Gitt er a — C(1/Cf = 0,01, k = 0,5, h = 1; 1 = 0,8. Le søkes. Ved innsetning i ligning (17) fåes: Given a — C(1/Cf = 0.01, k = 0.5, h = 1; 1 = 0.8. Le is sought. Inserting into equation (17) yields:

I Ved innsetning i ligning (18) fåes: I By inserting into equation (18) we get:

Ved tilsetning i ligning (15): By addition in equation (15):

Ved innsetning i ligning (19): When inserting into equation (19):

Disse ligninger gir visse begrensninger med hensyn til forholdet l/h som er inntil en viss grad analogt med begrepet det minimale tilbakeløpsforhold ved destillasjon. Således finnes der for k-verdier mindre enn 1 ingen nedre grense for den oppnåelige verdi av a, forutsatt at l/h er større enn k. Hvis k er mindre enn 1 og l/h er mindre enn k, vil der være en minsteverdi for a selv for en kolonneseksjon av uendelig lengde. Hvis k er større en 1 (i hvilket tilfelle a-verdier større enn 1 er ønskelig) er der ingen øvre grense for a. These equations give certain limitations with regard to the ratio l/h which is to a certain extent analogous to the concept of the minimal reflux ratio in distillation. Thus, for k values less than 1 there is no lower limit for the achievable value of a, provided that l/h is greater than k. If k is less than 1 and l/h is less than k, there will be a minimum value for a even for a column section of infinite length. If k is greater than 1 (in which case a values greater than 1 are desirable) there is no upper limit for a.

Ligninger for avdrivningsseksjonen. Equations for the drift section.

Følgende finner sted når en smeltet sone vandrer gjennom avdrivningsseksjonen fra matningsinntaket til avfallsut-løpet i det tilfelle at hulromgeneratoren er av utløpstypen. (1) Heteinnretningen befinner seg i ut-gangsstillingen og påvirker det flytende tilførte materiale, x = O, og smel-. ter fast stoff fra O til h, hvor h er lengden av heteinnretningen. Den smeltede del blander seg med det flytende tilførte materiale. Konsentrasjonen av oppløst stoff i det flytende materiale som befinner seg innenfor heteinnretningen, er derfor identisk med konsentrasjonen av oppløst stoff i det flytende materiale (Cf). Dette fører til at der føres oppløst stoff inn i avdrivningsseksjonen da Cf er større enn den midlere konsentrasjon som ble er-stattet. (2) Den smeltede sone vandrer langs avdrivningsseksjonen, og den første konsentrasjon som stivner ut i stilling x The following takes place when a molten zone travels through the stripping section from the feed inlet to the waste outlet in the case that the cavity generator is of the outlet type. (1) The heating device is in the starting position and affects the liquid supplied material, x = O, and melts. ter solid substance from O to h, where h is the length of the heating device. The molten part mixes with the liquid feed material. The concentration of dissolved substance in the liquid material that is inside the heating device is therefore identical to the concentration of dissolved substance in the liquid material (Cf). This leads to solute being fed into the stripping section as Cf is greater than the average concentration that was replaced. (2) The molten zone migrates along the drift section, and the first concentration that solidifies at position x

= O, er kCf. = O, is kCf.

(3) Materialet i den endelige lengde av den smeltede sone i dennes ytterste stilling i avdrivningsseksjonen stivner ved normal stivning. Denne endelige sonelengde er definert som Ls-h, hvor (3) The material in the final length of the molten zone in its outermost position in the stripping section solidifies by normal solidification. This final zone length is defined as Ls-h, where

LA er lengden av avdrivningsseksjonen. LA is the length of the exhaust section.

(4) Når sammenstøtsflaten mellom den faste og flytende sone har vandret av- (4) When the collision surface between the solid and liquid zone has migrated off-

standen L.-h + 1, hvor 1 er lengden av hulromgeneratorens utløpsrør, vil den øvrige flytende del renne ut som avfall. Denne væskeformige del inneholder oppløst stoff i sterk konsentrasjon som følge av avdrivningsvirknin-gen i seksjonen og den normale stivningsvirkning over den siste sonelengde. Konsentrasjonen vil bli bereg-net nedenfor. the position L.-h + 1, where 1 is the length of the cavity generator's outlet pipe, the remaining liquid part will flow out as waste. This liquid part contains dissolved matter in strong concentration as a result of the drift effect in the section and the normal stiffening effect over the last zone length. The concentration will be calculated below.

(5) Det hulrom som dannes hver gang heteinnretningen passerer utløpsrøret, vandrer gjennom avdrivningsseksjonen til matningsbeholderen, idet det hver gang stiger opp gjennom hver smeltet sone når det møter disse. Hulrommenes midlere vandringshastighet avhenger av heteinnretningens lengde og den innbyrdes avstand mellom de enkelte heteinnretninger. (6) Under sin vandring treffer den smeltede sone på et antall hulrom. For hvert slikt møte avanserer sonen en hulromlengde (h-1). Et møte finner sted for hver heteinnretning før den heteinnretning som befinner seg ved matings-beholderen, fordi hver slik heteinnretning i virkeligheten frembringer et hulrom som tilslutt må passere gjennom vedkommende heteinnretning. Disse bevegelser forkorter den effektive lengde av seksjonen med hensyn på raffineringen. Som i anrikningsseksjonen nåes en varierende likevektstilstand. Det kan vises at den seksjonslengde Ls som kreves for å frembringe en separasjon p = Cw/Cp, er gitt ved ligningen hvor Bs, f> og y er konstanter som avhenger av h, 1, k og p og er gitt ved følgende ligninger : (5) The cavity formed each time the heater passes the discharge tube travels through the stripping section of the feed vessel, each time rising through each molten zone as it encounters them. The average travel speed of the cavities depends on the length of the heating device and the mutual distance between the individual heating devices. (6) During its migration, the molten zone hits a number of cavities. For each such encounter, the zone advances one cavity length (h-1). A meeting takes place for each heating device before the heating device that is located at the feed container, because each such heating device in reality produces a cavity which must eventually pass through the relevant heating device. These movements shorten the effective length of the section with respect to the refinement. As in the enrichment section, a varying state of equilibrium is reached. It can be shown that the section length Ls required to produce a separation p = Cw/Cp is given by the equation where Bs, f> and y are constants that depend on h, 1, k and p and are given by the following equations:

Lengden L. av avdrivningsseksjonen i ligningen (20) er definert ved ligningen: The length L. of the drift section in equation (20) is defined by the equation:

hvor L'K er den virkelige seksjonslengde og nw er antallet møter med hulrom. where L'K is the real section length and nw is the number of encounters with voids.

Størrelsen 5 i ligning (20) representerer det bidrag til konsentrasjonen av opp-løst stoff som oppstår ved en normal stivningsvirkning når den smeltede sone når enden av seksjonen. Verdien er forholdet mellom konsentrasjonen i det faste materiale ved begynnelsen av normal stivningsvirkning, og konsentrasjonen i den væskeformige del som støtes ut som avfall noe senere uder den normale stivningsprosess. Under visse forhold representerer den normale stivningsvirkning den største del av konsentrasjonsvirkningen med hensyn til oppløst stoff i avdrivningsseksjonen. I slike tilfelle kan det for å forenkle apparaturen være ønskelig å arbeide med en meget kort avdrivningsseksjon, én heterlengde lang, hvor den normale stivning utgjør hele virkningen. The quantity 5 in equation (20) represents the contribution to the concentration of solute that occurs by a normal solidification action when the molten zone reaches the end of the section. The value is the ratio between the concentration in the solid material at the beginning of the normal solidification effect, and the concentration in the liquid part which is ejected as waste somewhat later during the normal solidification process. Under certain conditions, the normal solidification effect represents the largest part of the concentration effect with respect to solute in the stripping section. In such cases, in order to simplify the apparatus, it may be desirable to work with a very short removal section, one heter length long, where the normal stiffening makes up the entire effect.

Beregning 3: Calculation 3:

Gitt er h = 1, 1 = 0,9, k = 0,5, |3 = Cw/Cf = 3,5 og bestemmes skal L's. Ved innsetning i ligning (21) fåes: Given h = 1, 1 = 0.9, k = 0.5, |3 = Cw/Cf = 3.5 and L's are to be determined. Inserting into equation (21) yields:

Ved innsetning i (22): By insertion in (22):

Ved innsetning i (23): By insertion in (23):

Ved innsetning i (20): By insertion in (20):

Ved innsetning i (24): By insertion in (24):

(Seksjonslengden er så kort at man kun kan ha én heteinnretning, følgelig er nw(The section length is so short that you can only have one heating device, consequently nw

= O). = O).

I alminnelighet er et begrenset område av p-verdier mulig for visse områder av h, 1 og k etterhvert som L. varierer fra null til uendelig. Ved k-verdier mindre enn 1, viser de gitte midlere resultater at |5 vil ligge mellom verdiene In general, a limited range of p-values is possible for certain ranges of h, 1 and k as L varies from zero to infinity. For k-values less than 1, the given average results show that |5 will lie between the values

etterhvert som L. varierer fra null til uendelig. as L. varies from zero to infinity.

Ovenfor er blitt vist hvorledes man kan beregne lengdene av anriknings- og avdrivningsseksj onene for gitte verdier av C , Cp, CM„ h og L. Antas det at sonelengden og antallet, innbyrdes avstand og bevegel-seshastighet av heteinnretningene er de samme i hver seksjon, er de relative tverrsnittsarealer av seksjonene bestemt ved P/W i ligning (15). Ved de ovenfor gjen-gitte eksempler som henger innbyrdes sammen, ble P/W funnet lik 2,52 og (h-l)£ lik 2(h-l)s, hvilket betyr at tverrsnittsarealet av anrikningsseksjonen for det gitte eksempel er fem ganger tverrsnittsarealet av avdrivningsseksjonen. Above, it has been shown how to calculate the lengths of the enrichment and stripping sections for given values of C, Cp, CM„ h and L. It is assumed that the zone length and number, mutual distance and movement speed of the heating devices are the same in each section , the relative cross-sectional areas of the sections are determined by P/W in equation (15). In the examples given above which are interconnected, P/W was found equal to 2.52 and (h-l)£ equal to 2(h-l)s, which means that the cross-sectional area of the enrichment section for the given example is five times the cross-sectional area of the stripping section.

I det følgende skal gjøres visse praktiske betraktninger. In the following, certain practical considerations must be made.

Da separasjonsgraden for gitte kolon-nedimensj oner bare avhenger av antallet sonelengder i kolonneseksjonen, kan en hvilkensomhelst separasjonsgrad som angitt ved ovenstående ligninger, oppnåes med et minimum av én heteinnretning for hver seksjon. Som omtalt tidligere vil man imidlertid opnå en tidsbesparelse hvis heteinnretningene ligger så tett inntil hverandre som mulig. En begrensning med hensyn til den minste innbyrdes avstand Since the degree of separation for given column dimensions only depends on the number of zone lengths in the column section, any degree of separation as indicated by the above equations can be achieved with a minimum of one heating device for each section. As discussed earlier, however, you will achieve a time saving if the heating devices are located as close to each other as possible. A limitation with regard to the smallest mutual distance

mellom heteinnretningene i tillegg til det between the heating devices in addition to that

som er angitt tidligere, opptrer når diffusjonshastigheten for oppløst stoff i den stivnede fase er høy, i det ekstreme tilfelle sammenlignbar med diffusjonshastigheten i den flytende fase. Når slike systemer undergår behandling, kan det være til-rådelig å kjøle det faste stoff mellom heteinnretningene og øke lengden av de stivnede soner. as stated earlier, occurs when the diffusion rate of solute in the solidified phase is high, in the extreme case comparable to the diffusion rate in the liquid phase. When such systems undergo treatment, it may be advisable to cool the solid between the heating devices and increase the length of the solidified zones.

En kortere innbyrdes avstand mellom heteinnretningene bringer mindre'forsin- A shorter mutual distance between the heating devices brings less 'delay'

kelse og. en kortere igangsetningstid, dvs. love and. a shorter start-up time, i.e.

det vil ta kortere tid a nå den stabile til- it will take less time to reach the stable

stand. En liten sonelengde 1 vil, som angitt ovenfor, tillate flere rektifikasjonstrin for en gitt kolonnelengde og også nedsette igangsetningstiden. condition. A small zone length 1 will, as stated above, allow more rectification steps for a given column length and also reduce the start-up time.

Apparaturen vil hurtigere nærme seg The apparatus will approach faster

den stabile arbeidstilstand desto større separasjonskonstanten k avviker fra 1. Det analoge gjeld er også for andre kontinuer- the stable operating state, the greater the separation constant k deviates from 1. The analogous situation also applies to other continuous

lige prosesser, så som destillasjon. Dette bestyrker verdien av en kontinuerlig sone-raffineringsmetode, fordi når den stabile tilstand er nådd, vil alt det materiale som omfattes av prosessen, utsettes for den maksimale separasjon, og den tid som kreves for å føre et kvantum tilført mate- similar processes, such as distillation. This reinforces the value of a continuous zone refining method, because when the steady state is reached, all the material included in the process will be subjected to the maximum separation, and the time required to carry a quantity of feed

riale gjennom raffineringsinnretningen, er forholdsvis kort sammenlignet med den tid som medgår for å nå den stabile tilstand. rial through the refining device, is relatively short compared to the time required to reach the steady state.

På samme måte som ved sats-sone- In the same way as with rate zone-

raffinering, er sone-hulrom-rafinering særlig anvendelig i forbindelse med utkrystallisasjon fra et smeltet stoff og ved systemer hvor en mengde faste stoffer lett kan stivnes ut ved en jevn sammenstøts- refining, zone-cavity refining is particularly applicable in connection with crystallization from a molten substance and in systems where a quantity of solids can be easily solidified by a uniform collision

flate mellom den flytende og faste fase og uten at flytende stoff stenges inne. Med hensyn til utkrystallisering fra oppløs- surface between the liquid and solid phase and without liquid substance being trapped inside. With regard to crystallization from solvent

ningsmidler har sone-hulrom-prosessen en vesentlig fordel likeoverfor sats-metodene, means, the zone-cavity process has a significant advantage over rate methods,

idet nytt oppløsningsmiddel kontinuerlig kan tilføres og fjernes. For systemer be- as new solvent can be continuously added and removed. For systems be-

stående av oppløst stoff i oppløsningsmid- standing of solute in solvent

del hvor tendensen er til stede til å fryse ut fine krystaller, kan begge fremgangs- part where the tendency is present to freeze out fine crystals, both progress-

måter ha sine fordeler selv om forholdene i visse tilfelle kan være mindre ideelle. ways have their advantages even if the conditions in certain cases may be less ideal.

Som følge av den høye grad av kon- As a result of the high degree of con-

trollert renhet som kreves ved fremstilling av halvledende innretninger, -er den be- trolled purity required in the manufacture of semi-conducting devices, -is it be-

skrevne fremgangsmåte særlig anvendelig i nettopp denne forbindelse. Disse mate- written procedure is particularly applicable in precisely this connection. These feed-

rialer for fremstilling av halvledere består av f. eks. silisium og germanium med kom- rials for the production of semiconductors consist of, e.g. silicon and germanium with com-

ponenter som har lignende egenskaper, ponents that have similar properties,

f. eks. aluminiumfosfid, aluminiumarsenid, aluminiumantimonid, galliumfosfid, galli- e.g. aluminum phosphide, aluminum arsenide, aluminum antimonide, gallium phosphide, gallium

umarsenid, galliumantimonid, indiumfos- unarsenide, gallium antimonide, indium phos-

fid, indiumarsenid og indiumantimonid. fid, indium arsenide and indium antimonide.

Oppfinnelsen har ovenfor nødvendig- The invention has above neces-

vis måttet beskrives under henvisning til spesielle utførelser, men det er klart at en rekke modifikasjoner er tenkelige, således er det • klart at raffineringsinnretninger med bare én seksjon, enten rektifiserings- show had to be described with reference to special designs, but it is clear that a number of modifications are conceivable, thus it is • clear that refining devices with only one section, either rectification

eller avdrivningsseksjon, hvor matnings- or stripping section, where feed-

inntaket befinner seg i nærheten av en eller annen uttaksåpning, også kan • ar- the intake is located near some outlet opening, it can also • ar-

beide i henhold til sone-hulrom-prinsip- both according to the zone-cavity principle

pet. Det er også klart at en frem- og til- pet. It is also clear that a back and forth

bakegående bevegelse av heteinnretnin- backward movement of heating equipment

gene kan anvendes i forbindelse med skruelinje-sonekolonner og at dette i for- genes can be used in connection with helical zone columns and that this in

bindelse med spesielle apparater kan være fordelaktig ut fra konstruktive betrakt- bonding with special devices can be advantageous from constructive considerations

ninger. nings.

Når det i ovenstående beskrivelse og i When the above description and in

de etterfølgende påstander tales om «ko- the subsequent claims speak of "co-

lonne», er det klart at dette uttrykk både dekker horisontale og vertikale kolonner samt kolonner som danner en eller annen vinkel med horisontalen, samt slike som er formet etter en spiral eller skruelinje og alle typer av kammer med åpninger i den en eller annen ende og med en eller annen brukbar tverrsnittsform. lonne', it is clear that this expression covers both horizontal and vertical columns as well as columns which form some angle with the horizontal, as well as those which are shaped according to a spiral or helical line and all types of chambers with openings at one end or the other and with some usable cross-sectional shape.

Claims (15)

1. Fremgangsmåte ved redistribuering av bestanddelene av et smeltbart materi-1. Procedure for redistributing the components of a fusible material ale som består av minst to bestanddeler eller stoffer, i en kolonne hvor avvekslende, relativt varme og kolde områder bringes til å vandre i en retning fra den ene ende av kolonnen til den annen, og hvor det smeltbare materiale er smeltet i de varme områder og stivnet i dé kolde områder, karakterisert ved at der fra en ende av kolonnen fjernes materiale i en mengde som er mindre enn den mengde som inneholdes i et varmt område, hver gang materialet ved denne ende av kolonnen er smeltet, og at der i et annet punkt langs kolonnen tilsettes smeltbart materiale av det system som skal behandles, i en mengde som er lik den mengde som er tatt ut. ale consisting of at least two constituents or substances, in a column where alternating, relatively hot and cold areas are made to travel in one direction from one end of the column to the other, and where the fusible material is melted in the hot areas and solidified in the cold areas, characterized in that material is removed from one end of the column in an amount that is smaller than the amount contained in a hot area, each time the material at this end of the column is melted, and that in another point along the column, fusible material of the system to be treated is added in an amount equal to the amount taken out. 2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1,karakterisert ved at materiale uttas fra hver ende av kolonnen og at den tilførte mengde av det smeltbare materiale er lik den samlede mengde uttatt materiale. 2. Method according to claim 1, characterized in that material is withdrawn from each end of the column and that the supplied amount of the fusible material is equal to the total amount of withdrawn material. 3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 eller 2, hvor kolonnen danner en vinkel på mere enn 0 grader med horisontalen, karakterisert ved at områdene bringes til å bevege seg oppover fra den ene ende av kolonnen til den annen og at materialet i toppen av kolonnen tas ut som produkt. 3. Method according to claim 1 or 2, where the column forms an angle of more than 0 degrees with the horizontal, characterized in that the areas are made to move upwards from one end of the column to the other and that the material at the top of the column is taken out as a product. 4. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 eller 2, hvor kolonnen danner en vinkel på mer enn 0 grader med horisontalen, karakterisert ved at områdene bringes til å bevege seg nedover fra toppen av kolonnen. 4. Method according to claim 1 or 2, where the column forms an angle of more than 0 degrees with the horizontal, characterized in that the areas are made to move downwards from the top of the column. 5. Fremgangsmåte ifølge påstand 2 eller 4, karakterisert ved at materiale av det system som behandles, tilsettes i et punkt mellom endene av kolonnen. 5. Method according to claim 2 or 4, characterized in that material of the system being treated is added at a point between the ends of the column. 6. Fremgangsmåte ifølge påstand 2, hvor kolonnen er U-formet, karakterisert ved at materialet fjernes, fra hvert varme område i dettes utgangsstilling og at materialet fjernes fra hvert varme område i dettes endestilling av vandringen. 6. Method according to claim 2, where the column is U-shaped, characterized in that the material is removed from each hot area in its starting position and that the material is removed from each hot area in its end position of the travel. 7. Fremgangsmåte ifølge påstand 5, karakterisert ved at matningsinntaket befinner seg i en annen høyde enn hvert av uttakene og at alle øvrige deler av kolonnen befinner seg i mellomliggende høyder. 7. Method according to claim 5, characterized in that the feed inlet is located at a different height than each of the outlets and that all other parts of the column are located at intermediate heights. 8. Fremgangsmåte ifølge påstand 5, hvor kolonnen har form av en skruelinje, karakterisert ved at bevegelsen av avvekslende varme og kolde områder bevirkes ved at den skruelinjeformede kolonne roterer om sin skrueakse ved faststående varmeutvekslere. 8. Method according to claim 5, where the column has the shape of a helix, characterized in that the movement of alternating hot and cold areas is effected by the helix-shaped column rotating about its helix axis by stationary heat exchangers. 9. Fremgangsmåte ifølge eller flere av påstandene 1—3 og 5—8, karakterisert ved at der frembringes et hulrom i kolonnen hver gang en smeltet sone befinner seg i sin utgangsstilling for vandring ved en ende av kolonnen, ved at der fjernes smeltet materiale. 9. Method according to one or more of claims 1-3 and 5-8, characterized in that a cavity is created in the column every time a molten zone is in its starting position for migration at one end of the column, by removing molten material. 10. Fremgangsmåte ifølge påstand 4 eller 6, karakterisert ved at der frembringes et hulrom i kolonnen hver gang en smeltet sone er i sin endestilling av vandring gjennom kolonnen, ved at der fjernes smeltet materiale. 10. Method according to claim 4 or 6, characterized in that a cavity is created in the column every time a molten zone is in its final position of travel through the column, by molten material being removed. 11. Fremgangsmåte ifølge en eller flere av de foregående påstander, karakterisert ved at dimensjonene av og den , innbyrdes avstand mellom hvert smeltet område er slik valgt at de omfatter hele tverrsnittet av kolonnen og slik at de til enhver tid er forbundet ved materiale i stivnet form. 11. Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the dimensions of and the , mutual distance between each melted area is chosen so that they encompass the entire cross-section of the column and so that they are connected at all times by material in solidified form. 12. Fremgangsmåte ifølge påstand 9, hvor kolonnen befinner seg i en oventil åpen beholder, karakterisert ved at det materiale som fjernes fra kolonnen i utgangsstilling, erstattes med et hulrom- materiale som i det vesentlige er ublandbart med det materiale som behandles, og at dette hulrom-materiale bringes til å vandre gjennom beholderen i samme retning og med samme hastighet som det varme område. 12. Method according to claim 9, where the column is located in a container open at the top, characterized in that the material that is removed from the column in the initial position is replaced with a cavity material which is essentially immiscible with the material being treated, and that this cavity material is made to travel through the container in the same direction and at the same speed as the hot area. 13. Fremgangsmåte ifølge påstand 10, hvor kolonnen befinner seg i en oventil åpen beholder karakterisert ved at det materiale som fjernes fra kolonnen i nevnte stilling, erstattes med et hulrom-materiale som i det vesentlige er ublandbart med det materiale som behandles, og at dette hulrom-materiale bringes til å vandre gjennom beholderen i en retning motsatt vandringsretningen av det varme område. 13. Method according to claim 10, where the column is located in an open top container characterized in that the material that is removed from the column in said position is replaced with a cavity material that is essentially immiscible with the material being treated, and that this cavity material is made to travel through the container in a direction opposite to the direction of travel of the hot region. 14. Fremgangsmåte ifølge påstand 12 eller 13, karakterisert ved at der tilsettes smeltbart materiale til kolonnen i et punkt som befinner seg i en høyde som er forskjellig fra høyden av begynnelses- og sluttstillingene, og at hulrom bringes til å vandre ved tyngdekraftens virkning. 14. Method according to claim 12 or 13, characterized in that fusible material is added to the column at a point located at a height that is different from the height of the beginning and end positions, and that cavities are caused to migrate by the action of gravity. 15. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at vandringen av det varme område frembringes ved en tilsvarende bevegelse av varmekilder som beveger seg i de varme og kolde soners vandringsretning en avstand som er lik et helt antall kolde områder, hvoretter varmekil-dene bringes til å bevege seg i motsatt retning det samme antall lengder av kolde områder og med en slik hastighet at det tillater materialet i de varme områder å forbli smeltet men ikke tillater noen nevneverdig mengde av ytterligere materiale å smelte under denne tilbakegående bevegelse, og at den nevnte serie bevegelses-trinn gjentas minst én gang.15. Method according to claim 1, characterized in that the movement of the hot area is produced by a corresponding movement of heat sources that move in the direction of travel of the hot and cold zones a distance equal to a whole number of cold areas, after which the heat sources are brought to move in the opposite direction the same number of lengths of cold regions and at such a rate as to allow the material in the hot regions to remain molten but not to allow any appreciable amount of additional material to melt during this backward motion, and that the said series of motions step is repeated at least once.
NO153113A 1963-05-10 1964-05-04 NO115566B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB18548/63A GB1000164A (en) 1963-05-10 1963-05-10 Improvements in closure seals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO115566B true NO115566B (en) 1968-10-21

Family

ID=10114323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO153113A NO115566B (en) 1963-05-10 1964-05-04

Country Status (10)

Country Link
US (1) US3219223A (en)
AT (1) AT268912B (en)
BE (1) BE647253A (en)
CH (1) CH427540A (en)
DE (1) DE1432213A1 (en)
DK (1) DK122514B (en)
ES (1) ES299173A1 (en)
GB (1) GB1000164A (en)
NL (1) NL6405175A (en)
NO (1) NO115566B (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3374913A (en) * 1965-10-08 1968-03-26 Continental Can Co Tamper-proof package
FR2134264B1 (en) * 1971-04-29 1974-03-08 Scal Gp Condit Aluminium
US3913772A (en) * 1973-09-14 1975-10-21 Anchor Hocking Corp Tamperproof closure cap and sealed package
CH657589A5 (en) * 1981-11-19 1986-09-15 Ernst & Co Inh Geiger & Neuens SCREW CAP WITH INTERNAL AND EXTERNAL COVER.
NL8201681A (en) * 1982-04-22 1983-11-16 Lindner Ind SEALING COVER FOR SEALING A HOLDER UNDER VACUUM (VACUUM SNAP CAP).
KR840005048A (en) * 1982-06-07 1984-11-03 원본미기재 Composite lid
US5031787A (en) * 1989-09-01 1991-07-16 Anchor Hocking Packaging Company Low height floating disk closure
EP1686070A1 (en) * 2005-01-26 2006-08-02 Plato product consultants V.O.F. Easy opening closure
DE102018221107B3 (en) * 2018-12-06 2019-09-26 Heidelberger Druckmaschinen Ag Device in a printing machine
EP3889061A1 (en) 2020-03-31 2021-10-06 Bettina Böttger Vacuum, gas and liquid tight container with a reusable cap
EP4126687A1 (en) 2020-03-31 2023-02-08 Bettina Böttger Container with a reusable cap

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US666139A (en) * 1900-03-08 1901-01-15 Robert Hay Sealing-cap for vessels.
US2008593A (en) * 1932-06-27 1935-07-16 Phoenix Metal Cap Co Inc Jar closure
US2056778A (en) * 1935-09-30 1936-10-06 Guardian Safety Seal Company Severable sheet metal articles such as bottle sealing caps
US2280724A (en) * 1940-07-23 1942-04-21 Aluminum Co Of America Closure and container
US2362009A (en) * 1940-08-02 1944-11-07 Aluminum Co Of America Method of applying closures to containers
US2643015A (en) * 1949-12-08 1953-06-23 Dev Res Inc Tamperproof container closure
US2802322A (en) * 1950-09-08 1957-08-13 Podesta Armando Method for the sealing of containers by means of pre-curled metal caps

Also Published As

Publication number Publication date
ES299173A1 (en) 1964-11-01
CH427540A (en) 1966-12-31
GB1000164A (en) 1965-08-04
DK122514B (en) 1972-03-13
US3219223A (en) 1965-11-23
NL6405175A (en) 1964-11-11
DE1432213A1 (en) 1969-03-13
BE647253A (en) 1964-08-17
AT268912B (en) 1969-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO115566B (en)
US2739045A (en) Segregation process
JP2014522723A (en) Method and apparatus for separating components of a liquid mixture
US3375082A (en) Process for the continuous separation of crystallizable substances
US3543531A (en) Freeze refining apparatus
CN101484596B (en) Method and device for metal purification and separation of purified metal from a metal mother liquid such as aluminium
Huppert et al. Heating or cooling a stable compositional gradient from the side
US2468660A (en) Extraction process for separating metals
US2944878A (en) Process for the separation of substances by vaporization
JPH0247241B2 (en)
Ludwig et al. Recurring instability of cellular growth in a near peritectic transparent NPG-TRIS alloy system
Fredriksson et al. On the formation of macrosegregations in ingots
US2995016A (en) Separation or partial separation of components of a liquid medium
NO127167B (en)
DK1509642T3 (en) Apparatus for producing crystal rods with a defined cross-section and column-shaped polycrystalline structure by a crucible-free continuous crystallization
JPH067603A (en) Device for separation of substance from mixed liquid by crystallization
US2750262A (en) Process for separating components of a fusible material
Rai et al. Some physicochemical studies on organic eutectics and molecular complex: urea–p-nitrophenol system
Chang et al. Localized interface breakdown in zone melting and the travelling heater method
US3960548A (en) Process for the separation of components in multicomponent mixtures, for the case wherein the diagram of binary phases of the two major components presents a monotectic and their densities are different
Kaneko et al. Simultaneous crystallization and melting at both the roof and floor of crustal magma chambers: Experimental study using NH4Cl–H2O binary eutectic system
US3444050A (en) Distilland heating with hot distillate
Pfann Zone refining
Atwood Developments in melt crystallization
Liu et al. Thermal–solutal flows and segregation and their control by angular vibration in vertical Bridgman crystal growth