Аппарат для глубокой очистки веществ Советский патент 1981 года по МПК B01K1/00 

(54) АППАРАТ ДЛЯ ГЛУБОКОЙ ОЧИСТКИ ВЕЩЕСТВ

Изобретение относится к глубокой очистке веществ, идущих на синтез полупроводниковых материалов или разделение смесей, например изотопов. Наиболее близким к предлагаемому явJMjejrcfl аппарат для глубокой очистки ве uieic B, выполненный в виде вертикального трубчатого теплообменника, у которого ка пилляры расположены в трубах теплообмен ника, теплоноситель в межтрубном пространстве. Каждая ; труба снабжена тремя электродами, из которых два расположены на концах, а третий в средней части трубы на высоте, равной 0,5-О,6 ее обшей длины Fll. Недостатком известного аппарата является тс, что электроды вьшолнет 1 в виде молибденовых стержней и снабжены графитовыми стержнями, расположенными между молибденовыми стержнями и торцами капилляров. Поэтому при глубокой очистке вещества, когда достигается содержание каждой примеси (J вес.%, возможно загрязнение очищаемого вещества в результате диффузии примеси из материала электродов, т.е. графита и молибдена, в очищаемое вещество. Кроме того, использование подобных электродов осложняет аппаратурное оформление процесса и увеличивает его стоимость. Цель изобретения - упрощение конструкции аппарата и его удешевление. ПостаБленн|ая цель достигается тем, что в аппарате для глубокой очистки вещества, выполненного в виде вертикального трубчатого теплообменника, снабженного трубами, запога1енными капиллярами, на торцах каждой трубы и в ее средней части на высоте О,5-О,6 ее длины жестко закреплены толстостенные капилляры, переходящие .в ,ампулу, окруженнь е холодильниками. Аппарат может быть изготовлен, например, из кварцевого стекла. На чертеже изображен предлагаемай. аппарат. В общем корпусе 1 находятся, например, четьре электродиффуционяые ячейки 3 2. Каждая ячейка прелставляет собой кварцевую трубу 3 длиной см и внутренним диаметром не более 10 мм. Труба 3, заполнена тонкостенными кварцевыми капиллярами 4, внутренний диаметр которых 0,5 мм, В средней части тру бы на высоте О,5 ее общей длины между торцами пучков капилляров имеется зазор 5 высотой 3 мм, в эту часть трубы и в торшл трубы ввариваются толстостенлые капилляры 6,7 и 8/внутренний диаметр капилляров л 1,5-2 мм, которые на 1/2 длины должны выходить из корпуса 1, К капиллярам 6,7 и 8 привариваются кварцевые ампулы 9,10 и 11, (внутренний диаметр rJ 8 мм), окруженные на 3/4 длины холодильниками 12,13 и 14. В трубе имеются также зазоры 15 и 16 высотой х1 3 мм. Снизу на высоте О,i общей длины трубы также имеется зазор 17 высотой 3 мм. Труба 18 служит для подачи исходного вещества. Между капиллярами имеется пространство 19, для- входа теплоносителя труба 2О, для выхода - труба 21, для вы воДа анодноочшцающего вещества - труба) 22, катодноочишающего - труба 23, отвод чистого вещества осуществляется по трубе 24. Аппарат работает следующим образом. По трубе 18 в зазор 17 поступает ис ходное вещество, которое заполняет капилляры 4, межкапиллярные пространства 19, зазоры 16,5 и 15, толстостенные капилляры 8,6 и 7и амплитуды 1,9 и 1О Теплоноситель по трубе 20 поступает в межтрубное пространство и выходит по трубе 21. После заполнения аппарата веществом вводят в действие холодильник 12,13 и 14. Вещество в ампулах 9,iO и 11 кристаллируется, заогем по линиям а -с , ЙГ -сГ ,5 - алмазным диском отрезаются части ампул. Обнажается кристаллическое вещество, которое и может 85 быть использовано как токоподводящий электрод. Полюсность электродов задают так, чтобы примеси диффундировали сверху вниз. Например, если на электроды в торцах труб подается положительный потенциал, то на электроды в центре - отрицательный. Анодноочищенное вещество отводится по трубе 22, катодноочищенноепо трубе 23, чистое вещество, т.е. вещество, очищенное от примесей, имеющих как положительный, так и отрицательный эффективный заряд, отводится по трубе 24. Использование в качестве электродов твердой фазы вещества, подлежащего очистке, исключает необходимость специал4гного изготовления сложных электродов из дорогостоящего и дефицитного .молибдена, что приводит к упрощению конструкции аппарата и его удешевлению, а также позволяет повысить химическую чистоту очищаемого вещества при заданных геометрических размерах аппарата, скорости отбора проб вещества и плотности электрического тока, так как .исключается возможность его загрязнения в результате диффузии примесей из материала электродов, т.е. молибдена и графита, в очищаемое вещество. Формула изобретения Аппарат для глубокой очистки веществ, выполненный в виде вертикального трубчатого теплообменника, снабженного трубами, заполненными капиллярами, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции аппарата и его удещевления, торцы каждой трубы и ее средняя часть на высоте 0,5-0,6 ее длины снабжены жестко закрепленными толстостетоыми капиллярами, переходящими в ампулу, окруженные холодильниками. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство .СССР № 69ll88, кл. В 01 К 1/ОО,1979.