KR100447941B1 - 고순도 인산 결정 제조방법과 그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고순도 인산 결정의 제조방법과 그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스크레이프가 부착된 종자 결정화기에서 0.3 ∼ 0.7 ㎜ 크기의 종자 인산 결정을 연속적으로 제조하는 과정과, 프로그래밍 냉각식 결정화, 직접접촉식 결정화, 증발식 결정화 등을 이용하여 인산 결정을 2 ∼ 5 ㎜ 크기로 성장시키는 과정, 그리고 인산 결정을 온도 구배된 정제조에서 정제하는 과정으로 구성되어 있으며, 특히, 인산 결정의 숙성과정에서의 결정성장속도를 특이성 있게 조절함으로써 결정크기 조절은 물론 결정형상을 구형에 가까운 다면체로 조절하여 반도체용 등급의 고순도 인산 결정을 제조하는 방법 및 이의 제조에 적용되는 장치에 관한 것이다.

Description

고순도 인산 결정 제조방법과 그 장치{Purification Method and Equipment for Phosphoric Acid}
본 발명은 고순도 인산 결정의 제조방법과 그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스크레이프가 부착된 종자 결정화기에서 0.3 ∼ 0.7 ㎜ 크기의 종자 인산 결정을 연속적으로 제조하는 과정과, 프로그래밍 냉각식 결정화, 직접접촉식 결정화, 증발식 결정화 등을 이용하여 인산 결정을 2 ∼ 5 ㎜ 크기로 성장시키는 과정, 그리고 인산 결정을 온도 구배된 정제조에서 정제하는 과정으로 구성되어 있으며, 특히, 인산 결정의 숙성과정에서의 결정성장속도를 특이성 있게 조절함으로써 결정크기 조절은 물론 결정형상을 구형에 가까운 다면체로 조절하여 반도체용 등급의 고순도 인산 결정을 제조하는 방법 및 이의 제조에 적용되는 장치에 관한 것이다.
'결정화 방법'이라 함은 결정의 핵생성과 결정성장속도를 조절하여 포화용액으로부터 결정을 생성시키는 방법을 일컫는다. 결정화 방법은 주로 결정의 순도 및 입도크기를 조절하는 방법으로 적용되고 있으며, 포화용액으로부터 과포화를 형성시키는 조건이 중요한 조업변수로 작용한다. 결정의 순도는 결정화 과정에서 생성된 결정에 함유되는 모액 또는 불순물에 의해서 저하되며, 이는 결정화 과정에서 결정화 동특성을 조절함으로써 최적화 될 수 있다. 일반적으로 결정성장속도가 감소할 수 록 그리고 물질전달속도가 증가할 수 록 결정속에 불순물의 내포를 감소시키므로 결정의 순도는 증가한다. 또한, 결정의 순도는 결정의 형상에 의해서도 영향을 받는 바, 침상 결정이 다면체 결정 보다 순도가 낮은 것으로 알려져 있다. 이는 침상 결정은 다면체 결정 보다 결정의 표면적이 커서 모액이 부착된 양이 많으며 결정의 응집이 일어나기 쉬우므로 불순물의 내포가 쉽게 일어나기 때문이다. 결정순도는 결정 형상 이외에도 결정 크기에도 영향을 받는데, 결정의 크기가 작을 수 록 결정의 표면적이 증가하여 결정외부에 부착된 불순한 모액을 제거하기 어려우므로 모액을 결정과 분리한 후에도 불순물이 부착되어 있는 가능성이 커서 보다 더 정제를 위한 공정이 추가되어야 한다.
한편, 인산을 정제하는 방법으로서 추출 또는 결정화하는 방법이 다수 알려져 있으며, 그 대표적인 예는 다음과 같다.
미국특허 제364,2439호, 제4,299,804호 및 제4,243,643호에 의하면 결정화에 의하여 인산에 함유된 마그네슘을 선택적으로 제거하였고, 그 제거효율이 50 ∼ 90% 정도이지만 그외 포함된 다른 불순물은 제거하지 못하였다. 미국특허 제3,890,097호에 의하면 황산을 첨가하여 습식인산을 결정화에 의해 정제하였지만, 정제 인산에 포함된 황산 함유량이 1% 이상 이므로 고순도 인산으로 사용하기가 부적합하다. 일본특허 제14,692호에 의하면 산화제를 이용하여 무기 불순물을 제거한 후 결정화에 의한 정제를 하였지만, 산화제의 제거 및 인산의 2차오염에 따른 순도의 저하를 가져오는 문제점이 있다.
또한, 결정의 형성을 촉진하는 방법으로서, 종자 인산 결정을 사용하는 방법이 알려져 있다[Aoyama et. al.,Proc. Industrial Crystallization Symposium, 1976년; 미국특허 제4,655,790호]. Aoyama et al. 논문에는 종자를 이용한 결정화 조건이 명확하게 제시되어 있지 않고 결정화기의 조업시간에 대한 특징을 나타내고 있다. 미국특허 제4,655,790호에 의하면, 결정의 종자를 투입하여 슬러리 용액의 점도가 높아져서 조업이 되지 않는 영역을 제시하고 있으며 결정의 순도를 조절하는 방법을 제시하지 않고 종자크기 0.3 mm 이하를 제조함을 특징으로 하고 있다.
그러나, 결정화에서 점도가 높은 영역에서 결정을 생성시키는 것은 포화용액의 준안정영역을 증가시키므로 입도가 매우 작으며 침상형인 응집체 결정의 형성을 야기하고 결정화 후에 점성이 높은 모액이 결정표면에 부착되어 여과되지 않는 문제점이 있으므로 당연히 배제되어야하는 조건이다. 근본적으로 종자 결정을 사용하는 이유는 결정성장속도를 조절함으로써 결정속에 함유되는 불순물의 양을 감소시키고 결정의 생성수율을 향상시키는 것이 주 목적이다.
이상에서 설명한 바대로, 종래기술에서는 결정화 방법을 공통적으로 사용하고 있지만 결정의 순도에 직접적인 영향을 미치는 요인으로서 결정크기 및 형태와 관련된 결정제조 조건에 대한 언급이 전혀 없고, 순도를 향상시키기 위해서 특정성분만을 정제하는 방법만을 제시하고 있을 뿐이다. 그러나, 본 발명자들의 오랜 연구결과에 의하면, 단순히 온도를 낮추거나 종자인산 결정을 투여할 경우 침상 또는 바늘모양의 결정이 과량 생성하여 결정이 응집되는 현상이 발생되어 불순물의 정제가 원하는 만큼 이루어지지 않고 용액의 점도를 크게 하므로 여과가 어려우며 표면에 부착되어 있는 모액의 제거가 매우 어렵다는 것을 알게 되었다. 따라서, 현재까지 보고되어 있는 인산의 정제기술은 특정성분의 제거에 한정되어 있으며 분리정제 효율이 매우 떨어지므로 이에 대한 개선의 여지가 많다.
본 발명에서는 인산 결정의 성장조건 및 입자형상과 입도크기를 조절하여 인산 결정을 고순도화 하는 방법을 제시한다. 즉, 본 발명에서는 결정크기가 큰 종자 결정을 생성하고, 결정화 과정에서는 결정성장속도의 조절 방법에 의하여 결정입자의 크기가 2 ∼ 5 ㎜로 크고 그 결정형태가 구형에 가까운 다면체형으로 성장시킴으로써 결정속에 내포되는 불순물을 최소화하며, 결정의 표면적을 적게하여 결국 불순물의 부착정도를 감소시킬 수 있고, 작은 핵의 자발적 생성을 방지하여 점도를 낮출 수 있어 고순도 인산 결정의 수율을 최대화할 수 있었다.
따라서, 본 발명은 인산에 불순물로서 잔존하는 약 24종의 중금속을 효율적으로 제거하여 고순도 인산 결정을 최대의 수율로 수득하는 방법 및 이에 적용되는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종자결정제조장치, 결정숙성장치 및 결정정제장치로 구성되는 고순도 인산 결정의 제조장치를 나타낸 배치도이다.
도 2는 인산 종자 결정에 대한 광학현미경 사진이다.
도 3는 숙성된 인산 결정의 광학현미경 사진이다.
도 4 내지 도 7은 실시예 2에서 냉각속도를 0.05, 0.1, 10 및 20 ℃/분으로 변화시켜 얻어진 각각의 인산 결정의 광학현미경 사진이다.
[도면의 주요부호에 대한 설명]
10 : 종자결정제조장치
11 : 원료인산조 12 : 쟈켓 13 : 스크레이프 14 : 결정화조
20 : 결정숙성장치
21 : 냉매 순환기 22 : 온도센서 23 : 프로펠러 교반기
24 : 숙성조 25 : 액화기체유입구
30 : 결정정제장치
31 : 쟈켓 32 : 가열기 33 : 정제조
본 발명은
내부에 스크레이프가 부착되어 있고, 관벽의 온도가 -70 ∼ -30 ℃로 유지된 결정화조에 인산원료를 공급하여 관벽에 인산 결정층을 형성시킴과 동시에 스크레이프로 인산 결정층을 긁어서 종자 인산 결정을 제조하는 과정,
상기한 종자 인산 결정을 4 ∼ 20 ℃의 저온으로 유지되는 숙성조에서 10 ∼40분간 숙성하는 과정, 그리고
하부 온도 22 ∼ 28 ℃ 및 상부 온도 10 ∼ 19 ℃로 유지되는 정제조에서, 상기 숙성한 결정입자를 침강 및 환류시켜 정제하는 과정이 포함되는 고순도 인산 결정의 제조방법을 그 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명의 제조방법을 첨부도면 도 1을 중심으로 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부도면 도 1은 본 발명에 따른 고순도 인산 결정의 제조방법에 적용되는 장치 배치도로서, 인산 종자 결정을 제조하는 종자결정제조장치(10)와 종자 결정을 일정 크기로 성장시키는 결정숙성장치(20) 및 숙성된 결정을 정제하는 결정정제장치(30)로 구성된다.
종자결정제조장치(10)는 원료인산을 연속적으로 공급하는 원료인산조(11), 그리고 외부의 쟈켓(12) 및 내부의 스크레이프(13)를 갖는 결정화조(14)로 구성된다. 결정화조는 외부의 쟈켓(12)을 순환하는 냉매를 이용하여 내부 관벽의 온도를 -70 ∼ -30 ℃ 이하로 유지되어 있으므로, 원료인산조로부터 공급되는 원료인산은 결정화조 벽면에 인산 결정층을 형성하게 된다. 또한, 결정화조 벽면에 인산 결정층이 형성됨과 동시에 스크레이프(13)가 회전하여 벽면의 결정을 긁어내어 0.3 ∼ 0.7 mm 크기의 구형 인산 종자 결정을 연속적으로 제조한다. 결정화조 내부 벽면에 부착된 결정을 긁어낼 때 사용되는 스크레이프 회전 속도는 종자 결정의 크기를 결정하는 조작 변수로 작용하는 바, 회전속도는 50 ∼ 1000 rpm 범위가 바람직하다. 회전속도가 50 rpm 미만이면 결정의 크기가 1 mm 이상인 인산 종자가 생성하게 되고, 1000 rpm을 초과하면 미세한 인산 종자 결정이 생성하는 문제가 있다.
상기에서 제조된 인산 종자 결정은 결정숙성장치(20)에서 결정을 2 ∼ 5 mm 크기로 성장시킨다. 결정숙성장치(20)는 온도 조절을 위한 냉매 순환기(21) 및 온도센서(22)와, 프로펠러 교반기(23)가 장착되어 있으면서 종자결정제조장치(10)로부터 이송되는 인산 결정을 수용하는 숙성조(24)로 구성된다. 숙성조(24)에는 준안정영역에 존재하는 인산용액이 채워져 있고, 프로펠러 교반기를 사용하여 200 ∼ 400 rpm의 회전속도로 교반하면서, 종자 결정을 투입하여 성장시키며, 숙성은 4 ∼ 20 ℃의 온도에서 10 ∼ 40 분간 진행시킨다. 여기서, '준안정영역'이라 함은 결정이 용융하는 포화온도와 결정이 생성하는 온도의 차이에 해당하는 영역을 일컫는다. 숙성조에 낙하 투입되는 인산 종자 결정의 침강속도가 결정표면에 부착된 불순물의 제거를 결정하는 변수로 작용하는 바, 침강속도는 0.001 ∼ 0.5 m/sec 범위를 유지토록 하며, 침강속도가 0.001 m/sec 미만이면 결정이 과다 용융하여 수율이 감소하게 되고, 0.5 m/sec를 초과하면 결정에 부착된 불순물의 제거 효율이 감소하는 문제가 있다.
특히, 본 발명에 따른 결정 숙성과정을 수행함에 있어 결정제조장치(10)로 부터 배출된 종자 결정의 온도(25 ∼ 30℃)를 숙성온도(4 ∼ 20 ℃)까지 냉각하는 냉각속도 조절이 주요한 바, 냉각속도를 조절함으로써 결정성장속도를 조절할 수 있기 때문이다. 결정 숙성과정에서의 냉각속도 0.01 ∼ 20 ℃/분, 결정성장속도 1×10-9∼ 1×10-6m/sec 범위로 유지하므로써 1차 핵발생을 유도하지 않고 투입된 종자 결정을 원하는 크기로 성장시킨다. 냉각은 준안정영역에서 과포화온도까지 다음 수학식 1로 표시되는 프로그래밍을 적용시켜 냉각속도를 조절함으로써 결정성장속도를 조절한다.
상기 수학식 1에서, n은 프로그래밍 정도를 의미하는 상수이다.
일반적으로 결정의 입자크기는 핵생성 속도에 반비례하고 결정성장속도에 비례한다. 따라서, 핵생성 속도의 조절은 결정의 총 입자수를 조절하는 것으로서결정의 입도 조절에 매우 중요한 조건이다. 이에 본 발명에서는 온도를 임의시간에 따라 선형적으로 변화시키는 대신에 상기 수학식 1의 프로그래밍에 의해 냉각속도를 조절하여 결정성장속도를 조절한 것이다.
또다른 결정 숙성방법으로서 냉매인 액화탄화수소기체를 액화기체유입구(25)를 통하여 유입하여 인산용액과 직접 접촉시켜 급냉각할 수도 있다. 이때, 냉매로 사용되는 액화탄화수소기체로는 예를 들면 프로필렌, 부틸렌, 헥산 등이 적용될 수 있고, 냉매의 온도는 -60 ∼ 20 ℃ 범위를 유지한다.
그리고, 숙성된 결정을 정제하는 결정정제장치(30)는 온도 유지를 위한 외부의 쟈켓(31)과 결정의 용융을 위한 내부의 가열기(32)를 갖는 정제조(33)로 구성된다. 정제조(4)로 이송된 결정슬러리는 입자의 중력에 의하여 침강하게 되고 침강이 완료된 결정은 하부의 용융 가열기(32)에 의하여 용융되어 일부 환류되고 일부는 제품으로 나오게 된다. 정제조(4)는 결정이 하강할 때 결정외부에 부착되어 있는 불순 모액이 용융액과 물질전달에 의하여 불순물이 용융액 쪽으로 이동하게 되어 세척작용의 효과를 가지게 된다. 이러한 세척효과는 정제조 전체의 온도구배로 얻을 수 있는 효과인데, 정제조(4)의 하부는 22 ∼ 28 ℃로 운전되고, 상부는 10 ∼ 19 ℃로 설정되어 있어 정제조 전체는 온도구배를 가지게 되어 농도구배를 유도하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 고순도 인산 결정의 제조방법에서는 스크레이프가 부착된 종자 결정화기에서 0.3 ∼ 0.7 ㎜의 종자 인산 결정을 연속적으로 생산하고 프로그래밍 냉각식 결정화, 직접접촉식 결정화 방법, 증발식결정화방법 등을 이용하여 결정숙성조에서 인산 결정을 성장시켜 2 ∼ 5 ㎜ 입자의 결정성 인산을 제조하며, 이 결정은 정제관을 통하여 정제되어 고순도 인산을 제조한다. 특히, 인산 결정의 숙성과정에서의 결정성장속도를 특이성 있게 조절함으로써 결정크기 및 결정형상을 조절할 수 있었고, 원료인산 중에 포함된 불순물 24종류를 제거하여 반도체용 등급으로 정제할 수 있었던 것이다. 결정화속도는 결정화 방법에 따라서 조절될 수 있으며 육면체 또는 팔면체 등 다면체의 구형에 가까운 입자를 얻을 수 있다는 것이다. 또한, 본 발명의 방법은 더 이상의 여과장치를 필요로 하지 않는 기술로서 공정의 연속성이 우수하다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 다음의 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
(a) 종자 인산 결정의 제조
고순도 정제 인산 500 g을 스크레이프가 부착된 결정화조(1)에 넣고 관 벽의 온도를 -60 ℃로 냉각하여 결정층을 형성시킴과 동시에 700 rpm으로 회전하는 스크레이프로 결정층을 긁어서 결정 슬러리를 만들었다. 이때, 생성된 인산 결정에 대한 광학현미경 사진은 첨부도면 도 2에 나타내었다. 생성된 결정의 평균크기는 0.55 ㎜이었으며 결정의 형태는 다면체형이었다.
(b) 인산 결정의 숙성
다음 표 1의 조성을 가지는 85% 습식인산 500 g을 23 ℃로 유지시키고, 상기에서 제조된 결정 슬러리 12 g을 22 ℃에서 결정숙성조(2)에 주입하고 결정숙성조를 1 ℃/min의 냉각속도로 10 ℃까지 냉각시켰다. 결정은 하강하는 온도에 따라 성장하게 된다. 생성된 결정은 여과하고 결정을 용융시켜 회수하였다. 이때, 얻어진 결정의 광학현미경 사진은 첨부도면 도 3에 나타내었다. 결정 형태는 육각형이었고, 결정의 평균 크기는 2.64 ㎜ 이었다. 결정화된 인산의 수율은 약 35 중량% 이었다.
실시예 2
상기 실시예 1과 같은 방법으로 수행하되, 다만 결정숙성조(2)의 냉각속도를다음 표 1과 같이 변화시키면서 실시하였다. 이 경우의 결과는 다음 표 1에 나타내었다.
냉각속도(℃/분) 결정성장속도(m/sec) 결정핵생성온도(℃) 형상 평균입자크기(㎜)
0.01 1×10-8 20 구형 2.64
0.05 8×10-8 19.8 구형 4.32
0.1 2×10-7 19.5 타원형 3.1
10 1×10-6 17 육면체형 1.2
10 3×10-6 15 육면체형 1.1
상기 표 1에서의 냉각속도를 0.05, 0.1, 10 및 20 ℃/분으로 각각 변화시켜 생성된 결정의 형상에 대한 광학현미경 사진은 첨부도면 도 4 내지 도 7에 각각 나타내었다.
실시예 3
상기 실시예 1의 방법에서 얻어진 슬러리 인산 용액은 다음 표 2의 조건으로 결정 정제조(4)에서 침강시키면서 결정을 정제하였다. 그 결과는 다음 표 2와 같다.
정제조의 온도구배(℃) 슬러리 하강속도(m/sec) 평균입자크기(㎜) 정제 인산 순도(%)
20∼25 0.1 0.3 100
15∼25 0.5 0.45 90
10∼25 0.01 0.1 130
5∼25 0.5 0.47 120
또한, 상기 실시예 1에 적용된 원료인산 중에 포함된 불순물의 함량 분석 결과와, 상기 실시예 1의 결정화 과정 및 실시예 3의 정제과정을 수행하여 얻어진 인산 결정 중에 포함된 불순물의 함량 분석 결과는 다음 표 3에 나타내었다.
성분 함량(ppb) 성분 함량(ppb) 성분 함량(ppb)
원료인산 인산결정 원료인산 인산결정 원료인산 인산결정
Al 200 10 Co 50 5 Mn 50 1
As 50 15 Cu 50 1 Na 5000 50
Au 50 1 Cr 10 2 Ni 100 15
Ag 50 1 Fe 5000 25 Pb 50 1
Ba 200 10 Ga 500 1 Si 5000 60
B 10 1 K 5000 1 Sn 5000 15
Ca 500 10 Li 2 10 Sr 50 1
Cd 500 3 Mg 50 10 Zn 200 10
상기 표 3에 의하면, 본 발명의 제조과정을 수행하여 얻어진 인산 결정은 원료인산에 비교하여 중금속의 함량이 크게 저하되었음을 확인할 수 있었다.
실시예 4
상기 실시예 1과 같은 방법으로 수행하되, 다만 결정숙성조(2)에서는 다음 수학식 1에 나타낸 바와 같은 프로그래밍 조절에 의하여 10 ℃까지 냉각시켰다. 그 결과는 다음 표 4와 같다.
n 값 결정핵생성온도(℃) 형상 평균입자크기(㎜)
1 16 다면체형 1.5
2 18 타원형 3.1
3 19 구형 4.2
4 21 구형 4.7
실시예 5
상기 실시예 1에서의 인산 결정의 숙성과정에서, 결정화조 내의 인산 수용액을 1000 rpm의 교반하에서 -30 ℃의 프로필렌 냉매에 직접 접촉하여 급냉각시켰다. 생성된 결정은 여과하고 용융시켜 회수하였다. 여기서 얻어진 결정의 형태는 정육각형이었고 결정의 크기는 2.1 ㎜ 이었다. 결정된 인산의 수율은 약 40 중량% 이었다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 인산 결정의 제조방법은 원료인산 중에 포함된 중금 속의 불순물을 효율적으로 제거할 수 있으며, 제조된 인산 결정의 순도가 매우 높아 반도체용급으로 적용이 가능하다.

Claims (15)

  1. 내부에 스크레이프가 부착되어 있고, 관벽의 온도가 -70 ∼ -30 ℃로 유지된 결정화조에 인산원료를 공급하여 관벽에 인산 결정층을 형성시킴과 동시에 스크레이프로 인산 결정층을 긁어서 종자 인산 결정을 제조하는 과정,
    상기한 종자 인산 결정을 4 ∼ 20 ℃의 저온으로 유지되는 숙성조에서 10 ∼ 40분간 숙성하는 과정, 그리고
    하부 온도 22 ∼ 28 ℃ 및 상부 온도 10 ∼ 19 ℃로 유지되는 정제조에서, 상기 숙성한 결정입자를 침강 및 환류시켜 정제하는 과정이 포함되는 고순도 인산 결정의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 결정숙성과정에서의 결정성장속도가 1×10-9∼ 1×10-6m/sec 범위로 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 고순도 인산 결정의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 결정숙성과정에서의 냉각속도가 0.01 ∼ 20 ℃/분 범위로 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 고순도 인산 결정의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 냉각은 다음 화학식 1로 표시되는 프로그래밍 조절 방법(n= 1 ∼ 5)에 의하는 것을 특징으로 하는 고순도 인산 결정의 제조방법.
    [수학식 1]
    상기 수학식 1에서, n은 프로그래밍 정도를 의미하는 상수이다.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 냉각은 탄소수 2 내지 4의 액화탄화수소를 냉매로 사용하여 인산 용액과 직접 접촉하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고순도 인산 결정의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 직접 접촉 냉매의 온도가 -60 ∼ 20 ℃ 범위인 것을 특징으로 하는 고순도 인산 결정의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 종자 인산 결정의 크기가 0.3 ∼ 0.7 ㎜인 것을 특징으로 하는 고순도 인산 결정의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 숙성된 인산 결정의 크기가 2 ∼ 5 ㎜인 것을 특징으로 하는 고순도 인산 결정의 제조방법.
  9. 제 1 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 숙성된 인산 결정의 형태가 구형에 가까운 다면체형인 것을 특징으로 하는 고순도 인산 결정의 제조방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 정제조에서의 인산 결정의 침강속도가 0.001 ∼ 0.5 m/sec 범위인 것을 특징으로 하는 고순도 인산 결정의 제조방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 인산원료 중에는 불순물로서 Al 200 ppb, As 50 ppb, Au 50 ppb, Ag 50 ppb, Ba 200 ppb, B 10 ppb, Ca 500 ppb, Cd 500 ppb, Co 50 ppb, Cu 50 ppb, Cr 10 ppb, Fe 5000 ppb, Ga 500 ppb, K 5000 ppb, Li 20 ppb, Mg 50 ppb, Mn 50 ppb, Na 5000 ppb, Ni 100 ppb, Pb 50 ppb, Si 5000 ppb, Sn 5000 ppb, Sr 50 ppb, Zn 200 ppb 이상 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 고순도인산 결정의 제조방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 방법으로 얻어진 고순도 인산 결정은 Al 10 ppb , As 15 ppb, Au 1 ppb, Ag 1 ppb, Ba 10 ppb, B 1 ppb, Ca 10 ppb, Cd 3 ppb, Co 5 ppb, Cu 1 ppb, Cr 2 ppb, Fe 25 ppb, Ga 1 ppb, K 1 ppb, Li 10 ppb , Mg 10 ppb, Mn 1 ppb, Na 50 ppb, Ni 15 ppb, Pb 1 ppb, Si 60 ppb, Sn 15 ppb, Sr 1 ppb, Zn 10 ppb 이하 함유하는 것을 특징으로 하는 고순도 인산 결정의 제조방법.
  13. 인산공급을 위한 원료인산조(11)와, 외부의 쟈켓(12) 및 내부의 스크레이프(13)를 갖는 결정화조(14)로 구성되며, 외부의 쟈켓(12)을 순환하는 냉매를 이용하여 내부온도를 -70 ∼ -30 ℃로 유지하고 스크레이프(13)를 이용하여 벽면의 결정을 긁어내어 인산 종자 결정을 연속 제조하는 결정제조장치(10)와,
    온도 조절을 위한 냉매 순환기(21) 및 온도센서(22)와, 프로펠러 교반기(23)를 가지면서 인산 결정을 수용하는 숙성조(24)로 구성되며, 인산 결정을 4 ∼ 20 ℃로 냉각하여 10 ∼ 40 분간 숙성시키는 결정숙성장치(20)와,
    온도 유지를 위한 외부의 쟈켓(31)과 결정의 용융을 위한 내부의 가열기(32)를 갖는 정제조(33)로 구성되며, 결정입자의 중력에 의해 침강되는 결정입자를 하부에서 용융시켜 일부는 환류시키고 일부는 제품으로 취하는 결정정제장치(30)를
    포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고순도 인산 결정 제조장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 결정숙성장치(20)는 인산용액에 액화기체를 직접 접촉시키는 방식으로 2 ∼ 5 ㎜ 크기의 결정을 얻을 수 있도록 하는 액화기체 공급관(25)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고순도 인산 결정 제조장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 결정정제장치(30)는 외부의 쟈켓(31)과 내부의 가열기(32)에 의해 정제조 하부는 22 ∼ 28 ℃의 온도로 유지되고 상부는 10 ∼ 19 ℃의 온도로 설정되어 정제조 전체의 농도구배를 유도할 수 있도록 가동되는 것을 특징으로 하는 고순도 인산 결정 제조장치.
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