WO2019122731A1 - Method for separating colloidal zirconium hydroxide contained in an acid aqueous solution - Google Patents

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WO2019122731A1
WO2019122731A1 PCT/FR2018/053433 FR2018053433W WO2019122731A1 WO 2019122731 A1 WO2019122731 A1 WO 2019122731A1 FR 2018053433 W FR2018053433 W FR 2018053433W WO 2019122731 A1 WO2019122731 A1 WO 2019122731A1
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zirconium
uranium
solution
suspension
solid
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Application number
PCT/FR2018/053433
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French (fr)
Inventor
Laure Dehuyser
Alexandre MICHAUT
Christelle MARTEAU
Pascal Nardoux
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Orano Mining
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G25/00Compounds of zirconium
    • C01G25/003Preparation involving a liquid-liquid extraction, an adsorption or an ion-exchange
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G43/00Compounds of uranium
    • C01G43/01Oxides; Hydroxides

Definitions

  • the present invention generally relates to a process for separating the colloidal zirconium hydroxide contained in an acidic aqueous suspension.
  • the field of the invention is part of the process for separating zirconium contained in a uraniferous acidic aqueous solution which may optionally contain sulfate ions.
  • the uranium-containing concentrates produced may contain up to 3% by mass of zirconium relative to uranium.
  • a high concentration of zirconium in uraniferous concentrates is undesirable because it hinders the proper operation of the treatment and purification processes of these concentrates (eg clogging of the units).
  • these impurities tend to precipitate simultaneously with the uranium during the treatment of these concentrates, leading then to the production of a uranium which is not sufficiently pure for nuclear applications.
  • ASTM standard C967-13 fixes for zirconium a Zr / U mass ratio of less than 0.1% in uraniferous concentrates.
  • FR 2 533 907 which is based on the precipitation of impurities by means of an alkaline agent, consists of the following steps: a) the uranium solution is brought to a temperature at least equal to 40 ° C, b) the content of the complexing agent is adjusted in such a way that the molar ratio [complexing agent] / [U + Zr and / or soluble Hf ] at least 3,
  • the pH of the solution is adjusted to between 2.2 and 4.3 by introducing an alkaline agent.
  • the suspension resulting from stage c) is treated by a solid / liquid separation step leading to the production of a purified uranium solution.
  • FR 2,553,750 Another method is described in document FR 2,553,750, or its US counterpart 4,675,166, for treating a carbonate-containing uranium solution containing zirconium and / or hafnium and / or molybdenum.
  • the process according to FR 2 553 750 consists in selectively precipitating zirconium and / or hafnium and / or molybdenum without precipitating the uranium by treating the carbonated solution with a dilute alkaline aqueous solution containing not more than 17 g / L of at least one alkaline hydroxide (expressed in OH) so as to reach a pH greater than 11.
  • US 4,330,509 teaches a process for separating and recovering zirconium from an aqueous solution of zirconium and uranium having a pH of between 0.2 and 1.0, in which the solution is treated with an agent precipitation agent selected from tartaric acid or tartrate, the amount of precipitation agent employed being sufficient to selectively precipitate zirconium as tartrate with limited uranium precipitation.
  • zirconium precipitates are in colloidal form, with a particle size generally between a few nanometers and a few microns, making the separation operation solid / liquid complicated, long and expensive to implement.
  • separation by settling is not applicable industrially because it requires, to be effective, a residence time too long for the suspension in the settler.
  • a separation under pressure on a filter medium (for example by means of a filter press, rotary filter or by micro or nanofiltration) is possible, but in this case, one is confronted with the phenomenon of clogging of the filter medium by the colloidal particles of zirconium hydroxide.
  • an object of the invention is therefore to provide a process for separating zirconium contained in an aqueous suspension, which is easy to implement and requires low investment. More particularly, the invention aims to provide an industrially applicable process for the treatment of zirconium containing uraniferous acid solutions as an impurity.
  • the present invention thus relates to a process for separating zirconium in hydroxide form, contained in an acidic aqueous suspension at a pH greater than 3, comprising a step a) in which a solid separation is carried out on the aqueous suspension. liquid on support in the presence of calcium sulphate. At the end of this solid / liquid separation step a), a purified zirconium acid liquor and a solid phase containing calcium sulphate and zirconium hydroxide are obtained.
  • zirconium purified acidic liquor refers to an acidic liquid phase whose zirconium concentration is less than or equal to 100 mg / L, preferably less than or equal to 50 mg / L and preferential less than or equal to 10 mg / L.
  • the inventors have surprisingly found that it is possible to separate zirconium in the form of colloidal hydroxide from an acidic aqueous suspension by a solid / liquid separation method on a support using calcium sulphate as agent for helps with separation.
  • the separation time, in particular by pressure or vacuum filtration, of suspensions containing zirconium hydroxide in colloidal form can be greatly reduced so that the process becomes applicable to the industrial scale.
  • the pH of the suspension treated in step a) is greater than 3.1, or even greater than 3.5 and preferably greater than 3.7.
  • the weight ratio [CaSO 4] / [Zr] in the suspension to be separated is such that the filtration rate measured at 25 ° C., for a filtration system under pressure or under a given vacuum, is greater than or equal to 300 L suspension / hour / m 2 support.
  • step a) of solid / liquid separation on support is carried out on an aqueous suspension whose weight ratio [CaSO 4 ] / [Zr] is at least 75 g / g and preferably from minus 100 g / g.
  • the acid suspension to be purified may contain sulphate ions at a content which is generally between 10 and 60 g / l.
  • the acidic aqueous suspension which is treated may also contain uranium (solubilized in the suspension).
  • the pH of said suspension is preferably between 3.1 and 4.2, or even between 3.5 and 4 and preferably between 3.7 and 3.8, so that the uranium remains in soluble form in the suspension of zirconium hydroxide.
  • the process makes it possible to purify uraniferous aqueous solutions which are then used for the production of solid uranium concentrates, for example in the form of uranium oxide U0 4, sodium diuranate Na 2 U 2 O 7 (SDU ), magnesium diuranate MgU 2 0 7 or ammonium diuranate (NH 4) 2 U 2 0 7 (ADU).
  • uranium oxide U0 4 sodium diuranate Na 2 U 2 O 7 (SDU ), magnesium diuranate MgU 2 0 7 or ammonium diuranate (NH 4) 2 U 2 0 7 (ADU).
  • the process according to the invention finds particular application in the treatment of uraniferous acid solutions containing zirconium in soluble form and sulfate ions at a level of 10 to 60 g / l.
  • the method comprises:
  • the uraniferous suspension containing the colloidal zirconium hydroxide is then treated in accordance with step a) by a solid / liquid supported separation in the presence of calcium sulfate to provide a purified zirconium acidic uraniferous liquor and a solid consisting essentially of calcium sulphate and zirconium hydroxide.
  • selective precipitation is understood to mean a precipitation step leading to the precipitation of at least 90% by weight of zirconium while limiting the precipitation of solubilized uranium, that is to say less than 5% in mass of uranium is precipitated.
  • the purified zirconium acidic uraniferous acid liquor from step a) has a mass ratio Zr / U which is less than 0.1%, so that it can be used for the production of solid uranium concentrate for the manufacture of nuclear fuels.
  • the process according to the invention is especially suitable for purifying a uranium-uraniferous eluate originating from a uranium extraction unit by solvent or by ion exchange (on an ion exchange resin).
  • the method according to the invention can therefore be integrated in a uranium ore treatment process comprising, in particular, an acid attack on the sulfuric acid of the ore, followed by an extraction of the uranium by solvent or on an ion exchange resin. and finally stripping with an aqueous solution, for example with sodium chloride, resulting in a sulfated acid uraniferous eluate (sulfate ions from the acid etching of the ore).
  • step a '' or before step a) to precipitate in situ the calcium sulphate by addition of calcium hydroxide.
  • This embodiment is advantageous in terms of operating costs because the calcium hydroxide serves not only to fix the pH of the aqueous uraniferous acid solution to induce the precipitation of zirconium hydroxide, but also to generate in situ the calcium sulphate which is used as a pre-layer during step a) solid / liquid separation on support.
  • the invention relates to a process for treating a sulfated acid uranium solution containing soluble zirconium and uranium and having an initial pH of less than 3, the process comprising the following steps:
  • the pH of said solution is set to a value between 3.1 and 4.2 by addition of calcium hydroxide so as to selectively precipitate zirconium hydroxide and calcium sulfate;
  • A) is carried out on the suspension obtained in step a ") a solid / liquid separation on support so as to provide a purified acidic zirconium liquor and a solid phase containing essentially calcium sulfate and zirconium hydroxide
  • the [CaSO 4] / [Zr] mass ratio of said suspension is such that the filtration rate, for a given pressure or vacuum filtration system, is greater than 300 L suspension / hour / m 2 of support.
  • the content of Ca (OH) 2 is generally between 50 and 500 g / L.
  • step a) it is of course possible, before step a) or during step a), to add calcium sulphate to the suspension or to the aqueous acid solution, respectively. also combine an in situ precipitation of calcium sulphate with an addition of calcium sulphate, for example in the case where the solution / suspension has an insufficient sulphate ion content to produce a sufficient amount of calcium sulphate (by reaction with calcium ions (Ca 2+ )) to allow easy solid / liquid separation
  • This procedure is also applicable when the amount of calcium hydroxide added is limited by the final pH so that the Ca 2+ ions supplied are then in insufficient quantity to produce the necessary amount of calcium sulfate to achieve a facilitated solid / liquid separation.
  • step a) is carried out at a temperature between 10 and 45 ° C, preferably between 20 and 40 ° C and more preferably between 25 and 35 ° C.
  • centrifugation or filtration under vacuum or under pressure is preferably used.
  • the method according to the invention further comprises at least one step b) in which the solid phase obtained at the end of step a) is brought into contact with an acid solution having a pH that is included. between0.1-3.2, followed by at least one solid / liquid separation step c) to provide a solid phase containing essentially calcium sulfate and zirconium and an acidic liquid flux containing uranium.
  • the acidic solution is preferably a solution of a mineral acid which may be selected from H 2 SO 4 , HCl and HNO 3 , preferably the mineral acid is H 2 SO 4 .
  • step c) which aims to pass the uranium in the liquid phase may consist of washing or suspending the solid phase with the solution. acid.
  • an acid-containing liquid flow containing uranium is collected which may optionally be mixed with the uranium-containing liquor from step a), the mixture being advantageously treated to precipitate the uranium and produce a concentrate of uranium.
  • the process according to the invention comprises a step d) in which the uranium contained in the purified acidic uranium liquor is precipitated in the form of uranium oxide U0 4 and sodium diuranate Na 2 U 2 0 7 (SDU), magnesium MgU 2 0 7 or ammonium (NH 4) 2 U 2 0 7.
  • SDU sodium diuranate Na 2 U 2 0 7
  • NH 4 ammonium
  • the process according to the invention is also useful for treating uraniferous acid solutions derived from the dissolution of solid uranium concentrates. containing as zirconium impurity and for which the mass ratio Zr / U does not meet the standard imposed by refiners, which is generally less than 0.1%.
  • a step of dissolving the uraniferous concentrate is carried out by bringing said concentrate into contact with an acidic solution (H 2 SO 4, HCl or HNO 3) whose pH is between 3.1 and 4.2 (preferably between 3.5 and 4 and preferably between 3.7 and 3.8) so as to pass the uranium in solution and precipitate the zirconium hydroxide in colloidal form.
  • an acidic solution H 2 SO 4, HCl or HNO 3
  • Calcium sulphate is then added to the suspension obtained or calcium sulphate is precipitated in situ if the suspension contains sulphate ions (for example provided by the sulfuric acid solution used for the dissolution of the uranium concentrate). .
  • the mixture is subjected to the solid / liquid separation step on support described above.
  • the uraniferous concentrate is dissolved with an acid solution at a pH of less than 3 so as to dissolve the uranium and zirconium.
  • the zirconium is then selectively precipitated in hydroxide form by adjusting the pH to a value between 3.1 and 4.2, preferably between 3.5 and 4 and preferably between 3.7 and 3.5. and 3.8.
  • Calcium sulphate is then added to the suspension obtained or calcium sulphate is precipitated in situ if the suspension contains sulphate ions (for example provided by the sulfuric acid solution used for the dissolution of the uranium concentrate). .
  • the step of solid / liquid separation on support on the suspension is carried out.
  • Figure 1 is a block diagram of a method according to a preferred embodiment for the treatment of a zirconium-contaminated uraniferous acid solution.
  • the process according to the invention is useful for treating acidic aqueous suspensions containing as impurities zirconium, in the form of zirconium hydroxide Zr (OH) 4 of colloidal structure, which is difficult to separate from the liquid phase, for example by settling, because of their extremely fine structure.
  • the solid / liquid carrier separation step according to the invention is carried out in the presence of calcium sulphate.
  • the calcium sulfate particles would promote the agglomeration of the colloidal particles of zirconium hydroxide, thus facilitating their separation from the liquid phase.
  • the amount of calcium sulphate involved is such that the filtration rate measured at 25 ° C., for a filtration system under vacuum or under a given pressure, is greater than or equal to 300 L of suspension / hour / m. 2 of support.
  • the suspension to be separated has a mass ratio [CaSO 4 ] / [Zr] which is preferably at least 75 g / g and more preferably at least 100 g / g.
  • the term "in the presence of calcium sulphate” refers to the fact that at the time of the solid / liquid separation operation on support, the calcium sulphate is present in the colloidal suspension of zirconium hydroxide .
  • the calcium sulfate may be added to said colloidal solution / suspension and / or precipitated in situ therefrom.
  • the suspension containing the zirconium hydroxide treated in step a) of the process preferably has a pH greater than 3.1, and more preferably greater than 3.7, so that zirconium is quantitatively precipitated in the form of colloidal Zr (OH) 4 hydroxide.
  • the solid / liquid carrier separation step which is preferably conducted dynamically under the action of a motive force other than gravity may be selected from centrifugation or filtration under vacuum or under pressure. example with a filter press, drum or tape.
  • the separation step is preferably a filtration step in which the liquid of the uranium slurry is sucked through a filter element and the calcium sulfate will entrain the zirconium hydroxide precipitates so as to form a precursor. layer on the filter media.
  • calcium sulfate economically replaces the diatomaceous earths that are commonly used for this application.
  • the separation process according to the invention is particularly suitable for purifying zirconium acidic and sulphated uraniferous solutions having a pH of less than 3.
  • Such solutions can be eluates from solvent extraction units of uranium or by ion exchange resin or solutions obtained by dissolution in an acid medium of uranium solid concentrate (also referred to as "yellow cake") contaminated with zirconium.
  • the pH of the uranium solution to be treated is less than 3
  • the pH of the solution is then adjusted in order to selectively precipitate zirconium (step a ").
  • selective precipitation means a precipitation step leading to the precipitation of at least 90% by mass of zirconium while limiting the precipitation of solubilized uranium, that is to say less than 5% by mass of Uranium is precipitated.
  • the acidic uranium solution to be treated is fed via line 1 into a precipitation reactor 2 of zirconium.
  • This selective precipitation step is carried out by adjusting the pH of the uranium solution in a range between 3.1 and 4.2, preferably between 3.5 and 4 and preferably between 3.7 and 3.8.
  • the precipitation step is conducted at a temperature generally between 10 and 45 ° C.
  • the selective precipitation of zirconium hydroxide is carried out at room temperature (for example between 20 and 25 ° C) so that it is possible to make accurate pH measurements, possibly continuously, with measuring equipment. 0 industrial classics.
  • the device for adding hydroxide ions is slaved to a pH meter so that the regulation can be performed for example to 0.1 pH unit.
  • the alkaline agent which is added via line 3 to the precipitation reactor 2 may be selected from sodium hydroxide, potassium hydroxide, magnesium hydroxide and calcium hydroxide.
  • calcium hydroxide is used.
  • the calcium hydroxide is preferably used in the form of an aqueous solution (also known as whitewash) to facilitate its mixing in the acidic uraniferous solution to be treated.
  • the alkaline agent is employed in a concentrated form to avoid dilution and thus limit the amount of slurry to be treated in the subsequent solid / liquid separation step a).
  • the precipitation step a ") is for example carried out in a stirred reactor well known to those skilled in the art.
  • the uraniferous solution is preferably left to ripen, preferably with stirring, for a sufficient time (for example between 30 minutes and 3 hours, preferably between 1 and 2 hours) to quantitatively precipitate the solution.
  • zirconium hydroxide i.e., at least about 90% by weight of the zirconium is precipitated.
  • the uraniferous suspension containing colloidal zirconium hydroxide resulting from the ripening phase is sent to step a) of solid / liquid separation on support which is carried out in the presence of sulphate of calcium and with a mass ratio [CaSO 4] / [Zr] in the suspension sufficient to allow solid / liquid separation with a sufficiently high filtration rate from the industrial point of view.
  • the mass ratio [CaSO 4] / [Zr] will be considered sufficient when the filtration rate measured at 25 ° C. is greater than or equal to 300 L of suspension / hour / m 2 of support for a filtration system under vacuum or under pressure.
  • the weight ratio [CaSO 4] / [Zr] is at least 75 (g / g) and more preferably at least 100 (g / g).
  • the calcium sulphate is not formed in situ in the uraniferous solution but is added before step a).
  • the calcium sulphate whatever its crystallographic form (dihydrate, hemihydrate or anhydrous, but preferably in dihydrate form), is either mixed with the uranium solution via line 4 upstream of the stage zirconium precipitation (step a ")), either brought directly into the precipitation reactor 2 via line 5 or finally added via line 6 to the uraniferous suspension which is withdrawn from the precipitation reactor via line 7, for example by means of an online mixture.
  • the calcium sulphate is produced in situ, that is to say in the same reactor 2 as the one in which the precipitation of the zirconium hydroxide takes place, by reaction between the calcium ions ( Ca 2+ ) and sulphate ions present in the uraniferous solution.
  • This embodiment is advantageous from the economic point of view, not only in terms of raw material costs because calcium hydroxide is an inexpensive alkaline agent, but also in terms of investments because it is not necessary to provide a dedicated calcium sulfate distribution system.
  • solid / liquid separation 8 to provide a solid phase comprising calcium sulfate in admixture with zirconium hydroxide and a liquid phase containing uranium in solution.
  • the effectiveness of the solid / liquid separation is improved due to the presence of calcium sulfate which advantageously plays the role of aiding separation.
  • the solid / liquid separation unit 8 may use a technology of the filter press, drum filter, belt filter or rotary table filter type, which implements a support or filter media (a natural or synthetic fabric) that the skilled person knows to choose according to the particle size of the solid to be separated.
  • the solid / liquid supported separation is carried out under pressure or under vacuum, at a temperature generally of between 10 and 45 ° C., preferably between 20 and 40 ° C. and more preferably between 25 and 35 ° C.
  • a liquid stream 9 that can be designated by the term filtrate or uraniferous liquor and a stream of solid wet (or wet cake) consisting essentially of calcium sulfate and zirconium hydroxide impregnated with the uraniferous liquor (filtrate).
  • a uranium 9 liquor is obtained which advantageously has a Zr / U mass ratio of less than 0.1%, compatible with ASTM standard C967-08, and which is then recoverable. in the production of uranium concentrate.
  • the process comprises an additional step of recovering uranium which is not only present in the impregnating liquid of the wet cake but also the uranium which would have precipitated when the precipitation step of zirconium hydroxide.
  • the recovery of the uranium from the wet cake comprises a step b) of bringing the cake into contact with an acid solution whose pH is between 3.1 and 4.2, preferably between 3.5 and 4, and preferably between 3.7 and 3.8. This step b) is followed by a solid / liquid separation step c).
  • the step of recovering the uranium0 comprises a step c) of suspending (repulping) the wet cake 10, at a temperature preferably between 10 and 45 ° C, in an acidic solution (for example sulfuric acid, hydrochloric or nitric acid) so as to generate a suspension whose pH is between 3.1 and 4.2, preferably between 3.5 and 4 and preferably between 3.7 and 3.8.
  • an acidic solution for example sulfuric acid, hydrochloric or nitric acid
  • This repulping operation is for example carried out at ambient temperature for a period of between 30 minutes and 5 hours, preferably between 1 and 4 hours. As shown in FIG.
  • the wet cake 10 is sent to a contacting unit 11 which is supplied with an acidic solution via line 12.
  • the acid suspension which is withdrawn from unit 11 via line 13 is sent to a solid / liquid separation unit 14 (step c)), from which a wet cake containing essentially calcium sulphate and zirconium and an acidic liquid flux containing uranium in solution is recovered.
  • a washing is carried out (step c) which may advantageously consist of a spraying of the washing acid solution on the circulating wet cake. on a belt filter, so as to perform the steps of contacting c) and solid / liquid separation c) with a single industrial tool.
  • the washed wet cake 15 is removed from the process while the acidic uranium-containing liquid stream in solution is withdrawn through line 16.
  • the liquid acid stream containing uranium may be, after possibly a stage of concentration of uranium, mixed with the uranium 9 liquor.
  • the process may comprise a step d) in which the uranium contained in the acidic liquor obtained after step a) is precipitated.
  • This step d) may for example consist of a precipitation of uranium in the form of uranium oxide U0 4 , sodium diuranate Na 2 U 2 O 7 (SDU), magnesia MgU 2 O 7 or ammonium (NH 4 ) 2 U 2 07.
  • the uraniferous acid liquor 9 is sent to a preparation unit for the solid uranium concentrate 17, which generally comprises at least one precipitation reactor and a solid / liquid separation device, from which a solid (or concentrate) uraniferous 18 and an effluent 19 are recovered.
  • a preparation unit for the solid uranium concentrate 17 which generally comprises at least one precipitation reactor and a solid / liquid separation device, from which a solid (or concentrate) uraniferous 18 and an effluent 19 are recovered.
  • Example 1 illustrates the influence of pH on the precipitation of zirconium from a synthetic initial pH solution of 0.6, containing 60 g / L [SO 4 2 ] and having a Zr content of 0.980 g / L.
  • a synthetic initial pH solution of 0.6 containing 60 g / L [SO 4 2 ] and having a Zr content of 0.980 g / L.
  • 0.78 g of Zr (SO 4) 2.4H 2 O 15 g of anhydrous Na 2 SO 4 was then added.
  • Concentrated sulfuric acid H 2 SO 4 is added to bring the pH to 0.6 in order to allow the quantitative dissolution of the Zr (and 0 to approach the pH of an eluate resulting from an extraction with NaCl, in a solvent workshop).
  • Table 2 gives the Zr content in the filtrate (after solid / liquid separation of the suspension) as well as the pH of the suspension as a function of time.
  • Example 2 illustrates the positive effect of the presence of calcium sulfate on the solid / liquid separation of a suspension containing a colloidal precipitate of zirconium hydroxide.
  • test 3 After stirring for one hour, gypsum is added to the suspension, equivalent to 28 g of CaSO 4 , ie a mass ratio [CaSO 4 ] / [Zr] of 140 (g / g) and the stirring is left an extra hour.
  • the suspensions of tests 2 and 3 were filtered on a filtration system equipped with a MF-Millipore TM membrane with a diameter of 47 mm and a porosity of 0.45 ⁇ m, under a vacuum of 850 mbar and at a temperature of 25 ° C. .
  • Table 3 for tests 2 and 3, the filtration time and the zirconium content in the filtrate which has been measured by X-ray fluorescence are given.
  • Gypsum therefore has a crucial pre-layer role in the separation of the colloidal precipitate of zirconium hydroxide.
  • zirconium hydroxide tends to decant rapidly in the tulip by entrainment by calcium sulfate.
  • Example 3 was carried out to evaluate the effect of the amount of gypsum on the filtration time.
  • Table 4 gives the filtration time, which was measured under the same conditions as test 3, depending on the amount of calcium sulfate (in the form of gypsum) introduced into the suspension.
  • Example 4 illustrates an in situ precipitation of calcium sulfate and takes place concurrently with the precipitation of zirconium hydroxide from a zirconium acid solution.
  • Three suspensions of calcium hydroxide (milk of lime) were prepared at 50 g / l, 100 g / l and 200 g / l of Ca (OH) 2, respectively .
  • the milks of lime serve as an alkaline solution for setting the pH of 200 ml of a zirconium acid solution (initial pH 0.6) containing 1 g / l of Zr and 60 g / l of SO 4 2 5 pH of 3.8. After adjusting the pH of the zirconium acid solution, the latter is allowed to mature with stirring for 4 hours and the suspension is then filtered under the same conditions as in Example 2.
  • Example 5 illustrates that the process according to the invention is suitable for carrying out a selective separation of the zirconium contained in an acidic uranium solution.
  • Test 13 was carried out in order to verify that at pH 3.8 the uranium does not precipitate from a solution whose initial pH is 0.6 and containing 60 g / l of SO 4 2 and 32.7 g / L U.
  • the solution was prepared by adding in 200 mL of demineralized water:
  • the pH of the uranium solution is then adjusted to 3.8 by adding 0 sodium hydroxide to 200 g / l. It is found that at this pH, the solution remains clear and that there is no precipitation of uranium. To this clear solution was then added 28.8 g CaSO 4 and the suspension was filtered according to Example 2.
  • This solution is representative of an acidic aqueous solution obtained by dissolving in sulfuric acid medium a uranium concentrate or a uranium eluate, resulting from a solvent workshop.
  • the pH of the uranium solution is adjusted to the value of 3.8 by addition of sodium hydroxide at 200 g / l. A slight cloudiness is observed in the solution indicating the precipitation of zirconium hydroxide.
  • Table 6 gives the filtration time of the uraniferous solution and suspension of tests 13 and 14 as well as the Zr and U contents of the filtrates which were measured by ICP-AES.
  • Example 6 illustrates an in situ precipitation of calcium sulfate in a uraniferous solution containing sulfate ions and zirconium.
  • Example 6 corresponds to test 14 of Example 5 except that the alkaline agent added to adjust the pH to 3.8 is a lime milk with 200 g / L Ca (OH) 2 replacing 200 g / l of sodium hydroxide and that calcium sulphate is not added to the suspension after alkalinization.
  • the alkaline agent added to adjust the pH to 3.8 is a lime milk with 200 g / L Ca (OH) 2 replacing 200 g / l of sodium hydroxide and that calcium sulphate is not added to the suspension after alkalinization.
  • the uranium filtrate was used in a precipitation reaction of uranium in the presence of hydrogen peroxide to form uranyl peroxide U0 4 .
  • Table 7 gives the contents (determined by ICP-AES) at U and Zr of the three wash filtrates collected at the end of the three acid repulping steps.
  • the analytical results indicate that the recovery of uranium by three successive repulpings in acidic medium at pH 3.5 is quantitative and is also selective in that the presence of zirconium in the filtrates is not detected. (less than the detection limit of the analytical method).
  • Example 8 groups together tests in which the concentration of sulphate ions of a zirconium solution at pH 0.6 and containing 0.9 g / L of Zr.
  • the zirconium solution is prepared by adding 0.78 g of Zr (SO 4 ) 2 .4H 2 O to 0.75 g of demineralized water and the concentration of sulphate ions is adjusted by addition of anhydrous Na 2 SO 4 .
  • the pH of the zirconium solutions of tests 15 to 20 were then brought to 3.8 by addition of a lime milk to 200 g / L of Ca (OH) 2 .
  • the suspension After maturing for one hour with stirring, the suspension is filtered with a Buchner filtration system equipped with a Whatman TM filter with a diameter of 90 mm and a porosity of lpm, under a vacuum of 850 mbar.
  • Table 8 groups together the filtration times of tests 15 to 20 and the Zr concentration (determined by ICP-AES) of the filtrates recovered after filtration.
  • Example 8 It emerges from Example 8 that it is possible to precipitate the zirconium contained in a solution loaded with sulphate ions, the latter are advantageously used to precipitate in situ the calcium sulphate.
  • the presence of the latter in the suspension has the effect of facilitating the solid / liquid separation by reducing the filtration times.

Abstract

The invention relates to a method for separating colloidal zirconium hydroxide contained in an acid aqueous suspension with a pH of more than 3, comprising a step a) in which the aqueous suspension is subjected to a solid/liquid separation on a support in the presence of calcium sulfate, thereby obtaining an acid liquor containing pure zirconium and a solid phase containing calcium sulfate and zirconium hydroxide.

Description

Procédé de séparation de l'hydroxyde de zirconium colloïdal  Process for separating colloidal zirconium hydroxide
contenu dans une solution aqueuse acide  contained in an acidic aqueous solution
La présente invention concerne de manière générale un procédé de 5 séparation de l'hydroxyde de zirconium colloïdal contenu dans une suspension aqueuse acide. En particulier, le domaine de l'invention s'inscrit dans celui des procédés de séparation du zirconium contenu dans une solution aqueuse acide uranifère qui peut contenir éventuellement des ions sulfates. 0 Etat de la technique The present invention generally relates to a process for separating the colloidal zirconium hydroxide contained in an acidic aqueous suspension. In particular, the field of the invention is part of the process for separating zirconium contained in a uraniferous acidic aqueous solution which may optionally contain sulfate ions. 0 State of the art
En fonction des technologies mises en œuvre et de la nature des minerais desquels est extrait l'uranium, les concentrés uranifères produits peuvent contenir jusqu'à 3% en masse de zirconium par rapport à l'uranium. Une concentration élevée en zirconium dans les concentrés uranifères n'est pas souhaitable car elle nuit à la 5 bonne marche des procédés de traitement et de purification de ces concentrés (ex. encrassement des unités). Par ailleurs, ces impuretés ont tendance à précipiter simultanément avec l'uranium lors des traitements de ces concentrés, conduisant alors à l'obtention d'un uranium qui n'est pas suffisamment pur pour des applications nucléaires. Ainsi, la norme ASTM C967-13 fixe pour le zirconium un rapport en masse Zr/U inférieur à0 0,1% dans les concentrés uranifères.  Depending on the technologies used and the nature of the ores from which the uranium is extracted, the uranium-containing concentrates produced may contain up to 3% by mass of zirconium relative to uranium. A high concentration of zirconium in uraniferous concentrates is undesirable because it hinders the proper operation of the treatment and purification processes of these concentrates (eg clogging of the units). Moreover, these impurities tend to precipitate simultaneously with the uranium during the treatment of these concentrates, leading then to the production of a uranium which is not sufficiently pure for nuclear applications. Thus, ASTM standard C967-13 fixes for zirconium a Zr / U mass ratio of less than 0.1% in uraniferous concentrates.
Des procédés ont donc été développés pour permettre la production de concentrés uranifères répondant aux normes imposées, ces procédés ayant généralement pour objectif de séparer sélectivement l'uranium des impuretés contenues dans la solution uranifère. Processes have therefore been developed to allow the production of uraniferous concentrates complying with the standards imposed, these processes generally having the objective of selectively separating uranium from the impurities contained in the uranium solution.
5 Par exemple, on peut citer le document FR 2 533 907 ou son homologueFor example, document FR 2 533 907 or its counterpart
US 5,524,001, qui divulgue un procédé de purification de solutions aqueuses uranifères contenant comme impuretés du zirconium et/ou de l'hafnium et également l'un au moins des anions S04 2 , NO3 , Cl et F qui jouent le rôle d'agents complexants de l'uranium et des impuretés. Le procédé du document FR 2 533 907, qui repose sur la précipitation des0 impuretés au moyen d'un agent alcalin, consiste en les étapes suivantes : a) on porte la solution uranifère à une température au moins égale à 40 °C, b) on règle la teneur de l'agent complexant de telle manière que le rapport molaire [agent complexant] / [U + Zr et/ou Hf solubles] soit au moins égal à 3, US Pat. No. 5,524,001, which discloses a process for the purification of uraniferous aqueous solutions containing, as impurities, zirconium and / or hafnium and also at least one of the anions S0 4 2 , NO 3, Cl and F which act as agents complexing agents of uranium and impurities. The process of FR 2 533 907, which is based on the precipitation of impurities by means of an alkaline agent, consists of the following steps: a) the uranium solution is brought to a temperature at least equal to 40 ° C, b) the content of the complexing agent is adjusted in such a way that the molar ratio [complexing agent] / [U + Zr and / or soluble Hf ] at least 3,
c) on règle le pH de la solution entre 2,2 et 4,3 par introduction d'un agent alcalin.  c) the pH of the solution is adjusted to between 2.2 and 4.3 by introducing an alkaline agent.
La suspension issue de l'étape c) est traitée par une étape de séparation solide/liquide conduisant à l'obtention d'une solution uranifère purifiée.  The suspension resulting from stage c) is treated by a solid / liquid separation step leading to the production of a purified uranium solution.
Un autre procédé est décrit dans le document FR 2 553 750, ou son homologue US 4,675,166, pour traiter une solution uranifère carbonatée contenant du zirconium et/ou de l'hafnium et/ou du molybdène. Le procédé selon FR 2 553 750 consiste à faire précipiter sélectivement le zirconium et/ou l'hafnium et/ou le molybdène sans précipiter l'uranium en traitant la solution carbonatée au moyen d'une solution aqueuse alcaline diluée contenant au plus 17 g/L d'au moins un hydroxyde alcalin (exprimé en OH ) de manière à atteindre un pH supérieur à 11.  Another method is described in document FR 2,553,750, or its US counterpart 4,675,166, for treating a carbonate-containing uranium solution containing zirconium and / or hafnium and / or molybdenum. The process according to FR 2 553 750 consists in selectively precipitating zirconium and / or hafnium and / or molybdenum without precipitating the uranium by treating the carbonated solution with a dilute alkaline aqueous solution containing not more than 17 g / L of at least one alkaline hydroxide (expressed in OH) so as to reach a pH greater than 11.
Le document US 4,330,509 enseigne un procédé de séparation et de récupération de zirconium à partir d'une solution aqueuse de zirconium et d'uranium dont le pH est compris entre 0,2 et 1,0, dans lequel on traite la solution avec un agent de précipitation choisi parmi l'acide tartrique ou le tartrate, la quantité en agent de précipitation mise en œuvre étant suffisante pour précipiter sélectivement le zirconium sous forme de tartrate avec une précipitation limitée d'uranium.  US 4,330,509 teaches a process for separating and recovering zirconium from an aqueous solution of zirconium and uranium having a pH of between 0.2 and 1.0, in which the solution is treated with an agent precipitation agent selected from tartaric acid or tartrate, the amount of precipitation agent employed being sufficient to selectively precipitate zirconium as tartrate with limited uranium precipitation.
Tous les procédés de purification de concentrés liquides uranifères qui mettent en jeu une précipitation du zirconium sous forme d'hydroxyde se heurtent à des problèmes de mise en application au niveau industriel. En effet, les précipités de zirconium se présentent sous forme colloïdale, avec une taille de particules généralement comprise entre quelques nanomètres et quelques microns, rendant l'opération de séparation solide/liquide compliquée, longue et coûteuse à mettre en œuvre. Par exemple, une séparation par décantation n'est pas applicable industriellement car elle nécessite, pour être effective, un temps de séjour trop long de la suspension dans le décanteur. Une séparation sous pression sur un support de filtration (par exemple au moyen d'un filtre presse, filtre rotatif ou par micro ou nanofiltration) est envisageable, mais dans ce cas, on est confronté au phénomène de colmatage du média filtrant par les particules colloïdales d'hydroxyde de zirconium. Afin de réduire le temps de filtration et/ou prévenir un colmatage rapide des membranes, il est possible d'utiliser des composés aidant à la séparation, par exemple des terres de diatomées. Cependant, l'emploi de tels additifs a une incidence au niveau des dépenses d'exploitation du 5 procédé (coûts en additifs). All methods for purifying uranium-containing liquid concentrates that involve zirconium precipitation in the form of hydroxide face implementation problems at the industrial level. Indeed, the zirconium precipitates are in colloidal form, with a particle size generally between a few nanometers and a few microns, making the separation operation solid / liquid complicated, long and expensive to implement. For example, separation by settling is not applicable industrially because it requires, to be effective, a residence time too long for the suspension in the settler. A separation under pressure on a filter medium (for example by means of a filter press, rotary filter or by micro or nanofiltration) is possible, but in this case, one is confronted with the phenomenon of clogging of the filter medium by the colloidal particles of zirconium hydroxide. In order to reduce the filtration time and / or prevent a rapid clogging of the membranes, it is possible to use compounds that help in the separation, for example diatomaceous earths. However, the use of such additives has an impact on the operating expenses of the process (additive costs).
De manière générale, un but de l'invention est donc de fournir un procédé de séparation du zirconium contenu dans une suspension aqueuse, qui soit facile à mettre en œuvre et nécessitant de faibles investissements. Plus particulièrement, l'invention vise à proposer un procédé applicable industriellement pour le traitement de 0 solutions acides uranifères contenant du zirconium comme impureté.  In general, an object of the invention is therefore to provide a process for separating zirconium contained in an aqueous suspension, which is easy to implement and requires low investment. More particularly, the invention aims to provide an industrially applicable process for the treatment of zirconium containing uraniferous acid solutions as an impurity.
Résumé de l'invention Summary of the invention
La présente invention se rapporte donc à un procédé de séparation du zirconium sous forme d'hydroxyde, contenu dans une suspension aqueuse acide à un pH 5 supérieur à 3, comprenant une étape a) dans laquelle on réalise sur la suspension aqueuse une séparation solide/liquide sur support en présence de sulfate de calcium. À l'issue de cette étape a) de séparation solide/liquide, on obtient une liqueur acide purifiée en zirconium et une phase solide contenant du sulfate de calcium et de l'hydroxyde de zirconium. Dans le contexte de la présente invention, le terme « liqueur acide purifiée en0 zirconium » désigne une phase liquide acide dont la concentration en zirconium est inférieure ou égale à 100 mg/L, de préférence inférieure ou égale à 50 mg/L et de manière préférentielle inférieure ou égale à 10 mg/L.  The present invention thus relates to a process for separating zirconium in hydroxide form, contained in an acidic aqueous suspension at a pH greater than 3, comprising a step a) in which a solid separation is carried out on the aqueous suspension. liquid on support in the presence of calcium sulphate. At the end of this solid / liquid separation step a), a purified zirconium acid liquor and a solid phase containing calcium sulphate and zirconium hydroxide are obtained. In the context of the present invention, the term "zirconium purified acidic liquor" refers to an acidic liquid phase whose zirconium concentration is less than or equal to 100 mg / L, preferably less than or equal to 50 mg / L and preferential less than or equal to 10 mg / L.
Les inventeurs ont constaté, de manière surprenante, qu'il est possible de séparer le zirconium sous forme d'hydroxyde colloïdal d'une suspension aqueuse acide5 par une méthode de séparation solide/liquide sur support en utilisant le sulfate de calcium comme agent d'aide à la séparation. Ainsi il a été observé qu'en présence de sulfate de calcium, le temps de séparation, notamment par filtration sous pression ou sous vide, de suspensions contenant de l'hydroxyde de zirconium sous forme colloïdale peut être fortement réduit de sorte que le procédé devient applicable à l'échelle0 industrielle. De préférence le pH de la suspension traitée à l'étape a) est supérieur à 3,1, voire supérieur à 3,5 et préférentiellement supérieur à 3,7. The inventors have surprisingly found that it is possible to separate zirconium in the form of colloidal hydroxide from an acidic aqueous suspension by a solid / liquid separation method on a support using calcium sulphate as agent for helps with separation. Thus it has been observed that in the presence of calcium sulphate, the separation time, in particular by pressure or vacuum filtration, of suspensions containing zirconium hydroxide in colloidal form can be greatly reduced so that the process becomes applicable to the industrial scale. Preferably, the pH of the suspension treated in step a) is greater than 3.1, or even greater than 3.5 and preferably greater than 3.7.
De préférence le rapport en masse [CaS04]/[Zr] dans la suspension à séparer est tel que la vitesse de filtration mesurée à 25°C, pour un système de filtration 5 sous pression ou sous vide donné, est supérieure ou égale à 300 L de suspension/heure/m2 de support. Preferably, the weight ratio [CaSO 4] / [Zr] in the suspension to be separated is such that the filtration rate measured at 25 ° C., for a filtration system under pressure or under a given vacuum, is greater than or equal to 300 L suspension / hour / m 2 support.
De préférence, l'étape a) de séparation solide/liquide sur support est opérée sur une suspension aqueuse dont le rapport en masse [CaS04]/[Zr] est d'au moins 75 g/g et de manière préférentielle d'au moins 100 g/g.Preferably, step a) of solid / liquid separation on support is carried out on an aqueous suspension whose weight ratio [CaSO 4 ] / [Zr] is at least 75 g / g and preferably from minus 100 g / g.
0 Selon l'invention, la suspension acide à purifier peut contenir des ions sulfates à une teneur qui est généralement comprise entre 10 et 60 g/L. According to the invention, the acid suspension to be purified may contain sulphate ions at a content which is generally between 10 and 60 g / l.
Selon l'invention, la suspension aqueuse acide qui est traitée peut contenir en outre de l'uranium (solubilisé dans la suspension). Lorsque la suspension contient de l'uranium, le pH de ladite suspension est de préférence compris entre 3,1 et 5 4,2, voire compris entre 3,5 et 4 et de manière préférentielle compris entre 3,7 et 3,8, de sorte que l'uranium reste sous forme soluble dans la suspension d'hydroxyde de zirconium.  According to the invention, the acidic aqueous suspension which is treated may also contain uranium (solubilized in the suspension). When the suspension contains uranium, the pH of said suspension is preferably between 3.1 and 4.2, or even between 3.5 and 4 and preferably between 3.7 and 3.8, so that the uranium remains in soluble form in the suspension of zirconium hydroxide.
Ainsi, le procédé permet de purifier des solutions aqueuses uranifères qui sont ensuite utilisées pour la production de concentrés solides d'uranium, par0 exemple sous forme d'oxyde d'uranium U04, de diuranate de sodium Na2U207 (SDU), de diuranate de magnésium MgU207 ou de diuranate d'ammonium (NH4)2U207 (ADU). Thus, the process makes it possible to purify uraniferous aqueous solutions which are then used for the production of solid uranium concentrates, for example in the form of uranium oxide U0 4, sodium diuranate Na 2 U 2 O 7 (SDU ), magnesium diuranate MgU 2 0 7 or ammonium diuranate (NH 4) 2 U 2 0 7 (ADU).
Le procédé selon l'invention trouve particulièrement application dans le traitement de solutions acides uranifères contenant du zirconium sous forme soluble et des ions sulfates à hauteur de 10 à 60 g/L. Ainsi, selon un mode de réalisation préféré, le5 procédé comprend :  The process according to the invention finds particular application in the treatment of uraniferous acid solutions containing zirconium in soluble form and sulfate ions at a level of 10 to 60 g / l. Thus, according to a preferred embodiment, the method comprises:
• une étape a') dans laquelle on fournit une solution aqueuse contenant des ions zirconium et uranium et de pH inférieur à 3 ; puis  A step a ') in which there is provided an aqueous solution containing zirconium and uranium ions and having a pH of less than 3; then
• une étape a") dans laquelle on ajuste le pH de ladite solution entre 3,1 et 4,2 de manière à précipiter sélectivement l'hydroxyde de zirconium tout en limitant la précipitation de l'uranium et produire une suspension uranifère contenant de l'hydroxyde de zirconium. A step a ") in which the pH of said solution is adjusted between 3.1 and 4.2 so as to selectively precipitate the zirconium hydroxide while limiting the Uranium precipitation and produce a uranium-containing suspension containing zirconium hydroxide.
La suspension uranifère contenant l'hydroxyde de zirconium colloïdal est ensuite traitée conformément à l'étape a) par une séparation solide/liquide sur support en présence de sulfate de calcium afin de fournir une liqueur uranifère acide purifiée en zirconium et un solide constitué essentiellement de sulfate de calcium et d'hydroxyde de zirconium.  The uraniferous suspension containing the colloidal zirconium hydroxide is then treated in accordance with step a) by a solid / liquid supported separation in the presence of calcium sulfate to provide a purified zirconium acidic uraniferous liquor and a solid consisting essentially of calcium sulphate and zirconium hydroxide.
On entend par les termes « précipitation sélective » une étape de précipitation conduisant à la précipitation d'au moins 90% en masse du zirconium tout en limitant la précipitation de l'uranium solubilisé, c'est-à-dire que moins de 5% en masse d'uranium est précipité.  The term "selective precipitation" is understood to mean a precipitation step leading to the precipitation of at least 90% by weight of zirconium while limiting the precipitation of solubilized uranium, that is to say less than 5% in mass of uranium is precipitated.
Généralement la liqueur uranifère acide purifiée en zirconium issue de l'étape a) présente un rapport en pourcentage masse Zr/U qui est inférieur à 0,1%, de sorte qu'elle peut servir à la production de concentré solide d'uranium pour la fabrication de combustibles nucléaires.  Generally, the purified zirconium acidic uraniferous acid liquor from step a) has a mass ratio Zr / U which is less than 0.1%, so that it can be used for the production of solid uranium concentrate for the manufacture of nuclear fuels.
Le procédé selon l'invention est notamment adapté pour purifier un éluât acide uranifère issu d'une unité d'extraction de l'uranium par solvant ou par échange d'ions (sur une résine échangeuse d'ions). Le procédé selon l'invention peut donc être intégré dans un procédé de traitement de minerais uranifères comportant en particulier une attaque acide à l'acide sulfurique du minerai, suivie d'une extraction de l'uranium par solvant ou sur résine échangeuse d'ions et enfin d'une réextraction avec une solution aqueuse, par exemple avec du chlorure de sodium, conduisant à un éluât uranifère acide sulfaté (les ions sulfate provenant de l'attaque acide du minerai).  The process according to the invention is especially suitable for purifying a uranium-uraniferous eluate originating from a uranium extraction unit by solvent or by ion exchange (on an ion exchange resin). The method according to the invention can therefore be integrated in a uranium ore treatment process comprising, in particular, an acid attack on the sulfuric acid of the ore, followed by an extraction of the uranium by solvent or on an ion exchange resin. and finally stripping with an aqueous solution, for example with sodium chloride, resulting in a sulfated acid uraniferous eluate (sulfate ions from the acid etching of the ore).
Lorsque la solution aqueuse uranifère contaminée par des ions zirconium contient en outre des ions sulfates, on peut pendant l'étape a'') ou avant l'étape a) précipiter in situ le sulfate de calcium par addition d'hydroxyde de calcium. Ce mode de réalisation est avantageux en termes de coûts opératoires car l'hydroxyde de calcium sert non seulement à fixer le pH de la solution aqueuse uranifère acide pour induire la précipitation d'hydroxyde de zirconium, mais également à générer in situ du sulfate de calcium qui est utilisé comme pré-couche lors de l'étape a) séparation solide/liquide sur support. When the uraniferous aqueous solution contaminated with zirconium ions additionally contains sulphate ions, it is possible during step a '') or before step a) to precipitate in situ the calcium sulphate by addition of calcium hydroxide. This embodiment is advantageous in terms of operating costs because the calcium hydroxide serves not only to fix the pH of the aqueous uraniferous acid solution to induce the precipitation of zirconium hydroxide, but also to generate in situ the calcium sulphate which is used as a pre-layer during step a) solid / liquid separation on support.
Ainsi, l'invention se rapporte à un procédé pour traiter une solution uranifère acide sulfatée contenant du zirconium et de l'uranium solubles et dont le pH 5 initial est inférieur à 3, le procédé comprenant les étapes suivantes :  Thus, the invention relates to a process for treating a sulfated acid uranium solution containing soluble zirconium and uranium and having an initial pH of less than 3, the process comprising the following steps:
a') on fournit ladite solution uranifère acide sulfatée ;  a ') is provided said sulfated acid uraniferous solution;
a") on fixe le pH de ladite solution à une valeur comprise entre 3,1 et 4,2 par ajout d'hydroxyde de calcium de manière à précipiter sélectivement l'hydroxyde de zirconium et du sulfate de calcium ; a ") the pH of said solution is set to a value between 3.1 and 4.2 by addition of calcium hydroxide so as to selectively precipitate zirconium hydroxide and calcium sulfate;
0 a) on réalise sur la suspension obtenue à l'étape a") une séparation solide/liquide sur support de manière à fournir une liqueur acide purifiée en zirconium et une phase solide contenant essentiellement du sulfate de calcium et de l'hydroxyde de zirconium. Le rapport en masse [CaS04]/[Zr] de ladite suspension est tel que la vitesse de filtration, pour un système de filtration sous pression ou sous vide donné, est supérieure à 300 L de5 suspension/heure/m2 de support. A) is carried out on the suspension obtained in step a ") a solid / liquid separation on support so as to provide a purified acidic zirconium liquor and a solid phase containing essentially calcium sulfate and zirconium hydroxide The [CaSO 4] / [Zr] mass ratio of said suspension is such that the filtration rate, for a given pressure or vacuum filtration system, is greater than 300 L suspension / hour / m 2 of support.
Lorsque l'hydroxyde de calcium est utilisé comme agent pour ajuster le pH, il est de préférence mis en œuvre sous la forme d'un lait de chaux, dont la teneur en Ca(OH)2 est généralement comprise entre 50 et 500 g/L. When calcium hydroxide is used as an agent for adjusting the pH, it is preferably implemented in the form of a lime milk, the content of Ca (OH) 2 is generally between 50 and 500 g / L.
Il est bien entendu possible, avant l'étape a) ou pendant l'étape a"),0 d'ajouter respectivement à la suspension ou à la solution aqueuse acide le sulfate de calcium. Dans le cadre de l'invention, on peut également combiner une précipitation in situ du sulfate de calcium avec une addition de sulfate de calcium, par exemple dans le cas de figure où la solution/suspension présente une teneur en ions sulfate insuffisante pour produire une quantité suffisante de sulfate de calcium (par réaction avec les ions5 calcium (Ca2+)) pour permettre une séparation solide/liquide aisée. Ce mode opératoire est également applicable lorsque la quantité d'hydroxyde de calcium ajoutée est limitée par le pH final de sorte que les ions Ca2+ apportés sont alors en quantité insuffisante pour produire la quantité nécessaire de sulfate de calcium pour obtenir une séparation solide/liquide facilitée. Généralement l'étape a) est réalisée à une température comprise entre 10 et 45°C, de préférence comprise entre 20 et 40°C et de manière plus préférée comprise entre 25 et 35°C. It is of course possible, before step a) or during step a), to add calcium sulphate to the suspension or to the aqueous acid solution, respectively. also combine an in situ precipitation of calcium sulphate with an addition of calcium sulphate, for example in the case where the solution / suspension has an insufficient sulphate ion content to produce a sufficient amount of calcium sulphate (by reaction with calcium ions (Ca 2+ )) to allow easy solid / liquid separation This procedure is also applicable when the amount of calcium hydroxide added is limited by the final pH so that the Ca 2+ ions supplied are then in insufficient quantity to produce the necessary amount of calcium sulfate to achieve a facilitated solid / liquid separation. Generally step a) is carried out at a temperature between 10 and 45 ° C, preferably between 20 and 40 ° C and more preferably between 25 and 35 ° C.
Selon l'invention, pour l'étape a) de séparation solide/liquide sur 5 support, on a recours de préférence à la centrifugation ou à la filtration sous vide ou sous pression.  According to the invention, for solid / liquid separation step a), centrifugation or filtration under vacuum or under pressure is preferably used.
Selon un mode de réalisation préféré, le procédé selon l'invention comprend en outre au moins une étape b) dans laquelle on met en contact la phase solide obtenue à l'issue de l'étape a) avec une solution acide ayant un pH compris entre0 3,1 et 4,2, suivie d'au moins une étape c) de séparation solide/liquide de manière à fournir une phase solide contenant essentiellement du sulfate de calcium et du zirconium et un flux liquide acide contenant de l'uranium. La solution acide est de préférence une solution d'un acide minéral qui peut être choisi parmi H2S04, HCl et HN03, de préférence l'acide minéral est H2SO4. According to a preferred embodiment, the method according to the invention further comprises at least one step b) in which the solid phase obtained at the end of step a) is brought into contact with an acid solution having a pH that is included. between0.1-3.2, followed by at least one solid / liquid separation step c) to provide a solid phase containing essentially calcium sulfate and zirconium and an acidic liquid flux containing uranium. The acidic solution is preferably a solution of a mineral acid which may be selected from H 2 SO 4 , HCl and HNO 3 , preferably the mineral acid is H 2 SO 4 .
5 La mise en œuvre des étapes b) et c) participe ainsi à améliorer le rendement en uranium du procédé grâce une récupération de l'uranium contenu non seulement dans les eaux mères imprégnées dans la phase solide mais également éventuellement précipité lors de l'étape a") décrite ci-dessus. Dans le cadre de l'invention, l'étape c) qui vise à faire passer l'uranium en phase liquide peut consister en un lavage ou0 en une mise en suspension de la phase solide avec la solution acide. The implementation of steps b) and c) thus contributes to improving the uranium yield of the process by recovering the uranium contained not only in the mother liquor impregnated in the solid phase but also possibly precipitated during the stage. In the context of the invention, step c) which aims to pass the uranium in the liquid phase may consist of washing or suspending the solid phase with the solution. acid.
A l'issue de l'étape c), on recueille un flux liquide acide contenant l'uranium qui peut être éventuellement mélangé avec la liqueur uranifère issue de l'étape a), le mélange étant avantageusement traité pour précipiter l'uranium et produire un concentré d'uranium. At the end of step c), an acid-containing liquid flow containing uranium is collected which may optionally be mixed with the uranium-containing liquor from step a), the mixture being advantageously treated to precipitate the uranium and produce a concentrate of uranium.
5 Selon un mode de réalisation, le procédé selon l'invention comprend une étape d) dans laquelle on précipite l'uranium contenu dans la liqueur uranifère acide purifiée sous forme d'oxyde d'uranium U04, de diuranate de sodium Na2U207 (SDU), de magnésium MgU207 ou d'ammonium (NH4)2U207. According to one embodiment, the process according to the invention comprises a step d) in which the uranium contained in the purified acidic uranium liquor is precipitated in the form of uranium oxide U0 4 and sodium diuranate Na 2 U 2 0 7 (SDU), magnesium MgU 2 0 7 or ammonium (NH 4) 2 U 2 0 7.
Le procédé selon l'invention est également utile pour traiter des0 solutions acides uranifères provenant de la dissolution de concentrés solides d'uranium contenant comme impureté du zirconium et pour lesquels le rapport en masse Zr/U ne satisfait pas à la norme imposée par les raffineurs, qui est généralement inférieure à 0,1%. A cette fin, on procède à une étape de dissolution du concentré uranifère par mise en contact dudit concentré avec une solution acide (H2S04, HCl ou HN03) dont le pH est 5 compris entre 3,1 et 4,2 (de préférence compris entre 3,5 et 4 et de manière préférentielle compris entre 3,7 et 3,8) de manière à faire passer en solution l'uranium et précipiter l'hydroxyde de zirconium sous forme colloïdale. On ajoute ensuite du sulfate de calcium à la suspension obtenue ou l'on précipite in situ du sulfate de calcium si la suspension contient des ions sulfates (par exemple apportés par la solution d'acide0 sulfurique utilisé pour la dissolution du concentré d'uranium). On soumet le mélange à l'étape de séparation solide/liquide sur support décrite ci-dessus. The process according to the invention is also useful for treating uraniferous acid solutions derived from the dissolution of solid uranium concentrates. containing as zirconium impurity and for which the mass ratio Zr / U does not meet the standard imposed by refiners, which is generally less than 0.1%. For this purpose, a step of dissolving the uraniferous concentrate is carried out by bringing said concentrate into contact with an acidic solution (H 2 SO 4, HCl or HNO 3) whose pH is between 3.1 and 4.2 (preferably between 3.5 and 4 and preferably between 3.7 and 3.8) so as to pass the uranium in solution and precipitate the zirconium hydroxide in colloidal form. Calcium sulphate is then added to the suspension obtained or calcium sulphate is precipitated in situ if the suspension contains sulphate ions (for example provided by the sulfuric acid solution used for the dissolution of the uranium concentrate). . The mixture is subjected to the solid / liquid separation step on support described above.
Selon un autre mode de réalisation, on effectue une dissolution du concentré uranifère avec une solution acide à pH inférieur à 3 de manière à mettre en solution l'uranium et le zirconium. On procède ensuite à la précipitation sélective du 5 zirconium sous forme d'hydroxyde en ajustant le pH à une valeur comprise entre 3,1 et 4,2, de préférence compris entre 3,5 et 4 et de manière préférentielle compris entre 3,7 et 3,8. On ajoute ensuite du sulfate de calcium à la suspension obtenue ou l'on précipite in situ du sulfate de calcium si la suspension contient des ions sulfates (par exemple apportés par la solution d'acide sulfurique utilisé pour la dissolution du concentré0 d'uranium). Enfin, on met en œuvre l'étape de séparation solide/liquide sur support sur la suspension.  According to another embodiment, the uraniferous concentrate is dissolved with an acid solution at a pH of less than 3 so as to dissolve the uranium and zirconium. The zirconium is then selectively precipitated in hydroxide form by adjusting the pH to a value between 3.1 and 4.2, preferably between 3.5 and 4 and preferably between 3.7 and 3.5. and 3.8. Calcium sulphate is then added to the suspension obtained or calcium sulphate is precipitated in situ if the suspension contains sulphate ions (for example provided by the sulfuric acid solution used for the dissolution of the uranium concentrate). . Finally, the step of solid / liquid separation on support on the suspension is carried out.
Description détaillée de l'invention Detailed description of the invention
Les autres caractéristiques et avantages de l'invention vont apparaître à5 la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre uniquement illustratif et non limitatif, et en référence au dessin de la figure 1 :  The other features and advantages of the invention will become apparent on reading the following description, given solely by way of illustration and without limitation, and with reference to the drawing of FIG.
• La figure 1 est un diagramme bloc d'un procédé selon un mode de réalisation préféré permettant le traitement d'une solution acide uranifère contaminé par du zirconium. De manière générale, le procédé selon l'invention est utile pour traiter des suspensions aqueuses acides contenant comme impuretés du zirconium, sous forme d'hydroxyde de zirconium Zr(OH)4 de structure colloïdale, qui est difficile à séparer de la phase liquide, par exemple par décantation, en raison de leur structure extrêmement fine.• Figure 1 is a block diagram of a method according to a preferred embodiment for the treatment of a zirconium-contaminated uraniferous acid solution. In general, the process according to the invention is useful for treating acidic aqueous suspensions containing as impurities zirconium, in the form of zirconium hydroxide Zr (OH) 4 of colloidal structure, which is difficult to separate from the liquid phase, for example by settling, because of their extremely fine structure.
5 Pour surmonter la difficulté de la séparation de tels précipités colloïdaux, l'étape de séparation solide/liquide sur support selon l'invention est pratiquée en présence de sulfate de calcium. Sans être lié à aucune théorie, les particules de sulfate de calcium favoriseraient l'agglomération des particules colloïdales d'hydroxyde de zirconium, facilitant ainsi leur séparation de la phase liquide. De préférence, la quantité0 de sulfate de calcium mise en jeu est telle que la vitesse de filtration mesurée à 25°C, pour un système de filtration sous vide ou sous pression donnée, soit supérieure ou égale à 300 L de suspension/heure/m2 de support. Par exemple, la suspension à séparer a un rapport en masse [CaS04]/[Zr] qui est de préférence d'au moins 75 g/g et plus préférentiellement d'au moins 100 g/g. In order to overcome the difficulty of separating such colloidal precipitates, the solid / liquid carrier separation step according to the invention is carried out in the presence of calcium sulphate. Without being bound by any theory, the calcium sulfate particles would promote the agglomeration of the colloidal particles of zirconium hydroxide, thus facilitating their separation from the liquid phase. Preferably, the amount of calcium sulphate involved is such that the filtration rate measured at 25 ° C., for a filtration system under vacuum or under a given pressure, is greater than or equal to 300 L of suspension / hour / m. 2 of support. For example, the suspension to be separated has a mass ratio [CaSO 4 ] / [Zr] which is preferably at least 75 g / g and more preferably at least 100 g / g.
5 Selon l'invention, le terme « en présence de sulfate de calcium » désigne le fait qu'au moment de l'opération de séparation solide/liquide sur support, le sulfate de calcium est présent dans la suspension colloïdale d'hydroxyde de zirconium. Dans ce contexte, le sulfate de calcium peut être ajouté à ladite la solution/suspension colloïdale et/ou être produit in situ par précipitation dans celle-ci.According to the invention, the term "in the presence of calcium sulphate" refers to the fact that at the time of the solid / liquid separation operation on support, the calcium sulphate is present in the colloidal suspension of zirconium hydroxide . In this context, the calcium sulfate may be added to said colloidal solution / suspension and / or precipitated in situ therefrom.
0 La suspension contenant l'hydroxyde de zirconium traitée à l'étape a) du procédé présente de préférence un pH supérieur à 3,1, et de manière plus préférée supérieur à 3,7, de sorte que le zirconium est quantitativement précipité sous forme d'hydroxyde Zr(OH)4 colloïdal. The suspension containing the zirconium hydroxide treated in step a) of the process preferably has a pH greater than 3.1, and more preferably greater than 3.7, so that zirconium is quantitatively precipitated in the form of colloidal Zr (OH) 4 hydroxide.
L'étape de séparation solide/liquide sur support qui est conduite de5 préférence de manière dynamique, sous l'action d'une force motrice autre que celle de la gravité, peut être choisie parmi la centrifugation ou la filtration sous vide ou sous pression par exemple avec un filtre presse, à tambour ou encore à bande. L'étape de séparation est de préférence une étape de filtration dans laquelle le liquide de la suspension uranifère est aspiré au travers d'un élément filtrant et le sulfate de calcium va0 entraîner les précipités d'hydroxyde de zirconium de manière à former une pré-couche sur le média filtrant. Ainsi, selon l'invention le sulfate de calcium remplace de manière économique les terres de diatomées qui sont couramment utilisées pour cette application. The solid / liquid carrier separation step which is preferably conducted dynamically under the action of a motive force other than gravity may be selected from centrifugation or filtration under vacuum or under pressure. example with a filter press, drum or tape. The separation step is preferably a filtration step in which the liquid of the uranium slurry is sucked through a filter element and the calcium sulfate will entrain the zirconium hydroxide precipitates so as to form a precursor. layer on the filter media. Thus, according to the invention calcium sulfate economically replaces the diatomaceous earths that are commonly used for this application.
Le procédé de séparation selon l'invention est particulièrement adapté pour purifier en zirconium des solutions uranifères acides et sulfatées ayant un pH 5 inférieur à 3. De telles solutions peuvent être des éluats issus d'unités d'extraction de l'uranium par solvant ou par résine échangeuse d'ions ou encore des solutions obtenues par dissolution en milieu acide de concentré solide d'uranium (également désigné par le vocable anglo-saxon « Yellow cake ») contaminé par du zirconium.  The separation process according to the invention is particularly suitable for purifying zirconium acidic and sulphated uraniferous solutions having a pH of less than 3. Such solutions can be eluates from solvent extraction units of uranium or by ion exchange resin or solutions obtained by dissolution in an acid medium of uranium solid concentrate (also referred to as "yellow cake") contaminated with zirconium.
Ces solutions présentent une composition type décrite dans le tableau 1 0 ci-dessous :  These solutions have a typical composition described in Table 1 0 below:
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Tableau 1  Table 1
Le principe du procédé de séparation du zirconium est maintenant 5 décrit en référence à la figure 1 qui concerne un mode de réalisation particulier adapté pour traiter une solution uranifère acide et sulfatée (c'est-à-dire contenant de l'uranium soluble). The principle of the zirconium separation process is now described with reference to Figure 1 which relates to a particular embodiment suitable for treating an acidic and sulfated uranium solution (i.e. containing soluble uranium).
Lorsque le pH de la solution uranifère à traiter est inférieur à 3, on procède alors à un ajustement du pH de la solution afin de précipiter sélectivement le0 zirconium (étape a")). Dans le cadre de l'invention, on entend par les termes « précipitation sélective » une étape de précipitation conduisant à la précipitation d'au moins 90% en masse du zirconium tout en limitant la précipitation de l'uranium solubilisé, c'est-à-dire que moins de 5% en masse d'uranium est précipité. La solution uranifère acide à traiter est amenée par la ligne 1 dans un réacteur de précipitation 2 du zirconium. Cette étape de précipitation sélective est menée en ajustant le pH de la solution uranifère dans une gamme comprise entre 3,1 et 4,2, de préférence comprise entre 3,5 et 4 et de manière préférentielle comprise entre 3,7 et 3,8, 5 par addition d'un agent alcalin contenant des ions hydroxydes. L'étape de précipitation est conduite à une température généralement comprise entre 10 et 45°C. De préférence, la précipitation sélective d'hydroxyde de zirconium est réalisée à température ambiante (par exemple entre 20 et 25°C) de sorte qu'il est possible de faire des mesures de pH précises, éventuellement en continu, avec des équipements de mesure industriels 0 classiques. Avantageusement, le dispositif d'addition de des ions hydroxydes est asservi à un pH mètre de façon à ce que la régulation puisse être effectuée par exemple à 0,1 unité de pH près. When the pH of the uranium solution to be treated is less than 3, the pH of the solution is then adjusted in order to selectively precipitate zirconium (step a "). Within the scope of the invention, the terms "selective precipitation" means a precipitation step leading to the precipitation of at least 90% by mass of zirconium while limiting the precipitation of solubilized uranium, that is to say less than 5% by mass of Uranium is precipitated. The acidic uranium solution to be treated is fed via line 1 into a precipitation reactor 2 of zirconium. This selective precipitation step is carried out by adjusting the pH of the uranium solution in a range between 3.1 and 4.2, preferably between 3.5 and 4 and preferably between 3.7 and 3.8. By addition of an alkaline agent containing hydroxide ions. The precipitation step is conducted at a temperature generally between 10 and 45 ° C. Preferably, the selective precipitation of zirconium hydroxide is carried out at room temperature (for example between 20 and 25 ° C) so that it is possible to make accurate pH measurements, possibly continuously, with measuring equipment. 0 industrial classics. Advantageously, the device for adding hydroxide ions is slaved to a pH meter so that the regulation can be performed for example to 0.1 pH unit.
L'agent alcalin, qui est ajouté par la ligne 3 dans le réacteur de précipitation 2, peut être choisi parmi l'hydroxyde de sodium, l'hydroxyde de potassium, 5 l'hydroxyde de magnésium et l'hydroxyde de calcium. De préférence, on a recours à de l'hydroxyde de calcium. L'hydroxyde de calcium est de préférence mis en œuvre sous la forme d'une solution aqueuse (également connue sous le nom de lait de chaux) afin de faciliter son mélange dans la solution uranifère acide à traiter. De préférence l'agent alcalin est employé sous une forme concentrée pour éviter les dilutions et donc limiter la0 quantité de suspension à traiter dans l'étape subséquente a) de séparation solide/liquide.  The alkaline agent which is added via line 3 to the precipitation reactor 2 may be selected from sodium hydroxide, potassium hydroxide, magnesium hydroxide and calcium hydroxide. Preferably, calcium hydroxide is used. The calcium hydroxide is preferably used in the form of an aqueous solution (also known as whitewash) to facilitate its mixing in the acidic uraniferous solution to be treated. Preferably the alkaline agent is employed in a concentrated form to avoid dilution and thus limit the amount of slurry to be treated in the subsequent solid / liquid separation step a).
L'étape a") de précipitation est par exemple mise en œuvre dans un réacteur agité bien connu de l'homme du métier.  The precipitation step a ") is for example carried out in a stirred reactor well known to those skilled in the art.
Après addition de l'agent alcalin, la solution uranifère est de préférence laissée en mûrissement, de préférence sous agitation, pendant une durée suffisante (par5 exemple entre 30 minutes et 3 heures, de préférence entre 1 et 2 heures) pour précipiter quantitativement l'hydroxyde de zirconium, c'est-à-dire qu'environ au moins 90% en masse du zirconium est précipité.  After addition of the alkaline agent, the uraniferous solution is preferably left to ripen, preferably with stirring, for a sufficient time (for example between 30 minutes and 3 hours, preferably between 1 and 2 hours) to quantitatively precipitate the solution. zirconium hydroxide, i.e., at least about 90% by weight of the zirconium is precipitated.
En référence à la figure 1, la suspension uranifère contenant de l'hydroxyde de zirconium colloïdal issue de la phase de mûrissement est envoyée à0 l'étape a) de séparation solide/liquide sur support qui est conduite en présence de sulfate de calcium et avec un rapport en masse [CaS04]/[Zr] dans la suspension suffisant pour permettre une séparation solide/liquide avec une vitesse de filtration suffisante du point de vue industriel. Dans le cadre de l'invention, le rapport en masse [CaS04]/[Zr] sera considéré comme étant suffisant lorsque la vitesse de filtration mesurée à 25°C est 5 supérieure ou égale à 300 L de suspension/heure/m2 de support pour un système de filtration sous vide ou sous pression donné. De préférence, le rapport en masse [CaS04]/[Zr] est d'au moins 75 (g/g) et de manière plus préférée d'au moins 100 (g/g). With reference to FIG. 1, the uraniferous suspension containing colloidal zirconium hydroxide resulting from the ripening phase is sent to step a) of solid / liquid separation on support which is carried out in the presence of sulphate of calcium and with a mass ratio [CaSO 4] / [Zr] in the suspension sufficient to allow solid / liquid separation with a sufficiently high filtration rate from the industrial point of view. In the context of the invention, the mass ratio [CaSO 4] / [Zr] will be considered sufficient when the filtration rate measured at 25 ° C. is greater than or equal to 300 L of suspension / hour / m 2 of support for a filtration system under vacuum or under pressure. Preferably, the weight ratio [CaSO 4] / [Zr] is at least 75 (g / g) and more preferably at least 100 (g / g).
Selon un mode de réalisation, le sulfate de calcium dont la présence est obligatoire à l'étape a) n'est pas formé in situ dans la solution uranifère mais est apporté 0 avant l'étape a). Comme indiqué sur la figure 1, le sulfate de calcium, quelle que soit sa forme cristallographique (dihydrate, hémihydrate ou anhydre, mais de préférence sous forme dihydrate), est soit mélangé à la solution uranifère via la ligne 4 en amont de l'étape de précipitation du zirconium (étape a")), soit apporté directement dans le réacteur de précipitation 2 par la ligne 5 ou enfin additionné par la ligne 6 à la suspension 5 uranifère qui est soutirée du réacteur de précipitation par la ligne 7, par exemple au moyen d'un mélange en ligne.  According to one embodiment, the calcium sulphate, the presence of which is obligatory in step a), is not formed in situ in the uraniferous solution but is added before step a). As indicated in FIG. 1, the calcium sulphate, whatever its crystallographic form (dihydrate, hemihydrate or anhydrous, but preferably in dihydrate form), is either mixed with the uranium solution via line 4 upstream of the stage zirconium precipitation (step a ")), either brought directly into the precipitation reactor 2 via line 5 or finally added via line 6 to the uraniferous suspension which is withdrawn from the precipitation reactor via line 7, for example by means of an online mixture.
Selon un mode de réalisation préféré, le sulfate de calcium est produit in situ, c'est-à-dire dans le même réacteur 2 que celui dans lequel a lieu la précipitation de l'hydroxyde de zirconium, par réaction entre les ions calcium (Ca2+) et les ions sulfates0 présents dans la solution uranifère. Ce mode de réalisation est avantageux du point de vue économique, non seulement au niveau des coûts en matières premières car l'hydroxyde de calcium est un agent alcalin peu cher, mais aussi au niveau des investissements car il n'est pas nécessaire de prévoir un système dédié de distribution de sulfate de calcium.According to a preferred embodiment, the calcium sulphate is produced in situ, that is to say in the same reactor 2 as the one in which the precipitation of the zirconium hydroxide takes place, by reaction between the calcium ions ( Ca 2+ ) and sulphate ions present in the uraniferous solution. This embodiment is advantageous from the economic point of view, not only in terms of raw material costs because calcium hydroxide is an inexpensive alkaline agent, but also in terms of investments because it is not necessary to provide a dedicated calcium sulfate distribution system.
5 Enfin, on peut bien entendu combiner les deux modes de réalisation précités, à savoir une précipitation in situ du sulfate de calcium avec un apport supplémentaire externe de sulfate de calcium solide. Finally, it is of course possible to combine the two embodiments mentioned above, namely an in situ precipitation of calcium sulphate with an additional external supply of solid calcium sulphate.
Après éventuellement une phase de mûrissement qui peut durer généralement entre 30 minutes et 3 heures, de préférence entre 1 et 2 heures, la0 suspension uranifère qui contient du sulfate de calcium est envoyée dans une unité de séparation solide/liquide 8 afin de fournir une phase solide comprenant du sulfate de calcium en mélange avec l'hydroxyde de zirconium et une phase liquide contenant de l'uranium en solution. L'efficacité de la séparation solide/liquide est améliorée du fait de la présence du sulfate de calcium qui joue avantageusement le rôle d'aide à la séparation.After optionally a ripening phase which can generally last between 30 minutes and 3 hours, preferably between 1 and 2 hours, the uraniferous suspension which contains calcium sulphate is sent to a mixing unit. solid / liquid separation 8 to provide a solid phase comprising calcium sulfate in admixture with zirconium hydroxide and a liquid phase containing uranium in solution. The effectiveness of the solid / liquid separation is improved due to the presence of calcium sulfate which advantageously plays the role of aiding separation.
5 A titre d'exemple non limitatif, l'unité de séparation solide/liquide 8 peut faire appel à une technologie du type filtre presse, filtre à tambour, filtre à bande ou encore filtre à table rotative, qui met en œuvre un support ou média filtrant (un tissu naturel ou synthétique) que l'homme du métier sait choisir en fonction de la granulométrie du solide à séparer. La séparation solide/liquide sur support est opérée sous pression ou sous vide,0 à une température généralement comprise entre 10 et 45°C, de préférence comprise entre 20 et 40°C et de manière plus préférée comprise entre 25 et 35°C. By way of non-limiting example, the solid / liquid separation unit 8 may use a technology of the filter press, drum filter, belt filter or rotary table filter type, which implements a support or filter media (a natural or synthetic fabric) that the skilled person knows to choose according to the particle size of the solid to be separated. The solid / liquid supported separation is carried out under pressure or under vacuum, at a temperature generally of between 10 and 45 ° C., preferably between 20 and 40 ° C. and more preferably between 25 and 35 ° C.
Toujours en référence à la figure 1, à la sortie de l'unité de séparation solide/liquide 8 on recueille deux flux à savoir, un flux liquide 9 que l'on peut désigner par le terme filtrat ou liqueur uranifère et un flux de solide humide 10 (ou gâteau humide) 5 constitué essentiellement de sulfate de calcium et d'hydroxyde de zirconium imprégné de la liqueur (filtrat) uranifère.  Still with reference to FIG. 1, at the outlet of the solid / liquid separation unit 8, two streams are collected, namely a liquid stream 9 that can be designated by the term filtrate or uraniferous liquor and a stream of solid wet (or wet cake) consisting essentially of calcium sulfate and zirconium hydroxide impregnated with the uraniferous liquor (filtrate).
A l'issue des étapes a") et a), on obtient une liqueur uranifère 9 qui présente avantageusement un rapport en masse Zr/U inférieur à 0,1%, compatible avec la norme ASTM C967- 08, et qui est alors valorisable dans la production de concentré0 d'uranium.  At the end of steps a ") and a), a uranium 9 liquor is obtained which advantageously has a Zr / U mass ratio of less than 0.1%, compatible with ASTM standard C967-08, and which is then recoverable. in the production of uranium concentrate.
Selon un mode de réalisation préféré représenté à la figure 1, le procédé comprend une étape supplémentaire de récupération de l'uranium qui est non seulement présent dans le liquide d'imprégnation du gâteau humide mais aussi l'uranium qui aurait éventuellement précipité lors de l'étape de précipitation de l'hydroxyde de zirconium. La5 récupération de l'uranium du gâteau humide comprend une étape b) de mise en contact du gâteau avec une solution acide dont le pH est compris entre 3,1 et 4,2, de préférence comprise entre 3,5 et 4 et de manière préférentielle comprise entre 3,7 et 3,8. Cette étape b) est suivie d'une étape c) de séparation solide/liquide.  According to a preferred embodiment represented in FIG. 1, the process comprises an additional step of recovering uranium which is not only present in the impregnating liquid of the wet cake but also the uranium which would have precipitated when the precipitation step of zirconium hydroxide. The recovery of the uranium from the wet cake comprises a step b) of bringing the cake into contact with an acid solution whose pH is between 3.1 and 4.2, preferably between 3.5 and 4, and preferably between 3.7 and 3.8. This step b) is followed by a solid / liquid separation step c).
Selon un 1er mode de réalisation, l'étape de récupération de l'uranium0 comprend une étape c) de mise en suspension (repulpage) du gâteau humide 10, à une température comprise de préférence entre 10 et 45°C, dans une solution acide (par exemple d'acide sulfurique, chlorhydrique ou nitrique) de telle manière à générer une suspension dont le pH est compris entre 3,1 et 4,2, de préférence comprise entre 3,5 et 4 et de manière préférentielle comprise entre 3,7 et 3,8. On se trouve ainsi dans les 5 conditions optimales de dissolution de l'uranium sans pour autant solubiliser le sulfate de calcium et l'hydroxyde de zirconium. Cette opération de repulpage est par exemple effectuée à température ambiante pendant une durée comprise entre 30 minutes et 5 heures, de préférence comprise entre 1 et 4 heures. Comme indiqué sur la figure 1, le gâteau humide 10 est envoyé dans une unité de mise en contact 11 qui est alimentée en 0 une solution acide via la ligne 12. La suspension acide qui est soutirée de l'unité 11 par la ligne 13 est envoyée dans une unité de séparation solide/liquide 14 (étape c)), de laquelle on récupère un gâteau humide contenant essentiellement du sulfate de calcium et du zirconium et un flux liquide acide contenant de l'uranium en solution. According to a 1st embodiment, the step of recovering the uranium0 comprises a step c) of suspending (repulping) the wet cake 10, at a temperature preferably between 10 and 45 ° C, in an acidic solution (for example sulfuric acid, hydrochloric or nitric acid) so as to generate a suspension whose pH is between 3.1 and 4.2, preferably between 3.5 and 4 and preferably between 3.7 and 3.8. We are thus in the optimal conditions for the dissolution of uranium without solubilizing calcium sulphate and zirconium hydroxide. This repulping operation is for example carried out at ambient temperature for a period of between 30 minutes and 5 hours, preferably between 1 and 4 hours. As shown in FIG. 1, the wet cake 10 is sent to a contacting unit 11 which is supplied with an acidic solution via line 12. The acid suspension which is withdrawn from unit 11 via line 13 is sent to a solid / liquid separation unit 14 (step c)), from which a wet cake containing essentially calcium sulphate and zirconium and an acidic liquid flux containing uranium in solution is recovered.
Selon un mode de réalisation alternatif de l'étape de récupération de 5 l'uranium contenu dans le gâteau humide, on procède à un lavage (étape c) qui peut avantageusement consister en une aspersion de la solution acide de lavage sur le gâteau humide circulant sur un filtre à bande, de manière à réaliser les étapes de mise en contact c) et de séparation solide/liquide c) avec un seul outil industriel.  According to an alternative embodiment of the step of recovering the uranium contained in the wet cake, a washing is carried out (step c) which may advantageously consist of a spraying of the washing acid solution on the circulating wet cake. on a belt filter, so as to perform the steps of contacting c) and solid / liquid separation c) with a single industrial tool.
À l'issue de l'étape c) de séparation solide/liquide, le gâteau humide0 lavé 15 est évacué du procédé tandis que le flux liquide acide contenant de l'uranium en solution est soutiré par la ligne 16. Le flux liquide acide contenant de l'uranium peut être, après éventuellement une étape de concentration de l'uranium, mélangé à la liqueur uranifère 9.  At the end of the solid / liquid separation step c), the washed wet cake 15 is removed from the process while the acidic uranium-containing liquid stream in solution is withdrawn through line 16. The liquid acid stream containing uranium may be, after possibly a stage of concentration of uranium, mixed with the uranium 9 liquor.
Conformément à l'invention, le procédé peut comprendre une étape d)5 dans laquelle on précipite l'uranium contenu dans la liqueur acide obtenue après l'étape a). Cette étape d) peut par exemple consister en une précipitation de l'uranium sous forme d'oxyde d'uranium U04, de diuranate de sodium Na2U207 (SDU), de magnésie MgU207 ou d'ammonium (NH4)2U207. According to the invention, the process may comprise a step d) in which the uranium contained in the acidic liquor obtained after step a) is precipitated. This step d) may for example consist of a precipitation of uranium in the form of uranium oxide U0 4 , sodium diuranate Na 2 U 2 O 7 (SDU), magnesia MgU 2 O 7 or ammonium (NH 4 ) 2 U 2 07.
En référence à la figure 1, la liqueur acide uranifère 9 est envoyée dans0 une unité de préparation du concentré solide d'uranium 17, qui comprend généralement au moins un réacteur de précipitation et un dispositif de séparation solide/liquide, de laquelle on récupère un solide (ou concentré) uranifère 18 et un effluent 19. With reference to FIG. 1, the uraniferous acid liquor 9 is sent to a preparation unit for the solid uranium concentrate 17, which generally comprises at least one precipitation reactor and a solid / liquid separation device, from which a solid (or concentrate) uraniferous 18 and an effluent 19 are recovered.
Exemple 1 Example 1
5 L'exemple 1 illustre l'influence du pH sur la précipitation du zirconium à partir d'une solution synthétique de pH initial égal à 0,6, contenant 60 g/L [S04 2 ] et dont la teneur en Zr est de 0,980 g/L. Dans 200 mL d'eau déminéralisée, on a donc ajouté 0,78 g de Zr(S04)2.4H20, 15 g de Na2S04 anhydre. De l'acide sulfurique H2S04 concentré est additionné pour amener le pH à 0,6, afin de permettre la dissolution quantitative du Zr (et 0 se rapprocher du pH d'un éluât issu d'une réextraction avec NaCI, dans un atelier solvant). Example 1 illustrates the influence of pH on the precipitation of zirconium from a synthetic initial pH solution of 0.6, containing 60 g / L [SO 4 2 ] and having a Zr content of 0.980 g / L. In 200 ml of demineralized water, 0.78 g of Zr (SO 4) 2.4H 2 O, 15 g of anhydrous Na 2 SO 4 was then added. Concentrated sulfuric acid H 2 SO 4 is added to bring the pH to 0.6 in order to allow the quantitative dissolution of the Zr (and 0 to approach the pH of an eluate resulting from an extraction with NaCl, in a solvent workshop).
De la soude NaOH à 200 g/L est ajoutée à ladite solution et l'on suit la teneur en élément Zr en solution au moyen d'un appareil de fluorescence X portable. Pour cela, à différents temps, on prélève avec une seringue un aliquote du milieu réactionnel. La suspension prélevée est filtrée au moyen d'un filtre adaptable sur la 5 seringue, de manière à récupérer une fraction liquide (filtrat) dont la teneur en zirconium soluble (i.e. non précipité) est mesurée par fluorescence X.  200 g / L NaOH sodium hydroxide solution is added to said solution and the Zr content in solution is monitored by means of a portable X-ray fluorescence apparatus. For this, at different times, is taken with a syringe an aliquot of the reaction medium. The suspension taken is filtered by means of an adaptable filter on the syringe, so as to recover a liquid fraction (filtrate) whose content of soluble zirconium (i.e. not precipitated) is measured by X-ray fluorescence.
Le tableau 2 ci-dessous donne la teneur en Zr dans le filtrat (après séparation solide/liquide de la suspension) ainsi que le pH de la suspension en fonction du temps.  Table 2 below gives the Zr content in the filtrate (after solid / liquid separation of the suspension) as well as the pH of the suspension as a function of time.
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0 Tableau 2 0 Table 2
* Ajout de soude A T0, de la soude est ajoutée progressivement à la solution jusqu'à atteindre un pH de 3 au bout de T0 + 3h. A pH 3, on constate une précipitation du zirconium qui n'est pas quantitative, même après 24 heures de maturation (passage de 5 0,980 à 0,782 mg/L, soit un rendement de précipitation du Zr de 23% en masse). * Adding soda At T0, sodium hydroxide is gradually added to the solution until a pH of 3 is reached after T0 + 3h. At pH 3, there is a precipitation of zirconium which is not quantitative, even after 24 hours of aging (passage from 0.980 to 0.782 mg / L, ie a precipitation yield of Zr of 23% by weight).
Lorsque le pH de la solution (suspension) est augmenté à 3,5, le rendement de précipitation du Zr est de 50,5% en masse. En revanche quand le pH de la suspension est fixé à 3,7, on observe une précipitation quantitative d'hydroxyde de zirconium qui se traduit par une teneur de 68 ppm de Zr dans le filtrat, soit un rendement 0 de précipitation supérieur à 93% en masse.  When the pH of the solution (suspension) is increased to 3.5, the precipitation yield of Zr is 50.5% by weight. On the other hand, when the pH of the suspension is fixed at 3.7, a quantitative precipitation of zirconium hydroxide is observed, which results in a content of 68 ppm of Zr in the filtrate, ie a precipitation yield of greater than 93%. in mass.
Un autre essai a été mené en fixant le pH de la solution à 3,8 durant lequel on a constaté que le zirconium précipite quantitativement en une heure, avec un rendement de 98% en masse (20 ppm de Zr résiduels mesuré dans le filtrat). 5 Exemple 2  Another test was carried out by fixing the pH of the solution at 3.8 during which zirconium was found to precipitate quantitatively in one hour, with a yield of 98% by weight (20 ppm of residual Zr measured in the filtrate). . Example 2
L'exemple 2 ci-dessous illustre l'effet positif de la présence de sulfate de calcium sur la séparation solide/liquide d'une suspension contenant un précipité colloïdal d'hydroxyde de zirconium.  Example 2 below illustrates the positive effect of the presence of calcium sulfate on the solid / liquid separation of a suspension containing a colloidal precipitate of zirconium hydroxide.
Trois essais (1, 2 et 3) ont été réalisés en parallèle sur une solution (2000 mL) contenant 1 g/L de Zr, 60 g/L de S04 2 et à pH = 0,6. De la soude concentrée à 200 g/L est ajoutée pour provoquer la précipitation du zirconium sous forme d'hydroxyde. Three tests (1, 2 and 3) were carried out in parallel on a solution (2000 ml) containing 1 g / l of Zr, 60 g / l of S0 4 2 and at pH = 0.6. Soda ash concentrated to 200 g / L is added to cause the precipitation of zirconium hydroxide form.
Dans l'essai 1, le pH de la solution est ajusté à 2,5 et l'on constate que le zirconium ne précipite pas à ce pH.  In Run 1, the pH of the solution is adjusted to 2.5 and it is found that zirconium does not precipitate at this pH.
Pour les essais 2 et 3, le pH a été fixé à 4,4 et on observe un trouble au5 sein des béchers, correspondant au précipité d'hydroxyde de zirconium colloïdal.  For runs 2 and 3, the pH was set at 4.4 and a turbidity in the beakers corresponding to the precipitate of colloidal zirconium hydroxide was observed.
L'agitation est maintenue pendant une heure pour que la précipitation soit quantitative.  Stirring is maintained for one hour for the precipitation to be quantitative.
Pour l'essai 3, après une heure d'agitation, on ajoute du gypse à la suspension, équivalent à 28 g de CaS04, soit un rapport en masse [CaS04]/[Zr] de 140 (g/g) et l'agitation est laissée une heure supplémentaire. Les suspensions des essais 2 et 3 ont été filtrées sur un système de filtration équipé d'une membrane MF-Millipore™ de diamètre 47 mm et de porosité 0,45 pm, sous une dépression de 850 mbar et à une température de 25°C. Dans le tableau 3, on donne pour les essais 2 et 3 le temps de filtration ainsi que la teneur en zirconium 5 dans le filtrat qui a été mesurée par fluorescence X. For test 3, after stirring for one hour, gypsum is added to the suspension, equivalent to 28 g of CaSO 4 , ie a mass ratio [CaSO 4 ] / [Zr] of 140 (g / g) and the stirring is left an extra hour. The suspensions of tests 2 and 3 were filtered on a filtration system equipped with a MF-Millipore ™ membrane with a diameter of 47 mm and a porosity of 0.45 μm, under a vacuum of 850 mbar and at a temperature of 25 ° C. . In Table 3, for tests 2 and 3, the filtration time and the zirconium content in the filtrate which has been measured by X-ray fluorescence are given.
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Tableau 3  Table 3
On constate que dans l'essai 2 la filtration est très difficile et au bout de 0 2h30, seule 100 mL (sur 200 mL) de la suspension sont passés au travers du système de filtration. Ce problème de filtrabilité est attribuable au précipité d'hydroxyde de zirconium colloïdal qui décante lentement dans la tulipe de filtration et qui, progressivement, colmate le filtre, empêchant le reste de la suspension de passer. En revanche pour l'essai 3 la filtration des 200 mL de suspension en présence de gypse a été 5 réalisée en 18 minutes, correspondant à une vitesse de filtration supérieure à 300 L de suspension/heure/m2 de filtre (dans le cas présent la vitesse calculée est d'environ 384 L de suspension/heure/m2). Le gypse a donc un rôle crucial de pré-couche dans la séparation du précipité colloïdal d'hydroxyde de zirconium. En outre on a noté que l'hydroxyde de zirconium a tendance à décanter rapidement dans la tulipe par0 entrainement par le sulfate de calcium. It is found that in the test 2 the filtration is very difficult and after 0 2:30, only 100 mL (over 200 mL) of the suspension are passed through the filtration system. This filterability problem is attributable to the precipitate of colloidal zirconium hydroxide which settles slowly in the filtering tulip and which gradually clogs the filter, preventing the rest of the suspension from passing. On the other hand, for the test 3, the filtration of the 200 ml of suspension in the presence of gypsum was carried out in 18 minutes, corresponding to a filtration rate of greater than 300 L of suspension / hour / m 2 of filter (in this case the calculated speed is approximately 384 L suspension / hour / m 2 ). Gypsum therefore has a crucial pre-layer role in the separation of the colloidal precipitate of zirconium hydroxide. In addition it has been noted that zirconium hydroxide tends to decant rapidly in the tulip by entrainment by calcium sulfate.
Exemple 3 Example 3
L'exemple 3 a été réalisé pour évaluer l'effet de la quantité de gypse sur le temps de filtration. Example 3 was carried out to evaluate the effect of the amount of gypsum on the filtration time.
5 On a d'abord préparé pour chaque essai 200 mL d'une solution contenant 1 g/L de Zr, 60 g/L de S04 2 et à pH initial à 0,6. Le pH de la solution est ensuite ajusté à 3,8 par ajout d'une solution de soude à 200 g/L afin de précipiter l'hydroxyde de zirconium. Du gypse est ensuite apporté aux suspensions (5 à 28,8 g de CaS04 pour 200 mL de suspension) et les suspensions sont ensuite filtrées dans les conditions de l'exemple 2 de manière à fournir un filtrat qui est analysé par ICP-AES (Spectrométrie 5 d'Emission Atomique avec plasma couplé par induction). 200 ml of a solution containing 1 g / L of Zr, 60 g / l of SO 4 2 and an initial pH of 0.6 were first prepared for each test. The pH of the solution is then adjusted to 3.8 by adding a sodium hydroxide solution at 200 g / L in order to precipitate the zirconium hydroxide. Gypsum is then added to the suspensions (5 to 28.8 g of CaSO 4 per 200 ml of suspension) and the suspensions are then filtered under the conditions of Example 2 so as to provide a filtrate which is analyzed by ICP-AES. (Atomic Emission Spectrometry with Inductively Coupled Plasma).
Le tableau 4 donne le temps de filtration, qui a été mesuré dans les mêmes conditions que l'essai 3, en fonction de la quantité de sulfate de calcium (sous forme de gypse) introduite dans la suspension.  Table 4 gives the filtration time, which was measured under the same conditions as test 3, depending on the amount of calcium sulfate (in the form of gypsum) introduced into the suspension.
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0 Tableau 4 0 Table 4
Pour chaque essai, on constate que le zirconium a précipité quantitativement et qu'au-dessus de 15 grammes de CaS04 dans la suspension, soit un rapport en masse [CaS04]/[Zr] supérieur à 75 (g/g), la filtration de la suspension est facile. 5 For each test, it is found that zirconium precipitated quantitatively and that above 15 grams of CaSO 4 in the suspension, a mass ratio [CaSO 4 ] / [Zr] greater than 75 (g / g), filtration of the suspension is easy. 5
Exemple 4  Example 4
L'exemple 4 illustre une précipitation in situ du sulfate de calcium et qui a lieu concomitamment à la précipitation d'hydroxyde de zirconium à partir d'une solution acide zirconifère. On a préparé trois suspensions d'hydroxyde de calcium (lait de chaux) à respectivement 50 g/L, 100 g/L et 200 g/L de Ca(OH)2. Example 4 illustrates an in situ precipitation of calcium sulfate and takes place concurrently with the precipitation of zirconium hydroxide from a zirconium acid solution. Three suspensions of calcium hydroxide (milk of lime) were prepared at 50 g / l, 100 g / l and 200 g / l of Ca (OH) 2, respectively .
Les laits de chaux servent de solution alcaline pour fixer le pH de 200 mL d'une solution acide zirconifère (pH initial 0,6) contenant 1 g/L de Zr et 60 g/L de S04 2 , 5 jusqu'à un pH de 3,8. Après ajustement du pH de la solution acide zirconifère, cette dernière est laissée en mûrissement sous agitation pendant 4 heures et la suspension est ensuite filtrée dans les mêmes conditions que l'exemple 2. The milks of lime serve as an alkaline solution for setting the pH of 200 ml of a zirconium acid solution (initial pH 0.6) containing 1 g / l of Zr and 60 g / l of SO 4 2 5 pH of 3.8. After adjusting the pH of the zirconium acid solution, the latter is allowed to mature with stirring for 4 hours and the suspension is then filtered under the same conditions as in Example 2.
Les résultats de précipitation et les temps de filtration sont notés sur le tableau 5. Precipitation results and filtration times are noted in Table 5.
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Tableau 5  Table 5
On constate que 4 heures après l'étape d'alcalinisation à pH 3,8, le rendement de précipitation du zirconium est pratiquement identique pour les essais 10,5 11 et 12 et est supérieur à 99%. Enfin on note que les filtrations se sont déroulées très rapidement grâce à la présence du sulfate de calcium formé in situ, avec des temps de filtration compris entre 3 et 5 minutes, soit avec des vitesses de filtration respectives de 2300 et 1300 L de suspension/heure/m2 de support. 0 Exemple 5 It is found that 4 hours after the alkalization step at pH 3.8, the precipitation yield of zirconium is substantially identical for the tests 10.5 11 and 12 and is greater than 99%. Finally, it is noted that the filtrations proceeded very rapidly thanks to the presence of the calcium sulphate formed in situ, with filtration times of between 3 and 5 minutes, ie with filtration rates of 2300 and 1300 L respectively. hour / m 2 of support. 0 Example 5
L'exemple 5 illustre que le procédé selon l'invention est adapté pour réaliser une séparation sélective du zirconium contenu dans une solution uranifère acide.  Example 5 illustrates that the process according to the invention is suitable for carrying out a selective separation of the zirconium contained in an acidic uranium solution.
L'essai 13 a été réalisé afin de vérifier qu'à pH 3,8 l'uranium ne précipite 5 pas à partir d'une solution dont le pH initial est de 0,6 et contenant 60 g/L de S04 2 et 32,7 g/L d'U. La solution a été préparée en ajoutant dans 200 mL d'eau déminéralisée : Test 13 was carried out in order to verify that at pH 3.8 the uranium does not precipitate from a solution whose initial pH is 0.6 and containing 60 g / l of SO 4 2 and 32.7 g / L U. The solution was prepared by adding in 200 mL of demineralized water:
• 21 mL d'une solution de nitrate d'uranyle à 332 g/L d'U,  • 21 mL of uranyl nitrate solution at 332 g / L U,
• 15 g de Na2S04 anhydre. 15 g of anhydrous Na 2 SO 4 .
Le pH de la solution d'uranium est ensuite ajusté à 3,8 par ajout de 0 soude à 200 g/L. On constate qu'à ce pH, la solution reste limpide et qu'il n'y a donc pas de précipitation de l'uranium. A cette solution limpide, on a ajouté ensuite 28,8 g de CaS04 et la suspension est filtrée conformément à l'exemple 2. The pH of the uranium solution is then adjusted to 3.8 by adding 0 sodium hydroxide to 200 g / l. It is found that at this pH, the solution remains clear and that there is no precipitation of uranium. To this clear solution was then added 28.8 g CaSO 4 and the suspension was filtered according to Example 2.
Pour l'essai 14 on a préparé une solution à pH 0,6 contenant 60 g/L de S04 2-, 0,77 g/L de Zr et 32,7 g/L d'U. Dans 200 mL d'eau déminéralisée, on a donc ajouté :5 · 0,78 g de Zr(SO4)2.4H2O, For Run 14 a solution at pH 0.6 was prepared containing 60 g / L SO 4 2- , 0.77 g / L Zr and 32.7 g / L U. In 200 ml of demineralised water, therefore, 0.78 g of Zr (SO 4 ) 2 .4H 2 O was added,
• 21 mL d'une solution de nitrate d'uranyle à 332 g/L d'U,  • 21 mL of uranyl nitrate solution at 332 g / L U,
• 15 g de Na2S04 anhydre. 15 g of anhydrous Na 2 SO 4 .
Cette solution est représentative d'une solution aqueuse acide obtenue par dissolution en milieu acide sulfurique d'un concentré d'uranium ou d'un éluât0 d'uranium, issu d'un atelier solvant.  This solution is representative of an acidic aqueous solution obtained by dissolving in sulfuric acid medium a uranium concentrate or a uranium eluate, resulting from a solvent workshop.
Le pH de la solution uranifère est ajusté jusqu'à la valeur de 3,8 par addition de soude à 200 g/L. On observe un léger trouble dans la solution indiquant la précipitation d'hydroxyde de zirconium.  The pH of the uranium solution is adjusted to the value of 3.8 by addition of sodium hydroxide at 200 g / l. A slight cloudiness is observed in the solution indicating the precipitation of zirconium hydroxide.
Après 3 heures d'agitation, on ajoute 28,8 g de CaS04 à la suspension5 uranifère et le mélange, dont le rapport masse [CaS04]/[Zr] est égal à 144 (g/g), est filtré comme dans l'exemple 2. After stirring for 3 hours, 28.8 g of CaSO 4 are added to the uranium suspension and the mixture, whose mass ratio [CaSO 4 ] / [Zr] is equal to 144 (g / g), is filtered as in Example 2
Le tableau 6 donne le temps de filtration de la solution et de la suspension uranifères des essais 13 et 14 ainsi que les teneurs en Zr et en U des filtrats qui ont mesurées par ICP-AES. Table 6 gives the filtration time of the uraniferous solution and suspension of tests 13 and 14 as well as the Zr and U contents of the filtrates which were measured by ICP-AES.
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Tableau 6  Table 6
Au regard du tableau 6, on en conclut qu'il est possible de purifier en zirconium une solution d'uranium par précipitation sélective, suivie d'une séparation par 5 filtration sur support de la suspension contenant l'hydroxyde de zirconium colloïdal et du sulfate de calcium avec une vitesse de filtration supérieure à 300 L de solution/heure/m2 (dans l'exemple la vitesse de filtration est estimée à 430 L de solution/heure/m2). From Table 6, it is concluded that it is possible to purify a solution of uranium by zirconium by selective precipitation, followed by separation by filtration on the support of the suspension containing the colloidal zirconium hydroxide and the sulphate. calcium with a filtration rate greater than 300 L of solution / hour / m 2 (in the example the filtration rate is estimated at 430 L of solution / hour / m 2 ).
Exemple 6 Example 6
0 L'exemple 6 illustre une précipitation in situ du sulfate de calcium dans une solution uranifère contenant des ions sulfates et du zirconium. Example 6 illustrates an in situ precipitation of calcium sulfate in a uraniferous solution containing sulfate ions and zirconium.
L'exemple 6 correspond à l'essai 14 de l'exemple 5 à la différence que l'agent alcalin ajouté pour ajuster le pH à 3,8 est un lait de chaux à 200 g/L de Ca(OH)2 en remplacement de la soude 200 g/L et que l'on n'ajoute pas de sulfate de calcium à la 5 suspension après alcalinisation. Example 6 corresponds to test 14 of Example 5 except that the alkaline agent added to adjust the pH to 3.8 is a lime milk with 200 g / L Ca (OH) 2 replacing 200 g / l of sodium hydroxide and that calcium sulphate is not added to the suspension after alkalinization.
Après ajout du lait de chaux à la suspension uranifère, celle-ci est laissée sous agitation durant 3 heures et ensuite filtrée selon la méthode décrite dans l'exemple 2. A l'issue de l'étape de filtration qui a duré 7 minutes, on récupère :  After adding the milk of lime to the uranium suspension, it is left stirring for 3 hours and then filtered according to the method described in Example 2. At the end of the filtration step which lasted 7 minutes, we recover:
• un gâteau humide et • a wet cake and
0 · un filtrat uranifère contenant 28,2 g/L d'U (mesure ICP-AES) et 28,9 mg/L de Zr 0 · a uranium filtrate containing 28.2 g / L U (ICP-AES measurement) and 28.9 mg / L Zr
(mesure ICP-AES), soit un rapport Zr/U de 0,1%.  (ICP-AES measurement), a Zr / U ratio of 0.1%.
Après séchage du gâteau humide à 105°C pendant 48 heures, on obtient environ 10 g de solide constitué essentiellement de sulfate de calcium. L'analyse ICP du solide après minéralisation indique que le sulfate de calcium contient 12,8 g Zr/kg de5 solide et 53,9 g d'U/kg de solide. L'uranium détecté dans le gâteau correspond à l'uranium provenant essentiellement des eaux mères qui étaient imprégnées dans le gâteau humide. After drying the wet cake at 105 ° C. for 48 hours, approximately 10 g of solid consisting essentially of calcium sulphate is obtained. The ICP analysis of the solid after mineralization indicates that the calcium sulfate contains 12.8 g Zr / kg solid and 53.9 g U / kg solid. The uranium detected in the cake corresponds to uranium mainly from the mother liquor which was impregnated in the wet cake.
Quant au filtrat uranifère, il a été employé dans une réaction de précipitation de l'uranium en présence d'eau oxygénée pour former du peroxyde d'uranyle U04. The uranium filtrate was used in a precipitation reaction of uranium in the presence of hydrogen peroxide to form uranyl peroxide U0 4 .
Exemple 7 Example 7
8,2 g d'un gâteau humide de sulfate de calcium contenant 135 g U/kg et 11,1 g Zr/kg sont mis en contact (repulpage) trois fois avec une solution d'acide sulfurique à pH 3,5 et avec un rapport [liquide](mL)/[solide](g) de 36 (ml/g). Après chaque repulpage, la suspension est filtrée selon la méthode de l'exemple 2 de manière à récupérer un filtrat.  8.2 g of a calcium sulphate wet cake containing 135 g U / kg and 11.1 g Zr / kg are put in contact (repulpage) three times with a solution of sulfuric acid at pH 3.5 and with a ratio [liquid] (mL) / [solid] (g) of 36 (ml / g). After each repulping, the suspension is filtered according to the method of Example 2 so as to recover a filtrate.
Le tableau 7 donne les teneurs (déterminées par ICP-AES) en U et Zr des trois filtrats de lavage collectés à l'issue des trois étapes de repulpage en milieu acide.  Table 7 gives the contents (determined by ICP-AES) at U and Zr of the three wash filtrates collected at the end of the three acid repulping steps.
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Tableau 7  Table 7
Les résultats analytiques indiquent que la récupération de l'uranium par trois repulpages successifs en milieu acide à pH 3,5 est quantitative et se fait par ailleurs de manière sélective dans la mesure où l'on ne détecte pas la présence de zirconium dans les filtrats (inférieure à la limite de détection de la méthode analytique). The analytical results indicate that the recovery of uranium by three successive repulpings in acidic medium at pH 3.5 is quantitative and is also selective in that the presence of zirconium in the filtrates is not detected. (less than the detection limit of the analytical method).
Exemple 8 Example 8
L'exemple 8 regroupe des tests dans lesquels on a fait varier la concentration en ions sulfates d'une solution zirconifère à pH 0,6 et contenant 0,9 g/L de Zr. La solution zirconifère est préparée en ajoutant à 200 mL d'eau déminéralisée 0,78 g de Zr(S04)2.4H20 et dont la concentration en ions sulfate est ajustée par ajout de Na2S04 anhydre. Example 8 groups together tests in which the concentration of sulphate ions of a zirconium solution at pH 0.6 and containing 0.9 g / L of Zr. The zirconium solution is prepared by adding 0.78 g of Zr (SO 4 ) 2 .4H 2 O to 0.75 g of demineralized water and the concentration of sulphate ions is adjusted by addition of anhydrous Na 2 SO 4 .
Le pH des solutions zirconifères des essais 15 à 20 ont été ensuite amenés jusqu'à 3,8 par addition d'un lait de chaux à 200 g/L de Ca(OH)2. The pH of the zirconium solutions of tests 15 to 20 were then brought to 3.8 by addition of a lime milk to 200 g / L of Ca (OH) 2 .
Après mûrissement d'une heure sous agitation, la suspension est filtrée avec un système de filtration Büchner équipé d'un filtre Whatman™ de diamètre 90 mm et de porosité lpm, sous une dépression de 850 mbar.  After maturing for one hour with stirring, the suspension is filtered with a Buchner filtration system equipped with a Whatman ™ filter with a diameter of 90 mm and a porosity of lpm, under a vacuum of 850 mbar.
Le tableau 8 regroupe les temps de filtration des essais 15 à 20 et la concentration en Zr (déterminée par ICP-AES) des filtrats récupérés après la filtration.  Table 8 groups together the filtration times of tests 15 to 20 and the Zr concentration (determined by ICP-AES) of the filtrates recovered after filtration.
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Tableau 8  Table 8
*dans l'essai 15, les sulfates sont uniquement apportés par le sulfate de zirconium et l'acide sulfurique qui a permis de fixer le pH initial à 0,6  * in test 15, the sulphates are only provided by the zirconium sulphate and the sulfuric acid which made it possible to fix the initial pH at 0.6
Il ressort de l'exemple 8 qu'il est possible de précipiter le zirconium contenu dans une solution chargée en ions sulfates, ces derniers sont avantageusement utilisés pour précipiter de manière in situ le sulfate de calcium. La présence de ce dernier dans la suspension a pour effet de faciliter la séparation solide/liquide en réduisant les temps de filtrations. It emerges from Example 8 that it is possible to precipitate the zirconium contained in a solution loaded with sulphate ions, the latter are advantageously used to precipitate in situ the calcium sulphate. The presence of the latter in the suspension has the effect of facilitating the solid / liquid separation by reducing the filtration times.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de séparation de l'hydroxyde de zirconium colloïdal contenu dans une suspension aqueuse acide de pH supérieur à 3, comprenant une étape a) da ns1. Process for separating the colloidal zirconium hydroxide contained in an acidic aqueous suspension of pH greater than 3, comprising a step a) da ns
5 laquelle on réalise sur la suspension aqueuse une séparation solide/liquide sur support en présence de sulfate de calcium, à l'issue de laquelle on obtient une liqueur acide purifiée en zirconium et une phase solide contenant du sulfate de calcium et de l'hydroxyde de zirconium. Which is carried out on the aqueous suspension a solid / liquid separation on support in the presence of calcium sulfate, after which there is obtained a purified acidic liquor zirconium and a solid phase containing calcium sulfate and hydroxide of zirconium.
2. Procédé selon la revendication 1, da ns lequel le rapport en masse [CaS04]/[Zr] de0 ladite suspension est tel que la vitesse de filtration mesurée à 25°C, pour un système de filtration sous pression ou sous vide donné, est supérieure ou égale à 300 L de suspension/heure/m2 de support. 2. Method according to claim 1, in which the weight ratio [CaSO 4] / [Zr] of said suspension is such that the filtration rate measured at 25 ° C, for a given filtration system under pressure or under vacuum, is greater than or equal to 300 L of suspension / hour / m 2 of support.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, da ns lequel la suspension aqueuse acide contient en outre des ions sulfates à une teneur comprise entre 10 et 60 g/L. 5 3. Method according to one of claims 1 or 2, wherein the aqueous acidic suspension further contains sulfate ions at a content of between 10 and 60 g / l. 5
4. Procédé selon l'un des revendications 1 à 3, da ns lequel la suspension aqueuse acide contient en outre de l'uranium et dans lequel à l'issue de l'étape a) on obtient une liqueur acide uranifère purifiée en zirconium. 4. Method according to one of claims 1 to 3, wherein the acidic aqueous suspension further contains uranium and wherein at the end of step a) is obtained a purified zirconium uraniferous acid liquor.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel la teneur en uranium est comprise entre 5 et 50 g/L d'uranium. 5. The method of claim 4, wherein the uranium content is between 5 and 50 g / l of uranium.
0 6. Procédé selon l'une des revendications 4 ou 5, comprenant les étapes préliminaires à l'étape a) suiva ntes : 6. The process according to one of claims 4 or 5, comprising the steps preliminary to step a) following:
• une étape a') dans laquelle on fournit une solution aqueuse contenant du zirconium et uranium solubles et de pH inférieur à 3 ; puis A step a ') in which is provided an aqueous solution containing zirconium and uranium soluble and pH less than 3; then
• une étape a'') dans laquelle on ajuste le pH de ladite solution entre 3,1 et5 4,2 de manière à précipiter sélectivement l'hydroxyde de zirconium. A step a '') in which the pH of said solution is adjusted between 3.1 and 4.2 so as to selectively precipitate zirconium hydroxide.
7. Procédé selon l'une des revendications 3 à 5, dans lequel avant l'étape a) on ajoute à la suspension aqueuse acide de l'hydroxyde de calcium de manière à précipiter le sulfate de calcium et/ou du sulfate de calcium. 7. Method according to one of claims 3 to 5, wherein before step a) is added to the acidic aqueous suspension of calcium hydroxide so as to precipitate calcium sulfate and / or calcium sulfate.
8. Procédé selon la revendication 6, dans lequel à l'étape a") on ajoute à la solution aqueuse acide de l'hydroxyde de calcium de manière à précipiter le sulfate de calcium et/ou du sulfate de calcium. The process according to claim 6, wherein in step a ") calcium hydroxide is added to the aqueous acid solution so as to precipitate calcium sulfate and / or calcium sulfate.
9. Procédé selon les revendications 7 ou 8, dans lequel on ajoute un lait de chaux à 9. Process according to claims 7 or 8, in which a lime milk is added to
5 une teneur en Ca(OH)2 comprise entre 50 et 500 g/L. A content of Ca (OH) 2 of between 50 and 500 g / l.
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le rapport en masse [CaS04]/[Zr] de ladite suspension aqueuse acide est d'au moins 75 g/g et de préférence d'au moins 100 g/g.  The method according to one of the preceding claims, wherein the [CaSO 4] / [Zr] mass ratio of said acidic aqueous suspension is at least 75 g / g and preferably at least 100 g / g.
11. Procédé selon l'une des revendications 4 à 10, dans lequel la liqueur acide 0 uranifère purifiée en zirconium a un rapport en masse Zr/U inférieur à 0,1%.  11. A process according to any one of claims 4 to 10, wherein the purified zirconium uraniferous acidic liquor has a Zr / U mass ratio of less than 0.1%.
12. Procédé selon l'une des revendications 4 à 11, comprenant au moins une étape b) dans laquelle on met en contact la phase solide issue de l'étape a) avec une solution acide ayant un pH compris entre 3,1 et 4,2 et au moins une étape c) dans laquelle on réalise une séparation solide/liquide de manière à fournir une phase 5 solide contenant essentiellement du sulfate de calcium et du zirconium et un flux liquide contenant de l'uranium.  12. Method according to one of claims 4 to 11, comprising at least one step b) wherein is brought into contact the solid phase from step a) with an acid solution having a pH between 3.1 and 4 , 2 and at least one step c) in which a solid / liquid separation is carried out so as to provide a solid phase containing essentially calcium sulphate and zirconium and a liquid stream containing uranium.
13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel la mise en contact de l'étape c) est choisie parmi un lavage et une mise en suspension de la phase solide. 13. The method of claim 12, wherein the contacting of step c) is selected from washing and suspending the solid phase.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 13, dans lequel la solution0 ou suspension aqueuse uranifère est choisie parmi un éluât acide uranifère issu d'une unité d'extraction par solvant ou par échange d'ions et une solution acide obtenue par dissolution d'un concentré solide d'uranium. 14. A process according to any one of claims 4 to 13, wherein the solution or uraniferous aqueous suspension is selected from a uraniferous acid eluate from a solvent extraction unit or by ion exchange and an acid solution obtained. by dissolving a solid concentrate of uranium.
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