BE561140A - - Google Patents

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BE561140A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   La présente intention est relative à la récupération de l'uranium à partir d'alliages contenant de l'uranium et en particulier à partir des alliages uranium-zirconium tels qu'on les utilise , par exemple , dans les éléments de combustible des réacteurs nucléaires .  L'invention   se rapporte aux alliages uranium-zirconium et aux alliages zirconium-uranium , c'est-à- dire aux alliages dans lesquels le métal prédominant de base peut être soit le zirconium , soit   l'uranium .    :

  Par   les mots "alliages uranium-zirconium" , tels qu'utilisés   ci-après ,   on entend les deux types précités d'alliages 
Comme indiqué ci-dessus on utilise les alliages uranium- zirconium dans les éléments de combustible pour quelques 

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 types de réacteurs nucléaires   ..Après   bombardement par neutrons jusqu'à un degré déterminé , il est désirable de séparer l'uranium du zirconium des produits de fission ,  etc..   afin de le régénérer en vue de sa réutilisation . 



   Jusqu'à maintenant , les éléments de   combustible ,   qui consistent principalement en uranium - soit uranium naturel, soit uranium enrichie en isotope U235 ¯ ont été traités en vue de la récupération de l'uranium par extraction par solvant d'une solution "dissolvante" ,qui est une solution de l'élément de combustible dans l'acide nitrique . Un autre procédé qui a été proposé dans le même but est   basé   sur la dissolution de l'uranium dans le tri- fluorure de bronze et la séparation de l'hexa-fluorure d'uranium ainsi formé par distillation   fractonnée .   



   Cependant ces deux procédés ne conviennent pas au traite- ment des alliages uranium-zirconium , parce que ces alliages ne sont pas facilement attaqués par les acides ou par les fluorures   d'halogènes .    la présente invention a pour objet un procédé pour la récupération d'uranium à partir des alliages uranium-zirconium qui permet de surmonter les inconvénient ci-dessus , procédé dans lequel les alliages sont facilement dissous , 
Le procédé consiste essentiellement à former un composé à la surface des alliages et à l'enlever en continu de celle-ci de telle manière qu'une nouvelle surface de l'alliage   soit unifor-   mément et automatiquement exposée au réactif . 



   Ce procédé est simple et économique , en ce qui concerne aussi bien la main d'oeuvre que l'appareillage . On met en oeuvre pendant le traitement que des volumes relativement faibles de matières , ce qui rend possible l'utilisation d'un espace d'ins- tallation réduit et dans le cas d'alliages radioactifs , d'un minimum de protection . 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 



   De plus , pendant l'isolement de   1 uranium  les   pro- .   duits de fission sont obtenus en très faible volume ,ce qui facilite leur enlèvement 
Le procédé suivant l'invention présente l'avantage de ne poser aucun problème d'ébullition ou de déperdition ,Il .permet d'obtenir de l'hexafluorure d'uranium à un degré élevé   de pureté @     :Enfin   le procédé   suivant !-'invention   permet également de séparer l'uranium , en un seul stade à la fois du zirconium et des produits de fission . 



   On a découverts que les agents de fluoruration   tels   que l'acide fluorhydrique et les fluorures d'halogènes qui comme tels ,n'attaquent les alliages uranium-zirconium qu'à un degré   négligeable ,   même à tempéature élevée , réagissent faci- lement avec ces alliages quand ces derniers sont immergés dans un mélange   f@ndu   de tétrafluorure de zirconium et de fluorure de sodium .

   Les meilleurs résultats sont obtenus avec un mélange équimoléculaire des deux   fluorures   ,Ainsi le procédé suivant   l'invention   consiste à immerger l'alliage   uranium-zirconium   à traiter dans un "bain" fondu approximativement équimoléculaire de tétrafluorure de zirconium et de fluorure de sodium à 500-600 C, à dissoudre l'alliage en envoyant par barbotage dans le mélange fondu un agent de fluoruration de manière à former de   l'hexafluorure   d'uranium qui se sépare par volatilisation du tétrafluorure d'uranium ini- tialement présent ,du   tétrafluorure   de zirconium formé à partir de   l'alliage   et des fluorures de produits de fission s'il y en a   ,

  et   enfin à condenser la vapeur d'hexafluorure d'uranium 
Pour trouver un bain apte à dissoudre   l'alliage   uranium- zirconium ,il a fallu effectuer un grand nombre   d'essais ,  En effet , en dehors du fait qu'il doit servir de véhicule à l'agent de fluoruration , le bain doit permettre une   transmission d e   chaleur satisfaisante ;

   il doit être un bon solvant des   tétrafluo-   

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 rures d'uranium et de zirconium formés , de façons que ceux- ci soient enlevés en continu de la surface de l'alliage et qu'une nouvelle surface de l'alliage soit ainsi automatiquement exposée tout le temps pour la dissolution Le composé doit . avoir un point de fusion raisonnablement bas , il ne doit pas très   # être/volatil,   et il doit aussi être économique .

   De plus , il est désirable que la bain fondu soit ,en même temps , un milieu de réception satisfaisant pour les produits de fission doués   d'activités # et #.  On n'a trouvé qu'un très petit nombre de composés remplissant toutes ces conditions à un degré accepta- ble ; mais le meilleur composé est , de beaucoup, le mélange de fluorures de sodium et de zirconium dans une proportion à peu près équimoléculaire. Aux températures supérieures à environ 500 C, la mise en oeuvre du procédé est possible avec des composés contenant de 45 à 60 moles pour cent de   tétrafluo-   rure de zirconium dans le mélange avec le fluorure de sodium, ce qui est la proportion pratique . 



   On a trouvé que l'addition de   fluorure   de potassium   abaisse   encore plus le point de fusion et également ainsi la vitesse de corrosion ,   mais   il rend le bain , et par conséquent le procédé , beaucoup plus onéreux. On autilisé   habituellement   un bain contenant environ 45 moles pour cent de fluorure de zirconium   jusqu'à   ce que la teneur soit montée à environ   55 % ,   à cause du fluorure de zirconium formé pendant la dissolution. 



   La dissolution des alliages par le procédé conforme à   l'inven-   tion nécessite une durée moyenne de 3 à 6 heures , 
Comme agents de fluoruration , on a trouvé que le pentafluorure de brome ,le   trifluorure   de brome , le   trifluo.   ruse de chlore et le fluor gazeux conviennent également bien ; ils amènent tous l'uranium à l'état d'hexafluorure Cependant on préfère le pentafluorure de brome, parce qu'il s'évapore et se condense en même temps que l'hexafluorure d'uranium . 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 



   Pour des raisons économiques , on préfère effectuer la fluoruration en deux stades . Le procédé en deux stades 
 EMI5.1 
 comprend un stade de préfluorurafion ou "dissolution" utilisant l'acide fluorhydrique plus économique et plus facilement con- densable ( comparativement au Br F5,etc ) dans lequel les métaux sont dissous et des   tétrafluorures   de zirconium et   dura-.   
 EMI5.2 
 nium sont formés , et le stade de "fluoruration" avec l'un des agents de fluorura-ëion mentionnés ci-dessus (B1t' P 5 Br P4 3 ci ]13' ri2) dans lequel le ";

  étrafluorure d'uranium est trans- formé   en'hexafluorure   
La dissolution du. zirconium et de l'uranium par l'acide fluorhydrique constitue un processus   exothermique   de sorte que, une fois que la réaction a démarré ,il n'est pas 
 EMI5.3 
 nécossaire de continu.er à chauffer la masse fondue Des tom,pé- ratures comprises entre 5000 et 8000 conviennent bien ; cepen- dant on préfère les températures entre 5000 et 6000 bien que la vitesse de dissolution soit dans ce cas légèrement plus faible, parce que la corrosion est moins grande à ces températures   plus     basses .   



   On a trouvé qu'il se produit   souvent',   une perte de 
 EMI5.4 
 pel1tafluroru.re de brome lorsqu'on utilise un nouveau, bain de fusion fluorure de sodinm-.florure de zirconium, alors Ç[U. 'av,oo un bain qui avait été employé préalablement pratiquement tout le pentafluorure de brome peut être récupéré ,  Cette   perte est probablement due à une réaction avec l'oxyde de zirconium On supprime cet inconvénient en fluorant le bain fondu préala- blement   à   son utilisation . 



   Tout l'acide fluorhydrique   n'ayant   pas réagi est condensé , en vue de sa réutilisation, dans des pièges .Pendant 
 EMI5.5 
 le deuxième stade de fi-uorarations, 1 hexafluorure d'uranium se volatilise ; Il est aussi condensé dans des pièges en même temps qu3D tout pentafluorure de brome en excès et aussi que le brome et le tj-ifimoruro de brome ou autre produits formés par réaction 

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      avec le Br F5 .

   Certains des fluorures des produits de fiston formés sont aussi volatils et distillent ; ceci ne représente cependant qu'une fraction relativement faible .%'ensemble des produits de fission , et en particulier ceux qui ont une radio- activité élevée , reste dans le bain fondu .Le pentafluorure de niobium (point d'ébullition 233 ) et le pentafluorure de ruthénium (point d'ébullition   313 0) se   volatilisent en même temps que l'hexafluorure   d'uranium,   mais ils se condensent dans la partie la plus froide (par exemple la conduite supérieure re) de l'installation de fluoruration, avant les pièges Il est bon de disposer un élément garni avant les pièges   à   hexafluorure d'uranium, pour pouvoir enlever facilement les fluorures de niobium et de ruthénium condensés .

   La volatilisation de l'hexa- fluorure d'uranium demande habituellement moins d'une heure   .Si   l'on utilise du fluor gazeux pour former l'hexa- fluorure d'uranium à partir du tétrafluorure , l'addition de fluorure de plomb , Pb F2, au bain comme entraîneur de fluor est avantageuse On a trouvé qu'une quantité d'environ 5 moles pour cent de bifluorure de plomb dans le bain augmente la vites- se de dissolution , qui   devient   quatre fois celle obtenue avec un bain ne contenant pas des fluorures de sodium et de   zirco-   nium en proportions à peu près équimoléculaires . Le fluor peut être dilué dans un gaz inerte ,tel que   l'hélium .   



   Le condensat est ensuite avantageusement traité en vue de la régénération du pentafluorure de   brome   partir des produits de réaction du brome , tels que' le brome et le trifluc- rure de brome Dans ce but, on introduit du fluor gazeux dans le condensât ; ainsi tout le brome ou les composés du brome sont transformés en pentafluorure . Ensuite on soumet le condensat à une distillation fractionnée à environ 45 C ; le pentafluorure de brome (point d'ébullition 45 C) est ainsi volatilisé , et l'hexafluorure d'uranium   décontaminé   reste comme res   @u   de condensat. L'hexafluorure   d'uranium   ainsi 

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 isolé a généralement , en moyenne , environ un quart de l'acti- vité de l'uranium naturel . 



   Afin de décontaminer encore plus l'hexafluorure d'uranium , en particulier pour le débarrasser des fluorures de ruthénium et de niobium qui peuvent s'être condensés dans les pièges ,on le vaporise ,et on fait passer la vapeur sur un lit de fluorure de sodium solide à une température comprise entre 100 et 400 C . Tout fluor présent peut être enlevé en sublimant par la suite l'hexafluorure d'uranium dans des pièges. on peut répéter le cycle fluorure de sodium-sublimation. 



   L'hexafluorure d'uranium ainsi purifié peut être retransformé en uranium métallique , par exemple , d'abord en le révisant par l'hydrogène en tétrafluorure , puis en réduisant le tétrafluorure en métal avec du calcium à l'autoclave On peut alors réaliser avec l'uranium de nouveaux éléments de combustible . Cette partie du procédé sort du cadre de la présente invention . 



   Une partie du bain de fusion résiduel (environ un quart à un tiers de celui-ci) , d'où on a enlevé l'haxafluorure d'uranium par distillation , et qui contient les fluorures de sodium et de zirconium initiaux, le fluorure de zirconium formé à partir du zirconium de l'alliage , et la plus grande partie des produits de fission sous forme de fluorures , est rejetée comme matière de rebut ; elle est versée dans des réci- pients appropriés où elle se solidifie .  l'autre   fraction est régénérée par addition de fluorure de sodium en quantité suffi- sante pour rétablir le rapport approximativement équimoléculaire de Na F : Zr F4.La quantité préférée de fluorure de sodium est oomprise entre 50 à 55 moles pour cent . Le bain est alors prêt à être réutilisé pour le traitement d'une nouvelle fournée d'alliage . 



     @     peut ,   soit réaliser les deux stades de dissolution 

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 et de fluoruration-volatilisation dans le même récipient , soit effectuer la fluoruration-volatilisation dans un récipient séparé qui convient pour contenir les résidus ; ainsi, après solidification du bain fondu résiduel dans ce récipient , celui- oi peut être écarté immédiatement avec son contenu . 



   En raison de l'action corrosive des réactifs utilisés dans le procédé selon l' invention , le choix des matériaux employés dans l'installation doit être fait avec un soin parti- culier . Le nickel , par exemple , ne se montre pas idéalement approprié, du fait que , après un certain temps , il subit une attaque intergranulaire et présente aussi une corrosion de surface élevée .on a trouvé qu'on évite cet inconvénient en doublant les parois des récipients avec du graphite ou avec une couche solidifiée ayant la composition du bain de fusion . 



  Bien entendu , si la phase de fluoration est effectuée dans le récipient destiné à contenir le résidu le problème de la corrosion ne se pose plus et il n'est pas nécessaire de doubler le récipient de   fluoruration .   



   N'importe quel type d'appareillage couramment utilisé dans la pratique peut convenir pour le procédé selon l'invention. 



    Au.   dessin annexé est représenté de façon schématique un des appa- reils qui ont donné satisfaction Dans cet appareil, la   disso-   lution et la fluoruration sont effectuées dans le même récipient. 



   Sur le dessin la référence 1 désigne un four présen- tant un alésage 2 dans lequel est disposé un bloc amovible 3 en matériau réfractaire . Un récipient de dissolution 4 en nickel s'emboîte dans l'alésage 2 . Ce récipient porte à sa partie supérieure un flasque 5 sur lequel un couvercle 6 peut s'adapter d'une façon étanche grâce au joint de cuivre 7 .

   On indique en 8 le niveau supérieur du bain fondu, et en 9 J'alliage à traiter Une conduite 10 munie d'une plaque de barbotage 11 à son extrémité inférieure s'étend à l'intérieur du récipient 4 

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 La branche 12 de la conduite   10   peut être reliée à une   soudée.,   d'acide fluorhydrique (non représentée) par la vanne 13;

   ou bien ,pour.   1%phase   de fluoruration, sa   branche. 14   peut être reliée à une source de pentafluorure de brome- (non représentée) ou d'un autre agent de fluoruration par la vanne 15 
Tous produits volatils sortent par la conduite sapé- rieure 16 et sont refroidis et condensés dans les pièges 17 et 18 En maintenant des températures différentes dans ces deux, pièges ,on peut opérer un fractionnement .La conduite supé-   rieure'   16 et le piège 17 sont munis,à leurs extrémités voi- sines respectives ,de brides 19 et 20;

   les pièges peuvent être enlevés et remplacés par un deuxième jeu de pièges, quand on doit recueillir une ou des nouvelles fractions .  4 :Par   exemple après la phase de dissolution et la condensation de l'acide fluorhydrique en excès ,on branche un nouveau jeu de pièges sur la conduite 16 pour recueillir le pentafluorure de   brome,   les produits de réaction du pentafluorure de brome et l'hexa- fluorure d'uranium . 



   Bien que le procédé suivant l'invention soit prin-   cipalement   destiné au traitement d'alliage uranium-zirconium pour lesquels d'autres méthodes classiques ne sont pas efficaces, il est aussi utile pour le traitement des oxydes d'uranium soit tels quels ,soit disposés dans un tube métallique . comme ils se présentent souvent lorsqu'ils, sont utilisés comme   combusti-   ble pour les réacteurs mcléaires, et des minerais oxydes      d'uranium ou des concentrais de minerais      
On donne ci-après des exemples qui illustrent le procédé de l'invention sans nullement limiter celle-ci Pour ces deux exemples , l'appareillage est pratiquement le même que celui représenté au dessin annexé Exemple   1   .- 
Un alliage irradié par neutrons,   contenant ;

  2,5%     d'uranium,   ,73% d'étain,   0,028%   de bore , le reste étant   du   

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 zirconium , a subi un vieillissement d'un an pour desintegration radioactive . Un morceau de cet alliage pesant 1,474 grammes est introduit dans 300 g d'un mélange fondu équimoléculaire de fluors de sodium et de fluorure de zirconium à environ 600 C,et on fait passer de l'acide fluorhydrique à travers le mélange fondu pendant 6 heures à pression atmosphérique .

   Le mélange fondu subit alors une fluoruration avec du pentafluorure de brome pendant 45 minutes On analyse le condensat d'acide fluorhydrique les produits conte nus dans les pièges ,le résidu de sel fondu, et les eaux de lavaé du flasque supérieur et de la conduite supérieure, pour déterminer l'uranium, le niobium, le ruthénium., le zirconium et le césium. 



  Les résultats sont rassemblés dans le Tableau I. 



   TABLEAU I 
 EMI10.1 
 
<tb> Entrée <SEP> U <SEP> Nb <SEP> :EU <SEP> Zn <SEP> Cs
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> A. <SEP> Charge <SEP> à <SEP> l'appareil <SEP> 1,474 <SEP> g <SEP> 6,32 <SEP> x <SEP> 109 <SEP> 0,16x109 <SEP> 4,3x109 <SEP> 0,64cl
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> de <SEP> dissolution <SEP> i/m <SEP> i/m <SEP> i/m <SEP> i/m
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Sortie/ <SEP> % <SEP> de <SEP> teneur <SEP> dans
<tb> 
<tb> 
<tb> la <SEP> charge
<tb> 
<tb> 
<tb> B. <SEP> Condensat <SEP> H <SEP> F <SEP> 0,18 <SEP> 0,35 <SEP> 0,02 <SEP> 0,0004 <SEP> 0,02
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> C. <SEP> Tartres <SEP> supérieures
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 1. <SEP> Pièges <SEP> 78,0 <SEP> 0,8 <SEP> 0,9 <SEP> 0,02 <SEP> 0,1
<tb> 
<tb> 
<tb> (-200, <SEP> -7 <SEP> Ce <SEP> en <SEP> série)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 2. <SEP> Lavage <SEP> des <SEP> flasque':

  
<tb> 
<tb> 
<tb> supérieur <SEP> et <SEP> con- <SEP> 2,6 <SEP> 45,7 <SEP> 3,6 <SEP> 0,7 <SEP> 0,1
<tb> 
<tb> 
<tb> duite <SEP> supérieure
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 3. <SEP> Somme <SEP> de <SEP> B,Cl <SEP> et <SEP> C2
<tb> 
<tb> 
<tb> 80,8 <SEP> 46,9 <SEP> 4,5 <SEP> 0,7 <SEP> 0,2
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> D. <SEP> Résidu <SEP> 0,3 <SEP> 10,8 <SEP> 91,9 <SEP> 65,1 <SEP> 112,1
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> E.

   <SEP> Bilan <SEP> de <SEP> matière <SEP> 81,1 <SEP> 57,7 <SEP> 96,4 <SEP> 65, <SEP> 8 <SEP> 112,3
<tb> 
 
Ces résulats montrent que l'ensemble de l'uranium distille pendant le traitement au pentafluorure de brome et que l'ensemble des produits de fission reste dans le résidu de fusion Le tableau montre aussi qu'une grande partie du niobium distille 

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 avec l'hexafluorure d'uranium, mais se condense dans la conduite supérieure avant les condenseurs pour la condensation de l'hexa- fluorure d'uranium . 



  Exemple 2 .- 
Un gramme d'un alliage contenant   1,5 %     d'étain,   4 % d'uranium, le reste étant du zirconium, a été irradié à 1560 megawatt jours et vieilli ensuite pendant 450 jours ,On l'introduit dans 209 g d'un bain fondu de fluorure de sodium-fluorure de zircon- nium de composition équimolécualire, après que celui-ci ait été traité par passage de vapeur de pentafluoreure de brome à 600 C .On ajoute au mélange fondu , à 600 C, environ 1,5 g de tétrafluorure   d'uranium,   en même temps que l'alliage d'uranium, pour donner une quantité d'uranium plus élevée en vue d'une analyse plus   précise   On dissous alors l'échantillon radioactif en faisant passer de   3.'acide   fluorhydrique dans le bain fondu à une débit de 0,

  25   g/min   pendant six heures . On prélève ensuite un   échantillon   du   tain   fondu pour déterminer sa composition .   On   fait alors passer dans le bain fondu du pentafluorure de brome pendant deux heures à un débit de 0,46 g/min , et on recueille la matière volatilisée en deux frac- tions , une fraction étant recueillie pendant les 45 premières minutes , et l'autre pendant les 75 minutes suivantes   Après   le traitement au pentafluorure de brome, le bain fondu est traité à l'hélium par barbotage afin d'enlever toute la matière volatile. 



  Les échantillons du bain fondu ,les fractions de distillat, l'acide fluorhydrique et les liquides de lavage du flasque et des conduites supérieures ont été analysés pour   déterminer   les   activi-   tés   @uranium,   bêta brut, gamma brut, ruthénium, niobium, zirconium et césium Les résultats sont résumés dans le Tableau.   II.   

 <Desc/Clms Page number 12> 

 



  TABLEAU II 
 EMI12.1 
 
<tb> % <SEP> Récupérés
<tb> 
 
 EMI12.2 
 Aj cu té au U // 1< Y" Nb Bu Zr 9 1 Cs bain fondu 1887mg ' Î)É ' Î )É ' ÎÎIÎ ' Î Ù ' Î Îé ' ÎÙ/ 
 EMI12.3 
 
<tb> i/m <SEP> i/m <SEP> i/m <SEP> i/m <SEP> i/m. <SEP> i/m
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> (a) <SEP> (c)
<tb> 
 
 EMI12.4 
 Condensat HF 0,7 0,01 0,9 1, 5 0,01 0,01 0,004 Bobs 10fraction 94,2 0,004 0,14 0,23 0,02 0,001 0,002 BrF5 20...

   3,1 0,002 0,11 0,18 0,01 0,001 0,002 Piège à U o, 02 10""4 le4 Lavage conduite 0,07 0,10 5, 9 la,0 0, 5 0, 06 0, 05 - flasque o, 02 0, 34 26, 3 45, 0 3, 4 0, 02 0, 02 
 EMI12.5 
 
<tb> Résidu <SEP> de <SEP> fusion <SEP> 0,05 <SEP> 99,2 <SEP> 104 <SEP> 10,0 <SEP> - <SEP> 97,8 <SEP> 106,0
<tb> 
<tb> Total <SEP> 98,8 <SEP> 99,6 <SEP> 137,3 <SEP> (b) <SEP> 66,9 <SEP> - <SEP> 97,9 <SEP> 106,0
<tb> 
 (a),, Cette valeur est l'activité du niobium à 28 jours (temps de comptage) si l'isolement à partir du bain de fusion s'effectue peur t = o ,9 jour où l'essai est effectue (b).

   On n'a pas fait de   correction'pour   la croissance de l'activité du niobium dans le bain fondu , L'activité du niobium se volatilise pendant l'addition d'acide fluorhydrique de sorte que l'activité du. niobium est   pexdue   hors du bain fondu .Cependant,, avant l'analyse   l'activité   du niobium s'est développée à partir de   l'activité     du   zirconium présente dans le bain fondu . Ainsi des analyses du bain montrent la même quantité de niobium avant et après le traite- ment au pentafluorure de brome . L'addition de niobium volatilisé produit un bilan de matière élevé . la correction pour la croissance de l'activité du niobium amènerait le bilan de matière à 105-110 pour cent (c).

   Cette valeur est basée sur un essai du bain fondu après addition du pentafluorure de brome . 

 <Desc/Clms Page number 13> 

 



   Les résultats ci-dessus montrent que, sauf pour le niobium, il n'y a que très peu d'activité dans les   condensats,   soit diacide fluorhydrique, soit de pentafluorure de brome   De   la grande quantité d'activité du   niobium   volatilisée hors du bain   fondu.,   une très petite quantité atteint les récipients collecteurs ,  Inactivité   élevée du.

   niobium trouvée dans le lavage du flasque indique qu'une grande partie du   niobium   se condense sur les surfaces plus froides   du.   récipient de dissolution Les résultats obtenus pour le ruthénium indiquent que le bain fondu , après le traitement à   lucide   fluorhy- drique,contient une activité 7 x 104   i/min   due au ruthénium, alors qu'on a trouvé 2,1 x 108 i/m après le traitement au pentafluorure de brome La meilleure explication semble être que le traitement   à   l'acide   fluorhydrique.   n'a pas dissous le ruthénium,   en.:

  !.   ne l'a pas amené à être   distribué   de   @@nière   homogène dans le bain fondu, alors que le pentafluorure de brome produit une distribution homo- gène Une partie du   ruthénium   est volatilisée et condensée dans les régions plus forides de   1''appareil;,   mais la chute est 10 fois cmoins grande que celle du niobium  Comme   prévu,on, n'a   trouvé   que de très petites   quantités   d'activités du zirconium et du césium dans les fractions volatilisées .   Les   résultats pour l'uranium montrent que l'on trouve environ, 0,7 % de l'uranium avec lucide fluorhydrique. Cette Perte peut être diminuée en recyclant   ?acide   fluorhydrique. 



   Bien   entende   l'invnetion   n'est   pas limitée aux détails donnés ci-dessus, diverses modifications pouvant être apportées sans sortir du cadre de l'invnetion.

Claims (1)

  1. RESUME L'invention a pour objet un procédé de traitiement d'alliages uranium-zirconium en vue notamment de la récupération de l'uranium, remarquable par les caractéristiques suivantes considérées séparément ou en combinaisons ! <Desc/Clms Page number 14> a) on immerge les dits alliages dans un mélange fondu de tétrafluorure de zirconium-fluorure de sodium, on ajoute par barbotage au mélange fondu un agent de fluoruration; il se forme ainsi du. fluorure de zirconium et de l'hexafluorure dura. nium, et ce dernier est volatilisé , tandis que le fluorure de zirconium formé reste dans le bain fondu, de fluorure de zirco- nium-fluorure de sodium ;
    b) le mélange fondu est maintenu. à une température comprise entre 500 et 600 C ; c) la quantité de tétrafluorure de zirconium présente dans le mélange est comprise entre 45 et 60 moles pour cent ; d) le mélange contient des quantités approximative- ment équimoléculaires de fluorures de sodium et de zirconium ; e) 1 agent de fluoruration est le trifuloure de brome, le trifluorure de chlore, ou. le pentafluorure de brbme; f)le traitement du mélange foudu par barbotage s'effectue en deux stades ;
    le premier stade consiste à introduire l'acide fluorhydrique gazeux dans le mélange,ce qui dissout l'alliage et forme les tétrafluorures de zirconium et d'uranium; le deuxième stade consiste à introduire du. pentafluorure de brome dans le mélange fondu; g) l'agent de fluoruration est le fluor gazeux et on ajoute du bifluorure de plomb au mélange fondu ; h) le mélange fondu contient environ cinq moles pour cent de bifluorure de plomb ; i) le fluor gazeux est dilué dans un gaz inerte; j) on immerge les dits alliages dans un mélange pratiquement équimoléculaire de tétrafluorure de zirconium et de fluorure de sodium à une température comprise entre 500 et 600 C;
    on introduit de l'acide fluorhydrique gazeux dans le dit mélange jusqu'à ce que tout l'uranium et le zirconium soient transforma en tétrafluorure ; on introduit du pentafluorure de brome dans <Desc/Clms Page number 15> le mélange'pour transformer le tétrafluorure d'uranium en hexafluc- rare ,et l'hexafluorure d'uranium tout excès de pentafluorure de brome, et les produits de réaction de pentafluorure de brome sont volatilisés ; on refroidit l'hexafluorure d'uranium le pentafluorrure de brome et les produits de réaction du. penta,fluo- rure de brome pour former un condensat ;
    on introduit du fluor gazeux dans le dit condensat pour transformer les produits de réaction du pentafluorure de brome en pentafluorure de brome et on chauffe le dit condensât à environ 45 C, ce qui volatilise le pentafluorure de brome, alors quel'hexafluorure d'uranium reste à létat de résidu ; k) les dits alliages uranium-zirconium irradiés par neutrons et contenant des produits de fission sont immergés dans un mélange fondu équimoléculaire de tétrafluorure de zirconium. et de fluorure de sodium; on traite le mélange fondu par barbitage avec un agent de fluoruration ;
    il se forme du fluorure de zirco- nium et de l'hexafluorure d'uranium et ce dernier est Volatilisé cependant que le fluorure de zirconium et les fluorures de preduits de fission formés restent dans le mélange fluorure de zirconium fluorure de sodium .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2698864A1 (fr) * 1992-12-04 1994-06-10 Atomic Energy South Africa Production d'hexafluorure d'uranium.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2698864A1 (fr) * 1992-12-04 1994-06-10 Atomic Energy South Africa Production d'hexafluorure d'uranium.
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