FR2538603A1 - Procede de conditionnement de dechets constitues par des particules metalliques radioactives telles que les fines de dissolution des elements combustibles irradies - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet un procédé de conditionnement de déchets constitués par des particules métalliques radioactives telles que les fines de dissolution des éléments combustibles irradiés. On met les particules radioactives en suspension dans un liquide, puis on soumet la suspension à un traitement thermique d'évaporation réalisé en injectant cette suspension dans un tube 3 sensiblement horizontal chauffé et entraîné en rotation autour de son axe, qui contient un lit 29 d'une poudre de métal ou d'alliage, par exemple de cuivre ou d'acier inoxydable ; on soumet ensuite le mélange sec de poudre et de particules métalliques radioactives obtenu après ce traitement thermique à une fusion dans l'installation 2 à une température suffisante pour fondre la poudre de métal ou d'alliage et former des composés définis entre le métal de la poudre et les constituants métalliques des particules radioactives. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

La présente invention a pour objet un procédé

de conditionnement de déchets constitués par des parti-

cules métalliques radioactives telles que les fines ob-

tenues lors de la dissolution des éléments combustibles irradiés et les poussières obtenues lors des opérations

de tronçonnage et/ou de dégainage mécanique des élé-

ments combustibles irradiés.

Dans les installations de retraitement

d'éléments combustibles nucléaires irradiés, la prati-

que habituelle consiste à soumettre tout d'abord les

éléments combustibles à un traitement mécanique prépa-

ratoire effectué, par exemple, par tronçonnage ou ci-

saillage en vue de faciliter la dissolution ultérieure du combustible dans une solution d'acide nitrique Lors

de cette opération, il est difficile d'éviter la forma-

tion de poussières et ces poussières métalliques radio-

actives qui sont en majeure partie insolubles dans les solutions utilisées pour le retraitement devront être récupérées et soumises à un conditionnement De même,

lors de la dissolution des éléments combustibles, cer-

taines particules métalliques ne sont pas attaquées car elles sont insolubles dans la solution nitrique et elles constituent ce que l'on appelle généralement les

"fines de dissolution"; celles-ci sont constituées es-

sentiellement par du ruthénium, du rhodium, du palla-

dium, du molybdène et à un moindre niveau par du zirco-

nium, du niobium, du technétium, de l'uranium et du plutonium A titre d'exemple, on donne dans le tableau

ci-joint, la nature et la composition de fines de dis-

solution et de cisaillage provenant de réacteurs à eau

légère et de réacteurs à neutrons rapides.

Ces particules métalliques constituent des

déchets fortement radioactifs et difficilement valori-

sables à court terme malgré la présence en quantité

importante de métaux de la famille du platine.

Aussi, il est nécessaire de traiter ces dé-

chets afin d'assurer leur stockage à long terme dans de

bonnes conditions de sûreté.

Etant donné que la quantité et les dimensions de ces particules radioactives insolubles croissent avec le taux d'irradiation, le problème du traitement de ces déchets devient de plus en plus important avec le développement des réacteurs à eau légère et des

réacteurs à neutrons rapides dont les éléments combus-

tibles sont soumis à des taux de combustion élevés.

Ainsi, on estime que le traitement d'une ton ne-d'uranium provenant de combustibles de réacteurs à

eau légère donne environ 3,5 kg de "fines" de dissolu-

tion et qu'une tonne d'oxyde provenant d'éléments com-

bustibles de réacteurs à neutrons rapides donne de 8 kg

à 13 kg de "fines" de dissolution.

Aussi, si l'on prend comme ordre de grandeur une usine de retraitement ayant une capacité de

800 t/an pour des combustibles de la filière à eau lé-

gère, on aurait à traiter 2800 kg de ces fines par an, et dans le cas d'une usine de retraitement à 150 t/an pour les combustibles de la filière à neutrons rapides, on obtiendrait 1200 kg de fines par an Par ailleurs, on doit ajouter à ces chiffres, les poussières obtenues

lors du cisaillage ou du tronçonnage des combustibles.

Dans le cas des combustibles des réacteurs à eau légè-

re, la gaine est en Zircalloy et les quantités de fines de cisaillage produites sont généralement de l'ordre de

3 kg/t; dans le cas des éléments combustibles de réac-

teurs à neutrons rapides pour lesquels la gaine est

généralement en acier inoxydable, ces fines de cisail-

lage représentent environ 1 kg/t d'uranium.

Or le traitement des fines de dissolution et de cisaillage pose certains problèmes en raison de leur

forte puissance thermique liée à leur forte radioacti-

vité, et aussi dans certains cas en raison de leur ca-

ractère pyrophorique dû à la présence de fines particu-

les de zirconium provenant du cisaillage des gaines

d'éléments combustibles de réacteurs à eau légère -

"Par ailleurs, il est préférable de traiter

ces fines de dissolution et de cisaillage dans les pre-

miers stades du processus de retraitement des combusti- bles afin de prévenir les bouchages de tuyauteries, car ces particules qui ont de fortes masses spécifiques ont

tendance à se déposer dans les zones calmes de l 'ins-

tallation Il en est de même pour éviter les surchauf-

fes locales, ca-uses d'attaques prématurées des réci-

pients, et de la dégradation des solvants organiques

par radiolyse.

Aussi, on envisage de séparer et de récupérer.

ces fines à la sortie de l'installation de dissolution

et de les traiter ensuite en vue de leur conditionne-

ment. Jusqu'à présent, pour le conditionnement de produits radioactifs, on a utilisé différents procédés dont les principaux consistent à enrober les déchets

dans du ciment ou à les vitrifier Cependant, ces pro-

cédés connus sont limités lorsqu'il s'agit de condi-

tionner des déchets-radioactifs constitués par des fi-

nes de dissolution ou de cisaillage En effet, dans le

cas des ciments, la puissance spécifique élevée des fi-

nes est préjudiciable à la tenue mécanique du-matériau d'enrobage De plus, il existe des risques de radiolyse

de l'eau de constitution du ciment.

L'incorporation de ces particules dans un verre n'est possible qu'après une période suffisante de refroidissement du combustible irradié; ceci dans le but d'éviter de constituer dans le matériau, des points chauds favorables à un développement hétérogène de cristallisation et à des amorces de rupture C'est pourquoi le procédé, utilisable pour le conditionnement des fines provenant de combustibles PWR, qui est en

général retraité après plusieurs années de refroidisse-

ment, n'est plus adapté pour le conditionnement des fi-

nes provenant du combustible rapide, qui, en général, est retraité assez rapidement après déchargement du réacteurs

On a aussi envisagé de conditionner des dé-

chets radioactifs constitués par des particules d'oxy- des ou de verres obtenues à partir de solutions, en

utilisant des matrices métalliques comme cela est dé-

crit dans les brevets FR-A-2 38,7 093 et GB-A-+ 446 016.

Cependant, les produits obtenus par ces procédés ont une structure hétérogène, les particules d'oxydes ou de

verres radioactifs étant dispersées dans la matrice mé-

tallique De plus, le procédé décrit dans le brevet

FR-A-2 387 093 implique la préparation d'une poudre fi-

nement divisée à partir d'une solution de déchets ra-

dioactifs contenant un sel du métal formant la matrice,

puis la réalisation d'une étape de compression à chaud.

Ainsi, ce procédé ne peut être utilisé pour le traitement des fines de dissolution car il conduit à la formation d'une céramique-métal, présentant du point

de vue thermique les mêmes inconvénients que le verre.

En outre, le mélange de fines très énergétiques dans un oxyde, mauvais conducteur de la chaleur, conduit à des élévations importantes de température dans le mélange, à une agglomération du mélange et à une impossibilité d'obtenir une poudre fine pour frittage ' De même, le procédé du brevet GB-A-1 446 016

ne peut convenir pour le traitement des fines de disso-

lution car, compte tenu des dimensions très petites de fines de dissolution, il sera impossible d'obtenir une

dispersion homogène des fines dans la matrice métalli-

que par coulée de celle-ci dans un récipient contenant

les fines de dissolution De ce fait, les produits ob-

tenus ne présenteront pas des caractéristiques satis-

faisantes pour un stockage à long terme.

La présente invention a précisément pour

objet un procédé de conditionnement de déchets radioac-

25386 03

tifs constitués par des fines de dissolution et/ou des fines de tronçonnage et/ou de dégainage mécanique, qui

pallie les inconvénients des procédés connus actuelle-

ment. Le procédé, selon l'invention, de condition-

nement de déchets constitués par des particules-métal-

liques radioactives insolubles dans les soluti'ons ni-

triques, se caractérise en ce que l'on met lesdites particules en suspension dans un liquide, en ce qu'on l'on soumet la suspension à un traitement thermique d'évaporation par injection de'ladite suspension sur un

lit chaud d'une poudre d'un métal ou d'un alliage choi-

si dans le groupe comprenant le cuivre, le nickel, le zinc, les alliages de cuivre, les alliages de nickel, les alliages de zinc et l'acier inoxydable, et en ce

que l'on soumet le mélange sec de poudre et de particu-

les métalliques obtenu après ce traitement thermique à une fusion effectuée à une température suffisante pour fondre la poudre de métal ou d'alliage et former des composés définis entre le métal de la poudre et au

moins une partie des constituants métalliques des par-

ticules radioactives.

Selon l'invention, on utilise ainsi la poudre de métal ou d'alliage pour fixer par liaison chimique,

sous la forme de composés définis, les constituants mé-

talliques des particules radioactives, ce qui présente

de nombreux avantages.

En effet, le choix d'un métal ou d'un alliage

comme matériau de fixation des déchets radioactifs per-

met de résoudre les problèmes posés par l'élimination

de la chaleur des particules radioactives car les mé-

taux ont une bonne conductibilité thermique, ce qui n'est pas le cas du ciment, du verre et des cermets

dans lesquels se développent des gradients de tempéra-

tures importants pouvant provoquer l'apparition de fis-

sures et une augmentation du taux de lixiviation car celle-ci croit avec la température O Par ailleurs, grâce à la bonne conductibilité thermique des métaux, on peut augmenter le taux de particules radioactives fixées et diminuer de ce fait le volume du conditionnement. Toutefois, on limite généralement à 10 % en poids le taux de particules radioactives fixées dans

les blocs obtenus-après solidification du méIange.

De plus, le choix selon l'invention, d'une

poudre de cuivre, de nickel, de zinc, d'alliage de cui-

vre, d'alliage de nickel, d'alliage de zinc ou d'acier inoxydable pour constituer le milieu de fixation des

déchets radioactifs permet l'obtention de produits re-

tenant mieux ces déchets et présentant par ailleurs des

caractéristiques satisfaisantes de tenue dans le temps.

En effet, ces matériaux peuvent former des composés dé-

finis avec la plupart des constituants métalliques ra-

dioactifs des particules de déchets Ainsi, lorsqu'on utilise une poudre de cuivre, le rhodium qui est le plus radioactif du mélange de fines à traiter forme un composé défini avec le cuivre, qui se solubilise dans

la matrice en donnant un alliage constitué d'une solu-

tion solide Cu-Rh Il en est de même pour le palladium et le zirconium L'utilisation de cupronickel permet

d'obtenir une solution solide également avec le molyb-

dène de fission.

En ce qui concerne la tenue dans le temps, on

sait que le cuivre, le nickel, le zinc et leurs allia-

ges ainsi que l'acier inoxydable ont une tenue dans le temps meilleure que le ciment ou les verres, ce qui permet d'assurer un meilleur confinement des déchets radioactifs, de limiter la surface d'échange avec le

milieu environnant et d'éviter les risques de fractura-

tion qui sont importants dans le cas de matrices en ciment ou en verre De plus, si l'on choisit de façon

appropriée la poudre de métal utilisée, on peut récupé-

rer ultérieurement certains constituants, en particu-

lier les platinoides, après désactivation; ainsi-,

dans le cas du cuivre, ceci peut être réalisé -en sou-

S mettant les déchets conditionnés dans le cuivre, après désactivation, à un traitement chimique de dissolution

sélective du cuivre.

De préférence, selon l'invention, on utilise

une poudre de cuivre ou d'alliage de cuivre, par exem-

ple de bronze, de cupronickel ou d'alliage de cuivre et

de zirconium.

Généralement, pour la mise en oeuvre du pro-

cédé de l'invention, les fines de dissolution des com-

bustibles irradiés et les fines de cisaillage sont vé-

hiculées en suspension dans un liquide tel que de

l'eau En effet, pour récupérer ces fines après disso-

lution des combustibles irradiés, on soumet la solution de dissolution à une clarification en utilisant, soit

un décanteur centrifuge, soit un filtre pulsé.

On lave ensuite les fines ainsi séparées et on les entraîne en suspension dans un courant d'eau,

puis on stocke la suspension dans des récipients appro-

priés avant de la traiter par le procédé de l'inven-

tion. Compte tenu de l'acidité de la solution de

dissolution à partir de laquelle on a récupéré les fi-

nes, la suspension obtenue est généralement acide et peut présenter une acidité nitrique d'environ 0,8 N.

Pour la mise en oeuvre du procédé de l'inven-

tion, on soumet la suspension de particules radioacti-

ves à un traitement thermique d'évaporation réalisé en

injectant cette suspension sur un lit chaud de la pou-

dre de métal ou d'alliage qui constituera le milieu de

fixation Ainsi, on obtient simultanément une évapora-

tion du liquide de la suspension et un mélange homogène de particules radioactives avec la poudre de métal ou d'alliage du lit qui est de préférence en mouvement

pendant ce traitement thermique.

Avantageusement, on réalise ce traitement dans un tube sensiblement horizontal chauffé et entrai- né en rotation autour de son axe, qui contient le lit de poudre de métal ou d'alliage De préférence, ce tube comprend de plus des moyens tels qu'un racleur pour éviter le collage des particules de poudre sur la paroi du tube Ce racleur peut être constitué par une barre

folle de section étoilée, qui est en appui sur le tube-

dans le lit de poudre de métal ou d'alliage.

Lorsqu'on utilise un tube tournant contenant le lit de poudre de métal ou d'alliage, on introduit

avantageusement la suspension de particules radioacti-

ves et la poudre de métal ou d'alliage à l'une des

extrémités du tube chauffé et entraîné en rotation au-

tour de son axe, et on récupère à l'autre extrémité du tube le mélange sec obtenu, puis on le transfère dans

un four de fusion.

Ainsi, on peut opérer en continu en formant dans le tube rotatif un lit de matériau sec sur lequel on introduit à des débits contrôlés la suspension de

particules radioactives et la poudre de métal ou d'al-

liage.

Afin d'obtenir lors du traitement thermique

d'évaporation un mélange homogène des particules radio-

actives avec la poudre de métal ou d'alliage du lit, on

utilise avantageusement une poudre de métal ou d'allia-

ge ayant une granulométrie de 100 à 500 -,m et, de pré-

férence, une surface tourmentée pour faciliter l'accro-

chage mécanique des particules radioactives sur la pou-

dre, car compte tenu de leurs dimensions faibles (de

0,3 à 15 1 lm) les particules risqueraient d'être entrai-

nées par les gaz circulant dans l'appareil utilisé pour

le traitement thermique d'évaporation.

Par ailleurs, pour obtenir un mélange homogè-

ne fixant bien les particules radioactives, on choisit les volumes de poudre de métal ou d'alliage par rapport au volume de particules radioactives à traiter, de façon à obtenir, après solidification, un bloc présen-

tant des qualités satisfaisantes Généralement, le rap-

port en volume entre la poudre de métal et d'alliage et

les particules radioactives est de 10, mais des condi-

tions thermiques (dégagement de chaleur du lingot fa-

briqué, conditions de refroidissement, etc) peuvent

amener à modifier ce rapport, par exemple à le doubler.

L'appareil utilisé pour réaliser le traite-

ment thermique d'évaporation peut être constitué en particulier par un calcinateur tel que celui décrit dans le brevet français N O 2 262 854 déposé le 28/02/74

au nom du Commissariat à l'Energie Atomique.

De préférence, notamment lorsque la suspen-

sion aqueuse de départ présente une certaine acidité, et que la poudre de métal ou d'alliage utilisée peut

être oxydée par cette solution acide, on soumet le mé-

lange sec de poudre et de particules métalliques obtenu à la suite du traitement d'évaporation, à un traitement

de réduction par l'hydrogène avant d'effectuer la fu-

sion On peut réaliser ce traitement de réduction dans le tube rotatif contenant le lit de poudre de métal ou d'alliage Dans ce but, le tube rotatif comprend au

moins deux zones chauffées à des températures différen-

tes et on fait circuler dans le tube rotatif à contre-

courant de la suspension et du lit de poudre de métal ou d'alliage un mélange gazeux réducteur constitué par

exemple par de l'argon ou de l'azote additionné d'hy-

drogène Ainsi, on réalise l'évaporation dans la pre-

mière zone du tube et on complète le traitement d'éva-

poration par un traitement de réduction dans la seconde zone du tube afin de réduire les oxydes éventuellement

formés lors du traitement thermique d'évaporation.

On soumet ensuite le mélange sec obtenu à une fusion Ceci peut être réalisé dans un four à induction sous vide ou sous atmosphère contrôlée, par exemple sous atmosphère d'argon contenant de l'hydrogène. Avantageusement, on transfère directement le mélange sec obtenu à la sortie du tube rotatif dans le four de fusion en le faisant s'écouler par gravité dans

le creuset du four et on réalise la fusion à une tempé-

rature allant de 1100 à 15000 C Dans le cas o on uti-

lise une poudre de cuivre, on obtient généralement un bain liquide en chauffant le mélange à une température

de 1300 à 15000 C Après fusion, on coule le bain liqui-

de dans une lingotière On obtient ainsi un lingot mé-

tallique dans lequel les différents constituants radio-

actifs des fines sont alliés ou dispersés.

Dans certains cas, pour améliorer l'état de surface du lingot obtenu on peut ajouter sur le bain liquide un flux constitué par exemple par de la fritte

de verre pour digérer les oxydes restants qui provien-

nent de l'oxydation superficielle de la poudre de métal ou d'alliage par la vapeur d'eau Après séparation du verre, lors du refroidissement, on obtient un lingot

ayant une surface nette.

Lors du traitement thermique d'évaporation réalisé dans le tube rotatif, les vapeurs et les gaz

qui s'échappent de ce tube peuvent entraîner des parti-

cules radioactives qu'il est nécessaire de séparer.

Avantageusement, on récupère les poussières entraînées par les vapeurs libérées lors du traitement thermique d'évaporation, par exemple par lavage des gaz et des

vapeurs, et on recycle ces poussières dans la suspen-

sion de particules radioactives à traiter.

Pour la mise en oeuvre du procédé de l'inven-

tion, on réalise -avantageusement le traitement thermi-

que d'évaporation en chauffant le tube rotatif à des températures de 250 à 450 WC et en opérant sous pression

inférieure à la pression atmosphérique.

* D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la des-

cription qui suit, donnée bien entendu à titre illus-

tratif et non limitatif en référence au dessin annexé qui représente, en coupe-verticale, un dispositif pour

la mise en oeuvre du procédé de l'invention.

Sur cette figure, on voit que le dispositif de conditionnement-de déchets radioactifs à l'état de particules, comprend un ensemble d'évaporation} et un

four de fusion 2 L'ensemble 1 comprend un tube 3 réa-

lisé par exemple en alliage commercialisé sous la mar-

que URANUS, qui peut être entraîné en rotation autour de son axe au moyen d'un moto-réducteur électrique 5

par l'intermédiaire d'un ensemble 6 à chaîne et engre-

nages Le tube rotatif 3 peut être disposé soit-hori-

zontalement, soit de façon que son axe soit légèrement incliné, par exemple jusqu'à environ 3 %, par rapport à

l'horizontale Il est muni à ses extrémités de colle-

rettes 7 et 9 Une virole 11 est fixée sur la colleret-

te 7 et un dispositif d'étanchéité 13 est emboité au-

tour de la virole 11 pour obturer de façon étanche le tube à l'une de ses extrémités lors de sa rotation Un

conduit 15 relié à un réservoir de suspension (non re-

présenté sur le dessin) traverse l'embout 13 pour dé-

boucher à l'extrémité du tube 3 et il permet d'intro-

duire dans le tube 3 la suspension de particules radio-

activés au débit voulu Un conduit 17 relié à une tré-

mie 19 remplie de poudre de métal ou d'alliage traverse également l'embout 13 pour déboucher dans le tube 3 Ce conduit 17 est muni d'une vis d'alimentation 21 et il permet d'introduire dans le tube 3 la poudre métallique au débit voulu L'embout 13 est encore traversé par-un conduit 23 d'évacuation des gaz Ce conduit traverse

ensuite une installation de dépoussiérage (non repré-

sentée sur le dessin), dans laquelle on récupère par

lavage du gaz les particules radioactives entraînées.

Les particules ainsi récupérées sont ensuite recyclées

dans le réservoir de suspension associé à la condui-

te 15.

A-son autre extrémité r le tube& 3 est obturé

par un embout d'étanchéité fixe 25 comportant un ensem-

ble de raccordement étanche au four de fusion 2.

A chacune de ses extrémités, le tube 3 est supporté par des galets 26 pour soutenir ce dernier

lorsque celui-ci est en position fixe ou en rotation.

Un conduit 27 traverse l'embout 25 afin de faire circu-

ler dans le tube 3 un gaz tel que de l'argon contenant % d'hydrogène à contre-courant du lit de poudre 29 qui circule dans le tube 3 Un racleur 31 constitué d'une barre folle de section en étoile permet d'éviter le collage des particules de poudre sur les parois du tube

3 lors du traitement thermique Pour réaliser ce trai-

tement thermique, le tube est disposé à l'intérieur d'un four 33 qui comprend trois zones de chauffage I,

II et III afin de pouvoir porter les zones correspon-

dantes du tube 3 à des températures différentes.

L'installation de fusion 2 comprend un four à

induction 41 à l'intérieur duquel est disposé un creu-

set 43 recevant le mélange sec de poudre et de particu-

les métalliques, provenant du tube 3, qui est transféré par gravité par la lumière prévue à cet effet dans la

collerette 9 A l'intérieur du creuset de fusion débou-

che un conduit 45 pour introduire dans le creuset un gaz neutre ou réducteur comme de l'argon hydrogéné afin de protéger le lit dans le creuset et de pousser les vapeurs vers l'embout 13 Après fusion, le bain fondu

s'écoule dans une lingotière 47.

On décrit ci-après, un exemple de mise en

oeuvre du procédé de l'invention utilisant le disposi-

tif décrit ci-dessus avec un tube rotatif de 30 cm de

diamètre et de 80 cm de longueur.

On maintient sous agitation dans le réservoir de stockage associé à la conduite 15 une suspension

contenant 50 g/l de fines de dissolution ayant une gra-

nulométrie de l'ordre de quelques microns, et on intro-

duit la suspension dans le tube rotatif 3 par la con-

duite 15 à un débit de 5 l/h, ce qui correspond à l'in-

troduction de 250 g/h de fines On introduit également dans le tube 3 par la vis de transfert 21, 2,5 kg/h de poudre de cuivre ayant une granulométrie comprise entre 500 et 100 v m, et on introduit par le tube 27 un gaz

neutre contenant de l'hydrogène pour réaliser l'évapo-

ration sous atmosphère neutre d'argon ou d'azote On règle la rotation du tube 3 à une vitesse d'environ tours/min et on chauffe les zones I et II à une température de 425 WC et la zone III à une température

de 3501 C environ.

Dans ces conditions, on forme à l'intérieur du tube 3 un lit de poudres 29 ayant une épaisseur d'environ 3 cm et pesant environ 13 kg qui séjourne dans le tube pendant une durée d'environ 5 heures La température du lit s'élève à 80, 195 et 250 WC dans les zones qui correspondent respectivement aux zones de chauffage I, II et III, et la vapeur d'eau est évacuée avec le gaz de balayage par le conduit 23 tandis que le produit sec s'écoule par gravité dans le creuset 43 de

l'installation de fusion 2.

Lorsque le creuset contient 20 à 40 kg de produit, on interrompt l'alimentation du tube 3 pour

passer à la phase de fusion Celle-ci peut être réali-

sée en environ lh 30 lorsqu'on opère sous 23 KW Après

fusion, on coule le bain liquide dans la lingotière 47.

On obtient ainsi des lingots de 20 à 40 kg,

qui présentent des propriétés satisfaisantes.

Dans d'autres essais, on a utilisé une poudre d'acier inoxydable ayant une granulométrie de 150 à 300 nim, et on a réalisé l'introduction de cette poudre dans le tube 3 à un débit de 2 kg/h Avec les mêmes

conditions de fonctionnement, on obtient un mélange sa-

tisfaisant des fines avec la poudre d'acier inoxydable et par fusion vers 15000 C, on obtient des lingots ayant

des propriétés satisfaisantes.

Pour optimiser la solubilisation du molybdè-* ne des fines, on a utilisé une poudre de cupronickel contenant pour certains essais: 80 % de cuivre et 20 % de nickel, pour d'autres essais: 60 % de cuivre et 40 % de nickel Après fusion, on a obtenu des lingots dont l'analyse confirme la formation d'une solution solide

avec Mo.

Bien que sur cette figure on ait représenté

une installation de fusion fonctionnant de façon dis-

continue, on pourrait aussi utiliser une installation de fusion continue, l'écoulement du métal étant assuré

par une busette de coulée continue -

Des essais effectués avec d'autres déchets

constitués par des particules métalliques radioacti-

ves, ont montré qu'on pouvait obtenir des résultats sa-

tisfaisants en partant de poudres de cuivre ou de pou-' dres d'acier inoxydable ayant des granulométries de 401 im à 1,25 mm, la plage la mieux adaptée étant 100 à 500 im, en faisant circuler dans le tube 3 de l'argon contenant 5 % d'hydrogène à un débit de 800 1/h et en

chauffant les zones I, Il et III du tube 3 à des tempé-

ratures de 300 à 5001 C avec une vitesse de rotation du

tube 3 de 5 à 15 t/min et un temps de séjour des pro-

duits dans le tube 3 d'environ 5 heures.

Lorsqu'on utilise comme poudre métallique de

la poudre de cuivre, il est nécessaire d'éviter au ma-

ximum l'oxydation du cuivre et d'opérer en présence d'hydrogène pour réduire dans la dernière zone du tube 3 les oxydes éventuellement formés.

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TABLENU (uie

Fines de dissolution Filière eau légère Filière rapide Granulométrie 0,3 à 04 U (moyenne) 60 a 80 % entre 0,8 et 15 Ji %< 0,6, (taille 10 à 20 %> 1 5 i l colîoidaj e) 20 %< 0, 6 il Densité d -5,6 + 0,3 à O Cd 6 i 1 à 6,7

Volume apparent 0,2 litre /kg après sédimerita-

tion r Coegr moyen 70 000 MW j/t A Cti Vi'té (Ci/Tonne) 0,5 51 680 (Ci/T) 2 353 W/T 0,5 an 1,69 106 Ci/T '7 645 W/T et Puissance spécifi 1 282 949 J367 J 991 650 4 795 Watts/Tonne ue 2 139 186 675 2 489 428 2 377

3 " 70915 341 3 246462 1197

' 18053 87 5 63833 305

7 " 4657 22 7 16181 79

" 650 3 10 2 169 10 j,3 (An M o> (suite)

Claims (11)

REVENDICATIONS

1 Procédé de conditionnement de déchets constitués par des particules métalliques radioactives insolubles dans les solutions nitriques, caractérisé en ce que l'on met lesdites particules en suspension dans un liquide, en ce que l'on soumet la suspension à un

traitement thermique d'évaporation par injection de la-

dite suspension sur un lit chaud d'une poudre d'un mé tal ou d'un alliage choisi dans le groupe comprenant le cuivre, le nickel, le zinc, les alliages de cuivre, les alliages de nickel, les alliages de zinc et l'acier inoxydable, et en ce que l'on soumet le mélange sec de poudre et de particules métalliques obtenu après ce

traitement thermique à une fusion effectuée à une tem-

pérature suffisante pour fondre la poudre de métal ou d'alliage et former des composés définis entre le métal de la poudre et au moins une partie des constituants

métalliques des particules radioactives.

2 Procédé selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que l'on soumet le mélange sec de poudre et de particules métalliques obtenu après le traitement thermique d'évaporation à un traitement de réduction

par l'hydrogène avant d'effectuer la fusion.

3 Procédé selon l'une quelconque des reven-

dications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit lit de poudre de métal ou d'alliage est en mouvement, pendant

le traitement thermique d'évaporation.

4 Procédé selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on effectue le traitement thermique d'évaporation de la suspension

dans un tube sensiblement horizontal chauffé et entrai-

né en rotation autour de son axe, contenant ledit lit

de poudre de métal ou d'alliage.

Procédé selon la revendication 4, caracté-

risé en ce que l'on introduit la suspension de particu-

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les métalliques radioactives et la poudre de métal ou d'alliage à l'une des extrémités dudit tube, en ce que l'on récupère à l'autre extrémité dudit tube le mélange sec obtenu et en ce qu'on le transfère dans un four de fusion.

6 Procédé selon l'une quelconque des reven-

dications 2 à 5, caractérisé en ce que l'on réalise le

traitement de réduction dans le tube rotatif en éta-

blissant dans ce tube au moins deux zones chauffées à des températures différentes et en faisant circuler à

contre-courant de la suspension et du lit un mélange.

gazeux réducteur.

7 Procédé selon la revendication 6, carac-

térisé en ce que ledit mélange gazeux est de l'argon ou

de l'azote additionné d'hydrogène.

8 Procédé selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on récupère les poussières entraînées par les vapeurs libérées lors du traitement thermique d'évaporation et en ce que l'on

recycle lesdites poussières dans la suspension de par-

ticules radioactives à traiter.

9 Procédé selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 8, caractérisé en ce que la poudre de métal ou d'alliage a une granulométrie de 40 eim

à 1,25 mm.

Procédé selon la revendication 9, carac-

térisé en ce que la poudre de métal ou d'alliage a une

granulométrie de 100 à 500 tm.

11 Procédé selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 10, caractérisé en ce que ladite poudre

est de la poudre de cuivre ou d'alliage de cuivre.

12 Procédé selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 10, caractérisé en ce que ladite poudre

est une poudre d'acier inoxydable.