FR2562312A1 - Procede de decontamination en uranium et en radium de solutions uraniferes basiques par addition d'un sel de fer ou d'aluminium - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION A POUR OBJET UN PROCEDE DE DECONTAMINATION ET D'AJUSTEMENT DU PH DE SOLUTIONS URANIFERES POUR LES RENDRE COMPATIBLES AVEC L'ENVIRONNEMENT NATUREL DANS LEQUEL ELLES SONT SUSCEPTIBLES D'ETRE REJETEES. CE PROCEDE EST CARACTERISE EN CE QUE LES SOLUTIONS AYANT UN PH INITIAL D'ENVIRON 6,5 A ENVIRON 9 ET CONTENANT D'ENVIRON 1 A ENVIRON 100MGL D'URANIUM SONT ADDITIONNEES D'UN SEL D'ALUMINIUM OU D'UN SEL DE FER, TEL QUE LE SULFATE D'ALUMINIUM, EN QUANTITE SUFFISANTE POUR QUE LE PH FINAL SOIT D'ENVIRON 5,5 A ENVIRON 8,5 ET POUR QU'IL Y AIT PRECIPITATION, COAGULATION ET ADSORPTION D'AU MOINS 90 DE L'URANIUM INITIALEMENT CONTENU DANS LA SOLUTION ET QUE LA TENEUR DE L'URANIUM RESTANT DANS LA SOLUTION FINALE OBTENUE SOIT EGALE OU INFERIEURE A ENVIRON 1,8MGL.
Description
PROCEDE DE TRAITEMENT DE SOLUTIONS URANIFERES BASIQUES
PAR ADDITION D'UN SEL DE FER OU D ALUMINIUM
L invention a pour objet un procédé de traitement de solutions neutres ou basiques, contaminées par de l'uranium.
PAR ADDITION D'UN SEL DE FER OU D ALUMINIUM
L invention a pour objet un procédé de traitement de solutions neutres ou basiques, contaminées par de l'uranium.
D un point de vue plus général, l'invention vise à fournir un procédé de traitement de solutions uranifères neutres ou basiques. contenant éventuellement du radium, lequel procédé comprend l'ajustement du pH final et la décontamination en uranium et en radium à des valeurs telles que les solutions, aprés traitement, puissent être rejetées sans nuire à l'environnement naturel.
L'extraction des minerais d'uranium à partir de mines à ciel ouvert ou de mines souterraines nécessite de traiter les eaux d exhaure, dont les débits peuvent atteindre jusqu'à plusieurs centaines de mètres cube.
Ces eaux d exhaure contiennent différents éléments, notamment de l'uranium et éventuellement du radium, à des concentrations susceptibles d' être nuisibles à 1' envi- ronnement naturel lorsqu'elles y sont rejetées. Par ailleurs, ces eaux présentent généralement un pH également nuisible à l'environnement naturel.
Il en est de même des effluents liquides résultant du traitement acide ou alcalin de minerais d'uranium.
Afin de ne pas nuire à l'environnement naturel, notamment au réseau hydrogéologique dans lequel les eaux d'exhaure et les effluents liquides sont rejetés, la concentration de ces eaux et effluents respectivement en uranium et en radium doit être aussi faible que possible. Ceci explique la raison pour laquelle on a fixé des normes tris strictes concernant le pH et les teneurs maximales en uranium et en radium pour le rejet des solutions constituees par les eaux d'exhaure et les effluents liquides. Il faut en effet que le, pH final de ces solutions soit compris entre 5,5 et 8,5, que la teneur en radium corresponde à une activité éga.le ou inférieure à 10 pCi/l et que la teneur en uranium soit égale ou inférieure à 1,8 mg/l.
On sait éliminer le radium par un traitement au chlorure de baryum, qui en présence d'ions sulfate, provoque la formation de sulfate de baryum et de sulfate de radium qui précipitent.
Quant à l'élimination de l'uranium, dans les procédés mis en oeuvre à ce jour, on utilise des résines ou autres adsorbants (par exempl-e l'oxyde de titane), qui nécessitent des installations importantes et présentent souvent des risques de colmatage.
Le problème non encore résolu à ce jour est la mise au point d'un procédé de traitement d'eaux d'exhaure ou d'effluents contenant des teneurs en uranium à la fois trop faibles pour justifier l'implantation d'une unité de résine onéreuse, et trop élevées pour permettre le rejet de ces eaux et effluents dans la nature.
Les difficultés liées à l'élimination de l'ura- nium sont corrélées à plusieurs paramétres et notamment au fait que, dans les solutions uranifères, l'uranium se trouve sous diverses formes physiques, à savoir solides, solubles et colloïdales.
Les particules solides d'uranium font généralement l'objet d'une élimination par décantation ou filtration.
En ce qui concerne les particules solubles, leur existence s'explique le plus souvent par la formation d'acide sulfurique, ce qui conduit à des eaux acides permettant la lixiviation de l'uranium ou bien par la présence d'ions carbonate ou bicarbonate qui conduisent à des eaux alcalines, permettant la lixiviation de l'u- ranium.
Quant aux particules colloïdales, elles correspondent à un état intermédiaire entre l'uranium solide et soluble et elles ont généralement une taille de 10 à 10 3 microns et ne peuvent pas être éliminées par simple décantation ou filtration.
C'est notamment la coexistence, dans une meme solution de l'uranium soluble et colloïdal qui rend difficile la mise au point d'un procédé efficace d'élimination de l'uranium.
Un autre paramètre qui intervient dans l'élimi- nation de l'uranium, est la présence de nombreux autres ions ainsi que la valeur respective de leur concentration. Parmi ces ions on peut citer les ions calcium, sodium, magnesium, sulfate, carbonate, bicarbonate, chlorure, potassium, nitrate, ferrique, aluminium.
L'un des buts de l'invention est de fournir un procédé d'élimination d'uranium à partir de solutions uranifères neutres ou basiques, que l'uranium soit sous forme soluble et/ou sous forme colloïdale.
Un autre but de l'invention est de fournir un procédé d'élimination de l'uranium à partir de solutions uranifères neutres ou basiques, applicable même à des solutions fortement chargées en ions.
Un autre but de l'invention est de fournir un procédé d'élimination d'uranium, à partir de solutions uraniféres neutres ou basiques, quelle que soit la na-, ture des espèces ioniques en solution,
Un autre but de l'invention est de fournir un procédé d'élimination de l'uranium et du radium, à partir de solutions uranifères neutres ou basiques, à l'is- sue duquel les teneurs en uranium et en radium et la valeur du pH des solutions finales obtenues soient compatibles a-vec l'environnement naturel.
Un autre but de l'invention est de fournir un procédé d'élimination de l'uranium et du radium, à partir de solutions uranifères neutres ou basiques, à l'is- sue duquel les teneurs en uranium et en radium et la valeur du pH des solutions finales obtenues soient compatibles a-vec l'environnement naturel.
Un autre but de l'invention est de fournir un procédé d'élimination de l'uranium et du radium à partir de solutions uranifères neutres ou basiques, à l'issue duquel les teneurs en uranium et en radium ainsi que la valeur du pH des solutions finales obtenues, soient conformes aux normes législatives en vigueur.
Le procédé de traitement selon, l'invention, de décontamination et d'ajustement du pH de solutions uranifères neutres ou basiques, est caractérisé en ce que les solutions ayant un pH d'environ 6,5 à environ 9, et contenant environ 1 à environ 100 mg/l d'uranium, sont additionnées d'un sel d'aluminium ou d'un sel de fer, de préférence soluble dans les solutions et qui, après hydrolyse dans les solutions, conduit à la formation d'Al(OH) 3 ou de Fe(OH > 3 et est susceptible d'entrainer une diminution du pH, l'addition du sel d'aluminium ou de fer étant effectuée en quantité suffisante pour que le pH final soit d'environ 5,5 à environ 8,5, et pour qu'il y ait précipitation, coagulation et adsorption d'au moins environ 90 X de l'uranium initialement contenu dans la solution et que la teneur de l'uranium restant dans la solution finale obtenue, soit égale ou inferieure à environ 1,8 mg/l.
Les solutions uranifères neutres ou basiques traitées selon le procédé de l'invention, sont soit des eaux d'exhaure, soit proviennent du traitement de lixiviation basique de minerais d'uranium.
Le pH des solutions neutres ou basiques traitées selon le procédé de l'invention est généralement compris d'environ 7 a' environ 9.
L'uranium présent dans les solutions uranifères neutres ou basiques, traitées par le procédé selon l'in- vention, est sous forme soluble et/ou sous forme colloi- dale.
Dans les solutions neutres ou basiques traitées selon le procédé de l'invention, la forme solubilisée et la forme colloïdale de l'uranium coexistent géneralement dans des proportions respectives qui dépendent du pH et de la nature des ions en solution.
Pour fixer les idées, on peut considérer que dans la gamme de pH d'environ 7,5 à environ 9, l'uranium est en grande partie solubilisé, notamment à l'état de U02 (CO3)34-, mais qu'il existe aussi sous la forme colloidale.
Par contre, on peut considérer que dans la gamme de pH d'environ 6 à environ 7,5, a fortiori d'environ 6,5 à environ 7.5. l'uranium est essentiellement sous forme colloïdale, ce qui n exclut pas la présence d' ura- nium sous forme solubilisée.
Le sel d'aluminium (respectivement le sel de fer), de préférence soluble en milieu aqueux, notamment dans les solutions à traiter, est hydrolysé, après -avoir été additionné à la solution a' traiter, et il y a forma tion d'hydroxyde d'aluminium AltOH)3 3 (respectivement d'hydroxyde de fer Fe(OH)3), lequel est susceptible de faire coaguler et de faire adsorber l'uranium présent sous forme colloïdale dans la solution à traiter.
En d'autres termes, le sel d'aluminium (le sel de fer) joue le rôle de coagulant vis-à-vis de l'uranium colloïdal,
On rappelle que la forme colloïdale correspond à une phase constituée de particules si petites que les forces, à la surface, jouent un rôle important dans ses propriétes.
On rappelle que la forme colloïdale correspond à une phase constituée de particules si petites que les forces, à la surface, jouent un rôle important dans ses propriétes.
Les dimensions des particules colloïdales sont de 10 à 10 3 microns. Elles sont constituées par des associations de molécules ou de petits cristaux chargés par suite de l'adsorption d'ions et ainsi séparés de la solution par une double couche,
On rappelle également que le coagulant permet la séparation d'une suspension colloidale. Cette séparation de la suspension nécessite d'avoir recours à des moyens articifiels.Cette opération se résume en deux actions différentes
- déstabilisation par addition de réactifs chimiques qui, par des mécanismes d'agrégation ou d adsorp- tion, annulent les forces répulsives ou agissent sur l'hydrophilie des particules colloïdales
- agglomération des colloides "déchargés" : elle résulte de diverses forces d attraction entre particules mises en contact, d'abord par mouvement brownien jusqu'à l'obtention d'une grosseur de- 0,1 micron environ, puis par agitation mécanique extérieure amenant les flocons à une taille suffisante.
On rappelle également que le coagulant permet la séparation d'une suspension colloidale. Cette séparation de la suspension nécessite d'avoir recours à des moyens articifiels.Cette opération se résume en deux actions différentes
- déstabilisation par addition de réactifs chimiques qui, par des mécanismes d'agrégation ou d adsorp- tion, annulent les forces répulsives ou agissent sur l'hydrophilie des particules colloïdales
- agglomération des colloides "déchargés" : elle résulte de diverses forces d attraction entre particules mises en contact, d'abord par mouvement brownien jusqu'à l'obtention d'une grosseur de- 0,1 micron environ, puis par agitation mécanique extérieure amenant les flocons à une taille suffisante.
L'action coagulante des sels d'aluminium ou de fer utilisés dans l'invention résulte de l'hydrolyse qui suit leur dissolution, sans conduire immédiatement à la formation d'hydroxyde.
Les composés intermédiaires de l'aluminium ou de fer. complexes hydroxo-alumineux ou hydroxo-ferreux, apportent les charges nécessaires à la neutralisation des colloides, donc créent des ponts entre les colloides et amorcent le processus de floculation,
Il faut également noter que le pH joue un rôle très important dans 1 étude des phénomènes de coagulation-floculation.
Il faut également noter que le pH joue un rôle très important dans 1 étude des phénomènes de coagulation-floculation.
Par ailleurs, le sel d'aluminium ou de fer addi tionné à la solution à traiter est tel que l'aluminium (respectivement le fer) fait partie du cation, et que l'anion de ce sel, après hydrolyse du susdit sel dans la solution à traiter, est susceptible d'entrainer une diminution de pH, ce qui provoque la précipitation de l'uranium, notamment sous forme d'hydroxyde d'uranyle,
La quantité de sel d'aluminium ou de fer à additionner est telle que, d'une part, il se forme suffisamment de coagulant dans la solution uranifère à traiter pour coaguler et adsorber l'uranium colloïdal et que, d'autre part, le pH soit porté à une valeur d'environ 5,5 à environ 8,5, valeur appropriee à la précipitation de l'uranium solubilisé.
La quantité de sel d'aluminium ou de fer à additionner est telle que, d'une part, il se forme suffisamment de coagulant dans la solution uranifère à traiter pour coaguler et adsorber l'uranium colloïdal et que, d'autre part, le pH soit porté à une valeur d'environ 5,5 à environ 8,5, valeur appropriee à la précipitation de l'uranium solubilisé.
Selon un mode de réalisation préféré de l inven- tion, la quantité de sel d'aluminium (respectivement de fer) additionnée doit être telle que le pH final soit d'environ 6 à environ 7,5, car cette gamme de pH correspond au minimum de solubilité des ions A,l3+ (respectivement Fe ) du coagulant utilisé et permet la coagulation et l'adsorption du maximum d'uranium colloïdal.
Si l'on ajoute trop de sel d'aluminium (respectivement de fer), le pH diminue et dépasse la valeur limite inférieure correspondant au minimum de solubilisation des ions Al (respectivement Fe ) ; on retrouve alors les ions Al3+ (respectivement Fe3+) en solution, en quantité plus ou moins forte selon la minéralisation de la solution, et l'uranium se redissout.
La mise en oeuvre du procédé d'élimination de l'uranium selon l'invention peut permettre d'éliminer la totalité de l'uranium, mais l'élimination d'au moins environ 90 /, est suffisante pour obtenir des teneurs en uranium inférieures à 1.8 mg/l.
Les exemples indiqués ci-aprés montrent que, dans la pratique, on élimine généralement d'environ 95 à environ 98 X de 1' uranium initialement présent.
Parmi les sels d'aluminium et de fer utilisés, dans le procédé conforme à l'invention, on a avantageusement recours au sulfate d'aluminium, au chlorure ferrique et au sulfate ferrique.
On peut également envisager d'utiliser un mélange des sels mentionnés ci-dessus,
Parmi ces sels, le sulfate d'aluminium est par ticulièrement préféré, pour son efficacité et il permet de plus d'apporter des ions sulfate, nécessaires à 1'é- limination du radium, éventuellement présent dans la solutiorl.
Parmi ces sels, le sulfate d'aluminium est par ticulièrement préféré, pour son efficacité et il permet de plus d'apporter des ions sulfate, nécessaires à 1'é- limination du radium, éventuellement présent dans la solutiorl.
De plus, en utilisant le sulfate d'aluminium, on évite d'introduire des ions chlorure dans les eaux de rejet
En milieu aqueux, le sulfate d aluminium se comporte, comme l'indique la réaction suivante
En milieu aqueux, le sulfate d aluminium se comporte, comme l'indique la réaction suivante
Le sulfate d'aluminium utilisé est disponible dans le commerce et se trouve, par exemple, sous forme de solution, contenant environ 650 g/l d'Al2(SQ & et contenant. environ 8,2 Z d'Al2O3.
A la place du sel d'aluminium ou de fer, on peut envisager d'additionner directement Al(OH3) ou Fe(OH3) mais ces hydroxydes étant peu solubles, il est préférable d'avoir recours à la préparation in situ d'Al(OH)3 ou de FelOHZ3, car l'hydroxyde d'aluminium ou l'hydro- xyde de fer ainsi fraichement préparés sont plus actifs et ne posent pas de problemes de solubilité.
Selon un mode de réalisation préféré du procédé de l'invention, on utilise en général environ 10 à environ 250 mg de sel de fer ou d'aluminium par litre de solution à traiter.
La quantité de sel d'aluminium ou de sel de fer à additionner varie selon la minéralisation des solutions à traiter.
La quantité de sel d'aluminium à additionner varie non seulement selon la quantité d'uranium à éliminer mais aussi selon la minéralisation des solutions à traiter.
Par minéralisation, on entend la présence en quantité plus ou moins importante en ions calcium, magnésium, sodium, sulfate, ferrique, chlorure, carbonate, bicarbonate, phosphate, potassium, nitrate, silicium, aluminium initialement présents dans la solution.
Des solutions types de l'invention contiennent
- d'environ 0 à environ 6 000 mg/l d'ions
- d environ O à environ 600 mg/l d'ions Ca++
- d environ O à environ 200 mg/l d'ions Mg++
- d'environ O à environ 3 000 mg/l d'ions Na++
- d environ O à environ 4 000 mg/l d'ions Cl
- d'environ O à environ 100 mg/l d'ions K
- d'environ O à environ 10 mg/l d'ions N03
- d'environ O à environ 60 mg/l d'ions silicium rapporté à SiO2
- d'environ O à environ 10 mg,/l d'ions Ai3+
- d'environ O à environ 5 mg/l d'ions Fe3+
- d'environ O à environ 1 mg/i d'ions
PO43+.
- d'environ 0 à environ 6 000 mg/l d'ions
- d environ O à environ 600 mg/l d'ions Ca++
- d environ O à environ 200 mg/l d'ions Mg++
- d'environ O à environ 3 000 mg/l d'ions Na++
- d environ O à environ 4 000 mg/l d'ions Cl
- d'environ O à environ 100 mg/l d'ions K
- d'environ O à environ 10 mg/l d'ions N03
- d'environ O à environ 60 mg/l d'ions silicium rapporté à SiO2
- d'environ O à environ 10 mg,/l d'ions Ai3+
- d'environ O à environ 5 mg/l d'ions Fe3+
- d'environ O à environ 1 mg/i d'ions
PO43+.
L e s s o3 utions de l invention ont une concentration on ions carbonate égale ou inférieure à environ 100 mg/l, une concentration en bicarbonate égale ou in férieure à environ 300 mg/l, la somme des concentrations des ions carbonate et bicarbonate étant égale ou inférieure à environ 300 mg/l.
On désigne ci-après par solutions "fortement minéralisées", les solution s dans lesquelles la concentration totale en ions est supérieure à 1 g/l.
Des solutions types "fortement minéralisées" traitées avec le procédé selon l'invention contiennent par exemple
- d'environ 100 à environ 600 mg/l de Ca
- " 100 à " 200 mg/l de Mg
- " 200 à " 3 000 mg/l de Na
500 à " 6 000 mg/l de S04
- " 100 à " 4 000 mg/l de Cl
Dans le cas d'une solution fortement minéralisexe, on additionne le sel d'aluminium à raison d'environ 50 à environ 250 mg/l de solution à traiter.
- d'environ 100 à environ 600 mg/l de Ca
- " 100 à " 200 mg/l de Mg
- " 200 à " 3 000 mg/l de Na
500 à " 6 000 mg/l de S04
- " 100 à " 4 000 mg/l de Cl
Dans le cas d'une solution fortement minéralisexe, on additionne le sel d'aluminium à raison d'environ 50 à environ 250 mg/l de solution à traiter.
On désigne ci-après par solutions "faiblement minéralisées", les solutions dans lesquelles la concentration totale en ions est inférieure à 1g/l, notamment inférieure à 0,5 g/l.
Des solutions types "faiblement minéralisées" traitées par le procédé conforme à l'invention contiennent moins
- d environ 60 mg/l de Ca
- " 60 mg/l de Mg
- " 150 mg/l de Na , notamment d'environ + 25 mg/l de Na,
- d'environ 250 mg/l de SO;
Dans le cas d'une solution faiblement minérali sexe, on additionne le sel d'aluminium à raison d'environ 10 à environ 100 mg/l de solution à traiter.
- d environ 60 mg/l de Ca
- " 60 mg/l de Mg
- " 150 mg/l de Na , notamment d'environ + 25 mg/l de Na,
- d'environ 250 mg/l de SO;
Dans le cas d'une solution faiblement minérali sexe, on additionne le sel d'aluminium à raison d'environ 10 à environ 100 mg/l de solution à traiter.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, apres la précipitation, la coagulation et l'adsorption de l uranium, les particules solides d'uranium formées sont séparées des solutions, notamment par décantation.
Un mode de réalisation préféré du procédé conforme à l'invention comprend une étape supplémentaire dont le but est l'élimination du radium, qui peut être également contenu dans les solutions uranifères à traiter.
A la suite de la mise en oeuvre du procédé d'élimination de l'uranium défini ci-dessus, à partir de solutions uraniferes neutres ou basiques, à l'issue duquel les solutions uranifères traitées contiennent moins d'environ 1,8 mg/l d'uranium et ont un pH compris d'environ 5,5 à environ 8,5, notamment d'environ 6 à environ 7,5, on élimine le radium en le précipitant sous forme de sulfate de radium, par addition en présence d'ions sulfate, de chlorure de baryum en quantité suffisante pour que la teneur des ions radium restant en solution corresponde à une activité égale ou inférieure à environ 10 pCi/l.
L'opération d'élimination du radium se fait dans des conditions telles qu'il n'y a pas de modifications sensibles de la valeur du pH de la solution obtenue à l'issue de l'étape d'élimination de l'uranium.
Au cours de la précipitation du sulfate de radium, le sulfate de baryum, souvent présent, coprecipite également.
On effectue, après cette étape, une séparation entre les particules solides formées de radium et les solutions, notamment par décantation, ce qui permet d'obtenir des solutions contenant une concentration en uranium égale ou inférieure à 1,8 mg/i et en radium telle qu'elle corresponde à une activité égale ou inférieure à 10 pCi/l.
Pour simplifier l'expression "concentration en radium correspondant à une activité exprimée en picocurie par litre (pCi/l)", on utilisera, dans la suite du texte, l'expression "concentration en radium en picocurie par litre (pCi/l)". Par exemple, l'expression "concentration en radium de 10 pCi/l" signifie "concentration en radium correspondant à une activité de 10 pCi/l".
On peut également procéder au traitement de l'é- limination du radium sur les solutions ayant subi le procédé d'élimination de l'uranium, comme indiqué cidessus, mais dans lesquelles les particules solubles d'uranium formées n'ont pas été éliminées des solutions.
A l'issue de la précipitation du radium, on effectue alors une séparation entre les particules solides d'uranium et de radium, notamment par décantation, ce qui permet d'obtenir des solutions contenant une concentration en uranium inférieure ou égale à 1,8 mg/l et une concentration en radium égale ou inferieure à 10 pCi/l.
Les solutions uranif.éres à traiter contiennent généralement d'environ 10 à 2 000 pCi/l de radium
Le chlorure de baryum utilisé est disponible dans le commerce, et est livré sous forme de solutions contenant environ 350 g/l de chlorure de baryum.
Le chlorure de baryum utilisé est disponible dans le commerce, et est livré sous forme de solutions contenant environ 350 g/l de chlorure de baryum.
Lorsqu'on utilise du chlorure de baryum contenant environ 350 g/l de Bacul2, la quantité de baryum à ajouter varie généralement d'environ 10 à environ 20 mg/l. selon les solutions à traiter.
Les solutions traitées par le procédé selon l'invention contiennent généralement suffisamment de sulfate pour qu'il y ait une élimination presque totale du radium ; de toute façon, il est toujours possible d'introduire des ions sulfate supplémentaires en mettant en oeuvre, dans la partie correspondant. à l'élimination de l'uranium, du sulfate d'aluminium ou du sulfate ferrique.
Selon un autre mode de réalisation du procédé selon l'invention, les étapes respectives d'élimination de -l'uranium et de l'élimination du radium peuvent être interverties, si les solutions à traiter contiennent suffisamment d'ions sulfate, ne nécessitant pas l'in- troduction d'ions sulfate supplémentaires.
Il est intéressant de noter que compte tenu des quantités de chlorure de baryum généralement utilisées pour traiter les solutions de l'invention, la teneur en ion chlorure apportée par le chlorure de baryum est très faible, voisine d'environ 5 mg/l. teneur en général tres inférieure à la quantité d'ions chlorure contenus initialement dans les solutions à traiter,
Les exemples suivants, donnés à titre indicatif, permettront une meilleure compréhension de l'invention, sans en limiter la portée.
Les exemples suivants, donnés à titre indicatif, permettront une meilleure compréhension de l'invention, sans en limiter la portée.
EXEMPLE 1
On traite par le procédé conforme à l'invention, une solution uranifère neutre (eaux d'exhaure), de pH initial 6,8, et contenant
- 1,55 mg/l d'U
- 65 pci/l de Ra
- 64 mg/l de S04 ++
- 20 mg/l de Ca
- 4 mg/i de Mg++
- .10 mg/l de Na
- 13 mg/l de Cl
- 10 mg/l de CO3
- 30 mg/l de HCO3-
- 10 mg/l de SiO2
- 3 mg/l de K
- 2 mg/l de NO3-
- < 1 mg/l d'Al3+
- < 1 mg/l de Fe3+
3+
- < 0,1 mg/i de P04
On additionne. pour éliminer l'uranium, du sulfate d'aluminium à raison d'environ 250 mg/i de solution à traiter.
On traite par le procédé conforme à l'invention, une solution uranifère neutre (eaux d'exhaure), de pH initial 6,8, et contenant
- 1,55 mg/l d'U
- 65 pci/l de Ra
- 64 mg/l de S04 ++
- 20 mg/l de Ca
- 4 mg/i de Mg++
- .10 mg/l de Na
- 13 mg/l de Cl
- 10 mg/l de CO3
- 30 mg/l de HCO3-
- 10 mg/l de SiO2
- 3 mg/l de K
- 2 mg/l de NO3-
- < 1 mg/l d'Al3+
- < 1 mg/l de Fe3+
3+
- < 0,1 mg/i de P04
On additionne. pour éliminer l'uranium, du sulfate d'aluminium à raison d'environ 250 mg/i de solution à traiter.
L sulfate d'aluminium utilisé est commercialisé par la Société ATOCHEM. Il est livré sous forme d'une solution d'environ 650 g/l d'Al2(SO4)3, contenant 8,2 % d'Al2O3.
Pour éliminer le radium, on utilise du chlorure de baryum, à raison d'environ 10 mg/l de solution à traiter.
Le chlorure de baryum utilisé est commercialisé par la Société ATOCHEM. Il est livré sous forme de solution contenant environ 350 g/l de BaCl2.
Après traitement, le pH final est d'environ 6,8, la concentration en radium est de 2,5 pCi/l et la concentration en uranium est de 0,13 mg/l.
EXEMPLE 2
On traite par le procédé conforme à l'invention une solution uranifère basique (eaux d'exhaure), de pH initial de 7,8, et contenant
- 3 mg/l d'U
- 49 pCi/l de Ra
- 185 mg/l de SO
- < 5 mg/l d'Al
- 59 mg/l de Ca
- < 1 mg/l de Fe3+ 9 9 mg/l de Mg
- 14 mg/l de Na
- 7 mg/i de Ci
- des traces de C03
- 59 .mg/l d'HC03
- < 0,1 mg/l de PO43+
- 29 mg/i de SiO2
- 3 mg/l de K
- 2 mg/l de N03
On additionne, pour éliminer l'uranium, le sulfate d'aluminium de même caractéristique que celui utilisé dans l'exemple 1, à raison d'environ 100 mg/l de solution à traiter.
On traite par le procédé conforme à l'invention une solution uranifère basique (eaux d'exhaure), de pH initial de 7,8, et contenant
- 3 mg/l d'U
- 49 pCi/l de Ra
- 185 mg/l de SO
- < 5 mg/l d'Al
- 59 mg/l de Ca
- < 1 mg/l de Fe3+ 9 9 mg/l de Mg
- 14 mg/l de Na
- 7 mg/i de Ci
- des traces de C03
- 59 .mg/l d'HC03
- < 0,1 mg/l de PO43+
- 29 mg/i de SiO2
- 3 mg/l de K
- 2 mg/l de N03
On additionne, pour éliminer l'uranium, le sulfate d'aluminium de même caractéristique que celui utilisé dans l'exemple 1, à raison d'environ 100 mg/l de solution à traiter.
Pour éliminer le radium, on utilise le même chlorure de baryum que celui utilisé dans l'exemple précédent, à raison d'environ 10 mg/l de solution à traiter.
Après traitement, le pH de la solution est de 6,06, la concentration en uranium est de 0,30 mg/i et la concentration en radium est de 1,1 pCi/l.
La figure 1 représente la courbe de variation de la quantité d'uranium, dans la solution uranifère définie ci-dessus, en fonction de la quantité de sulfate d'aluminium additionnée et du pH correspondant.
On a représenté en abscisses la quantité, exprimée en mg/l, d'A12(SQ4)3 ajoutée, èt- en ordonnées, la quantité d'uranium exprimée en mg/l.
La figure 2 représente la courbe de l'influence du sulfate d'aluminium sur l'élimination de l'uranium, à partir de la solution uranifére définie ci-dessus.
On a représenté en abscisses la quantité, exprimée en mg/l, d'Ai2 (SQ4)3 ajoutée, et en ordonnées, la quantité d'uranium exprimée en mg/l.
On remarque que l'addition à la solution d'une quantité de 100 mg/l impose à la solution un pH de 6,2, qui correspond à la coagulation et à l adsorption maximale de l'uranium, c'est-à-dire à la concentration minimale de l'uranium en solution.
Pour des quantités de sulfate d'aluminium addi tionnées supérieures à 100 mg/l, le pH continue de décroitre puisqu'il y a acidification par formation d'acide sulfurique suite à l'hydrolyse d'Al2SO4, mais au fur et à mesure que le pH décroit, l'uranium se redissout et la quantité d'uranium en solutio,n augmente.
EXEMPLE 3
On traite par le procédé conforme à l'invention une solution uranifère basique (eaux d'exhaure), de pH 7,42 et contenant
- 9 mg/l d'U
- 1 213 pCi/l de Ra
- 650 mg/l de SO
- < 5 mg/l d'Al
- 402 mg/l de Ca
- < 1 mg/l de Fe
- 152 mg/l de Mg
- 2 060 mg/l de Na+
- 3 580 mg/l de Cl
- < 10 mg/l de CO
- 118 mg/l de HCQ
- < 0.1 mg/l de PO4
- 21 mg/l de SiO2
60 mg/l de K
- 10 mg/i de NO3
On additionne, pour éliminer l'uranium, le sulfate d'aluminium de même caractéristique que celui utilisé dans l'exemple 1, à raison d'environ 200 mg/l de solution à traiter,
Pour éliminer le radium, on utilise le chlorure de baryum de mêmes caractéristiques que celui utilisé dans l'exemple précédent, à raison d'environ 20 mg/l de solution à traiter.
On traite par le procédé conforme à l'invention une solution uranifère basique (eaux d'exhaure), de pH 7,42 et contenant
- 9 mg/l d'U
- 1 213 pCi/l de Ra
- 650 mg/l de SO
- < 5 mg/l d'Al
- 402 mg/l de Ca
- < 1 mg/l de Fe
- 152 mg/l de Mg
- 2 060 mg/l de Na+
- 3 580 mg/l de Cl
- < 10 mg/l de CO
- 118 mg/l de HCQ
- < 0.1 mg/l de PO4
- 21 mg/l de SiO2
60 mg/l de K
- 10 mg/i de NO3
On additionne, pour éliminer l'uranium, le sulfate d'aluminium de même caractéristique que celui utilisé dans l'exemple 1, à raison d'environ 200 mg/l de solution à traiter,
Pour éliminer le radium, on utilise le chlorure de baryum de mêmes caractéristiques que celui utilisé dans l'exemple précédent, à raison d'environ 20 mg/l de solution à traiter.
Après traitement, le pH de la solution est de 6,07, la concentration en uranium est de 0,7 mg/i et la concentration en radium est de 6,5 pCi/l.
Sur la courbe 3, on a représenté la variation de la quantité d'uranium présente dans la solution uranifé- re, en fonction de la quantité de sulfate d'aluminium additionnée. et du pH correspondant.
On a porté en abscisses la quantité d'Al2504 ad- ditionnée, exprimée en mg/l, et en ordon,nées la quantité d'uranium exprimée en'mg/l.
EXEMPLE ;
On traite par le procédé conforme à l'invention une solution uranifere basique (eaux d'exhaure), de pH a, 06 et contenant
- 1.3 mg/i d'U
- 12 pCi/l de Ra
- 884 mg/l de S04
- 56 mg/l de Ca
- 57 mg/l de Mg
- 315 mg/l de Na
- 31 mg/l de Cl
- 12 mg/i de C03
- 280 mg/l de HC03
On additionne, pour éliminer l'uranium. le sulfate d'aluminium de mêmes caractéristiques que celui utilisé dans l'exemple 1, à raison d'environ 250 mg/l de solution à traiter.
On traite par le procédé conforme à l'invention une solution uranifere basique (eaux d'exhaure), de pH a, 06 et contenant
- 1.3 mg/i d'U
- 12 pCi/l de Ra
- 884 mg/l de S04
- 56 mg/l de Ca
- 57 mg/l de Mg
- 315 mg/l de Na
- 31 mg/l de Cl
- 12 mg/i de C03
- 280 mg/l de HC03
On additionne, pour éliminer l'uranium. le sulfate d'aluminium de mêmes caractéristiques que celui utilisé dans l'exemple 1, à raison d'environ 250 mg/l de solution à traiter.
Pour éliminer le radium, on utilise le chlorure de baryum de mêmes caractéristiques que celui utilisé dans l'exemple précédent. à raison d'environ 10 mg/l de solution à traiter.
Après traitement, le -pH de la solution est de 6.27, la concentration en uranium est de 0,2 mg/l et la concentration en radium est inférieure à 1 pCi/l.
Claims (7)
1. Procédé de décontamination et d'ajustement du pH de solutions uranifères pour les rendre compatibles avec l'environnement naturel, dans lequel elles sont susceptibles d 'être rejetées, caractérisé en ce que les solutions ayant un pH d'environ 6,5, a environ 9, et contenant environ 1 à environ 100 mg/l d'uranium, sont additionnées d'un sel d'aluminium ou d un sel de fer, de préférence soluble dans les solutions et qui, après hydrolyse dans les solutions, conduit à la formation d'Al(OH)3 ou de Fe(OH)3 et est susceptible d'entrainer une diminution du pH, l addition du sel d'aluminium ou e de fer étant effectuée en quantité suffisante pour que le pH final soit d'environ 5,5 à environ 8,5, et pour nu il y ait précipitation, coagulation et adsorption d'au moins environ 90 7. de l'uranium initialement contenu dans la solution et que la teneur de l'uranium restant dans la solution finale obtenue, soit égale ou inférieure à environ 1,8 mg/l.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sel d'aluminium ou de fer est choisi parmi le sulfate d'aluminium, le sulfate ferrique ou le chlorure ferrique.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le sel d'aluminium est du sulfate d'aluminium.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3. caractérisé en ce que le sel d'aluminium ou de fer est additionné à la solution à traiter à raison d'environ 10 à environ 250 mg/l de solution à traiter.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape supplémentaire d'élimination du radium initialement contenu dont la concentration correspond à une activité d'environ 10 à environ 2 000 pCi/l, consistant, à l'is- sue de l'étape d'élimination de l'uranium, à faire précipiter le radium sous forme de sulfate de radium, par addition, en présence d'ions sulfate, de chlorure de baryum en quantité suffisante pour que la teneur des ions radium restant en solution corresponde à une activité égale ou inférieure a environ 10 pCi/l.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, les solutions initiales à traiter contiennent
- d'environ 0 à environ 6 000 mg/l d'ions SO4--
- d'environ O à environ 600 mg/l d'ions Ca
- d environ 0 à environ 200 mg/l d'ions Mg
- d'environ 0 à environ 3 000 mg/l d'ions Na
- d'environ 0 à environ 4 000 mg/l d'ions Ci
- d'environ 0 à environ 100 mg/l d'ions K+
- d'environ 0 à environ 10 mg/l d'ions N03
- d'environ 0 à environ 60 mg/l d'ions silicium rapporté à SiO2 3+
- d'environ 0 à environ 10 mg/l d'ions Al
- d'environ 0 à environ 5 mg/l d'ions Fe3+
- d'environ 0 à environ 1 mg/l d'ions
3+
P04
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérise en ce que les solutions initiales à' traiter contiennent
- d'environ 100 à environ 600 mg/l de Ca
- " 100 à " 200 mg/l de Mg
200 à " 3 000 mg/i de Na+
- " 500 à " 6 000 mg/l de
- " 100 à " 4 000 mg/l de Cl
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les solutions initiales à traiter contiennent moins
- d'environ 60 mg/l de Ca
- " 60 mg/l de Mg
150 mg/l de Na+, notamment d'environ 25 mg/l de Na,
- d'environ 250 mg/l de SO4
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8405242A FR2562312B1 (fr) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | Procede de decontamination en uranium et en radium de solutions uraniferes basiques par addition d'un sel de fer ou d'aluminium |
| OA58556A OA07980A (fr) | 1984-04-03 | 1985-04-03 | Procédé de traitement de solutions uranifères basiques par addition d'un sel de fer ou d'aluminium. |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8405242A FR2562312B1 (fr) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | Procede de decontamination en uranium et en radium de solutions uraniferes basiques par addition d'un sel de fer ou d'aluminium |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2562312A1 true FR2562312A1 (fr) | 1985-10-04 |
| FR2562312B1 FR2562312B1 (fr) | 1989-03-03 |
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| FR8405242A Expired FR2562312B1 (fr) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | Procede de decontamination en uranium et en radium de solutions uraniferes basiques par addition d'un sel de fer ou d'aluminium |
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|---|---|
| FR (1) | FR2562312B1 (fr) |
| OA (1) | OA07980A (fr) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008017764A1 (fr) * | 2006-08-11 | 2008-02-14 | Compagnie Europeenne Du Zirconium Cezus | Methode de stabilisation du radium dans les effluents solides ou comportant des matieres en suspension |
| WO2015061836A1 (fr) * | 2013-11-01 | 2015-05-07 | Strategic Metallurgy Pty Ltd | Procédé de récupération de métal |
| CN111547877A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-08-18 | 核工业北京化工冶金研究院 | 一种硝酸体系含铀废水的除铀方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US3449065A (en) * | 1963-05-28 | 1969-06-10 | Commissariat Energie Atomique | Method of separation of radium |
| US4347141A (en) * | 1980-07-14 | 1982-08-31 | Rothberg Michael R | Process for removal of radioactive materials from aqueous solutions |
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1984
- 1984-04-03 FR FR8405242A patent/FR2562312B1/fr not_active Expired
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1985
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| OA07980A (fr) | 1987-01-31 |
| FR2562312B1 (fr) | 1989-03-03 |
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