FR2696579A1 - Plutonium-contaminated ion exchange resin treatment - by oxidn. with silver ions in divided electrolysis cell to achieve high plutonium recovery - Google Patents

Plutonium-contaminated ion exchange resin treatment - by oxidn. with silver ions in divided electrolysis cell to achieve high plutonium recovery Download PDF

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    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
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Abstract

Treatment of Pu-contaminated ion exchange resins involves subjecting the resins, suspended in nitric soln., to oxidn. by Ag2+ ions continuously regenerated by electrolysis, at 40-80 deg.C to destroy the resins and dissolve the Pu, in an electrolysis cell divided by a porous wall into anodic and cathodic compartments. The anodic compartment contains an anode and the resins, suspended in an aq. soln. contg. 3-7 mol/l. nitric acid and 0.05-0.15 mol/l. Ag, and the cathodic compartment contains a cathode and a 7-10 N nitric acid soln. Throughout the electrolysis, 8-12 N nitric acid soln. is introduced into the cathodic compartment and the acidity of the aq. nitric soln. in the anodic compartment is maintained at 3-7 mol/l. by addn. of a weak base. Air is bubbled into the cathodic compartment to convert nitrous acid back into nitric acid. The weak base is CaCO3. Electrolysis is carried out at 10-30 A, while introducing 8-12 N nitric acid into the cathodic compartment at 60-80 ml/hr. During part of the electrolysis time, resin and Ag ions are introduced into the anodic compartment to maintain the resin and Ag ion concns. constant at 100 g/l. and 0.1 mol/l. respectively in the nitric soln. which contains 5 mol/l. HNO3. ADVANTAGE - The process gives Pu recoveries greater than 96% and completely destroys the resins.

Description

Procédé de traitement de résines échangeuses d'ions contaminées par du pLutonium."
La présente invention a pour objet un procédé de traitement de résines échangeuses d'ions contaminées par du plutonium.
Process for treating ion exchange resins contaminated with platonium.
The present invention relates to a method for treating ion exchange resins contaminated with plutonium.

Les résines échangeuses d'ions contaminées sont des déchets organiques qui peuvent être très riches en plutonium, mais dans lesquels le plutonium est chimiquement lié à la matrice de résine, ce qui conduit à certaines difficultés de traitement pour récupérer la totalité du plutonium. Contaminated ion exchange resins are organic wastes that can be very rich in plutonium, but in which the plutonium is chemically bound to the resin matrix, which leads to some processing difficulties to recover all of the plutonium.

Généralement, on récupère le plutonium par élution en réalisant plusieurs rinçages successifs des résines par des solutions appropriées. Generally, the plutonium is recovered by elution by performing several successive rinses of the resins with appropriate solutions.

Cependant, le rendement global d'extraction du plutonium reste toujours inférieur à 90X ; de plus, ce procédé conduit à un volume relativement important de solutions contenant du plutonium qui ne sont pas directement purifiables par des procédés classiques.However, the overall yield of plutonium extraction is still less than 90X; in addition, this process results in a relatively large volume of plutonium-containing solutions that are not directly purifiable by conventional methods.

On connait d'autres procédés de traitement de déchets organiques contaminés, et parmi ceuxci on a développé récemment un procédé utilisant des ions argent régénérés par électrolyse, comme il est décrit dans EP-A- 0 158 555. Other methods for the treatment of contaminated organic waste are known, and among these there has recently been developed a process using electrolytically regenerated silver ions as described in EP-A-0 158 555.

Dans ce document, on oxyde Le plutonium présent dans des déchets au moyen d'ions Ag2+ en solution nitrique et on récupère en fin d'opération les déchets solides décontaminés et une solution nitrique contenant le plutonium. In this document, the plutonium present in waste is oxidized by means of Ag2 + ions in nitric solution and the decontaminated solid waste and a nitric solution containing the plutonium are recovered at the end of the operation.

La présente invention a pour objet un procédé de traitement de résines échangeuses d'ions contaminées, utilisant également l'oxydation par des ions Ag2+ régénérés électrolytiquement, qui permet d'obtenir des rendements de récupération en plutonium supérieurs à 96% et de détruire complètement les résines. The present invention relates to a method for treating contaminated ion exchange resins, also using oxidation by electrolytically regenerated Ag2 + ions, which makes it possible to obtain plutonium recovery efficiencies greater than 96% and to completely destroy the resins.

Ce procédé de traitement de résines échangeuses d'ions contaminées par du plutonium, se caractérise en ce que l'on soumet les résines échangeuses d'ions en suspension dans une solution nitrique à une oxydation par des ions Ag2+ régénérés en continu par électrolyse, à une température de 400C à 800C, pendant une durée suffisante pour détruire les résines et dissoudre le plutonium dans la solution, en opérant dans une cellule d'électrolyse divisée par une paroi poreuse en un compartiment anodique et en un compartiment cathodique,
Le compartiment anodique contenant une anode et
les résines à traiter en suspension dans une solution aqueuse nitrique contenant de L'argent ayant une concentration en acide nitrique de 3 à 7 mol/l et une concentration en argent de 0,05 à 0,-15mol/l, et le compartiment cathodique contenant une cathode et de l'acide nitrique 7 à 10N, et en ce que, pendant toute la durée de I'électrolyse, on introduit de L'acide nitrique 8. à 12N dans le compartiment
cathodique et on maintient l'acidité de la solution
aqueuse nitrique du compartiment anodique à une
valeur de 3 à 7 mol/l par addition d'une base
faible.
This process for the treatment of plutonium-contaminated ion exchange resins is characterized by subjecting the ion exchange resins suspended in a nitric solution to oxidation by continuously regenerated Ag2 + ions by electrolysis. a temperature of 400C to 800C, for a time sufficient to destroy the resins and dissolve the plutonium in the solution, operating in an electrolytic cell divided by a porous wall into an anode compartment and a cathode compartment,
The anode compartment containing an anode and
the resins to be treated in suspension in a nitric aqueous solution containing silver having a nitric acid concentration of 3 to 7 mol / l and a silver concentration of 0.05 to 0.15 mol / l, and the cathode compartment containing a cathode and nitric acid 7 to 10N, and in that, throughout the electrolysis, is introduced nitric acid 8. to 12N in the compartment
cathodic and we maintain the acidity of the solution
aqueous nitrate of the anode compartment to a
value of 3 to 7 mol / l by addition of a base
low.

Dans ce procédé, le fait d'opérer à une
température supérieure à la température ambiante,
par exemple à 600C, permet d'obtenir une oxydation
plus poussée des résines échangeuses d'ions et
de parvenir ainsi à la destruction de leur squelette
organique, en récupérant plus de 96% du plutonium qu'elles contiennent. Ceci est très avantageux car on limite, d'une part, le volume du déchet final (résine) à stocker, et on obtient, d'autre part, une solution nitrique contenant pratiquement la totalité du plutonium qui peut être traitée par des procédés classiques en vue de récupérer le plutonium.
In this process, operating at a
temperature above ambient temperature,
for example at 600C, makes it possible to obtain an oxidation
further ion exchange resins and
to thus achieve the destruction of their skeleton
organic, by recovering more than 96% of the plutonium they contain. This is very advantageous because it limits, on the one hand, the volume of the final waste (resin) to be stored, and on the other hand, a nitric solution containing substantially all of the plutonium that can be treated by conventional processes is obtained. to recover the plutonium.

Par ailLeurs, le fait d'introduire en continu dans le compartiment cathodique de l'acide nitrique à une concentration plus élevée que celle de la solution du compartiment anodique crée un fLux de matière du compartiment cathodique vers le compartiment anodique, ce qui permet d'éviter que du plutonium ne vienne en contact avec la cathode et ne perturbe les réactions. In addition, the fact of continuously introducing into the cathode compartment nitric acid at a higher concentration than that of the solution of the anode compartment creates a fLux of material from the cathode compartment to the anode compartment, which makes it possible to avoid that plutonium comes into contact with the cathode and disturbs the reactions.

Toutefois, cet apport d'acide nitrique induit une variation de volume dans le compartiment anodique ainsi qu 1une augmentation d'acidité, mais en neutralisant en continu, conformément à l'invention, l'excès d'acidité dans Le compartiment anodique par addition d'une base faible, on peut maintenir des conditions opératoires optimales pendant toute la durée du traitement. However, this addition of nitric acid induces a volume variation in the anode compartment as well as an increase in acidity, but by continuously neutralizing, according to the invention, the excess acidity in the anode compartment by adding With a weak base, optimal operating conditions can be maintained throughout the course of the treatment.

Selon un mode préféré de réalisation du procédé de l'invention, on fait barboter de plus de l'air dans le compartiment cathodique pour recombiner L'acide nitreux, produit par électrolyse dans ce compartiment, en acide nitrique. According to a preferred embodiment of the process of the invention, more air is bubbled into the cathode compartment to recombine the nitrous acid, produced by electrolysis in this compartment, nitric acid.

En effet, dans le compartiment cathodique, l'acide nitrique se transforme par électrolyse en acide nitreux HN02, mais celui-ci peut être recombiné avec l'oxygène de l'air pour régénérer de l'acide nitrique conformément au schéma réaction nel suivant :

Figure img00040001
In fact, in the cathode compartment, the nitric acid is converted by electrolysis into nitrous acid HNO 2, but this can be recombined with the oxygen of the air to regenerate nitric acid according to the following reaction scheme:
Figure img00040001

Ainsi, on peut réduire l'apport d'acide nitrique 8 à 12N dans le compartiment cathodique. Thus, the supply of nitric acid 8 to 12N in the cathode compartment can be reduced.

De plus, la saturation gazeuse de la solution du compartiment cathodique par l'oxygène et L'azote de l'air diminue le coefficient de solubilité de l'acide nitreux. Ceci permet en particulier d'éviter la réaction parasite décrite ci-dessous entre L'acide nitreux et les ions Ag2+.

Figure img00040002
In addition, the gaseous saturation of the solution of the cathode compartment by the oxygen and the nitrogen of the air decreases the solubility coefficient of the nitrous acid. This makes it possible in particular to avoid the parasitic reaction described below between nitrous acid and the Ag2 + ions.
Figure img00040002

Selon l'invention, La base faible ajoutée dans le compartiment anodique pour neutraliser l'excès d'acidité est de préférence constituée par un produit solide soluble dans la solution et faciliment éliminable pour ne pas engendrer de dilution supplémentaire. According to the invention, the weak base added in the anode compartment to neutralize the excess acidity is preferably constituted by a solid product soluble in the solution and easily removable so as not to generate additional dilution.

A titre d'exemple d'une telle base, on peut citer le carbonate de calcium, dont une partie est éliminée sous la forme de C02.  By way of example of such a base, mention may be made of calcium carbonate, a part of which is eliminated in the form of CO 2.

Pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention, les résines échangeuses d'ions à traiter sont de préférence soumises tout d'abord à un broyage afin d'augmenter les surfaces d'échange entre la résine et la solution nitrique de dissolution. To implement the process of the invention, the ion exchange resins to be treated are preferably first subjected to grinding in order to increase the exchange surfaces between the resin and the nitric solution of dissolution.

Les paramètres de traitement tels que l'intensité de courant et Le débit d'introduction de l'acide nitrique 8 à 12N dans le compartiment cathodique sont choisis en fonction de la cellule utilisée et des autres paramètres de traitement. The treatment parameters such as the current intensity and the rate of introduction of nitric acid 8 to 12N into the cathode compartment are chosen according to the cell used and the other treatment parameters.

Généralement, on obtient de bons résultats avec des intensités de courant de 10 à 30 A, et des débits d'introduction du HN03 de 60 à 80ml/ h. Generally, good results are obtained with current intensities of 10 to 30 A, and rates of introduction of HNO 3 from 60 to 80 ml / h.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront mieux à la lecture de la description qui suit donnée bien entendu à titre illustratif et non limitatif en référence au dessin annexé sur lequel
- la figure 1 représente de façon schémati- que une installation de mise en oeuvre du procédé de l'invention, et
- la figure 2 représente de façon schématique une autre installation de mise en oeuvre du procédé de l'invention.
Other characteristics and advantages of the invention will appear better on reading the description which follows, given of course by way of illustration and not limitation with reference to the appended drawing in which
FIG. 1 schematically represents an installation for implementing the method of the invention, and
- Figure 2 schematically shows another installation for implementing the method of the invention.

Sur la figure 1, on a représenté en coupe verticale une installation pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention de façon discontinue. In Figure 1, there is shown in vertical section an installation for implementing the method of the invention discontinuously.

Cette installation est constituée par une cellule d'électrolyse (1) divisée par une paroi poreuse (3) en un compartiment anodique (5) et un compartiment cathodique (7). This installation consists of an electrolysis cell (1) divided by a porous wall (3) into an anode compartment (5) and a cathode compartment (7).

Le compartiment anodique (5) contient
L'anode (9) constituée par exemple par une grille de Pt et un agitateur (11), alors que le compartiment cathodique comprend la cathode (13) et des moyens d'amenée d'air (15). Dans le compartiment anodique, on peut introduire la suspension de résine (16) dans une solution nitrique contenant des ions argent ainsi que la base faible, par exemple le carbonate de calcium, par l'orifice d'introduction (17).
The anode compartment (5) contains
The anode (9) constituted for example by a Pt grid and an agitator (11), while the cathode compartment comprises the cathode (13) and air supply means (15). In the anode compartment, the resin suspension (16) can be introduced into a nitric solution containing silver ions as well as the weak base, for example calcium carbonate, through the introduction orifice (17).

Le compartiment cathodique (7) peut être alimenté en continu en acide nitrique par la conduite (19). The cathode compartment (7) can be fed continuously with nitric acid via the pipe (19).

La cellule (1) est également munie de moyens de chauffage (non représentés sur le dessin) pour amener la température à la valeur voulue. The cell (1) is also provided with heating means (not shown in the drawing) to bring the temperature to the desired value.

De même,- la cathode (13) et l'anode (9) sont reliées à un générateur de courant électrique qui n'est pas non plus représenté sur le dessin.Similarly, the cathode (13) and the anode (9) are connected to an electric power generator which is not shown in the drawing either.

On décrit, ci-après, le fonctionnement de cette installation. The operation of this installation is described below.

On remplit tout d'abord la cellule (1) avec la solution nitrique de départ contenant en suspension la résine à traiter et du nitrate d'argent à la concentration voulue et on remplit le compartiment cathodique (7) d'acide nitrique, par exemple de HN03 8 N. On fait passer le courant dans la cellule et on alimente en continu le compartiment cathodique (17) en acide nitrique 8N. De même, pour maintenir les paramètres de traitement tels que la concentration en résine, la concentration en argent et l'acidité nitrique, aux valeurs optimales, on continue d'alimenter le compartiment anodique en résine et en nitrate d'argent et on introduit la base faible, par exemple CaC03, pour neutraliser l'excès d'acidité. The cell (1) is first filled with the starting nitric solution containing in suspension the resin to be treated and silver nitrate at the desired concentration and the cathode compartment (7) is filled with nitric acid, for example The current is passed through the cell and the cathode compartment (17) is continuously supplied with 8N nitric acid. Similarly, to maintain the processing parameters such as the resin concentration, the silver concentration and the nitric acidity at optimum values, the anode compartment is still fed with resin and nitrate of silver and the weak base, for example CaCO3, to neutralize excess acidity.

Dans ces conditions, le volume de la solution nitrique et la concentration en Pu dans le compartiment anodique augmentent régulièrement. Under these conditions, the volume of the nitric solution and the Pu concentration in the anode compartment increase steadily.

Lorsque la concentration en Pu voulue est atteinte, on arrête l'alimentation en résine et en nitrate d'argent, mais on poursuit l'electroly- se pour détruire complètement la résine. Lorsque la solution se teinte en marron foncé, c'est-àdire qu'il n'y a plus de réduction du Ag2+, on arrête le procédé. On vide alors la cellule d'électrolyse (1), on filtre la solution recueillie, et on détermine Le poids du résidu et la teneur en plutonium de la solution. When the desired Pu concentration is reached, the supply of resin and silver nitrate is stopped, but electrolysis is continued to completely destroy the resin. When the solution is dyed dark brown, that is to say there is more reduction of Ag2 +, the process is stopped. The electrolysis cell (1) is then emptied, the collected solution is filtered, and the weight of the residue and the plutonium content of the solution are determined.

Les exemples qui suivent illustrent les résultats obtenus avec cette installation. The following examples illustrate the results obtained with this installation.

Exemples 1 à 4.  Examples 1 to 4

Dans ces exemples, on traite des résines échangeuses d'ions contaminées par du plutonium en opérant dans les conditions suivantes - Solution nitrique de
départ dans le compar
timent anodique 5mol/l HN03 - Température 600C - Concentration en
résine dans le com
partiment anodique 100g/l - Concentration en AgN03 0,1mol/l - Débit de CaCO3 0,1 à 0,3moL/h - Intensité de courant 20A
Les résultats obtenus, ainsi que les durées de traitement, Les alimentations en HN03 du compartiment cathodique, les teneurs en plutonium des résines de départ et les quantités traitées sont données dans le tableau annexé.
In these examples, plutonium-contaminated ion exchange resins are treated under the following conditions: - nitric solution of
departure in the comparison
anodic strength 5mol / l HN03 - Temperature 600C - Concentration in
resin in the com
anodic content 100g / l - AgN03 concentration 0.1mol / l - CaCO3 flow 0.1 to 0.3moL / h - Current intensity 20A
The results obtained, as well as the treatment times, the feeds in HN03 of the cathode compartment, the plutonium contents of the starting resins and the quantities treated are given in the attached table.

Dans les exemples 2 à 4, on a utilisé comme solution nitrique de départ dans le compartiment anodique, la solution filtrée obtenue dans l'exemple précédent après avoir ajusté sa teneur en HN03 à 5mol/l par addition de CaC03.  In Examples 2 to 4, as the starting nitric solution in the anode compartment, the filtered solution obtained in the previous example was used after having adjusted its HNO 3 content to 5 mol / l by addition of CaCO 3.

Les résultats du tableau montrent que l'on peut obtenir un rendement de destruction de la résine de 98-99% et des rendements de récupération en plutonium supérieurs à 99% en opérant pendant des durées prolongées. The results in the table show that a 98-99% resin kill efficiency and plutonium recovery efficiencies of greater than 99% can be achieved by operating for extended periods of time.

Dans tous les cas, le résidu solide (poudre très fine) est très faible. Une analyse qualitative de ce résidu montre que les éléments majoritaires sont Si, Ag, Fe et les éléments minoritaires sont
B, Mg, AI, Ca, Na, Sn. Dans les solutions les éléments majoritaires sont Ag et Na ; les éléments minoritaires sont Ca, Fe, Si, Pb, Mg et AI.
In all cases, the solid residue (very fine powder) is very weak. A qualitative analysis of this residue shows that the majority elements are Si, Ag, Fe and the minority elements are
B, Mg, Al, Ca, Na, Sn. In the solutions the majority elements are Ag and Na; the minority elements are Ca, Fe, Si, Pb, Mg and Al.

Les résultats de ces exemples confirment également le fait que l'on peut utiliser la solution obtenue dans un exemple pour traiter un nouveau lot de résines échangeuses d'ions et augmenter ainsi la concentration en plutonium des solutions obtenues en fin de traitement. The results of these examples also confirm the fact that the solution obtained in one example can be used to treat a new batch of ion exchange resins and thus increase the plutonium concentration of the solutions obtained at the end of treatment.

Ainsi, avec ce procédé, on peut ramener 1Kg de résine contaminée contenant 2 à 4% de Pu à 5g de résidu solide. Thus, with this method, it is possible to reduce 1 kg of contaminated resin containing 2 to 4% of Pu to 5 g of solid residue.

Par ailleurs, les solutions obtenues peuvent être traitées par des procédés classiques pour récupérer le plutonium qu'elles contiennent, par exemple par extraction du plutonium dans un solvant organique constitué par du tributylphosphate dilué dans du dodécane. Furthermore, the solutions obtained can be treated by conventional methods for recovering the plutonium they contain, for example by extraction of plutonium in an organic solvent consisting of tributyl phosphate diluted in dodecane.

Dans les exemples 1 à 4, on a procédé à des prises d'échantillons dans le compartiment anodique (5) et dans le compartiment cathodique (7), toutes les 3 heures, et on a déterminé L'acidité de La solution aqueuse dans le compartiment anodique ainsi que sa concentration en plutonium, et la présence éventuelle de plutonium dans la solution du compartiment cathodique (7). In Examples 1 to 4, samples were taken in the anode compartment (5) and in the cathode compartment (7) every 3 hours, and the acidity of the aqueous solution was determined in the anode compartment and its concentration of plutonium, and the possible presence of plutonium in the solution of the cathode compartment (7).

Dans tous les exemples, on n'a observé aucune présence de Pu dans Le compartiment cathodique, ce qui prouve que le flux d'acide entre les deux compartiments est suffisamment intense pour éviter le passage des entités chimiques du compartiment anodique au compartiment cathodique. In all the examples, no presence of Pu in the cathode compartment was observed, which proves that the flow of acid between the two compartments is sufficiently intense to prevent the passage of the chemical entities from the anode compartment to the cathode compartment.

En revanche, la concentration en plutonium augmente régulièrement dans le compartiment anodique puis décroit en fin d'opération par suite de la dilution par HN03.  On the other hand, the concentration of plutonium regularly increases in the anode compartment and then decreases at the end of the operation as a result of dilution with HN03.

En effet, dans le procédé de l'invention, l'agent oxydant, c'est-à-dire les ions Ag2+ participent à deux réactions concurrentes qui sont
L'attaque de la résine et la mise en solution du plutonium. Ces deux réactions ne possèdent pas la même cinétique, le plutonium est mis en solution plus rapidement que la résine n'est détruite.
Indeed, in the process of the invention, the oxidizing agent, that is to say the Ag2 + ions participate in two competing reactions which are
The attack of the resin and the dissolution of plutonium. These two reactions do not have the same kinetics, the plutonium is put in solution more quickly than the resin is destroyed.

Aussi, en fin d'opération, la réaction concerne uniquement la destruction de La résine sans solubilisation complémentaire appréciable de plutonium. Also, at the end of the operation, the reaction only concerns the destruction of the resin without appreciable additional solubilization of plutonium.

En ce qui concerne l'acidité nitrique dans le compartiment anodique, celle-ci se maintient au voisinage de 5mol/l de HN03. La neutralisation par CaC03 est donc efficace. Regarding the nitric acidity in the anode compartment, it remains in the vicinity of 5mol / l of HN03. Neutralization with CaCO3 is therefore effective.

D'ailleurs, en répétant l'exemple 1, sans adjonction de CaC03, on a constaté que l'évolution de la quantité d'acide dans le compartiment anodique était Linéaire, ce qui prouve que les pertes d'acide, par évaporation et réaction à La cathode, s'effectuent régulièrement. Aussi, conformément au procédé de l'invention, on peut neutraliser l'excès d'acidité du compartiment anodique par addition d'une base faible telle que le carbonate de calcium, à un débit constant.  Moreover, by repeating Example 1, without addition of CaCO 3, it was found that the evolution of the amount of acid in the anode compartment was linear, which proves that the acid losses, by evaporation and reaction. at the cathode, are carried out regularly. Also, according to the process of the invention, it is possible to neutralize the excess acidity of the anode compartment by addition of a weak base such as calcium carbonate, at a constant rate.

ExeipLe comparatif 1. Comparative exercise 1.

Dans cet exemple, on soumet 200ml (1209) d'une résine échangeuse d'ions préalablement séchée et broyée à deux macérations pendant 2h chacune dans 200ml d'acide nitrique à 0,5mol/l suivies chacune d'un rinçage par 100ml d'eau pendant 2h. In this example, 200 ml (1209) of an ion exchange resin which has been dried beforehand and ground in two macerations for 2 hours each in 200 ml of nitric acid at 0.5 mol / l each followed by a rinse per 100 ml of water are subjected to 200 ml (1209). water for 2h.

Après ces opérations, on détermine les teneurs en plutonium des solutions et de la résine. After these operations, the plutonium contents of the solutions and the resin are determined.

Les résultats obtenus sont les suivants :
Pu Rendement
(en mg) (en %)
Première élution (solutions) 63,92 59
Deuxième élution (solutions) 25,0 23
Résine 19,6
Le rendement total d'extraction du plutonium n'est que de 82% alors qu'il dépasse 95% avec le procédé de l'invention.
The results obtained are as follows:
Pu Yield
(in mg) (in%)
First elution (solutions) 63,92 59
Second elution (solutions) 25.0 23
Resin 19.6
The total plutonium extraction efficiency is only 82% while it exceeds 95% with the process of the invention.

Par ailleurs, on récupère en fin d'opération environ 120g de résine solide à stocker. Moreover, at the end of the operation, about 120 g of solid resin to be stored are recovered.

Sur la figure 2, on a représenté une autre installation de mise en oeuvre du procédé de l'invention, adapté à un traitement semi-continu des résines. In Figure 2, there is shown another installation for implementing the method of the invention, adapted to a semi-continuous treatment of the resins.

Dans cette installation, on utilise deux cellules d'électrolyse (1A) et (1B) identiques à celle de la figure 1. Aussi, on a repris les mêmes numéros de références pour désigner les constituants des cellules (1A) et (1B) déjà référencés sur la figure 1. In this installation, two electrolysis cells (1A) and (1B) identical to that of FIG. 1 are used. Also, the same reference numbers have been used to designate the constituents of the cells (1A) and (1B) already. referenced in Figure 1.

Un circuit de liquide (31, 35, 37) muni d'une cuve de décantation 33 équipée d'un agitateur 34 permet d'alimenter la cellule (1B) avec La solution provenant de la cellule (1A).  A liquid circuit (31, 35, 37) provided with a settling tank 33 equipped with an agitator 34 makes it possible to feed the cell (1B) with the solution coming from the cell (1A).

Pour faire fonctionner cette installation, on dispose dans le compartiment anodique de la première cellule d'électrolyse (1A) la résine en suspension dans une solution nitrique, par exemple à une concentration de 100g/l, avec 5mol/l de HN03 et 0,1mol/l d'Ag, puis on fait passer une intensité de courant de 20A à 600 C, en alimentant en continu le compartiment anodique (5) avec de la résine, du nitrate d'argent et du carbonate de calcium, et en alimentant également en continu le compartiment cathodique avec HN03 12N à un débit m. In order to make this system work, the resin in suspension in a nitric solution, for example at a concentration of 100 g / l, with 5 mol / l of HNO 3 and 0, is placed in the anode compartment of the first electrolysis cell (1A). 1 mol / l of Ag, then a current intensity of 20 A is passed to 600 ° C., by continuously feeding the anode compartment (5) with resin, silver nitrate and calcium carbonate, and feeding it also continuously cathode compartment with HN03 12N at a flow m.

Lorsqu'on atteint le volume V dans la cellule (1A), on commence à soutirer un peu du mélangedesolution et de résine du compartiment anodique (5) par la conduite (31) à un débit (m+q), puis on sépare du liquide de ce mélange dans La cuve de décantation (33), pour recycler un débit q de solution contenant les particules de résine ainsi séparées dans la première cellule d'électrolyse (1A) par la conduite (35), et introduire la solution séparée, à un débit m, par la conduite (37) dans la seconde cellule d'électrolyse (1B). When the volume V in the cell (1A) is reached, some of the anode compartment resin and resin mixture (5) is withdrawn through line (31) at a flow rate (m + q), and then liquid of this mixture in the settling tank (33), for recycling a flow rate q of solution containing the resin particles thus separated in the first electrolysis cell (1A) through the pipe (35), and introducing the separated solution, at a flow rate m, through the pipe (37) in the second electrolysis cell (1B).

Dans la cellule (lu), les particules organiques restantes qui sont gênantes pour la réextraction ultérieure du plutonium, sont totalement dégradées par électrolyse. Dans cette seconde cellule (1B), on introduit HN03 12N dans le compartiment cathodique à un débit n très faible et du CaC03 dans le compartiment anodique pour neutraliser l'excès d'acidité, ainsi que de l'argent. In the cell (lu), the remaining organic particles which are troublesome for the subsequent reextraction of the plutonium, are totally degraded by electrolysis. In this second cell (1B), 12N HN03 is introduced into the cathode compartment at a very low flow rate n and CaCO 3 into the anode compartment to neutralize excess acidity, as well as silver.

Lorsque le volume V' est atteint, on soutire la solution du compartiment anodique à un débit (mon) par la conduite 39 et on la stocke dans la cuve 41 en vue des traitements ultérieurs de récupération du plutonium qui peuvent être effectués directement sur cette solution. When the volume V 'is reached, the solution of the anode compartment is withdrawn at a flow rate (mon) through the pipe 39 and is stored in the tank 41 for subsequent plutonium recovery treatments that can be carried out directly on this solution .

On arrête ensuite l'alimentation en résine de l'installation lorsque la quantité de résidus insolubles dans la cellule (1A) est telle que le rendement d'électrodissolution s'abaisse de façon sensible. The resin supply of the plant is then stopped when the quantity of insoluble residues in the cell (1A) is such that the electrodissolution efficiency drops significantly.

Après cet arrêt, on poursuit l'électrolyse dans la cellule (1A) -j jusqu' d ce que la solution se teinte en marron foncé. On vidange alors la cellule, on filtre la solution, on récupère les insolubles et on verse la solution filtrée dans
La cuve de stockage 41.
After this stop, the electrolysis is continued in the cell (1A) until the solution becomes dark brown. The cell is then emptied, the solution is filtered, the insolubles are recovered and the filtered solution is poured into
The storage tank 41.

Cette installation est avantageuse car elle peut fonctionner en continu.  This installation is advantageous because it can operate continuously.

TABLEAU

Figure img00130001
BOARD
Figure img00130001

Résine <SEP> Pu <SEP> dans <SEP> Alimentation <SEP> Durée <SEP> Résidu <SEP> Pu <SEP> dans <SEP> Rt <SEP> Rt
<tb> Ex. <SEP> (g) <SEP> résine <SEP> HNO3 <SEP> (h) <SEP> (g) <SEP> résidu* <SEP> destruction <SEP> récupéra (g) <SEP> (compart. <SEP> 7) <SEP> (mg) <SEP> résines <SEP> (%) <SEP> tion <SEP> Pu(%)
<tb> 1 <SEP> 109 <SEP> 1,6 <SEP> 8N <SEP> 19h15min <SEP> 8,9 <SEP> 25,8 <SEP> 91,9 <SEP> 98,4
<tb> 120ml/h <SEP> (0,29%)
<tb> 2 <SEP> 147 <SEP> 3,7 <SEP> 12N <SEP> 43h30min <SEP> 0,7 <SEP> 1,1 <SEP> 99,52 <SEP> 99,96
<tb> 80ml/h <SEP> (0,16%)
<tb> 3 <SEP> 150 <SEP> 3,8 <SEP> 12N <SEP> 28h40min <SEP> 1,8 <SEP> 3,7 <SEP> 98,86 <SEP> 99,90
<tb> 68ml/h <SEP> (0,19%)
<tb> 4 <SEP> 163 <SEP> 3,5 <SEP> 12N <SEP> 46h50min <SEP> 1,3 <SEP> 2,3 <SEP> 99,2 <SEP> 99,93
<tb> 68ml/h <SEP> (0,2%)
<tb> masse déterminée après 4 lavages avec 25ml de HNO3 0,5N
Resin <SEP> Pu <SEP> in <SEP> Food <SEP> Time <SEP> Residue <SEP> Pu <SEP> in <SEP> Rt <SEP> Rt
<tb> Ex. <SEP> (g) <SEP> resin <SEP> HNO3 <SEP> (h) <SEP> (g) <SEP> residue * <SEP> destruction <SEP> recovered (g) <SEP><SEP> 7) <SEP> (mg) <SEP> resins <SEP> (%) <SEP> tion <SEP> Pu (%)
<tb> 1 <SEP> 109 <SEP> 1.6 <SEP> 8N <SEP> 19h15min <SEP> 8.9 <SEP> 25.8 <SEP> 91.9 <SEP> 98.4
<tb> 120ml / h <SEP> (0.29%)
<tb> 2 <SEP> 147 <SEP> 3.7 <SEP> 12N <SEP> 43h30min <SEP> 0.7 <SEP> 1.1 <SEP> 99.52 <SEP> 99.96
<tb> 80ml / h <SEP> (0.16%)
<tb> 3 <SEP> 150 <SEP> 3.8 <SEP> 12N <SEP> 28h40min <SEP> 1.8 <SEP> 3.7 <SEP> 98.86 <SEP> 99.90
<tb> 68ml / h <SEP> (0.19%)
<tb> 4 <SEP> 163 <SEP> 3.5 <SEP> 12N <SEP> 46h50min <SEP> 1.3 <SEP> 2,3 <SEP> 99.2 <SEP> 99.93
<tb> 68ml / h <SEP> (0.2%)
<tb> mass determined after 4 washes with 25ml of 0.5N HNO3

Claims (9)

REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement de résines échangeuses d'ions contaminées par du plutonium, caractérisé en ce que l'on soumet les résines échangeuses d'ions en suspension dans une solution nitrique à une oxydation par des ions Ag2+ régénérés en continu par - électrolyse, à une température de 40 à 800C, pendant une durée suffisante pour détruire les résines et dissoudre le plutonium dans la solution, en opérant dans une cellule d'électrolyse divisée par une paroi poreuse en un compartiment anodique et en un compartiment cathodique, le compartiment anodique contenant une anode et les résines à traiter en suspension dans une solution aqueuse nitrique contenant de l'argent, ayant une concentration en acide nitrique de 3 à 7 mol/l et une concentration en argent de 0,05 àO,::îmol/l, et le compartiment cathodique contenant une cathode et de l'acide nitrique 7 à 10 N, et en ce que, pendant toute la durée de l'électrolyse, on introduit de l'acide nitrique 8 à 12N dans Le compartiment cathodique et on maintient l'acidité de la solution aqueuse nitrique du compartiment anodique à une valeur de 3 à 7mol/l par addition d'une base faible. A process for the treatment of plutonium-contaminated ion exchange resins, characterized in that the ion exchange resins suspended in a nitric solution are subjected to oxidation by continuously regenerated Ag2 + ions by electrolysis. at a temperature of 40 to 800C, for a time sufficient to destroy the resins and dissolve the plutonium in the solution, operating in an electrolytic cell divided by a porous wall into an anode compartment and a cathode compartment, the anode compartment containing an anode and the resins to be treated suspended in a nitric aqueous solution containing silver, having a nitric acid concentration of 3 to 7 mol / l and a silver concentration of 0.05 to 0.1 molol / l and the cathode compartment containing a cathode and nitric acid 7 to 10 N, and in that, throughout the duration of the electrolysis, nitric acid 8 to 12N is introduced into The cathode compartment and the acidity of the aqueous nitric solution of the anode compartment is maintained at a value of 3 to 7 mol / l by addition of a weak base. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait barboter de l'air dans le compartiment cathodique pour recombiner l'acide nitreux, produit par électrolyse dans ce compartiment cathodique, en acide nitrique. 2. Method according to claim 1, characterized in that air is bubbled into the cathode compartment to recombine the nitrous acid, produced by electrolysis in this cathode compartment, nitric acid. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la base faible est du carbonate de calcium CaC03.  3. Method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the weak base is CaCO 3 calcium carbonate. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on réalise l'électrolyse sous une intensité de courant de 10 à 30 A. 4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that one carries out the electrolysis under a current intensity of 10 to 30 A. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le débit d'introduction de l'acide nitrique 8 à 12 N dans le compartiment cathodique est de 60 à 80 ml/h. 5. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the rate of introduction of nitric acid 8 to 12 N in the cathode compartment is 60 to 80 ml / h. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que pendant une partie de la durée de l'électrolyse, on introduit de la résine et des ions argent dans le compartiment anodique pour maintenir sensiblement constantes les concentrations en résine et en argent de la solution nitrique du compartiment anodique. 6. Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that during a portion of the duration of the electrolysis is introduced resin and silver ions in the anode compartment to maintain substantially constant resin concentrations and silver nitrate solution of the anode compartment. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la concentration en résine est d'environ 100g/l. 7. Method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the resin concentration is about 100g / l. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la concentration en argent est d'environ 0,1mol/l.  8. Method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the silver concentration is about 0.1mol / l. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la concentration en HN03 de la solution aqueuse du compartiment anodique est d'environ 5mol/l.  9. Method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the concentration of HNO3 of the aqueous solution of the anode compartment is about 5mol / l.
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