FR2707416A1 - Procédé et installation de décontamination d'effluents nitriques radioactifs contenant du strontium et du sodium. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé et une installation de décontamination d'effluents nitriques radioactifs contenant du strontium et du sodium. Selon ce procédé, on met en contact (en 1) l'effluent aqueux avec une phase organique comprenant un éther-couronne tel que DCH18C6 et un diluant tel que CHCl3 pour extraire sélectivement le strontium par rapport au sodium, puis on réextrait le strontium dans une solution aqueuse (en 3) et on le fixe ensuite sur une résine échangeuse de cations (en 5). On obtient ainsi un taux élevé de décontamination du strontium avec un facteur de concentration très élevé.
Description
Procédé et installation de décontamination d'effluents nitriques
radioactifs contenant du strontium et du sodium. La présente invention a pour objet un procédé de déContamination d'effluents aqueux nitriques radioactifs contenant du strontium, en particulier à
l'état de traces, et du sodium.
De tels effluents sont obtenus notamment dans les installations de retraitement de combustibles
nucléaires uses.
Dans ces installations, les opérations de retraitement débutent par une dissolution du combustible dans l'acide nitrique qui est suivie par une série d'étapes d'extractions - réextractions au moyen d'un solvant organique à base de tributylphosphate pour séparer à partir de la solution nitrique de dissolution les trois fractions suivantes: - l'uranium qui est stocké en solution nitrique, - le plutonium qui sera mis sous forme de poudre d'oxyde de plutonium, et - les produits de fission et les autres uranides qui
seront emprisonnés dans une matrice de verre.
Toutes ces opérations engendrent des effluents liquides qui, bien que faiblement radioactifs, doivent
subir une décontamination.
Ces effluents ont une composition qui fluctue habituellement autour des valeurs suivantes:
H+: 0,5 à 1,3N,
Na+: 0,05 à 0,15M,
N03-: 0,5 à 1,5M
U: quelques dizaines de mg / 1, Pu: quelques dizaines de.g / 1, 137Cs, 106Ru, 134Cs moins de lmg/l pour chaque radioélément, et
Sr: de l'ordre de 2gg/l.
Il est donc nécessaire d'éliminer de ces effluents tous les produits gênants. Dans le cas du strontium, ceci peut être effectué en particulier par coprécipitation avec le sulfate de baryum qui entraîne entre 90% et 95% du radioélément, mais ce procédé a l'inconvénient de générer un volume important de boues,
de l'ordre de 3,5 1 pour lm3 d'effluents traités.
Un autre procédé de récupération du strontium à partir de solutions acides utilise la technique d'extraction par solvant, au moyen d'un éther-couronne dans un diluant capable de dissoudre une certaine quantité d'eau, par exemple un alcool tel que l'octanol. Ce procédé qui est décrit dans US-A- 5 100 585 est adapté à l'extraction du strontium à partir de solutions ayant une concentration en acide nitrique allant jusqu'à 6mol/l, mais il ne permet pas d'obtenir
une sélectivité d'extraction élevée du strontium vis-à-
vis du sodium dans le cas d'effluents ayant des teneurs en sodium relativement élevées par rapport à celles du strontium. Le procédé d'élimination du strontium doit répondre à certaines exigences industrielles notamment en ce qui concerne le facteur de concentration. En effet, déplacer le strontium dans un nouveau volume du même ordre de grandeur que celui de l'effluent, conduit à doubler la quantité d'effluent à conditionner, ce qui
ne résout aucun problème et aggrave même la situation.
Aussi, la concentration du strontium en le séparant sélectivement du sodium, et sa fixation sur une matrice compatible avec un conditionnement définitif constituent l'objectif à atteindre dans un procédé de décontamination d'effluents contenant à la
fois du strontium et du sodium.
La présente invention a précisément pour objet un procédé de décontamination d'effluents aqueux nitriques radioactifs contenant du strontium et du sodium, qui permet de séparer sélectivement le strontium et de le fixer sur une matrice permettant son conditionnement
définitif par vitrification.
Le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes: a) mettre en contact l'effluent aqueux avec une phase organique comprenant un éther-couronne et un diluant, choisie de façon à obtenir une sélectivité d'extraction du strontium par rapport au sodium telle que le rapport DSr/ DNa dans lequel DSr et DNa représentent respectivement les coefficients de distribution du strontium et du sodium, soit supérieur ou égal à 100 et que DSr soit au moins égal à 1; b) réextraire le strontium présent dans la phase organique dans une solution aqueuse; et c) fixer le strontium réextrait dans cette
solution aqueuse sur une résine échangeuse de cations.
Ce procédé s'applique en particulier aux effluents nitriques ayant une acidité nitrique de 0,5 à 2 N, une concentration en strontium allant jusqu'à lgg/l et une
concentration en sodium de 0,01 à 0,2 mol/l, c'est-à-
dire à des effluents contenant beaucoup plus de sodium
que de strontium.
Avec le procédé de l'invention, grâce au choix d'une phase organique appropriée favorisant l'extraction sélective du strontium vis-à-vis du sodium, on peut isoler le strontium de tels effluents, puis le concentrer sur une résine échangeuse de cations avec un facteur de concentration élevé, par exemple de 5000, qui permet le conditionnement définitif du
strontium dans de bonnes conditions.
Dans ce procédé, la sélectivité élevée peut être obtenue en choisissant un couple approprié de diluant et d'éther-couronne. On peut aussi agir sur la sélectivité en choisissant un isomère particulier de l'éther- couronne ou une concentration en éther-couronne appropriée. L'éther- couronne peut être n'importe quel type d'éther-couronne, par exemple l'un de ceux décrits dans le livre de E. Weber "Crown Compounds - Properties and
Practice" p. 34-82.
On utilise de préférence les éthers-couronnes comportant 6 atomes d'oxygène tels que ceux répondant à la formule suivante: Rl 0 " R3
R20 R4
O dans laquelle Ri, R2, R3, R4 qui peuvent être identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle de 1 à 18 atomes de carbone, ou dans laquelle R1 et R2, et/ou R3 et R4 forment avec les deux atomes de carbone auxquels ils sont liés, un cycle hydrocarboné saturé ou aromatique
de 6 atomes de carbone.
A titre d'exemple d'éthers-couronnes de ce type, on peut citer le DCH18C6 de formule: 0o
l'hexyl-18C6, le décyl-18C6 et le dodécyl-18C6.
De bons résultats sont en particulier obtenus avec le DCH18C6 sous la forme d'un mélange de ses isomères ou sous la forme de son isomère cissyn-cis avec les diluants chlorés, ou de son isomère cis-anti-cis avec
les diluants benzéniques.
En effet, dans le cas du DCH18C6, cet éther-
couronne est généralement obtenu sous la forme d'un mélange d'isomères dont les deux principaux sont l'isomère cis-syn-cis et l'isomère cisanti-cis qui représentent environ chacun 40% du mélange. Bien que l'isomère cis-syn-cis extrait mieux le strontium que l'isomère cis-anticis, on peut préférer utiliser l'isomère cis-anti-cis avec les diluants benzéniques car il présente dans ce cas une meilleure sélectivité
d'extraction du strontium vis-à-vis du sodium.
Les diluants utilisés sont choisis de façon à former avec l'éthercouronne un couple présentant de bonnes propriétés pour l'extraction sélective du
strontium par rapport au sodium.
Par ailleurs, on choisit un diluant présentant des
propriétés satisfaisantes pour l'extraction liquide-
liquide dans le domaine du retraitement des combustibles nucléaires, soit - des caractéristiques physiques fournissant des temps de dispersion et de séparation des phases après contact industriellement acceptables (masse volumique suffisamment différente de l'unité, viscosité faible, tension interfaciale moyenne...), - une bonne stabilité chimique, sous rayonnement nucléaire, - une solubilité négligeable en phase aqueuse (traiter 30000m3 d'effluent annuellement en utilisant un diluant soluble à 1% en volume conduit à une perte de diluant de 300m3), - un pouvoir dissolvant élevé vis-à- vis de l'éther-couronne et du coronate éther-couronne/Sr, - une faible toxicité, - un point éclair élevé, - une faible corrosion vis-à-vis des matériaux utilisés, et - un prix raisonnable en étant disponible commercialement. A titre d'exemple de diluant susceptible d'être utilisé, on peut citer les solvants chlorés tels que le 1,l,2,2- tétrachloréthane, le chloroforme, le dichlorométhane, et le 1,2-dichloréthane, et les solvants benzéniques comme le nitrobenzène, le benzonitrile, le chlorobenzène, le bromobenzène, le
1,2-dichlorobenzène et le 1-chloronaphtalène.
Pour mettre en oeuvre la première étape du procédé de l'invention, on met en contact l'effluent aqueux à
traiter avec la phase organique comprenant l'éther-
couronne et le diluant, dans un dispositif d'extraction liquide-liquide classique, par exemple une colonne pulsée, un mélangeur-décanteur ou un extracteur centrifuge, en choisissant les rapports en volume phase
aqueuse / phase organique, la concentration en éther-
couronne de la phase organique et les durées de mise en contact, de façon à obtenir les meilleurs résultats. On peut opérer à la température ambiante ou à une
température supérieure.
Généralement, la concentration en éther-couronne
de la phase organique est de 0,001 à 0,15 mol/l.
Dans cette première étape, le strontium est extrait préférentiellement dans la phase organique avec un peu de sodium, mais grâce au choix de la phase
organique, en particulier du couple éther-couronne-
diluant, on limite à une valeur très faible l'extraction du sodium, bien que celui-ci soit présent dans l'effluent en quantité beaucoup plus importante
que le strontium.
Après cette première étape d'extraction, on réextrait le strontium dans une solution aqueuse par mise en contact de la phase organique contenant le strontium avec la solution aqueuse, en utilisant également un dispositif d'extraction liquide-liquide classique. La solution aqueuse utilisée peut être de l'eau ou une solution aqueuse faiblement acide, ayant par
exemple une acidité inférieure à 0,1N.
Dans cette deuxième étape, le strontium est réextrait dans la solution aqueuse avec une partie du
sodium qui a été extrait en phase organique.
Toutefois, la quantité de sodium réextrait reste très faible en raison de la sélectivité élevée obtenue dans la première étape et de la faible concentration de l'ion NO3- dans la phase aqueuse de réextraction, ce
qui est favorable à l'extraction des cations divalents.
Après réextraction du strontium dans cette solution aqueuse, on met en contact la solution aqueuse chargée en strontium avec une résine échangeuse de cations pour fixer le strontium sur la résine. La
résine échangeuse de cations peut être sous forme H+.
Les résines échangeuses de cations utilisées sont par exemple des résines organiques à matrice insoluble qui portent des groupements ioniques acides du type
S03H ou COOH.
De préférence, on utilise une résine sulfonique, par exemple une résine polystyrène sulfonique telle que la résine commercialisée par Rohm & Haas sous le nom DUOLITE ARC 9651 qui présente les caractéristiques suivantes: squelette polystyrène réticulé macroporeux taux de réticulafion 20% groupe fonctionnel -SO0H (livrée sous forme acide) aspect billes d'un diamètre de 0,4 à 1,2mm capacité totale 1, 8 méq/ml L'emploi de telles résines pour la fixation du strontium est intéressant car on-peut soit conditionner directement la résine par vitrification, soit récupérer le strontium par élution au moyen d'une solution nitrique 1 à 5 N et régénérer ainsi la résine qui peut
donc être réutilisée.
La présente invention a également pour objet une installation de décontamination d'effluents radioactifs
pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Cette installation comprend
a) un premier dispositif d'extraction liquide-
liquide pour mettre en contact lreffluent avec la phase organique comprenant l'éther-couronne et le diluant,
b) un deuxième dispositif d'extraction liquide-
liquide pour réextraire dans une solution aqueuse le strontium extrait dans la phase organique, c) une colonne de résine échangeuse de cations pour la fixation du strontium, d) des moyens pour introduire l'effluent aqueux à décontaminer dans le premier dispositif d'extraction liquideliquide, e) un premier circuit de traitement pour faire circuler en continu la phase liquide organique dans les
premier et deuxième dispositifs d'extraction liquide-
liquide, et f) un deuxième circuit de traitement pour faire circuler en continu la solution aqueuse de réextraction
dans le deuxième dispositif d'extraction liquide-
liquide et dans la colonne de résine échangeuse de cations. Avantageusement, cette installation comprend de plus - des moyens pour prélever une partie de la solution aqueuse du deuxième circuit et la recycler dans le premier dispositif d'extraction liquide-liquide avec l'effluent à décontaminer, et - des moyens pour introduire de l'eau dans le
deuxième circuit.
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 schématique une installation de décontamination d'effluents nitriques radioactifs mettant en oeuvre le procédé de
l'invention, et.
- la figure 2 représente de façon schématique un mélangeur-décanteur utilisable dans l'installation de
la figure 1.
Sur la figure 1, on voit que l'installation
comprend un premier dispositif d'extraction liquide-
liquide 1, un deuxième dispositif d'extraction liquide-
liquide 3 et une colonne de résine échangeuse de
cations 5.
L'effluent aqueux à traiter est introduit par la
conduite 7 dans le dispositif d'extraction liquide-
liquide 1 o il est mis en contact avec la phase organique introduite par la conduite 9. On récupère ainsi à la sortie du dispositif 1 par la conduite 11 l'effluent aqueux décontaminé et par la conduite 13 la phase organique ayant extrait le strontium et des traces de sodium. Cette phase organique est alors introduite par la conduite 13 dans le second dispositif d'extraction 3 o elle est mise en contact avec une solution aqueuse de réextraction introduite par la
conduite 15.
A la sortie du dispositif 3, on récupère une phase organique purifiée qui est recyclée par la conduite 9 dans le premier dispositif d'extraction 1 et une solution aqueuse chargée de strontium qui est évacuée par la conduite 17 dans la colonne de résine échangeuse de cations 5. Dans cette colonne 5, le strontium se fixe sur la résine et l'on récupère à la sortie de la colonne une solution aqueuse que l'on recycle dans le dispositif d'extraction 3 pour réextraire à nouveau du strontium. Dans cette installation on fait donc circuler dans un premier circuit fermé (13, 9) la phase liquide organique d'extraction du strontium, et on fait circuler dans un second circuit fermé (15, 17) la solution aqueuse de réextraction. Dans le second circuit, la solution aqueuse de réextraction se charge peu à peu en ions NO3- et en ions H+ provenant de la résine et devient donc acide, ce qui peut être gênant
car la sélectivité de la réextraction du strontium vis-
à-vis du sodium diminue lorsque la teneur en HNO3 de la
solution aqueuse augmente.
Aussi, pour éviter cet inconvénient, on prélève périodiquement ou continuellement par la conduite 19 une partie de la solution aqueuse de réextraction sortant de la colonne de réextraction et on la recycle à l'entrée du dispositif d'extraction en l'ajoutant à
l'effluent à décontaminer.
Ce prélèvement est bien entendu compensé par un appoint d'eau équivalent dans le second circuit par
l'intermédiaire de la conduite 21.
Les exemples suivants illustrent des modes de mise en oeuvre du procédé de l'invention.
Exemples i à 10.
Dans ces exemples, on étudie l'influence du diluant sur le résultat obtenu dans la première étape du procédé de l'invention lorsqu'on utilise comme
éther-couronne le DCH18C6.
Dans ces exemples, on met en contact 1 volume d'un effluent aqueux contenant 0,lmol/l de Na+ et 235g g/l de strontium Sr2+, ayant une acidité de 0,9N et une concentration en ions nitrate de lmol/l, avec 1 volume de phase organique constituée par le diluant testé
contenant 0,lmol/l de l'éther-couronne DCH18C6.
Après mise en contact de l'effluent avec la phase organique sous agitation pendant 15 min, on sépare les deux phases et on détermine leurs concentrationss en strontium et en sodium. A partir de ces résultats, on détermine les coefficients de distribution Dsr et DNa qui correspondent aux rapports de la concentration en l'élément (strontium ou sodium) dans la phase organique sur la concentration de ce même élément dans la phase aqueuse. A partir de DSr et DNa, on détermine la sélectivité de la phase organique pour le strontium par
le rapport Dsr/DNa.
Les résultats obtenus et les diluants testés sont
donnés dans le tableau 1.
Dans ce tableau, on a également indiqué certaines caractéristiques du diluant testé telles que sa densité, sa solubilité dans l'eau (en % en masse), son point éclair et la perte de DCH18C6 dans l'eau
(lorsqu'on l'utilise à 0,lmol/l dans le diluant).
Au vu du tableau 1, on remarque que les meilleurs résultatss sont obtenus lorsqu'on utilise comme diluant avec le DCH18C6, des diluants chlorés, en particulier
du chloroforme.
A titre comparatif, on a également donné dans ce tableau, les résultats obtenus lorsqu'on utilise comme diluant un alcool (heptanol, octanol et décanol) tel
que ceux préconisés dans le document US-A- 5 100 585.
Dans ces conditions, la sélectivité d'extraction vis-à-vis du strontium est très inférieure puisqu'elle est de l'ordre de 10 à 12. Par ailleurs, on -note que les pertes de DCH18C6 sont beaucoup plus faibles avec
les diluants utilisés dans l'invention.
Exemples 11 à 19.
Dans ces exemples, on étudie l'influence du couple formé par l'éthercouronne et le diluant utilisés pour extraire sélectivement le strontium, dans la première
étape du procédé de l'invention.
Dans ces exemples, on suit le même mode opératoire que dans les exemples 1 à 10 en utilisant comme diluant du chloroforme, du nitrobenzène ou du benzonitrile contenant 0,lmol/l d'un éther-couronne constitué par DCH18C6 ou répondant à la formule I avec R1 représentant le groupe hexyle, décyle ou dodécyle, et
R2, R3 et R4 représentant un atome d'hydrogène.
Comme précédemment, on détermine DSr, DNa, et la sélectivité Dsr/DNa, et on détermine de plus le coefficient de distribution DH du proton ainsi que la
sélectivité DSr/DH.
Les diluants, les éthers-couronnes utilisés ainsi que les résultats obtenus sont donnés dans le tableau 2
qui suit.
Au vu de ces résultats, on remarque que la sélectivité est meilleure dans tous les cas avec le chloroforme, qu'elle est également meilleure dans tous les cas avec DCH18C6 par rapport aux éthers-couronnes alkylés, que la sélectivité augmente avec le nombre d'atomes de carbone du groupe alkyle jusqu'à 10 atomes
de carbone, mais qu'elle chute ensuite.
Dans le cas o le solvant est le benzonitrile, on
n'obtient pas une sélectivité satisfaisante.
Exemples 20 à 27.
Dans ces exemples, on étudie l'influence de l'isomère de l'éther-couronne sur les résultats
obtenus.
Dans tous ces exemples, ohn suit le même mode opératoire que dans les exemples 1 à 10 en utilisant différents diluants, soit avec l'isomère cis-syn-cis, du DCH18C6, soit avec l'isomère cis-anti-cis du
DCH18C6.
Les résultats obtenus sont repris dans le tableau 3. Dans ce tableau, on a repris également les résultats obtenus dans le cas des mélanges d'isomères, c'est-à-dire les résultats qui correspondent aux
exemples 2, 3, 5 et 6 du tableau 1.
Au vu de ces résultats, on remarque que l'isomère cis-syn-cis extrait mieux le strontium que l'isomère cis-anti-cis, mais la sélectivité est meilleure avec l'isomère cis-anti-cis lorsqu'on utilise un diluant benzénique et elle est meilleure ou équivalente à celle de l'isomère cissyn-cis avec le mélange d'isomères
lorsqu'on utilise un diluant chloré.
Exemple 28.
Dans cet exemple, on utilise une installation telle que celle représentée sur la figure 1 annexée pour traiter un effluent aqueux ayant la composition suivante:
H+= 0,9N
Na+ = 0,lmol/l NO3- = 1 mol/1, et Sr2+ = 2gg/1, en utilisant une phase organique constituée de chloroforme contenant 0,022mol/1 de DCH18C6 (mélange d'isomères) pour l'extraction du strontium, de l'eau pour la réextraction du strontium, et une résine Duolite ARC 9651 comme résine échangeuse de cations
pour la fixation du strontium.
Dans les dispositifs d'extraction (1) et de
réextraction (3), on utilise trois mélangeurs-
décanteurs en série dont l'un est représenté sur la
figure 2.
Sur cette figure 2, ont voit que le mélangeur-
décanteur comprend une chambre de mélange 21 munie d'une turbine 23 permettant de créer la dispersion nécessaire au transfert de matières entre l'effluent (ou l'eau) et la phase organique qui sont introduits respectivement par les conduites 25 et 27. Les deux phases aspirées par la turbine pénètrent dans la chambre de mélange, puis par débordement au-dessus du déversoir 31 dans la chambre de décantation 29 o elles se séparent par simple effet de gravité et de coalescence. Elles quittent enfin le décanteur, la phase légère par la tuyauterie haute 35 et la phase
lourde par la tuyauterie basse 33.
La colonne de résine 5 utilisée a une hauteur de
47cm et un diamètre de 19mm.
Pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention dans cette installation, on fait circuler l'effluent à un débit de 750ml/h, la phase organique à un débit de 750ml/h et l'eau à un débit de 750ml/h, en utilisant
les volumes suivants pour un traitement durant 40h.
- volume d'effluent: 30 1 - volume de la phase organique: 500ml (ler circuit) - un volume de phase aqueuse: 400ml - (second circuit) En fin d'opération, on mesure la concentration en strontium de l'effluent traité sortant par la conduite 11.
Cette concentration est de 0,l1g/1.
Ainsi, il est possible de récupérer plus de 95% des traces de strontium présentes dans 30 1 d'effluent nitrique contenant quelques grammnes/l de nitrate de sodium. De plus, ce strontium est piégé dans 6ml de résine échangeuse de cations, soit concentré d'un facteur de 5 000, ce qui constitue un résultat tout à fait spectaculaire par rapport aux procédés mis en
oeuvre antérieurement.
La régénération de la résine et la récupération du strontium en phase aqueuse peuvent être obtenues par lavage avec 2 fois 10ml d'une solution d'acide nitrique 4N (récupération du strontium supérieure à 95%). La solution obtenue ne contient que peu de sodium et peut
être envoyée telle quelle à la vitrification.
TABLEAU 1
Ex. diluant densité solubilité point. perte de DSr DNa DSr/DN (g/cm3) dans l'eau éclair ( C) DCH18C6 -à (% en dans l'eau
masse) (% en vol).
1 1,1,2,2- 1.586 0.29 ININ 1) 0.031 105 0.063 1700
tétrachloroéthane 2 chloroforme 1.489 0.815 ININ 1) 0.048 25 0.013 2000 3 dichlorométhane 1. 326 1.3 ININ 1) 0.080 27 0.019 1500 4 1,2dichloroéthane 1.252 0.81 15 0.35 14 0.03 500 benzonitrile 1.001 0.2 71 0.70 11 0.12 90 6 nitrobenzène 1.203 0.19 88 0.70 6.0 0.05 120 7 chlorobenzène 1.106 0.0488 23 0.84 1.25 <0.01 >100 8 bromobenzène 1.491.0.045 51 0. 88 1.24 <0.01 >100
9 1,2- 1.306 0.0156 65 0.90 1.05 <0.01 >100
dichlorobenzène 1- 1.194 insoluble 121 1.4 1.3 <0.01 >100 chloronaphtalène Ex. comp. 1 1- heptanol 0.822 0.1 73 1.5 0.87 0. 07 12 Ex. com. 2 1-octanol 0.825 0.0538 81 2.0 0.57 0.05 11 Ex. comp. 3 1-décanol 0.829 <0.01 82 2.9 0.35 0.04 10 1) ININ = ininflammable
TABLEAU 2
Ex diluant éther- DSr DNa DH DSr/DNa DSr/DH couronne 11 hexyl-18C6 2,0 0,004 0,003 500 650 12 chloroformedécyl-18C6 2.1 0,004 0, 004525 525 13 dodécyl- 0,9 0,003 0, 002 300 450 18C6
2 DCHI8C6 25 0,0125 0,008 2000 3000
14 hexyl-18C6 L3*1O 0040 0026X 80 120 nitrobenzènedécyl-18C6 4,5 0,043 0,037 100 120 16 dodécyl- 1,3 0,027 0,024 50 50 18C6
6 DCH18C6 6.0 0,05 0,076 120 80
i 17. hexyl-18C6 5,0 0,083 0,039 60 130 18 benzonitriledécyl-18C6 7,0 0089 0,046 80 150 i 19 dodécyl- 2,3 0,055 0,038 40 60 18C6 i _5 1 DCH18C6 il 12 0,077 90 140
TABLEAU 3
Ex diluant isomère DSr DNa DH p(%) DSr/DNa DSr/DH sn30 0,015 0,010 2000 3000
2000 006 2500030
21 chloroforme anti 15 0,008 0,006 0,04 1900 2500 2 mélange 25 0,125 0,008 0.05 2000 3000 22 sn28 0,027 0,032 1000 850 23 dichlorométhane anti 18 0,017 1600 1000 3..____ _mél1ange 27 0019 0 0,028 0,08 1400 950 24 syn 5.5 0,062 0.088 90 60 nitrobenzène anti 7.3 0.031 0056 0, 64 240 130 6 ______ _ mél1ange 6.0 0,05 0,076 0,70 120 80 26 sn 9.3 0.13 00 0,76 70 100 26 anti 10 0 0,058 0,7 701800 27 benzonitrile anti 10 _ 0,087 0 8 0,64 120 180 _ _ _ _ mélange 1 i 0,12 0,077 0,70 90 140
Claims (12)
1. Procédé de décontamination d'effluents aqueux nitriques radioactifs contenant du strontium et du sodium, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) mettre en contact l'effluent aqueux avec une phase organique comprenant un éther-couronne et un diluant, choisie de façon à obtenir une sélectivité d'extraction du strontium par rapport au sodium telle que le rapport DSr/ DNa dans lequel DSr et DNà représentent respectivement les coefficients de distribution du strontium et du sodium, soit supérieur ou égal à 100 et que DSr soit au moins égal à 1; b) réextraire le strontium présent dans la phase organique dans une solution aqueuse; et c) fixer le strontium réextrait dans cette
solution aqueuse sur une résine échangeuse de cations.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'éthercouronne répond à la formule: Ri' O XR3
R (I)
R2OO R4
dans laquelle R1, R2, R3, R4 qui peuvent être identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle de 1 à 18 atomes de carbone, ou dans laquelle R1 et R2, et/ou R3 et R4 forment avec les deux atomes de carbone auxquels ils sont liés, un cycle hydrocarboné saturé ou aromatique
de 6 atomes de carbone.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'éthercouronne est le DCH18C6 de formule: a0 On sO_ /
4. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le diluant
est choisi parmi le 1,1,2,2-tétrachloréthane, le chloroforme, le dichlorométhane, le 1,2-dichloréthane, le nitrobenzène, le benzonitrile, le chlorobenzène, le
bromobenzène, le 1,2-dichlorobenzène et le 1-
chloronaphtalène.
5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la phase organique est constituée par l'éther-couronne DCH18C6 sous la forme d'un mélange de
ses isomères ou sous la forme de son isomère cis-syn-
cis et en ce que le diluant est le chloroforme.
6. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la
concentration en éther-couronne de la phase organique
est de 10-3 à 0,15 mol/l.
7. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la solution
aqueuse de réextraction du strontium a une acidité
inférieure à 0,lN.
8. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la résine
échangeuse de cations est du polystyrène sulfoné.
9. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'on
récupère le strontium fixé sur la résine échangeuse de cations par lavage de celle-ci au moyen d'une solution
d'acide nitrique 1 à 5N.
10. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'effluent
aqueux a une acidité nitrique de 0,5 à 2N, une concentration en strontium allant jusqu'à lg/l et une concentration en sodium de 0,01 à 0,2mol/l.
11. Installation de décontamination d'effluents aqueux nitriques radioactifs par mise en oeuvre du
procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à
8, caractérisée en ce qu'elle comprend:
a) un premier dispositif d'extraction liquide-
liquide (1) pour mettre en contact l'effluent avec la phase organique comprenant l'éther-couronne et le diluant,
b) un deuxième dispositif d'extraction liquide-
liquide (3) pour réextraire dans une solution aqueuse le strontium extrait dans la phase organique, c) une colonne de résine échangeuse de cations (5) pour la fixation du strontium, d) des moyens (7) pour introduire l'effluent aqueux à décontaminer dans le premier dispositif d'extraction liquide-liquide, e) un premier circuit de traitement (9, 13) pour faire circuler en continu la phase liquide organique dans les premier et deuxième dispositifs d'extraction liquide-liquide, et f) un deuxième circuit de traitement (15, 17) pour faire circuler en continu la solution aqueuse de réextraction dans le deuxième dispositif d'extraction liquide-liquide et dans la colonne de résine échangeuse
de cations.
12. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus - des moyens (19) pour prélever une partie de la solution aqueuse du deuxième circuit et la recycler dans le premier dispositif d'extraction liquide-liquide (1) avec l'effluent à décontaminer, et
- des moyens (21) pour introduire de l'eau dans le deuxième circuit.
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