FR2805758A1 - Procede et dispositif pour une separation de cesium, strontium et elements transuraniens presents dans un effluent sode - Google Patents

Procede et dispositif pour une separation de cesium, strontium et elements transuraniens presents dans un effluent sode Download PDF

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Abstract

La présente invention se rapporte à un procédé de séparation en continu de césium, de strontium et d'éléments transuraniens présents dans un effluent sodé comprenant l'utilisation de NaTPB et à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.Le procédé de l'invention comprend en ligne les étapes suivantes : (a) un remplissage d'au moins une parmi au moins deux cuves d'alimentation avec l'effluent; (b) une analyse de la teneur en Cs+ , Sr++ , Na+ et éléments transuraniens réalisée sur l'effluent, (c) un prétraitement de la solution, adapté en fonction de l'analyse, dans la cuve d'alimentation, destiné à insolubiliser le strontium et les éléments transuraniens, (el) un premier traitement de séparation du césium, et e1a) un deuxième traitement de séparation du césium, le procédé étant réalisé en continu grâce à l'utilisation alternative des cuves d'alimentation.

Description

PROCEDE <B>ET DISPOSITIF</B> POUR UNE SEPARATION <B>DE</B> CESIUM, STRONTIUM <B>ET</B> ELEMENTS TRANSURANIENS PRESENTS <B>DANS</B> UN EFFLUENT SODE <B>DESCRIPTION</B> Domaine technique La présente invention se rapporte à un procédé de separation de césium, de strontium d'éléments transuraniens présents dans un effluent sodé et à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Le procédé de l'invention peut s appliquer par exemple au traitement d'effluents sodés radioactifs issus d'un traitement de déchets nucléaires.
I1 permet notamment de limiter l'inventaire des matières mises en jeu pour séparer ou isoler les éléments précités de l'effluent, de contrôler et de maîtriser les temps de réaction chimique, de réaliser séparation en continu et de garantir la sécurité des personnes et du matériel lors du déroulement du procédé séparation.
Il permet aussi d'ajuster de manière optimale les quantités de réactifs apportés et de limiter les reactions chimiques indésirables dues notamment à l'instabilité de ces réactifs.
Art antérieur Un procédé de décontamination d'un effluent alcalin en césium reposant sur l'insolubilité du tétraphénylborate de césium a été mis en oeuvre dans un réacteur de précipitation unique à fort temps de séjour associé à une séparation liquide-solide par filtration tangentielle.
Cependant, le contrôle de la réaction est très difficile car le tétraphénylborate est instable et la mise oeuvre du procédé s'accompagne d' fort dégagement de benzène et d'autres composés aromatiques instables dans le réacteur, mettant en cause la sécurite du procédé. De plus, la quantité de reactifs utilises est élevée et pèse sur le coût du procédé de décontamination.
Exposé <B>de l'invention</B> présente invention a précisément pour but de pallier les inconvénients précités en fournissant un procédé de séparation de césium, de strontium et d'éléments transuraniens présents dans un effluent sodé, comprenant l'utilisation de TPB-.
Le procédé de l'invention comprend en ligne les étapes successives suivantes (a) un remplissage d'au moins une parmi deux cuves d'alimentation avec l'effluent, une analyse de la teneur en césium, sodium, strontium et éléments transuraniens présents dans l'effluent, un prétraitement de l'effluent consistant à mélanger, dans une des cuves d'alimentation remplie par l'effluent, ledit effluent avec un agent d'insolubilisation du strontium et des éléments transuraniens en quantité adaptée notamment en fonction de l'analyse de l'étape b), le mélange étant effectué pendant un premier temps de séjour et à une première température adéquats pour insolubiliser le strontium et les éléments transuraniens, ledit effluent prétraité formant une première suspension, (d) une éventuelle étape de séparation pour séparer de la première suspension l'agent d'insolubilisation lié au strontium et aux éléments transuraniens et obtenir une première phase liquide, exempte dudit agent d'insolubilisation, comprenant en solution le césium, et le sodium, (e1) un premier traitement de séparation en continu du césium effectué sur la première suspension issue l'étape c) ou sur la première phase liquide issue de l'étape d), consistant - d'une part, à mélanger dans un premier réacteur de précipitation ladite première suspension, ou ladite première phase liquide, avec TPB- en quantité adaptée notamment en fonction de l'analyse de l'étape b) et 'une première mesure de la teneur en césium effectuée à l'étape f1) en aval de ce premier traitement de séparation, le mélange étant effectué pendant un deuxième temps de séjour et à une deuxième température adéquats pour précipiter le césium présent dans la première suspension ou dans la première phase liquide avec du TPB- et limiter la dégradation du TPB-, de manière à obtenir une deuxième suspension comprenant en suspension dans une deuxième phase liquide le TPB- insoluble comprenant le TPB- lié au césium, et, s'il est présent, l'agent d'insolubilisation lié au strontium et aux éléments transuraniens, et - d'autre part, à séparer de la deuxième suspension le TPB- insoluble comprenant le TPB lié au césium, et, s'il est présent, l'agent d'insolubilisation lié au strontium et aux éléments transuraniens, pour obtenir la deuxième phase liquide, ledit premier réacteur de précipitation étant alimenté en continu en TPB- et en première suspension en première phase liquide par une utilisation alternative des différentes cuves d'alimentation pour ladite alimentation, ( la première mesure de la teneur en césium restant dans ladite deuxième phase liquide, ( une récupération du TPB- insoluble comprenant le TPB- lié au césium, et s'il est présent, de l'agent d'insolubilisation lié au strontium et aux éléments transuraniens, issu(s) des étapes précédentes, et éventuellement, un traitement d'extraction du césium lié au TPB récupéré.
Le procédé de l'invention peut comprendre en outre, entre les étapes (f1) et (g), les étapes suivantes (ela) un deuxième traitement de séparation en continu du césium effectué sur la deuxième phase liquide issue de l'étape e1) consistant - d'une part, à mélanger dans un deuxième réacteur de précipitation ladite deuxième phase liquide avec du TPB- en quantité adaptée notamment en fonction de la première mesure de l'étape f1) et d'une deuxième mesure de la teneur en césium effectuée à l'étape fla) en aval de ce deuxième traitement de séparation, le mélange étant effectué pendant un troisième temps de séjour et à une troisième température adéquats pour précipiter le césium présent dans la deuxième phase liquide avec du TPB- et pour limiter la dégradation du TPB-, de manière à obtenir une troisième suspension comprenant en suspension dans une troisième phase liquide le TPB- lié au césium, et - d'autre part, à séparer de la troisième suspension le TPB- insoluble comprenant le TPB- lié au césium, pour obtenir ladite troisième phase liquide, ledit deuxième réacteur de précipitation étant alimenté en continu en TPB- et en deuxième phase liquide issue du premier traitement de séparation, (fla) ladite deuxième mesure de la teneur en césium dans ladite troisième phase liquide. Le TPB-, par exemple sous forme de tétraphénylborate de sodium, peut être utilisé pour extraire du césium d' solution. Cependant, ce réactif est facilement dégradé en benzène et autres produits aromatiques notamment par radiolyse au contact des éléments radioactifs présents dans l'effluent et par réaction chimique avec divers constituants dudit effluent. Le procédé de la présente invention permet entre autre de mieux contrôler le procédé de séparation du césium par le TPB- que les procédés de l'art antérieur, de maitriser la quantité de TPB- utilisée, et donc de limiter les émissions de benzène.
Lorsque le TPB- est utilisé sous forme de NaTPB, l'homme du métier comprendra aisément que le précipité de TPB- récupéré à l'étape (e1) et éventuellement à l'étape (ela) comprend également du NaTPB.
La présente invention permet de mettre en oeuvre en continu, la séparation notamment du césium sous forme de CsTPB solide à partir d'un effluent sodé, en s'entourant des garanties sécurité nécessaires au traitement de solutions radioactives.
Dans l'étape b) du procédé de l'invention l'analyse peut être réalisée toute technique connue de l'homme du métier pour déterminer la quantité de chacun des éléments précités, par exemple au moyen d'une analyse élémentaire telle que la spectrométrie d'émission, par exemple aussi par spectroscopie y ou (3 pour le césium 137 (13'Cs) .
De préférence, la première analyse est effectuée après homogénéisation de l'effluent dans la cuve d'alimentation. L'homogénéisation peut être réalisée mécaniquement.
Le prétraitement de l'effluent sodé radioactif de l'étape c) permet d'insolubiliser le strontium et les éléments transuraniens au moyen d'un premier agent d'insolubilisation. Cet agent est de préférence chimiquement stable en présence de l'effluent sodé et radioéléments qu'il contient. Il est ajouté en quantité suffisante pour fixer les éléments précités. Cette quantité est déterminée et régulée en fonction de analyse de l'étape b).
Selon l'invention, l'agent d'insolubilisation peut être choisi parmi tout agent adsorbant ou précipitant strontium et les éléments transuraniens, comme par exemple un titanate, une zéolithe, du sulfate de baryum ou un mélange de ceux-ci. Cet agent peut être par exemple du titanate monosodique.
Cet agent peut aussi être un mélange de differents agents d'insolubilisation, par exemple, un agent d'insolubilisation pour le strontium et un agent d'insolubilisation pour les éléments transuraniens.
Selon l'invention, le premier temps de séj peut être fonction de la composition de l'effluent à prétraiter, et de la nature de l'agent d'insolubilisation. En général, en utilisant du titanate monosodique (MST), il est par exemple d'environ 12 à 36 heures, par exemple de 24 heures.
La première température doit permettre l'insolubilisation du strontium et des éléments transuraniens. Elle peut être par exemple de 15 à 50 C. Les au moins deux cuves d'alimentation ont pour objectif notamment, de délivrer, en continu, au premier réacteur de précipitation une alimentation homogène et de composition connue. Ces cuves accomplissent alternativement les deux fonctions décrites ci-dessus.
exemple dans une des cuves, la décontamination en strontium et éléments transuraniens peut être assurée agitation d'un mélange de l'effluent ' décontaminer de titanate monosodique (MST) pendant un temps suffisant pour que la teneur résiduelle strontium et éléments transuraniens solubles soit suffisamment faible par exemple 1/100 de la teneur initiale.
'agitation peut être mécanique. L'autre cuve, où le prétraitement est déjà réalisé, est utilisée pour alimenter le premier réacteur de précipitation.
Grâce à l'éventuelle étape l'agent insolubilisation lié au strontium et aux éléments transuraniens peut être séparé de la première suspension, issue de l'étape c), pour obtenir d'une part l'agent d'insolubilisation lié au strontium et aux éléments transuraniens et d'autre part, une première phase liquide exempte dudit agent d'insolubilisation comprenant en solution le césium et le sodium.
Cette étape de séparation peut consister par exemple à appliquer à l'effluent prétraité un procédé classique de séparation solide-liquide. Cette étape peut être effectuée dans les cuves d'alimentation ou entre les cuves d'alimentation et le premier ensemble de séparation. L'étape e1) du procédé de l'invention peut alors être réalisée sur la première phase liquide issue de cette étape d). Dans l'étape e1), le premier réacteur de précipitation peut être par exemple un réacteur agité alimenté en continu d'une part par la première suspension provenant d'une des cuves d'alimentation ou par la première phase liquide issue de l'étape d), et d'autre part, par un flux continu et contrôlé de TPB-.
Le réacteur, le temps de séjour et la température précipitation du césium sont discutés plus en detail ' dessous.
Dans l'étape e1), la séparation du TPB- insoluble comprenant le TPB- lié au césium, et, s'il est présent, de l'agent d'insolubilisation lié au strontium aux eléments transuraniens, de la deuxième phase liquide peut être effectuée par filtration.
Ainsi, selon l'invention, dans l'étape ) le premier réacteur de précipitation peut être associé à premier moyen de filtration en continu muni une première sortie d'évacuation en continu TPB insoluble comprenant le TPB- lié au césium issu du premier traitement de séparation, et, s'il est présent de l'agent d'insolubilisation lié au strontium et aux éléments transuraniens issu du prétraitement et d'une deuxième sortie d'évacuation en continu de la deuxième phase liquide issue de ce premier traitement de séparation. Dans ce cas, ladite deuxième suspension est introduite en continu à partir du premier réacteur de précipitation dans ledit moyen de filtration, pour séparer et évacuer en continu, par ladite première sortie, le TPB- insoluble comprenant le TPB- lié au césium et, s'il est présent l'agent d'insolubilisation lié au strontium et aux éléments transuraniens et par ladite deuxième sortie la deuxième phase liquide issue de premier traitement de séparation.
La deuxième suspension peut par exemple être évacuée du réacteur de précipitation en continu par débordement et tomber par gravité dans une goulotte alimente le moyen de filtration.
Le procédé de la présente invention peut comprendre en outre une étape de lavage à l'eau ou a l' tamponnée du précipité dans les filtres avant décolmatage. Les effluents de lavage issus de cette étape peuvent suivre les phases liquides correspondantes.
Le moyen de filtration peut être un moyen filtration frontale, par exemple un filtre à tambour rotatif, par exemple fonctionnant sous vide.
Selon l'invention, dans l'étape f1), la première mesure peut être une mesure en ligne de la teneur césium restant dans la deuxième phase liquide après le premier traitement de séparation. Cette mesure peut être réalisée par exemple au moyen d'un spectroscope<B>y</B> ou (3 pour le césium 137. Elle permet de régler avec l'analyse de l'étape a) la quantité de TPB- ajoutée en continu dans le premier réacteur de précipitation, afin de limiter l'excès de ce réactif tout en optimisant la précipitation du césium.
La deuxième phase liquide issue du premier traitement de séparation peut être soumise à un deuxième traitement de séparation en continu du césium, par exemple lorsque l'effluent sodé est riche en césium et que le premier traitement de séparation ne permet pas de séparer suffisamment le césium. La première mesure qui permet de contrôler la teneur en césium dans la deuxième phase liquide issue du premier traitement de séparation peut donner une indication quant à l'utilité d'un deuxième traitement de séparation.
Selon une première variante du procédé l'invention, le procédé peut comprendre en outre, entre étapes f1) et g) les étapes ela) et f la) décrites dessus. Selon cette première variante, le deuxième traitement de séparation peut être réalisé dans reacteur de précipitation tel que celui décrit précédemment.
Dans l'étape ela), le TPB- insoluble comprenant TPB- lié au césium peut être séparé par filtration. Ainsi, selon l'invention, dans l'étape ela), le deuxième ensemble de séparation peut être associé à un deuxième moyen de filtration en continu, muni d'une troisième sortie d'évacuation en continu du TPB- insoluble comprenant le TPB- lié au césium issu de ce deuxième traitement et d'une quatrième sortie d'évacuation de ladite troisième phase liquide issue de ce deuxième traitement. Dans ce cas, ladite troisième suspension peut être introduite en continu dans ledit moyen de filtration, pour séparer et évacuer en continu, d'un côté, par ladite troisième sortie, le TPB- insoluble comprenant le TPB- lié au césium, et, d'un autre côté, par ladite quatrième sortie ladite troisième phase liquide.
En bref, la deuxième phase liquide peut alimenter en continu le deuxième réacteur de précipitation et le deuxième réacteur de précipitation peut être associé à moyen de filtration fonctionnant selon le même principe que le premier.
I1 est possible d'introduire une faible quantité ions potassium dans le deuxième réacteur de précipitation afin d'améliorer l'efficacité de la précipitation du césium par le TPB-.
Selon une deuxième variante du procédé de l'invention, distincte de la première variante, le niveau de radioactivité étant moins élevé dans la deuxième phase liquide que dans la première phase liquide, le procédé peut comprendre en outre, entre les étapes f1) et g), en tant que deuxième traitement de séparation, une étape elb) de séparation du césium de la deuxième phase liquide par un traitement 'adsorption sur un échangeur d'ions approprié tel 'un silicotitanate ou une résine résorcinol. Cette étape elb), permet, comme dans la première variante 'obtenir une troisième phase liquide. Une mesure de la teneur en césium par les moyens déjà indiqués, effectuée sur la troisième phase liquide pour vérifier décontamination de la solution en césium.
La troisième phase liquide issue du deuxième traitement de séparation du procédé de l'invention, de première variante ou de la deuxième variante, constitue une fraction décontaminée en césium strontium et éléments transuraniens de l'effluent initial.
Selon l'invention, les deuxième et troisième temps de séjour sont de préférence limités au temps de séj minimal requis pour obtenir le taux de séparation césium désiré, et éviter une dégradation trop importante du TPB-. Par exemple, ils peuvent être indépendamment de 30 minutes à heures, par exemple compris entre 30 minutes et 2 heures Selon l'invention, les premier et deuxième réacteurs de précipitation peuvent être thermorégulés pour contrôler la température de traitement. Par exemple, la deuxième température et la troisième température adéquates pour précipiter le césium peuvent être de manière indépendante de 2 à 50 C.
Selon l'invention, dans l'étape fla), la deuxième mesure peut être une mesure en continu de la teneur en césium restant dans la troisième phase liquide après le deuxième traitement. Elle permet notamment de réguler la quantité de TPB introduite dans le deuxième réacteur de précipitation comme décrit précédemment. Cette mesure peut être réalisée comme décrit précédemment.
Le ciel des premier et deuxième réacteurs de précipitation ainsi que toutes les parties du dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé en contact avec du TPB-, peuvent être balayés par un courant de gaz pour empêcher une accumulation de benzène. Ce gaz peut être par exemple de l'azote ou de l'air ou un mélange d'air et d'azote à condition que la concentration en benzène dans gaz reste largement inférieure à la limite d'inflammabilité dans ce gaz. Lorsqu'il s'agit d'air, il peut également être suppléé par de l'azote.
Selon l'invention, le césium étant lié au TPB- lorsqu'il est récupéré à l'étape g), il peut être soumis au traitement d'extraction de l'étape h), ledit traitement d'extraction comprenant par exemple une destruction de l'ion TPB-. La destruction de 1 ion TPB- est réalisée par exemple dans un réacteur de destruction de cet ion avec des réactifs appropriés tels de l'acide formique et du cuivre.
Ainsi, selon un mode particulier de réalisation de la presente invention, les précipités provenant du premier et éventuellement du deuxième traitement de séparation peuvent par exemple transiter par garde hydraulique de petit volume et se déverser, par exemple au moyen d'un distributeur rotatif, dans un de deux réacteurs de destruction de l'ion tétraphénylborate (TPB-). Tandis que l'un de ces réacteurs de destruction reçoit mélange tout en étant chauffé et alimenté par des reactifs convenables pour la destruction de l'ion TPB , autre réacteur, contenant déjà le mélange et les reactifs est chauffé pour épuiser le précipité et la solution en benzène et autres produits de dégradation du TPB-. Un fonctionnement alternatif de deux réacteurs permet un traitement continu de destruction. Le benzène et les autres produits de dégradation volatils issus de la destruction de l'ion tétraphénylborate peuvent être entraînés à la vapeur, ils peuvent par exemple subir un lavage à contre- courant à l'eau, puis être condensés et dirigés vers un réacteur de destruction du benzène, par exemple un incinérateur.
Le césium, et, s'il est présent, le premier agent d'insolubilisation lié au strontium et aux éléments transuraniens récupérés à l'issue de la destruction du TPB- peuvent alimenter un atelier de vitrification. En effet, ils peuvent être vitrifiés en vue de leur stockage, car la majorité des ions Na' sont entraînés avec les phases liquides.
L'effluent sodé peut comprendre en outre du potassium ou d'autres éléments tels que du mercure. Etant donné que le TPB- fixe également ces éléments, il sera necessaire dans ce cas de tenir compte de leur concentration dans l'effluent à traiter pour adapter la quantité de TPB- dans l'étape e1) et dans première variante dans l'étape ela). La première analyse peut permettre de déterminer la quantité de ces eléments et d'adapter le traitement de séparation. Les exemples ci-dessous illustrent un tel cas de figure.
Brève description des figures figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de la présente invention.
figure 2 est une représentation schématique d'un moyen d'extraction du césium lié au TPB-.
figure 3 est une courbe illustrant la solubilité en mole/1 du TPB- en fonction de la concentration en mole/1 de Na' dans une solution.
L'invention se rapporte également à un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention.
Ce dispositif comprend les éléments suivants placés en ligne - au moins deux cuves d'alimentation (2, 2'), comprenant chacune un moyen d'introduction (4, 4') de l'effluent sodé contenant un ou des produits séparer dans la cuve, un moyen d'introduction (14, 14') d'un agent d'insolubilisation dans la cuve, un moyen d'évacuation (6, 6') du contenu de la cuve pour alimenter un premier ensemble de séparation (E1) en continu, et un moyen d'agitation (10, 10'), - un moyen 'analyse (8, 8') de la teneur de l'effluent en césium, sodium, strontium et en éléments transuraniens placé de manière à analyser contenu des cuves, - le premier ensemble de séparation (E1), comprenant un premier réacteur de précipitation (16), un premier moyen de filtration (26), et un moyen d'introduction (18) de TPB- dans le réacteur, le moyen de filtration (26) étant muni d'une première sortie (28) d'évacuation en continu du TPB- insoluble comprenant le TPB- lié au césium séparé par le premier traitement de séparation et d'une deuxième sortie (30) d'évacuation en continu d'une deuxième phase liquide issue du premier traitement de séparation - un premier moyen de mesure (32) de la teneur en césium present dans la deuxième phase liquide placé aval du premier ensemble de séparation en continu, - un moyen de récupération (29) du TPB- insoluble comprenant le TPB- lié au césium, et s'il est présent, de l'agent d'insolubilisation, issus) de la première sortie (2 d'évacuation en continu, - des moyens de régulation connectés au moyen d'analyse et au premier moyen de mesure utilisent les résultats de l'analyse et de première mesure pour réguler le premier traitement de séparation.
Selon une première variante de la présente invention, le dispositif peut comprendre en outre, ligne, en aval du premier moyen de mesure (32) et en amont 'un moyen de récupération (51) .
un deuxième ensemble de séparation (E1a) comprenant un deuxième réacteur de précipitation (38), un deuxième moyen filtration (48), et un moyen d'introduction (40) de TPB- dans le réacteur, le moyen filtration (48) étant muni d'une troisième sortie (50) d'évacuation en continu d'un précipité séparé par un deuxième traitement de séparation, et d'une quatrième sortie (52) d'évacuation en continu d'une troisième phase liquide issue du deuxième traitement de séparation, - un deuxième moyen de mesure (54) de la teneur en césium présent dans la troisième phase liquide placé en aval du deuxième ensemble de séparation, le moyen de récupération (51) du TPB- insoluble comprenant le TPB- lié au césium, les moyens de régulation étant alors également connectés au deuxième moyen de mesure pour réguler le deuxième traitement de séparation.
Selon une deuxieme variante de la présente invention, distincte de la première variante, le dispositif peut comprendre en outre, en ligne, en aval du premier moyen de mesure (32) et en amont du moyen de récupération (51), un échangeur d'ions approprié. Cet échangeur d'ions approprié est du type connu de l'homme du métier pour extraire du césium d'une solution, par exemple, il peut s'agir d'un échangeur tel que celui précité.
Les fonctions différentes parties de ce dispositif ont été décrites ci-dessus.
Les moyens de régulation connectés au moyen d'analyse et au premier et dans la première variante au deuxième, moyen(s) mesure permettent d'adapter les traitements de séparation en fonction des analyses et mesures effectuées. La première analyse et la première mesure, et dans la première variante, la deuxième mesure, peuvent permettre de régler la quantité de TPB- introduite dans le premier, et dans la première variante dans le deuxième, réacteur(s) de précipitation (16, 38) pour précipiter le césium et, s'il est présent, le potassium et/ou le mercure.
Dans ce dispositif, le premier réacteur de précipitation (16) et, dans la première variante, le deuxième réacteur de précipitation (38) peuvent être thermorégulés.
Les moyens de filtration (26, 48) peuvent être des filtres à tambour rotatif sous vide. Le dispositif peut comprendre en outre, des gardes barométriques (34), ou gardes hydrauliques, placées en aval de chaque filtre à tambour rotatif sous vide. Ces gardes barométriques permettent de mettre en communication les moyens de filtration sous vide avec les réacteurs de précipitation et les réacteurs de destruction du TPB- sous une légère dépression.
Le dispositif comprend de préférence des moyens d'agitation mécaniques (10, 10', 20, 42) dans les cuves dans les réacteurs de précipitation.
Les moyens de récupération (29) et (51) peuvent etre par exemple de simples conduites.
Le dispositif peut comprendre en outre un moyen 'extraction (60, 60') du césium lié au(x) moyens de récupération du TPB- (29, 51). Ce moyen d'extraction peut comprendre deux réacteurs de destruction (60, ') de l'ion TPB- ainsi qu'un distributeur d'alimentation 56) de ces réacteurs de destruction. Un fonctionnement alternatif des deux réacteurs alimentés alternativement ce distributeur d'alimentation permet un traitement en continu des précipités issus des première et troisième sorties respectivement des premier et deuxième ensembles de séparation.
Les réacteurs de précipitation et les moyens de filtration sont décrits ci-dessus et dans les exemples suivants.
Le dispositif peut également comprendre des moyens permettant de balayer le ciel des équipements du premier, et dans la première variante du deuxieme, ensemble(s) de séparation par un courant de gaz tel que de l'azote ou de l'air éventuellement suppléé par de l'azote. I1 peut également comprendre des events permettant d'évacuer le benzène formé par radiolyse et divers processus de dégradation chimique (sous l'action de catalyseur) du TPB- dans les ensembles de séparation et dans les réacteurs de destruction.
Le dispositif peut aussi comprendre un moyen de traitement du benzène récupéré par les évents par exemple un incinérateur.
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront encore à la lecture de la description et des exemples qui suivent, donnés bien entendu à titre illustratif et non limitatif en référence aux figures en annexe.
Exemples <B>1)</B> Exemple <B>de mise en oeuvre du procédé</B> <B>i) Nature de l'effluent</B> 'effluent est une solution alcaline de composition moyenne suivante 4 M K+ = 0,011 M OH- =<B>1,36</B> M N03- =<B>1,55</B> M NOz- =<B>0,36</B> M A103- = 0,22 M C032-= 0 , 11 M S042-= 0, 11 M Cs+ = 1 x 10-4 M, 0, 4 Ci 137Cs/1 Cette composition peut varier dans des proportions relativement élevées allant jusqu'à un ordre de grandeur sur certaines espèces telles que K et Cs par exemple. Pendant le stockage de cet effluent, le pH reste général maintenu au-dessus de 14 afin d'éviter la précipitation de l'aluminium.
<B>Principe du</B> prétraitement <B>utilisant le</B> titanate monosodique titanate monosodique (MST) insoluble adsorbe le strontium et les éléments transuraniens pour former des coprécipités très peu solubles.
est ajouté dans la cuve de préparation de la charge d'alimentation (effluent sodé) après connaissance des caractéristiques de cette charge en particulier des concentrations en activité du strontium et des éléments transuraniens. La quantité de MST ajoutée est de l'ordre de 0,2 à 0,4 g/1. Le temps séjour après ajout du MST dans la cuve maintenue sous agitation est supérieur ou égal à 3 jours.
Cette durée permet d'atteindre des objectifs facteurs de décontamination souhaités d'environ 150 Sr et Pu.
<B>iii) Principe de la séparation du</B> césium <B>et du</B> <B>potassium</B> L'ion tétraphénylborate apporté par le tétraphénylborate de sodium réagit avec le potassium et le césium pour former des précipités très peu solubles. Les équations mises en ' sont les suivantes
Figure img00220001
Cs+ <SEP> + <SEP> TPB CsTPB
<tb> K+ <SEP> + <SEP> TPB KTPB
<tb> Na+ <SEP> + <SEP> TPB- <SEP> @- <SEP> NaTPB Les rapports des produits de solubilité des différents sels de l'ion tetraphénylborate sont de 1:2 x 10-8 : 1,9 x 10-9 respectivement pour les ions Na+, K+ et Cs+, ce qui permet de pouvoir précipiter K+ et Cs+ sans précipiter quantitativement Na+.
L'ion K+ étant dans un rapport de 100 pour 1 avec l'ion Cs+ et ces ions étant de nature proche, la précipitation de KTPB peut servir d'entraîneur à celle de CsTPB, ce qui permet d'atteindre des facteurs de décontamination très élevés Cs.
La solubilité du NaTPB d'autant plus faible dans l'effluent que la concentration en Na+ est élevée. Ceci est montré sur la figure 3 en annexe, sur lesquelles l'axe des abscisses représente la concentration en mole/1 de et l'axe des ordonnées la concentration en mole/1 TPB- soluble.
La mise en oeuvre du procédé sans précipitation de ce sel est donc délicate. La quantité minimale de TPB- à introduire, étant donnée la stoechiométrie des réactions de formation des précipités de KTPB et CsTPB, peut être de 2 x 10-2 M pour la composition moyenne donnée ci-dessus. Tout excès stoechiométrique significatif lors de l'introduction du réactif conduira donc à la précipitation de NaTPB. La régulation de la quantité de NaTPB à ajouter est réalisée grâce à l'analyse et aux mesures des solutions (effluent et phases liquides) effectuées en ligne. La vitesse de la précipitation dépend de la fraction soluble de NaTPB. De façon à avoir une vitesse acceptable, l'effluent d'origine, qui peut titrer jusqu'à 7 M en Na', peut être dilué jusqu'à une concentration en Na' voisine de celle mentionnée au paragraphe 1.i) précédent. Dans ces conditions, avec un exces de NaTPB inférieur ou égal à 50%, pour solution initiale à 4 M en Na+ et une température entre 2 et 30 C, un temps de séjour compris entre minutes et deux heures permet d'atteindre un facteur de décontamination supérieur à 1 000. <B>iv) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé</B> Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention est schématisé sur la figure 1.
I1 comprend deux cuves d'alimentation (2, 2') d' volume calculé pour assurer la capacité d'une semaine d'alimentation, comprenant chacune un moyen d'introduction (4, 4') de l'effluent sodé dans la cuve un moyen d'introduction (14, 14') d'un agent d'insolubilisation dans la cuve, un moyen d'évacuation (6, 6') du contenu de la cuve pour alimenter un premier ensemble de séparation (E1) en continu, et un moyen d'homogénéisation mécanique de l'effluent dans la cuve (10, 12 et 10', 12') .
Des premiers moyens d'analyse (8, 8') de la teneur de l'effluent en sodium, césium, potassium, strontium et en éléments transuraniens sont placés de manière à analyser la solution dans les cuves.
Le premier ensemble de séparation (E1) comprend un premier réacteur de précipitation (16) thermorégule d' volume correspondant à un temps de séjour compris entre 30 minutes et deux heures, et un filtre à tambour rotatif (26) sous vide. Le réacteur de précipitation (16 comprend un moyen d'agitation mécanique (20, 22 et entrée (18) d'addition en continu de NaTPB dans le réacteur (16). I1 comprend en outre une conduite permettant d'évacuer par débordement la deuxième suspension vers le filtre à tambour rotatif (26). La deuxième suspension tombe par gravité dans une goulotte etanche (non représentée) qui alimente le filtre (26). Le filtre (26) comprend d'une part une première sortie (28) pour l'évacuation en continu du ou des précipités séparés par le premier traitement de séparation, et, d'autre part, une deuxième sortie (30) d'évacuation continu de la deuxième phase liquide issue du premier traitement de séparation.
Un premier moyen de mesure (32) de la teneur césium présent dans la deuxième phase liquide est placé en aval du premier ensemble de séparation (E1) et en amont d'un deuxième ensemble de séparation (E1a), de manière à analyser la deuxième phase liquide issue du premier traitement de séparation.
Le deuxième ensemble de séparation (E1a) comprend un deuxième réacteur de précipitation thermorégulé (38) d'un volume correspondant à un temps de séjour compris entre 30 minutes et deux heures, et un filtre à tambour rotatif (48) sous vide. Le réacteur de précipitation (38) de cet ensemble (E1a) comprend un moyen d'agitation mécanique , 44) et une entrée (40) d'addition en continu de NaTPB dans le réacteur (38). I1 comprend en outre une conduite (46) permettant d'évacuer par débordement la troisième suspension vers le filtre à tambour rotatif ). La troisième suspension tombe par gravité dans une goulotte étanche (non représentée) qui alimente le filtre (48). Le filtre (48) comprend d'une part une troisième sortie (50) pour l'évacuation en continu du précipite séparé par ce deuxième traitement et, autre part quatrième sortie (52) pour l'évacuation en continu de la troisième phase liquide issue de ce deuxième traitement.
deuxième moyen de mesure (54) est placé aval du deuxième ensemble de séparation (E1a), de manière à analyser la troisième phase liquide issue la quatrieme sortie (52) c'est-à-dire du deuxième traitement de séparation.
Des moyens de régulation (non représenté sont connectés au moyen d'analyse et aux premier et deuxième moyens de mesure. Ils utilisent les résultats de l'analyse et des mesures pour adapter le prétraitement, et les premier et deuxième traitements de séparation. Ces moyens de régulation sont automatiques, ils permettent en fonction de l'analyse et en fonction des première et deuxième mesures des teneurs en cesium (8 ou 8', 32, 54) de régler l'addition continue NaTPB dans les réacteurs de précipitation (16, 38).
Des gardes barométriques (34) sont placées en aval des filtres rotatifs sous vide (26, 48). Les réacteurs (16, 38 et les filtres (26, 48) comprennent en outre des évents (19, 25 et 47) permettant de récupérer le benzène formé par dégradation du NaTPB. Ces évents conduisent la majorité du benzène vers un incinérateur (non représenté) pour le détruire.
Le ciel des ensembles de séparation (E1, E1a) et des différents équipements contenant du TPB- est balayé par un courant d'un mélange air/azote pour empêcher l'accumulation de benzène formé par dégradation de TPB- (non représenté).
Dans le filtre à tambour rotatif des premier et deuxième ensembles de séparation, le précipité formé par l'agent d'insolubilisation lié au strontium et aux éléments transuraniens, s' est présent, et par le TPB- lié au césium, au potassium et à une fraction du Na correspondant au NaTPB insoluble est essoré, lavé et entraîné sur une toile filtrante et décolmaté puis il tombe dans une goulotte direction du dispositif d'alimentation des réacteurs de destruction (60, 60') de l'ion tétraphénylborate. La goulotte peut être alimentée par un petit débit d'eau pour entraîner le précipité vers le dispositif d'alimentation des réacteurs de destruction.
En référence à la figure 1 et à la figure 2, les première et troisième sorties (28,50) des produits séparés respectivement dans E1 et dans E1a, c1est-à- dire du précipité de lié au strontium et aux éléments transuraniens s'il est présent et du précipité de TPB- lié au césium, au potassium, et à une fraction de Na' correspondant au NaTPB insoluble sont connectées un distributeur d'alimentation (56) destiné à distribuer alternativement par des conduites (58, 58') lesdits précipités à deux réacteurs de destruction (60, 0') de l'ion TPB- fonctionnant alternativement pour un traitement en continu des précipités.
Les deux réacteurs de destruction (60, 60') de l'ion TPB- sont munis d'entrées (64, 64') d'addition des réactifs de destruction de l'ion TPB- et de deux conduites (62, 62') d'évacuation des éléments séparés, en particulier du césium, du potassium, du strontium et d'éléments transuraniens liés au MST, s'ils sont présents. Ils sont aussi munis de deux évents (66, 66') d'évacuation du benzène formé par la destruction de TPB- dans les réacteurs, d'un condenseur (68) et d'une conduite (70) entraînant le benzène vers un incinérateur (non représenté).
La conduite (55) reliée à la quatrième sortie d'évacuation de (Ela) permet d'amener la troisième phase liquide vers un dispositif de traitement de destruction du NaTPB et de ses produits de dégradation solubles dans cette solution (non représente).
Ce dispositif permet un traitement continu de l'effluent à traiter. Il permet aussi grâce aux mesures et aux moyens de régulation, un contrôle de type rétroactif pour l'addition de NaTPB dans les réacteurs de précipitation. La technologie des réacteurs de précipitation et des filtres rotatifs utilisés permet de séparer, d'évacuer et détruire le précipité de CsTPB dès qu'il est formé, d'optimiser l'efficacité de la précipitation et de la filtration et de contrôler la température dans les réacteurs. Le volume et la disposition des réacteurs de précipitation, des moyens de filtration et des réacteurs de destruction leurs connexions permettent de limiter le temps de séj du précipité dégradable à base de TPB-.
La capacité du dispositif permet également de limiter les dégagements gazeux trop importants de benzène.
Figure img00280004
<B>v) <SEP> Conditions <SEP> opératoires</B>
<tb> <B>#</B> <SEP> temps <SEP> de <SEP> séjour <SEP> dans <SEP> les <SEP> cuves <SEP> d'alimentation
<tb> 7 <SEP> jours,
<tb> <B>#</B> <SEP> température <SEP> de <SEP> l'effluent <SEP> dans <SEP> les <SEP> cuves
<tb> d'alimentation <SEP> (2, <SEP> 2') <SEP> : <SEP> ambiante,
<tb> <B>#</B> <SEP> quantité <SEP> d'effluent <SEP> dans <SEP> chaque <SEP> cuve <SEP> : <SEP> 500 <SEP> m3,
<tb> <B>#</B> <SEP> quantité <SEP> de <SEP> MST <SEP> ajoutée <SEP> dans <SEP> chaque <SEP> cuve <SEP> : <SEP> 0,2
<tb> à <SEP> 0,4 <SEP> g/1,
<tb> <B>#</B> <SEP> température <SEP> dans <SEP> les <SEP> réacteurs <SEP> de <SEP> précipitation
<tb> (16, <SEP> 38) <SEP> des <SEP> premier <SEP> et <SEP> deuxième <SEP> ensembles <SEP> de
<tb> séparation <SEP> (E1, <SEP> : <SEP> entre <SEP> 20 <SEP> et <SEP> 30 C,
<tb> <B>#</B> <SEP> concentration <SEP> NaTPB <SEP> au <SEP> niveau <SEP> des <SEP> entrées
<tb> (18,40) <SEP> d'addition <SEP> en <SEP> continu <SEP> du <SEP> NaTPB <SEP> : <SEP> 0,6M,
<tb> et <SEP> débit <SEP> d'introduction <SEP> de <SEP> NaTPB <SEP> correspondant
<tb> à <SEP> un <SEP> excès <SEP> de <SEP> - <SEP> de <SEP> 50% <SEP> par <SEP> rapport <SEP> à <SEP> la
<tb> stoechiométrie,
<tb> <B>#</B> <SEP> précipitation <SEP> en <SEP> continu <SEP> en <SEP> réacteur <SEP> (16, <SEP> 38)
<tb> parfaitement <SEP> agité, <SEP> vitesse <SEP> d'agitation <SEP> entre
<tb> 200 <SEP> et <SEP> 1000 <SEP> tr/min,
<tb> <B>#</B> <SEP> temps <SEP> de <SEP> séjour <SEP> dans <SEP> les <SEP> réacteurs <SEP> (16, <SEP> 38) <SEP> .
<tb> 30 <SEP> minutes <SEP> à <SEP> 2 <SEP> heures, # filtration en continu sur filtre à tambour rotatif fonctionnant sous une pression résiduelle de 0,4 à 0,6 x 105 Pa, # réactifs de destruction de l'ion TPB- dans les réacteurs de destruction 60') . acide formique et cuivre. vi) <B>Procédé de l'art antérieur</B> <B>Résultats</B> Mise en oeuvre à Savannah River en 1995 # batch d'environ 1500 m3 dans une cuve de 4900 m3, # temps de séjour dans la cuve précipitation supérieur à 1 mois (incluant une phase de concentration), filtration par ultrafiltration tangentielle réalisée sur la cuve de précipitation concentration in situ jusqu'à 4% de solides en suspension (620 m3), température non régulée : 35 à plus de 50 C, # dégradation du tétraphénylborate ayant conduit à 8500 kg de benzène sur 5 mois, # agitation par recirculation, # excès de NaTPB de 30%, # bilan massique de NaTPB du batch (hors décomposition) .
80 500 moles NaTPB ajouté 47 600 moles KTPB précipité 60 moles CsTPB précipité 5 700 moles TPB- soluble 27 140 moles NaTPB précipité, donc masse minimale de précipité impliquée dans tourne rond de filtration : 25 tonnes.
vii) Conclusion Les observations qui suivent s'appliquent à mise en oeuvre du procédé de la présente invention dans les exemples précédents entre le premier ensemble de séparation et le distributeur d'alimentation des réacteurs de destruction.
Quand une comparaison est effectuée entre le procédé conforme à l'invention et celui de l'art antérieur, elle est effectuée pour une capacité de production identique.
En amont des réacteurs de destruction, l'inventaire en ion tétraphénylborate, en terme de source potentielle de dégagement de benzène et d'autres produits aromatiques, est plus faible que celui l'art antérieur décrit ci-dessus, et de manière générale de toute autre mise en oeuvre préalablement décrite pour ce procédé. Ceci est dû aux particularites suivantes de l'invention.
Pour ce qui concerne les ensembles de séparation D'une part, le volume des installations effectivement occupé par des sels solubles ou non de l'ion tétraphénylborate est plus faible que celui des installations de toute autre mise en oeuvre préalablement décrite pour ce procédé. En effet, le volume des deux réacteurs de précipitation utilisés est très inférieur à celui d'un unique réacteur de précipitation du CsTPB et d'adsorption du strontium et des éléments transuraniens du fait que le temps de séjour dans réacteur unique requis pour l'adsorption du strontium et des éléments transuraniens est largement supérieur au double du temps de séjour optimal requis pour la précipitation du CsTPB.
D'autre part, la connaissance précise de la concentration en césium et autres métaux susceptibles d'être précipités par l'ion tétraphénylborate dans l'alimentation, la répartition éventuelle de la décontamination en césium entre deux dispositifs, et enfin la régulation des flux de NaTPB au moyen de la mesure de quantité de césium radioactif dans les phases liquides lors de la première et de l'éventuelle deuxième mesure (s) conformes) à la présente invention concourent a minimiser les concentrations d'ions TPB- au strict minimum nécessaire.
En conclusion, l'inventaire d'ions TPB- avec le procédé de la présente invention est très largement plus faible que dans les dispositifs de l'art antérieur.
Pour ce qui concerne les filtres L'inventaire d'ion TPB- dans ces installations est constitué en quasi totalité par la couche de précipité déposé sur demi-circonférence de toile ou média filtrant de filtre rotatif. Cette quantité est de plusieurs ordres de grandeur inférieure à celle en suspension dans le tourne en rond d'une filtration tangentielle.
L'organisation gravitaire des transferts entre appareils rassemblent les flux de précipité de tétraphénylborate conforme à la présente invention garantit que l'inventaire de TPB- est minimal dans l'ensemble de l'installation entre le premier ensemble de séparation et le distributeur des réacteurs de destruction.
Les faits qui précèdent montrent que quantité totale d'ions TPB- présente dans l'ensemble de l'installation conforme à la présente invention est inférieure à celle présente dans toute autre installation actuellement utilisée.
En cas d'immobilisation de l'installation, la quantité maximale de benzène et autres produits aromatiques pouvant être formée est très inférieure à celle pouvant être formée dans les installations ou procédes de l'art antérieur.
Dans cet exemple, il a été montré que volumes des installations nécessaires à la mise oeuvre de l'invention étaient plus faibles que ceux de toute autre installation préalablement mise en oeuvre ou décrite. De ce fait, il résulte que la production réelle de benzène et autres composés aromatiques dans le dispositif conforme à l'invention est plus faible que dans toute autre installation préalablement mise en oeuvre ou décrite.
taille modeste des appareils et leur connexion par des goulottes étanches et des gardes hydrauliques permettent de maîtriser la composition de l'atmosphère de ces appareils de façon à garantir qu'un mélange explosif d'oxygène et de benzène n'y soit jamais réalisé, ceci par exemple par circulation d'un gaz inerte, ou grâce au maintien d'un débit suffisant d'air dans les réacteurs. fonctionnement normal, la production de benzene et d'autres aromatiques est limitée à des valeurs très faibles grâce au procédé de l'invention et la ventilation permet d'obtenir une dilution suffisante de ces composés et de garantir ainsi que l'atmosphère installations reste largement éloignée du domaine d'explosivité. Le procédé de l'invention permet une grande capacité du dispositif qui garantit la possibilité de rassembler les gaz de ventilation pour les traiter dans une installation unique, de taille modéree compte tenu du débit modeste des gaz de balayage avec une performance à atteindre pour purifier limitée du fait de la faible teneur initiale en benzène de ces gaz.
'autres avantages de la présente invention apparaissent encore dans les situations incidentelles suivantes, dans lesquelles l'occurrence d'une seule défaillance est prise en compte - installation arrêtée de façon inopinee, appareils pleins : la ventilation permet d'évacuer indéfiniment le benzène produit en restant dans un domaine non explosif ; si nécessaire, le débit ou même la nature des gaz de ventilation peut être modifiée ; - ventilation non disponible de façon inopinée (si aucune ventilation de secours n'était installée) : le faible inventaire de matière des appareils permet dans ce cas, en cessant l'alimentation en effluent et en NaTPB et en maintenant un courant d'une solution aqueuse non radioactive, de purger 1 installation du césium et des ions TPB- qu'elle contient.
En cas de présence non détectée d'un catalyseur de décomposition du TPB- . l'augmentation du débit de ventilation ou le changement de nature du gaz de balayage permet de traiter la phase initiale de l'incident tandis que la possibilité de vidanger rapidement les appareils du césium des ions TPB- qu'ils contiennent permet de clore l'incident.
Une situation accidentelle requiert l'occurrence d'une double défaillance. Même dans ce cas, grâce au procédé de la présente invention, l'inventaire de matière limité tant pour le césium que pour les ions TPB- permet de limiter les conséquences potentielles à un niveau de gravité inférieur à celui atteint par les procédés actuellement utilisés.

Claims (2)

REVENDICATIONS
1. Procédé de séparation de césium, de strontium et d'éléments transuraniens présents dans un effluent sodé, comprenant en ligne les étapes successives suivantes (a) un remplissage d'au moins une parmi deux cuves d'alimentation avec l'effluent, (b) une analyse de la teneur en césium, sodium, strontium et éléments transuraniens présents dans l'effluent, (c) un prétraitement de l'effluent consistant à mélanger, dans une des cuves d'alimentation remplie par l'effluent, ledit effluent avec un agent d'insolubilisation du strontium et des éléments transuraniens en quantité adaptée notamment en fonction de l'analyse de l'étape b), le mélange étant effectué pendant un premier temps de séjour et à une première température adéquats pour insolubiliser le strontium et les éléments transuraniens, ledit effluent prétraité formant une première suspension, (d) une éventuelle étape de séparation pour séparer de la première suspension l'agent d'insolubilisation lié au strontium et aux éléments transuraniens et obtenir une première phase liquide, exempte dudit agent d'insolubilisation, comprenant en solution le césium et le sodium, (e1) un premier traitement de séparation en continu du césium effectué sur l'effluent prétraité issu de l'étape c) ou sur la première phase liquide issue de l'étape d), consistant - d'une part, à mélanger dans un premier réacteur de précipitation ladite première suspension, ou ladite premiere phase liquide, avec du TPB- en quantité adaptée notamment en fonction de l'analyse de l'étape b) et .d'une première mesure de la teneur en césium effectuée à l'étape f1) en aval de ce premier traitement de séparation, le mélange étant effectué pendant un deuxième temps de séjour et à une deuxième température adéquats pour précipiter le césium présent dans la première suspension ou dans la première phase liquide avec du TPB- et limiter dégradation du TPB-, de manière à obtenir une deuxième suspension comprenant en suspension dans une deuxième phase liquide TPB- insoluble comprenant le TPB- lié au césium, et, s'il est présent, l'agent d'insolubilisation lié au strontium et aux éléments transuraniens, et - d'autre part, à séparer de la deuxième suspension le TPB- insoluble comprenant le TPB- lié au césium, et, s'il est présent, l'agent d'insolubilisation lié au strontium et aux éléments transuraniens, pour obtenir la deuxième phase liquide, ledit premier réacteur de précipitation étant alimenté en continu TPB- et en première suspension ou en première phase liquide par une utilisation alternative des différentes cuves d'alimentation pour ladite alimentation (f1) première mesure de la teneur en césium restant dans ladite deuxième phase liquide, (g) récupération du TPB- insoluble comprenant le TPB- lié au césium, et s'il est present, de l'agent d'insolubilisation lié au strontium et aux éléments transuraniens, issu(s) des étapes précédentes, et éventuellement, (h) un traitement d'extraction du césium lié au récupéré.
2. Procedé selon la revendication 1, comprenant en outre, entre les étapes (f1) et (g) les étapes suivantes (ela) un deuxième traitement de séparation en continu du césium effectué sur la deuxième phase liquide issue de l'étape e1) consistant . - d'une part, à mélanger dans un deuxième réacteur de précipitation ladite deuxième phase liquide avec du TPB- en quantité adaptée notamment en fonction de la première mesure de l'étape f1) et d'une deuxième mesure de la teneur en césium effectuée à l'étape fla) en aval de ce deuxième traitement de séparation, le mélange étant effectué pendant un troisième temps de séjour et à une troisième température adéquats pour précipiter le césium présent dans la deuxième phase liquide avec du TPB- et pour limiter dégradation du TPB-, de manière à obtenir troisième suspension comprenant en suspension dans une troisième phase liquide le TPB- insoluble comprenant le TPB- lié au césium, et - d'autre part, à séparer de la troisième suspension le TPB- insoluble comprenant TPB- lié au césium, pour obtenir ladite troisième phase liquide, ledit deuxième réacteur de précipitation étant alimente en continu en TPB- et en deuxième phase liquide issue du premier traitement de séparation, fla) ladite deuxième mesure de la teneur en césium dans ladite troisième phase liquide, . Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le TPB- est introduit sous forme de NaTPB. . Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'agent d'insolubilisation est choisi parmi un titanate, une zéolithe, un sulfate ou un mélange de ceux-ci. 5. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'agent d'insolubilisation est du titanate monosodique. 6. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel dans l'étape b), l'effluent est homogénéisé avant d'être analysé. 7. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, dans l'étape e1), le premier traitement de séparation du césium est effectué la première suspension issue de l'étape c). . Procédé selon la revendication ou 2, dans lequel, dans l'étape e1), la séparation du TPB- insoluble comprenant le TPB- lié au césium, et s'il est présent, de l'agent d'insolubilisation lie au strontium et éléments transuraniens, de la deuxième phase liquide est effectuée par filtration. . Procédé selon la revendication 2, dans lequel, dans l'étape ela), la séparation du TPB- insoluble comprenant le TPB- lié au césium de la troisième phase liquide est effectuée par filtration. 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, dans lequel la filtration est effectuée au moyen d'une filtration frontale. 11. Procédé selon la revendication 8 ou 9, dans lequel la filtration est effectuée au moyen d'un filtre à tambour rotatif. 12. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les deuxième et troisième temps de séjour sont indépendamment de 30 minutes à 4 heures. 13. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les deuxième et troisième températures sont de 20 à 50 C. . Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le traitement d'extraction du césium lié au TPB- récuperé à l'étape g) comprend une destruction TPB-. . Procédé selon la revendication 1 ou , dans lequel l'effluent sodé comprenant en outre du potassium et/ou mercure, la quantité de TPB- est aussi adaptée en fonction de ces éléments. . Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre, entre les étapes (f1) et (g) une étape ela) de séparation du césium de la deuxième phase liquide par un traitement d'adsorption sur un échangeur d'ions approprié. . Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, ledit dispositif comprenant les éléments suivants placés en ligne au moins deux cuves d'alimentation (2, 2'), comprenant chacune un moyen d'introduction (4, 4') de l'effluent sodé contenant un ou des produits à séparer dans la cuve, un moyen d'introduction (14, 14') d'un agent d'insolubilisation dans la cuve et un moyen d'évacuation (6, 6') du contenu de la cuve pour alimenter un premier ensemble de séparation (E1) en continu et un moyen d'agitation (10, 10'), un moyen d'analyse (8, 8') de la teneur l'effluent en césium, sodium, strontium et éléments transuraniens placé de manière analyser le contenu des cuves, le premier ensemble de séparation (E1) comprenant un premier réacteur de précipitation (16), un premier moyen de filtration (26), et un moyen d'introduction (18) de TPB- dans le réacteur, le moyen de filtration (26) étant muni d'une première sortie (28) d'évacuation en continu du TPB- insoluble comprenant le TPB- lié au césium séparé par le premier traitement de séparation, et d'une deuxième sortie (30) d'évacuation en continu d'une deuxième phase liquide issue du premier traitement de séparation, un premier moyen de mesure (32) de la teneur en césium présent dans la deuxième phase liquide placé en aval du premier ensemble de séparation en continu, un moyen de récupération (29) du TPB- insoluble comprenant le TPB- lié au césium, et s'il est présent, de l'agent d'insolubilisation, issu(s) de la première sortie (28) d'évacuation en continu, des moyens de régulation connectés au moyen d'analyse et au premier moyen de mesure qui utilisent les résultats de l'analyse et de la première mesure pour réguler le premier traitement de séparation. . Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 2, comprenant le dispositif la revendication 17 et comprenant en outre, en aval du premier moyen de mesure (32) et en amont d'un moyen de récupération (51) . - un deuxième ensemble de séparation comprenant un deuxième réacteur de précipitation (38), un deuxième moyen de filtration (48), et un moyen d'introduction (40) de TPB- dans le réacteur, le moyen de filtration (48) étant muni d'une troisième sortie (50) d'évacuation en continu d'un précipité séparé par un deuxième traitement de séparation, et d'une quatrième sortie (52) d'évacuation en continu d'une troisième phase liquide issue du deuxième traitement de séparation, un deuxième moyen de mesure (54) de la teneur en césium présent dans la troisième phase liquide placé en aval du deuxième ensemble de séparation, le moyen de récupération (51) du TPB- insoluble comprenant le TPB- lié au césium, les moyens de régulation étant alors également connectes au deuxième moyen de mesure pour réguler deuxième traitement de séparation. 19. Dispositif selon la revendication 17, dans lequel premier réacteur de précipitation (16) thermoregulé. 20. Dispositif selon la revendication 18, dans lequel les premier et deuxième réacteurs précipitation (16, 38) sont therrnorégulés. 21. Dispositif selon la revendication 17 ou , dans lequel les moyens de régulation sont des moyens de réglage de la quantité de TPB- introduite dans le ) réacteur(s) de précipitation (16, 38). 22. Dispositif selon la revendication 17 ou , dans lequel le moyen de filtration (26, 48) est filtre a tambour rotatif sous vide. 23. Dispositif selon la revendication comprenant en outre, des gardes barométriques (34) placées en aval du ou des filtre(s) (26, 28) à tambour rotatif sous vide. 24. Dispositif selon la revendication 17 ou 18, comprenant en outre un moyen d'agitation mécanique (10, 10' 20, 42) dans les cuves et/ou dans le ou les réacteur(s) de précipitation (16, 38). 25. Dispositif selon la revendication 17 ou 18, comprenant en outre au moins un moyen d'extraction (60, 60') du césium lié au(x) moyen(s) de récupération du TPB- (29, 51). 26. Dispositif selon la revendication 25, dans lequel le moyen d'extraction comprend deux réacteurs de destruction (60, ') de l'ion TPB- et comprend en outre un distributeur d'alimentation (56) de ces réacteurs de destruction. 27. Dispositif selon la revendication 17 comprenant en outre en ligne, en aval du premier moyen de mesure (32) et en amont du moyen de récupération (51), un échangeur d'ions approprié.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8771750B2 (en) * 2006-12-14 2014-07-08 Savannah River Nuclear Solutions, Llc Delivery or removal of metals from biological systems
US20080142448A1 (en) * 2006-12-14 2008-06-19 Hobbs David T Treatment of metal-containing liquids
US8894864B2 (en) * 2010-08-10 2014-11-25 Evoqua Water Technologies Llc Controlled method of minimizing radioactive sludge generation in post stimulation flowback and/or produced water treatment from a saltwater, oil and/or gas well
JP6078987B2 (ja) * 2012-05-29 2017-02-15 栗田工業株式会社 放射性ストロンチウム含有排水の処理方法及び処理装置
CN105869692B (zh) * 2016-04-13 2017-09-29 衡阳师范学院 减少核电站极端事故时放射性核素排放的装置
CN107089904A (zh) * 2017-06-22 2017-08-25 中山致安化工科技有限公司 生产2,3,5,6‑4‑甲氧甲基‑四氟苄醇的装置
CN117025973B (zh) * 2023-07-19 2024-05-14 有研资源环境技术研究院(北京)有限公司 一种金属热还原一步制备高纯金属铯的方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3343914A (en) * 1964-03-20 1967-09-26 Lane A Bray Recovering strontium from reactor fuel reprocessing solutions as strontium sulfate
US4432893A (en) * 1982-05-19 1984-02-21 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Precipitation-adsorption process for the decontamination of nuclear waste supernates
US5698169A (en) * 1995-04-21 1997-12-16 Coremetals Research, Inc. Methods and agents for the extraction of cesium and strontium from nuclear waste

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LEE, D.D. ET AL: "Continuous-flow stirred-tank reactor 20-L demonstration test: Final report.", 1 February 2000, 1 FEB 2000. [VP.] AVAILABLE FROM OSTI AS DE00752984;PURL: HTTPS://WWW.OSTI.GOV/SERVLETS/PURL/752984-HFSHWL/WEBVIEWABLE/., UNITED STATES, XP002158655 *
SAITO, H.H: "Effect of sludge solids to mono-sodium titanate (MST) ratio on MST-treated sludge.", 17 DEC 1999. 12 P AVAILABLE FROM INIS IN ELECTRONIC FORM;ALSO AVAILABLE FROM OSTI AS DE00750112; PURL: HTTPS://WWW.OSTI.GOV/SERVLETS/PURL/750112- AMFNWP/WEBVIEWABLE/., UNITED STATES, XP002158656 *

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