RU2015102096A

RU2015102096A - Способ отделения, по меньшей мере, одного первого химического элемента e1, по меньшей мере, от одного второго химического элемента e2, включающий использование среды, включающей определённую расплавленную соль

Info

Publication number: RU2015102096A
Application number: RU2015102096A
Authority: RU
Inventors: Эрик МЕНДЕС; Оливье Конокар; Никола ДУЕР; Тьерри ПЛЕ; Жером Лакман
Original assignee: Коммиссариат А Л' Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2016-08-10
Also published as: US9677156B2; FR2992330B1; WO2014001274A1; US20150340109A1; CN104428429B; CN104428429A; FR2992330A1; KR20150027259A

Abstract

1. Способ отделения, по меньшей мере, одного первого химического элемента E, по меньшей мере, от одного второго химического элемента Е, совместно присутствующих в смеси в виде оксидов, включающий следующие стадии:a) стадию растворения порошка одного или нескольких оксидов указанного, по меньшей мере, одного первого химического элемента Eи порошка одного или нескольких оксидов указанного, по меньшей мере, одного второго химического элемента Ев среде, включающей, по меньшей мере, одну расплавленную соль формулы MF-AlF, где M представляет собой щелочной элемент, с получением смеси, содержащей вышеуказанную расплавленную соль, фторид указанного, по меньшей мере, одного первого химического элемента Eи фторид указанного, по меньшей мере, одного второго химического элемента Е;b) стадию контактирования смеси, полученной на стадии а) со средой, включающей металл в жидком состоянии, причем указанный металл является восстановителем, способным преимущественно восстанавливать указанный, по меньшей мере, один первый химический элемент Eв отличие от указанного, по меньшей мере, одного второго химического элемента Ес получением двухфазной среды, включающей первую фазу, называемую металлической фазой, включающую указанный, по меньшей мере, один первый химический элемент Eв степени окисления 0, и вторую фазу, называемую солевой фазой, включающую расплавленную соль вышеуказанной формулы MF-AlFи фторид указанного, по меньшей мере, одного второго химического элемента Е.2. Способ по п. 1, в котором элемент(ы) Eвыбирают из группы, состоящей из актинидов, переходных элементов, в то время как элемент(ы) Евыбирают из группы, не включающей актиниды.3. Способ по п. 2, в которой элемент(ы)

Claims

1. Способ отделения, по меньшей мере, одного первого химического элемента E₁, по меньшей мере, от одного второго химического элемента Е₂, совместно присутствующих в смеси в виде оксидов, включающий следующие стадии:

a) стадию растворения порошка одного или нескольких оксидов указанного, по меньшей мере, одного первого химического элемента E₁ и порошка одного или нескольких оксидов указанного, по меньшей мере, одного второго химического элемента Е₂ в среде, включающей, по меньшей мере, одну расплавленную соль формулы MF-AlF₃, где M представляет собой щелочной элемент, с получением смеси, содержащей вышеуказанную расплавленную соль, фторид указанного, по меньшей мере, одного первого химического элемента E₁ и фторид указанного, по меньшей мере, одного второго химического элемента Е₂;

b) стадию контактирования смеси, полученной на стадии а) со средой, включающей металл в жидком состоянии, причем указанный металл является восстановителем, способным преимущественно восстанавливать указанный, по меньшей мере, один первый химический элемент E₁ в отличие от указанного, по меньшей мере, одного второго химического элемента Е₂ с получением двухфазной среды, включающей первую фазу, называемую металлической фазой, включающую указанный, по меньшей мере, один первый химический элемент E₁ в степени окисления 0, и вторую фазу, называемую солевой фазой, включающую расплавленную соль вышеуказанной формулы MF-AlF₃ и фторид указанного, по меньшей мере, одного второго химического элемента Е₂.

2. Способ по п. 1, в котором элемент(ы) E₁ выбирают из группы, состоящей из актинидов, переходных элементов, в то время как элемент(ы) Е₂ выбирают из группы, не включающей актиниды.

3. Способ по п. 2, в которой элемент(ы) Е₂ выбирают из группы, состоящей из лантанидов, переходных элементов, отличных от Е₁ щелочных или щелочно-земельных элементов, и/или элементов, образующих актиниды.

4. Способ по п. 1, который применяют в области переработки отработавшего ядерного топлива, мишеней для трансмутации, используемых для ядерно-физических экспериментов, или трудноперерабатываемых матриц, предназначенных для включения в состав ядерных реакторов.

5. Способ по п. 1, в котором расплав солей представляет собой соль формулы LiF-AlF₃.

6. Способ по п. 1, в котором содержание AlF₃ в расплавленной соли составляет 10-40 мол.%.

7. Способ по п. 1, в котором металл в жидком состоянии на стадии b) выбирают из алюминия и его сплавов.

8. Способ по п. 7, в котором сплав представляет собой сплав алюминия и меди.

9. Способ по п. 1, включающий перед стадией а) стадию приготовления смеси порошков, предназначенной для использования на стадии а).

10. Способ по п. 9, в котором, когда способ относится к переработке отработавшего ядерного топлива на основе оксида урана, стадия приготовления по п. 9 включает:

- операцию механической обработки отработавшего топлива для формирования порошка оксида(ов) и

- операцию термообработки объемного восстановления для удаления летучих продуктов деления.

11. Способ по п. 9, в котором, когда способ относится к переработке отработавшего ядерного топлива на основе оксида урана, стадия приготовления по п. 9, включает операцию волоксидации, после которой оксид урана UO₂ превращается в оксид урана U₃O₈.

12. Способ по п. 1, в котором вышеуказанные стадии a) и b) выполняют последовательно или одновременно.

13. Способ по п. 12, который, когда стадию a) и стадию b) выполняют последовательно, включает стадию обработки элемента(ов), выбранных из элементов платиновой группы (например, Ru, Rh, Pd) и/или молибдена, содержащихся в смеси, полученной на стадии а), после стадии а) и перед стадией b).

14. Способ по п. 13, в котором стадия обработки состоит в контактировании смеси, полученной на стадии а), со средой, включающей металл в жидком состоянии, причем указанный металл способен селективно абсорбировать элементы платиновой группы и/или молибден относительно элементов E₁ и Е₂, содержащихся в расплавленной соли, с получением после этой стадии:

смеси стадии а), которая не содержит указанных элемента(ов) платиновой группы и/или молибдена; и

металлическую фазу, включающую вышеуказанный металл в жидком состоянии и указанные элемент(ы) платиновой группы и/или молибден.

15. Способ по п. 14, который после стадии обработки включает стадию разделения смеси стадии а) и металлической фазы.

16. Способ по п. 1, который, после стадии b), включает стадию c) отделения металлической фазы от солевой фазы.

17. Способ по п. 16, в котором, когда способ относится к переработке отработавшего топлива, металлическую фазу, отделенную таким образом, подвергают следующим последовательным обработкам:

- стадии реэкстракции актинида(ов) контактированием металлической фазы со средой расплавленного хлорида в присутствии окислителя, относящегося к хлоридам, для превращения актинидов в металлическом состоянии в хлорид(ы) актинидов, с образованием металлической фазы, не содержащей актинида(ов), и хлоридной солевой фазы;

- стадии превращения хлорида(ов) актинидов в оксид(ы) актинидов.

18. Способ по п. 16, в котором солевую фазу, полученную на стадии отделения c), подвергают следующим последовательным обработкам:

- стадии дистилляции для регенерации среды, включающей, по меньшей мере, одну расплавленную соль MX-AlF₃ типа;

- стадии стеклования элементов Е₂, удаленных из солевой фазы после стадии дистилляции.