Purification d'effluent radioactif : élimination de césium par membrane liquide émulsionnée

par Pierre-Joseph Kaplan

Thèse de doctorat en Chimie appliquée et génie des procédés

Sous la direction de Dominique Pareau.


  • Résumé

    L'objet de ce travail fut le développement d'un procédé de membrane liquide émulsionnée extrayant sélectivement le césium d'effluents salins (Na+ = 3 mol. L-1) de décontamination. Ce procédé repose sur le transfert du césium par un calixarène à base de résorcinol. L'extraction a lieu en milieu alcalin (OH- = 2 mol. L-1) et la désextraction en milieu acide (HNO3 = 1 mol. L-1). Le cahier des charges stipule les performances à atteindre (FC>10, FD>10³ et na+ en phase de désextraction < 0,1 mol. L-1). L'émulsion est préparée à l'aide d'un tensioactif lipophile (PARABAR 9220 dérivé de l'anhydride succinique) qui participe au transfert. Malgré une légère interférence, il permet de traiter des solutions beaucoup plus basiques que ne l'autorise le calixarène seul. Ce dernier devient soluble en phase aqueuse à pH > 12. Par contre, en présence du tensioactif, on peut produire une émulsion stable et traiter des solutions très basiques (OH- = 5 mol. L-1). Les essais en discontinu ont montré la grande supériorité des émulsions à faible taux de phase interne (<10%) par rapport aux émulsions classiques (50% de phase interne). Les rendements d'extraction en réacteur discontinu atteignent 95% avec une bonne sélectivité vis à vis du sodium (< 1% d'extraction). La phase interne chargée contient du césium concentre (FC > 20) et du sodium (< 0,1 mol. L-1). L'étude de la phase interne chargée a montré qu'elle était d'une nature particulière, sans doute micellaire. Les rendements d'extraction en batterie de mélangeur-décanteur sont moins importants que lors des essais discontinus (75% contre 95%). Le contact en colonne pulsée donne des résultats supérieurs (> 90% d'extraction du césium) et un faible taux de rupture. L'extraction du sodium, plus importante (2 mol. L-1 en phase interne), est sans doute due en partie à l'entrainement de phase externe. Le bilan matière pour le césium montre que l'on obtient un FC supérieur à 20 et un FD supérieur à 12.

  • Titre traduit

    Purification of radioactive effluent : cesium removal by surfactant liquid membrane


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Informations

  • Détails : 1 vol. (160 p.-[5] p. de pl.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 85 réf.

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 59273
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