Séparation actinides-lanthanides (néodyne) par extraction électrolytique en milieux fluorures fondus

par Céline Hamel

Thèse de doctorat en Génie des procédés

Sous la direction de Pierre Taxil.

Soutenue en 2005

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Cette étude concerne les séparations An-Ln et Ln-solvant par extraction électrolytique en milieux de fluorures fondus. Trois éléments ont été sélectionnés : le néodyme, l'uranium et le plutonium. Afin d'évaluer la séparation de ces composés, leur étude électrochimique en milieux de fluorures fondus a tout d'abord été réalisée. Elle a conduit à la détermination des mécanismes de réduction de ces composés et des potentiels standards apparents des couples U(III)/U(0), Pu(III)/Pu(0) et Nd(III)/Nd(0) dans le solvant LiF-CaF2. D'après les écarts de potentiels mesurés, les séparations U-Nd et Pu-Nd sont envisageables avec un taux de récupération des actinides de 99,99%. Cependant, l'écart de potentiel Nd-solvant reste insuffisant pour une récupération quantitative du Nd. Le mémoire a ensuite traité de l'extraction de ces 3 éléments par dépôts sur électrode solide. Il a été montré l'instabilité des dépôts massifs de U et de Nd sur cathode inerte. L'utilisation d'une cathode réactive a été étudiée, elle conduit bien à l'amélioration des séparations Pu-Nd et Nd-solvant. La formation d'alliages liquide avec le Ni stabilise le métal déposé et facilite ainsi la récupération de ces trois éléments.

  • Titre traduit

    Actinides-lanthanides (neodyne) separation by electrolytical extraction in molten fluoride media


  • Résumé

    This study concerns the An-Ln and Ln-Solvent separation by electrolytical extraction in molten fluoride media. Three elements are selected: neodymium, uranium and plutonium. Firstly, the electrochemical study of these three compounds in molten fluoride media is performed to evaluate the separations. Electrodeposition processes are studied and the values of formal potentials of U(III)/U(0), Pu(III)/Pu(0) and Nd(III)/Nd(0) are obtained in LiF-CaF2. Thermodynamically, the values of potentials differences are enough to separate U-Nd and Pu-Nd with a yield of extraction of 99. 99%. Concerning the Nd-solvent separation this potential difference is too small. Next, the electrodeposition of solid metals on inert electrodes is performed. This study showed the unstability of U and Nd deposits and the presence of salts in the dendritic U metal. Finally, a reactive cathode is used to improve these results. On Ni electrodes, we shown an improvement of the Pu-Nd and the Nd-solvent separation. Moreover, U and Nd metal are stabilized in the alloy. The formation of liquids alloys makes also easier the recovery of these three elements.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 182 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. à la fin des chapitres

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2005TOU30034
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