Séparation actinides (III) / lanthanides (III) par filtration membranaire et par extraction liquide-liquide à l'aide de complexants hydrosolubles

Actinides(III) / lanthanides(III) separation by membrane filtration and liquid-liquid extraction thanks to organic water soluble ligands

• Auteur / Autrice : Julien Borrini
• Direction : Marc Lemaire
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 26/11/2009
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 2004-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ICBMS - Institut de Chimie et Biochimie Moléculaires et Supramoléculaires - UMR 5246 (Villeurbanne, Rhône)
• Jury : Président / Présidente : Stéphane Daniele
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Pellet-Rostaing, Alain Favre-Reguillon, Gilles Bernier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gérard Cote, Gérald Pourcelly

Mots clés

Mots clés contrôlés

pH

Métaux des terres rares

Actinides

Extraction (chimie)

Mots clés libres

Membranes

Extraction

Actinides

Lanthanides

PH

Spéciation

Rétention

Facteurs de séparation

Membranes

Extraction

Actinides

Lanthanides

PH

Speciation

Rejection

Separation factor

Résumé

Dans le cadre du retraitement du combustible nucléaire français, l’axe 1 de la loi du 26 juin 2006 vise à « rechercher des solutions permettant la séparation et la transmutation des éléments radioactifs à vie longue dans les déchets ». Ces travaux de thèse s’inscrivent dans cette thématique avec comme objectif la séparation actinides(III) / lanthanides(III) par extraction liquide-liquide ou à l’aide de procédés membranaires. Les performances de ces deux techniques de séparation ont été comparées à l’aide de ligands organiques hydrosolubles commerciaux. De nouveaux ligands ont été synthétisés et évalués en extraction liquide-liquide pour la séparation américium(III) / lanthanides(III) ainsi qu’américium(III) / curium(III) après une mise au point au préalable des conditions opératoires optimum sur un mélange europium(III) / lanthane(III). Enfin, de nouvelles membranes inorganiques de nanofiltration ont été utilisées. Les différents paramètres opératoires ont été étudiés et la séparation europium(III) / lanthane(III) a pu être réalisée à l’aide de ligands hydrosolubles commerciaux. Les courbes de rétention en fonction du pH ont pu être corrélées au diagramme de spéciation des ions permettant ainsi d’envisager une possible séparation américium(III) / lanthanides(III)

In the french nuclear waste treatment strategy, actinides(III) / lanthanides(III) separation is one of the key step. This work is focused on the use of nanofiltration membranes and liquidliquid extraction processes to achieve this separation. These two techniques have been compared with hydrophilic organic compounds. New ligands have also been synthesized and evaluated on actinides(III) / lanthanides(III) separation by liquid-liquid extraction. Conditions have been optimized on an europium(III) / lanthanum(III) model. Finally, new inorganic membranes have studied for the europium(III) / lanthanum(III) separation. The different operating parameters have been studied such as pH, ionic strength and lanthanides concentration. Separation has been done by using commercially available hydrophilic organic ligands. Elements’ rejection versus pH have been correlated to their speciation in water. These results allow us to think that actinides(III) / lanthanides(III) separation is possible according to the pH