Etude et mise au point d'un procede de production d'oxydes d'azote par reduction electrochimique de l'acide nitrique pour le retraitement des combustibles irradies

Study and development of a nitrogen oxides oxides production process electroreduction of nitric acid for nuclear fuel reprocessing

• Auteur / Autrice : Philippe Viers
• Direction : Jacques Amouroux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1990
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Cette etude presente une alternative au procede chimique de production d'oxydes d'azote, employes comme agents d'oxydation, lors du retraitement des combustibles irradies. La voie electrochimique proposee qui consiste a produire ces oxydes par electro-reduction de l'acide nitrique, ecarte les problemes actuels poses par l'apport d'un cation etranger. Une revue bibliographique presente les differents equilibres rencontres aussi bien en phase gazeuse qu'en solution dans le systeme hno#3-h#2o-oxydes d'azote. Les differents composes susceptibles d'etre obtenus par electro-reduction de l'acide nitrique sont presentes. Le probleme pose est celui de la selectivite de l'operation et de la definition du melange d'oxydes obtenu. Apres avoir choisi deux metaux susceptibles de convenir (tantale et titane) et effectue une etude voltamperometrique classique sur ceux-ci, le probleme a ete envisage dans sa globalite. L'etude est effectuee dans une cellule a compartiments electrolytique et gazeux separes, les operations d'electrolyse et de degazage etant conduites conjointement. La possibilite de produire ces oxydes avec un rendement en courant voisin de 100% a ete demontre sur cathode de tantale et de titane. Toutefois, ce dernier metal se montre plus favorable par l'absence de trace de sous-produits (hydrogene, ammonium), dans les conditions operatoires suivantes: concentration en hno#3 superieure a 8 mol/l, densite de courant d'environ 150 ma/cm#2, temperature comprise entre 25 et 45c. La composition du melange d'oxydes produit, est dans ces conditions, fixee par la concentration de l'acide nitrique