Dégradation de résines échangeuses d'ions par oxydation par voie humide en conditions sous-critiques et supercritiques

par Marie-Anne Dubois

Thèse de doctorat en Chimie de l'environnement et santé

Sous la direction de Catherine Massiani et de C. MASSIANI.

Soutenue en 1994

à Aix-Marseille 1 .

mots clés

• Résines échangeuses d'ions
• Polystyrène

Résumé

Les resines echangeuses d'ions sont des dechets de procedes radioactifs pour lesquels il n'existe pas, a l'heure actuelle, de traitement industriel. Les caracteristiques techniques des procedes d'oxydation par voie humide (ovh) en conditions sous-critiques et supercritiques semblent repondre aux deux objectifs fixes: detruire la matrice organique et confiner la radioactivite. Les travaux de recherche presentes concernent l'etude de la degradation du polystyrene et des resines anionique duolite a 101-oh#- et cationique duolite c 20-h#+, sous air et sous azote a differentes temperatures, et par ovh en conditions sous-critiques (280-330c, 10-15 mpa) et supercritiques (380-435c, 22-29 mpa). Quel que soit le procede d'ovh, la reaction de degradation procede en deux etapes. La premiere correspond a la solubilisation du polymere avec formation et debut de degradation des intermediaires reactionnels. La seconde correspond a la degradation de ces intermediaires. Les principaux composes de degradation ont ete identifies (acide acetique, acide benzoique, acetophenone et benzaldehyde) et quantifies. Leur lente degradation limite les rendements d'ovh des polymeres. L'effet de la temperature sur les rendements de degradation est preponderant et l'effet de la pression partielle d'oxygene est faible. Une augmentation de la masse volumique de l'eau induit une legere amelioration des rendements lors de l'ovh en conditions supercritiques, ce qui met en evidence le role de l'eau en tant que reactif. Des mecanismes de degradation sont proposes. Ces resultats prometteurs montrent que les procedes d'ovh utilises jusqu'a present pour detruire des dechets liquides ou hydrosolubles, peuvent etre appliques a des solides non solubles dans l'eau, tels que les resines echangeuses d'ions a squelette polystyrenique

Titre traduit

Degradation of ion-exchange resins by wet air oxidation and supercritical water oxidation

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