Modelisation de l'extraction du nitrate de cesium par un calixarene application a la modelisation du transport a travers des membranes liquides supportees

par CHRISTIAN SOREL

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Chimie

Sous la direction de Claude Poitrenaud.

Soutenue en 1996

à Paris 6 .

mots clés

Résumé

Dans le cadre des etudes menees au cea sur la decontamination d'effluents liquides contenant des radioelements a vie longue, des molecules organiques de la famille des calixarenes se sont revelees tres efficaces pour extraire selectivement le cesium (son isotope #135cs possede une duree de vie de 2 300 000 annees) de solutions aqueuses concentrees en acide nitrique et/ou en nitrate de sodium. Devant la multiplicite des equilibres d'extraction liquide-liquide, une modelisation physico-chimique est necessaire. L'utilisation de solutions complexes necessite de prendre en compte les coefficients d'activite. Les relations de mikulin et de sergievskii ont permis de quantifier les ecarts a l'idealite respectivement dans les phases aqueuses et organiques. Le calcul du coefficient d'activite de nano#3 et de csno#3 dans des melanges concentres n'a ete possible qu'apres avoir complete les donnees thermodynamiques des solutions aqueuses binaires de ces sels par un travail theorique et experimental important. La mise en uvre de ces outils theoriques par l'intermediaire de logiciels elabores par nos soins a permis de determiner le nombre et la stchiometrie des especes extraites ainsi que les constantes d'extraction associees. Notre demarche de modelisation procede par ajustement des isothermes d'extraction de l'eau, de l'acide puis des nitrates alcalins. La validite d'une telle representation a ete ensuite eprouvee dans des conditions tres variees de salinite et d'acidite. Les membranes liquides supportees (mls) constituent une methode originale de separation par extraction liquide-liquide combinant les etapes d'extraction et de desextraction. Nous avons developpe un modele adapte a cet technique dont la mise en equation s'appuie sur les connaissances acquises lors de la modelisation des equilibres d'extraction et sur les lois de la diffusion. Ce modele rend compte de maniere satisfaisante des resultats experimentaux obtenus a partir de solutions tres acides ou salines.

Titre traduit

Modelling of the caesium extraction by a calixarene. Application to the modelling of transport through supported liquid membrams

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