WO2024134076A1 - Method for treating an acidic aqueous solution comprising fluoride ions and radionuclides - Google Patents
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- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/04—Treating liquids
- G21F9/06—Processing
- G21F9/10—Processing by flocculation
Definitions
- the invention relates to the field of treatment of acidic and radioactive aqueous solutions.
- the invention finds application in the nuclear industry, in particular for the treatment of solutions resulting, directly or after possible dilution, from an attack by hydrofluoric acid, alone or mixed with another inorganic acid, one or more radioactive solids produced during spent nuclear fuel processing operations and/or flushing and/or sanitation operations of a nuclear installation in operation or dismantling.
- the invention aims precisely to propose a process for treating an acidic aqueous solution A, comprising hydrofluoric acid, fluoride ions resulting from a dissociation of hydrofluoric acid and radionuclides, which process comprises at least the steps following: a) adjust the pH of aqueous solution A to a value greater than or equal to 10; b) react the fluoride ions present in the aqueous solution A with calcium ions by mixing, with stirring, a source of calcium ions with the aqueous solution A in proportions such that the calcium ions are in excess compared to the fluoride ions, while maintaining, if necessary, the pH of the mixture at a value greater than or equal to 10; c) subjecting the mixture formed in step b) to a solid-liquid separation, whereby a precipitate is obtained comprising fluorine and an aqueous phase poor in fluoride ions, the radionuclides having been distributed between the precipitate and the phase aqueous depending on their solubility in
- a defluorination of the aqueous solution A is carried out by precipitating the fluoride ions present in this solution in the form of fluorine, CaF2, by reaction of said fluoride ions with an excess of calcium ions, for example the order of 5% to 10%, reaction which is written:
- the radionuclides present in aqueous solution A which are insoluble or poorly soluble in an aqueous medium at the pH of the mixture formed in step b), are in whole or in part immobilized in the precipitate (which will be, for example, the case of antimony 125, americium 241, europium 154 and cobalt 60 if, of course, these radionuclides are present in aqueous solution A) while those which are soluble in an aqueous medium at the pH of the mixture formed in step b) are found mainly or even exclusively in the aqueous phase resulting from the solid-liquid separation (which will, for example, be the case for cesium 137 and cesium 134 if, of course, these radionuclides are present in aqueous solution A).
- a solid waste (namely the precipitate) in which the fluoride ions are stably immobilized in the form of fluorine and whose radiological activity and volume are significantly reduced compared to those which a waste would present obtained by immobilization of the entirety of this solution in the form of a solid material, and
- an aqueous phase which, because it has a low, or even very low, concentration of fluoride ions, can be directed towards a concentration unit (by evaporation), calcination and vitrification (i.e. i.e. immobilization of radionuclides in a vitreous matrix) or towards an effluent treatment unit before discharge into the environment in compliance with administrative authorizations.
- the expression "while maintaining, if necessary, the pH of the mixture at a value greater than or equal to 10" means that in step b), the pH of the mixture is maintained at a value at least equal to 10 if it turns out that this pH tends to fall below 10 due to the reaction of fluoride ions with calcium ions.
- the aqueous solution A is, preferably, a solution which comprises hydrofluoric acid together with an inorganic acid other than hydrofluoric acid, for example nitric acid, phosphoric acid or sulfuric acid, preference being given to nitric acid.
- step a) the pH of the aqueous solution A is advantageously adjusted to a value equal to or greater than 11, preferably equal to or greater than 12 and, better still, between 13 and 14.
- the source of calcium ions is preferably an inorganic calcium salt such as calcium hydroxide (or slaked lime), calcium nitrate, calcium carbonate, calcium sulfate or calcium phosphate, this salt may or may not be in hydrated form.
- inorganic calcium salt such as calcium hydroxide (or slaked lime), calcium nitrate, calcium carbonate, calcium sulfate or calcium phosphate
- this salt may or may not be in hydrated form.
- all preference is given to calcium hydroxide, calcium nitrate and calcium carbonate knowing that, if the fluoride ion content of aqueous solution A is greater than or equal to 30 g/L, then the use of calcium hydroxide is highly recommended.
- the source of calcium ions can be in the form of an aqueous suspension, which will particularly be the case if the source of calcium ions is calcium hydroxide.
- the source of calcium ions is calcium hydroxide.
- calcium hydroxide in the form of a milk of lime previously obtained by dissolving slaked lime in water, preferably by supersaturating the water with slaked lime (for example, at the level of 400 g of slaked lime per liter of water), and to which the aqueous solution A is added in portions and with stirring, raising the pH above 10 and, preferably, 11 by adding sodium hydroxide if necessary .
- slaked lime is the product of the reaction of quicklime with water, quicklime being itself the product of thermal decomposition of limestone (for example, by calcination ) and being, as such, essentially made up of calcium oxide, CaO.
- the calcium oxide in quicklime is transformed into calcium hydroxide, Ca(OH)2, which is therefore the main constituent of slaked lime.
- the source of calcium ions can also be in a particulate form, typically a powder, which will particularly be the case if the source of calcium ions is calcium nitrate, calcium carbonate, calcium phosphate or calcium sulfate.
- step b) can be carried out simultaneously with step a) or after step a). In fact, everything depends on the source of calcium ions used to bring, when mixed with aqueous solution A, the pH of the latter to a value at least equal to 10.
- the source of calcium ions is a milk of lime
- mixing this milk of lime with the aqueous solution A can make it possible to carry out steps a) and b) simultaneously.
- the source of calcium ions is calcium nitrate, calcium carbonate, calcium sulfate or calcium phosphate, then it is preferable to carry out steps a) and b) one after the other. other.
- step a) comprises an adjustment of the pH of the aqueous solution A by mixing with an aqueous solution of a strong base, typically sodium hydroxide or potassium hydroxide, preferably in the form of a very concentrated solution, for example 18 N or 20 N.
- a strong base typically sodium hydroxide or potassium hydroxide
- the process can comprise between steps b) and c) a step consisting of leaving the mixture formed in step b) to rest (also called ripening), in which case the sizes of the fluorite seeds formed go increase until you obtain grains which can be more easily separated by solid-liquid separation during step c) while depleting the solution in fluoride ions.
- Step c) can be carried out by any technique making it possible to separate a precipitate from the aqueous medium in which it is immersed, for example by filtration, in particular under vacuum or under pressure, by decantation, by centrifugation or even by decantation followed by a centrifugation, the latter technique being preferably used in shielded chains or glove boxes in laboratories of nuclear fuel cycle installations.
- step c) can be followed by one or more washings of the precipitate with water or with a weakly concentrated sodium hydroxide solution, for example 0.2 N, each washing itself being supplemented by a solid-liquid separation.
- a weakly concentrated sodium hydroxide solution for example 0.2 N
- the aqueous solution A may be any solution resulting, directly or after possible dilution, from an attack by hydrofluoric acid, alone or mixed with another inorganic acid such as nitric acid. , one or more radioactive solids produced during spent nuclear fuel processing operations and/or flushing and/or sanitation operations of a nuclear installation in operation or dismantling.
- the aqueous solution A can in particular be:
- the aqueous solution A can also be a solution resulting from an attack, in particular fluoronitric, of one or more radioactive solids resulting from rinsing and/or sanitation operations of a spent nuclear fuel processing plant. or a nuclear reactor in operation or being dismantled.
- PF precipitates the residues based on zirconium molybdate and/or cesium phosphomolybdate, which are obtained by concentration, typically by evaporation, of the aqueous solutions resulting from the extraction, separation and purification operations of the Uranium and plutonium typically used in the processing of spent nuclear fuel.
- dissolution fines we mean all the solids of small particle size remaining after dissolution of the spent nuclear fuel in nitric acid and separated by clarification of the solution thus obtained by means of pendulum centrifugal decanters.
- Example I Treatment with calcium nitrate of a mixture of solutions for attacking a PF precipitate with HF and HNO3:
- the example which follows relates to a test carried out with 100 mL of a solution, hereinafter called "SI solution”, previously obtained by bringing together four remainders, of 25 mL each, of solutions all four resulting from the attack of a precipitate of products fission with 40 mL of a mixture of 0.25 N hydrofluoric acid and 14 N nitric acid, the volume of which was adjusted to 50 mL by the addition of 0.5 N nitric acid.
- SI solution a solution
- the SI solution comprises approximately 3.8 g/L of fluoride ions and, as visible in Table 1 below, cesium 137, cesium 134, antimony 125, europium 154, ruthenium 106 , rhenium 106, cerium 144 and praseodymium 144, the activity linked to cesium 137 being largely in the majority.
- the mixture obtained at point 2 is allowed to decant for at least 48 hours to obtain by maturation a precipitate of sufficient size for the solid/liquid separation of the following step;
- the precipitate obtained at point 4, separated by centrifugation in the two tubes at point 5 is subjected to two successive washes, each wash being carried out by introducing 10 mL of desilicated water into each centrifuge tube, subjecting each tube to centrifugation (3,200 or 3,600 rpm) and removing the supernatant.
- the supernatants obtained in points 5 and 6 above are combined in the same container to form a solution (volume: 180 mL) which, for the sake of simplicity, will be considered in the following as being the SI solution after treatment.
- a first sample of this solution is subjected to a determination of fluoride ions by ion chromatography while a second sample is subjected to an analysis by spectrometry to measure the activity of the different radionuclides it contains.
- the dosage of fluoride ions shows that their concentration in the SI solution after treatment is less than 10 mg/L, which makes it possible to consider the possibility of directing this solution to a concentration unit by evaporation, calcination and vitrification.
- Table 1 shows, on the other hand, a strong decrease in the activity of antimony 125, europium 154, cerium 144 and praseodymium 144 in the SI solution after treatment compared to what it is before treatment. , which means that these radionuclides have been partially or almost completely immobilized in the precipitate.
- the activity of ruthenium 106 and, consequently, of rhenium 106 is higher in the SI solution after treatment than that in the SI solution before treatment, which is attributed to pollution by the atmosphere of the armored chain in which the test was carried out.
- Example II Treatment with milk of lime of a mixture of solutions for attacking fines dissolved by HF and HNO3:
- solution S2 a solution, hereinafter called "solution S2"
- solution S2 a solution
- solution S2 a solution corresponding to the mixture of different residues of solutions resulting from the attack of dissolution fines by a mixture of 11 N hydrofluoric acid and 7 N nitric acid.
- Solution S2 includes 170 g/L of fluoride ions and has a P/y activity of 1.0 .10 10 Bq/L, mainly linked to ruthenium 106 (45%), the other radionuclides being rhodium 106, antimony 125 and cesium 137.
- a volume of 80 mL of solution S2 is introduced into the pitcher gradually, 10 mL by 10 mL, with, after each addition, a check (using pH paper) that the pH of the mixture is greater than 11 and, failing that, , the pH is adjusted to 13 by adding 20 M sodium hydroxide;
- a first sample of this solution is subjected to a determination of fluoride ions by ion chromatography while a second sample is subjected to an analysis by spectrometry to measure the activity of the different radionuclides it contains.
- fluoride ions show that their concentration in solution S2 after treatment is 10.6 mg/L, or 99.99% of fluoride ions immobilized in the precipitates.
- Example III Treatment with different sources of calcium ions of a mixture of attack solutions by HF and HNO3:
- solution S3 a solution, hereinafter called “solution S3”, corresponding to a mixture between:
- Solution S3 includes 18.7 g/L of fluoride ions. It has a P/y activity of 2,085.10 7 Bq/L, mainly linked to cesium 137 (98%) - the other P/y emitting radionuclides detected by spectrometry being europium 154 and cobalt 60 - as well as an activity a of l,27.10 7 Bq/L linked to americium 241.
- Tests are carried out with different sources of calcium ions, namely: milk of lime (test 1), calcium nitrate (test 2) and calcium carbonate (test 3).
- Americium 241, europium 154 and cobalt 60 were immobilized in the precipitate since they are not detected in the S3 solution after treatment, regardless of the source of calcium ions used.
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Abstract
Description
PROCÉDÉ DE TRAITEMENT D'UNE SOLUTION AQUEUSE ACIDE COMPRENANT DES IONS FLUORURES ET DES RADIONUCLÉIDES METHOD FOR TREATING AN ACIDIC AQUEOUS SOLUTION COMPRISING FLUORIDE IONS AND RADIONUCLEIDS
DESCRIPTION DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE TECHNICAL AREA
L'invention se rapporte au domaine du traitement de solutions aqueuses acides et radioactives. The invention relates to the field of treatment of acidic and radioactive aqueous solutions.
Plus spécifiquement, elle se rapporte à un procédé de traitement d'une solution aqueuse acide comprenant à la fois des ions fluorures et des radionucléides, en vue d'optimiser le traitement de cette solution et la gestion des déchets produits à partir de ce type de solution. More specifically, it relates to a process for treating an acidic aqueous solution comprising both fluoride ions and radionuclides, with a view to optimizing the treatment of this solution and the management of waste produced from this type of solution.
L'invention trouve application dans l'industrie nucléaire, en particulier pour le traitement de solutions issues, directement ou après une éventuelle dilution, d'une attaque par de l'acide fluorhydrique, seul ou en mélange avec un autre acide inorganique, d'un ou plusieurs solides radioactifs produits au cours d'opérations de traitement d'un combustible nucléaire usé et/ou d'opérations de rinçage et/ou d'assainissement d'une installation nucléaire en opération ou en démantèlement. The invention finds application in the nuclear industry, in particular for the treatment of solutions resulting, directly or after possible dilution, from an attack by hydrofluoric acid, alone or mixed with another inorganic acid, one or more radioactive solids produced during spent nuclear fuel processing operations and/or flushing and/or sanitation operations of a nuclear installation in operation or dismantling.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE STATE OF PRIOR ART
Dans l'usine de traitement des combustibles nucléaires usés de La Hague (France), les laboratoires, chargés de caractériser les solides radioactifs produits au cours de ce traitement ou au cours des opérations de rinçage ou d'assainissement des installations nucléaires en opération ou en démantèlement, sont amenés à mettre ces solides en solution en les soumettant à une attaque par des mélanges concentrés d'acide fluorhydrique et d'acide nitrique, dont les modes opératoires sont décrits dans la norme NF M60-323. In the spent nuclear fuel processing plant in La Hague (France), the laboratories, responsible for characterizing the radioactive solids produced during this treatment or during the rinsing or sanitation operations of nuclear installations in operation or in dismantling, are required to put these solids into solution by subjecting them to attack with concentrated mixtures of hydrofluoric acid and nitric acid, the procedures for which are described in standard NF M60-323.
Sont ainsi notamment produites : The following are produced in particular:
- des solutions résultant d'une mise en solution (autrement dénommée attaque) de précipités de produits de fission (PF) par un mélange d'acide fluorhydrique 0,25 N et d'acide nitrique 14 N, suivie d'une dilution, notamment au 4/5ème par de l'acide nitrique 0,5 N, et - solutions resulting from a dissolution (otherwise called attack) of precipitates of fission products (FP) with a mixture of hydrofluoric acid 0.25 N and 14 N nitric acid, followed by a dilution, in particular 4/5 with 0.5 N nitric acid, and
- des solutions résultant d'une mise en solution (autrement dénommée attaque) de fines de dissolution par un mélange d'acide fluorhydrique 11 N et d'acide nitrique 7 N, également suivie d'une dilution, notamment au 4/5ème par de l'acide nitrique 0,5 N. - solutions resulting from a dissolution (otherwise called attack) of dissolution fines with a mixture of 11 N hydrofluoric acid and 7 N nitric acid, also followed by a dilution, in particular 4/5 by 0.5 N nitric acid.
Ces solutions d'acidité très élevée sont riches en ions fluorures, qui résultent d'une dissociation de l'acide fluorhydrique en milieu aqueux, et en divers radionucléides, essentiellement émetteurs P/y dont du césium 137 et du césium 134, ou émetteurs a dont de l'américium 241 et du curium 244. En outre, ils peuvent comprendre des cations du type molybdène, zirconium, palladium, fer, etc., en fonction du solide initial mis en solution (précipité ou fines). These solutions of very high acidity are rich in fluoride ions, which result from a dissociation of hydrofluoric acid in an aqueous medium, and in various radionuclides, essentially P/y emitters including cesium 137 and cesium 134, or a emitters. including americium 241 and curium 244. In addition, they may include cations of the molybdenum, zirconium, palladium, iron, etc. type, depending on the initial solid put into solution (precipitated or fines).
Il se trouve que seule une faible fraction de ces solutions est utilisée pour les caractérisations et les reliquats sont susceptibles d'être transformés, sans traitement préalable, en déchets solides par immobilisation dans une matrice stable. It turns out that only a small fraction of these solutions is used for characterizations and the remainders are likely to be transformed, without prior treatment, into solid waste by immobilization in a stable matrix.
Avec une telle immobilisation, d'une part, toute l'activité radiologique des reliquats se retrouverait dans les déchets solides ainsi produits et, d'autre part, le volume de ces déchets solides serait relativement important. With such immobilization, on the one hand, all the radiological activity of the remainders would be found in the solid waste thus produced and, on the other hand, the volume of this solid waste would be relatively large.
Dans la perspective d'une optimisation de la gestion des déchets nucléaires, il serait donc souhaitable de disposer d'un procédé qui permette de traiter les reliquats de solutions d'attaque fluoronitrique de solides radioactifs et, d'une manière générale, toute solution aqueuse acide qui comprend des ions fluorures conjointement avec des radionucléides, de sorte à réduire le plus possible à la fois l'activité radiologique et le volume des déchets solides produits à partir de ce type de solution. From the perspective of optimizing the management of nuclear waste, it would therefore be desirable to have a process which makes it possible to treat the remainders of fluoronitric attack solutions for radioactive solids and, in general, any aqueous solution. acid which includes fluoride ions together with radionuclides, so as to minimize both the radiological activity and the volume of solid waste produced from this type of solution.
Il serait également souhaitable que ce procédé soit simple à mettre en œuvre et que sa mise en œuvre ne nécessite pas d'équipements autres que ceux dont sont conventionnellement dotés les chaînes blindées et les boîtes à gants des laboratoires des installations du cycle du combustible nucléaire. EXPOSÉ DE L'INVENTION It would also be desirable for this process to be simple to implement and for its implementation to not require equipment other than that which is conventionally equipped in armored chains and glove boxes in laboratories of nuclear fuel cycle installations. STATEMENT OF THE INVENTION
L'invention vise justement à proposer un procédé de traitement d'une solution aqueuse A acide, comprenant de l'acide fluorhydrique, des ions fluorures issus d'une dissociation de l'acide fluorhydrique et des radionucléides, lequel procédé comprend au moins les étapes suivantes : a) ajuster le pH de la solution aqueuse A à une valeur supérieure ou égale à 10 ; b) faire réagir les ions fluorures présents dans la solution aqueuse A avec des ions calcium par mélange, sous agitation, d'une source d'ions calcium avec la solution aqueuse A dans des proportions telles que les ions calcium soient en excès par rapport aux ions fluorures, tout en maintenant, si nécessaire, le pH du mélange à une valeur supérieure ou égale à 10 ; c) soumettre le mélange formé à l'étape b) à une séparation solide-liquide, moyennant quoi on obtient un précipité comprenant de la fluorine et une phase aqueuse pauvre en ions fluorures, les radionucléides s'étant répartis entre le précipité et la phase aqueuse en fonction de leur solubilité en milieu aqueux au pH du mélange formé à l'étape b) ; et dans lequel l'étape b) est réalisée simultanément à l'étape a) ou postérieurement à l'étape a). The invention aims precisely to propose a process for treating an acidic aqueous solution A, comprising hydrofluoric acid, fluoride ions resulting from a dissociation of hydrofluoric acid and radionuclides, which process comprises at least the steps following: a) adjust the pH of aqueous solution A to a value greater than or equal to 10; b) react the fluoride ions present in the aqueous solution A with calcium ions by mixing, with stirring, a source of calcium ions with the aqueous solution A in proportions such that the calcium ions are in excess compared to the fluoride ions, while maintaining, if necessary, the pH of the mixture at a value greater than or equal to 10; c) subjecting the mixture formed in step b) to a solid-liquid separation, whereby a precipitate is obtained comprising fluorine and an aqueous phase poor in fluoride ions, the radionuclides having been distributed between the precipitate and the phase aqueous depending on their solubility in an aqueous medium at the pH of the mixture formed in step b); and in which step b) is carried out simultaneously with step a) or after step a).
Ainsi, selon l'invention, on procède à une défluoration de la solution aqueuse A en faisant précipiter les ions fluorures présents dans cette solution sous forme de fluorine, CaF2, par réaction desdits ions fluorures avec un excès d'ions calcium, par exemple de l'ordre de 5 % à 10 %, réaction qui s'écrit : Thus, according to the invention, a defluorination of the aqueous solution A is carried out by precipitating the fluoride ions present in this solution in the form of fluorine, CaF2, by reaction of said fluoride ions with an excess of calcium ions, for example the order of 5% to 10%, reaction which is written:
Cette réaction étant réalisée à un pH au moins égal à 10, les radionucléides présents dans la solution aqueuse A, qui sont insolubles ou peu solubles en milieu aqueux au pH du mélange formé à l'étape b), sont en tout ou partie immobilisés dans le précipité (ce qui sera, par exemple, le cas de l'antimoine 125, de l'américium 241, de l'europium 154 et du cobalt 60 si, bien entendu, ces radionucléides sont présents dans la solution aqueuse A) tandis que ceux qui sont solubles en milieu aqueux au pH du mélange formé à l'étape b) se retrouvent principalement voire exclusivement dans la phase aqueuse résultant de la séparation solide-liquide (ce qui sera, par exemple, le cas du césium 137 et du césium 134 si, bien entendu, ces radionucléides sont présents dans la solution aqueuse A). This reaction being carried out at a pH at least equal to 10, the radionuclides present in aqueous solution A, which are insoluble or poorly soluble in an aqueous medium at the pH of the mixture formed in step b), are in whole or in part immobilized in the precipitate (which will be, for example, the case of antimony 125, americium 241, europium 154 and cobalt 60 if, of course, these radionuclides are present in aqueous solution A) while those which are soluble in an aqueous medium at the pH of the mixture formed in step b) are found mainly or even exclusively in the aqueous phase resulting from the solid-liquid separation (which will, for example, be the case for cesium 137 and cesium 134 if, of course, these radionuclides are present in aqueous solution A).
Il en résulte que le traitement de la solution aqueuse A par le procédé de l'invention permet d'obtenir : As a result, the treatment of aqueous solution A by the process of the invention makes it possible to obtain:
- d'une part, un déchet solide (à savoir le précipité) dans lequel les ions fluorures sont immobilisés de manière stable sous la forme de fluorine et dont l'activité radiologique et le volume sont significativement réduits par rapport à ceux que présenterait un déchet obtenu par immobilisation de la totalité de cette solution sous la forme d'un matériau solide, et - on the one hand, a solid waste (namely the precipitate) in which the fluoride ions are stably immobilized in the form of fluorine and whose radiological activity and volume are significantly reduced compared to those which a waste would present obtained by immobilization of the entirety of this solution in the form of a solid material, and
- d'autre part, une phase aqueuse qui, parce qu'elle présente une faible, voire très faible, concentration en ions fluorures, peut être dirigée vers une unité de concentration (par évaporation), calcination et vitrification (c'est-à-dire d'immobilisation des radionucléides dans une matrice vitreuse) ou vers une unité de traitement des effluents avant rejet dans l'environnement dans le respect des autorisations administratives. - on the other hand, an aqueous phase which, because it has a low, or even very low, concentration of fluoride ions, can be directed towards a concentration unit (by evaporation), calcination and vitrification (i.e. i.e. immobilization of radionuclides in a vitreous matrix) or towards an effluent treatment unit before discharge into the environment in compliance with administrative authorizations.
Dans ce qui précède, l'expression « tout en maintenant, si nécessaire, le pH du mélange à une valeur supérieure ou égale à 10 » signifie qu'à l'étape b), on maintient le pH du mélange à une valeur au moins égale à 10 s'il s'avère que ce pH tend à descendre en dessous de 10 du fait de la réaction des ions fluorures avec les ions calcium. In the above, the expression "while maintaining, if necessary, the pH of the mixture at a value greater than or equal to 10" means that in step b), the pH of the mixture is maintained at a value at least equal to 10 if it turns out that this pH tends to fall below 10 due to the reaction of fluoride ions with calcium ions.
Conformément à l'invention, la solution aqueuse A est, de préférence, une solution qui comprend de l'acide fluorhydrique conjointement avec un acide inorganique autre que l'acide fluorhydrique, par exemple l'acide nitrique, l'acide phosphorique ou l'acide sulfurique, préférence étant donnée à l'acide nitrique. According to the invention, the aqueous solution A is, preferably, a solution which comprises hydrofluoric acid together with an inorganic acid other than hydrofluoric acid, for example nitric acid, phosphoric acid or sulfuric acid, preference being given to nitric acid.
Par ailleurs, à l'étape a), le pH de la solution aqueuse A est avantageusement ajusté à une valeur égale ou supérieure à 11, de préférence égale ou supérieure à 12 et, mieux encore, comprise entre 13 et 14. Furthermore, in step a), the pH of the aqueous solution A is advantageously adjusted to a value equal to or greater than 11, preferably equal to or greater than 12 and, better still, between 13 and 14.
La source d'ions calcium est, elle, de préférence un sel inorganique de calcium tel que l'hydroxyde de calcium (ou chaux éteinte), le nitrate de calcium, le carbonate de calcium, le sulfate de calcium ou le phosphate de calcium, ce sel pouvant être ou non sous forme hydratée. Parmi ceux-ci, toute préférence est donnée à l'hydroxyde de calcium, au nitrate de calcium et au carbonate de calcium sachant que, si la teneur en ions fluorures de la solution aqueuse A est supérieure ou égale à 3O g/L, alors l'utilisation d'hydroxyde de calcium est hautement recommandée. The source of calcium ions is preferably an inorganic calcium salt such as calcium hydroxide (or slaked lime), calcium nitrate, calcium carbonate, calcium sulfate or calcium phosphate, this salt may or may not be in hydrated form. Among these, all preference is given to calcium hydroxide, calcium nitrate and calcium carbonate knowing that, if the fluoride ion content of aqueous solution A is greater than or equal to 30 g/L, then the use of calcium hydroxide is highly recommended.
Conformément à l'invention, la source d'ions calcium peut se présenter sous la forme d'une suspension aqueuse, ce qui sera notamment le cas si la source d'ions calcium est de l'hydroxyde de calcium. En effet, on préfère utiliser l'hydroxyde de calcium sous la forme d'un lait de chaux préalablement obtenu par dissolution de chaux éteinte dans de l'eau, de préférence en sursaturant l'eau en chaux éteinte (par exemple, à hauteur de 400 g de chaux éteinte par litre d'eau), et auquel on ajoute la solution aqueuse A par portions et sous agitation, en remontant le pH au-dessus de 10 et, de préférence, 11 par ajout d'hydroxyde de sodium si nécessaire. According to the invention, the source of calcium ions can be in the form of an aqueous suspension, which will particularly be the case if the source of calcium ions is calcium hydroxide. In fact, it is preferred to use calcium hydroxide in the form of a milk of lime previously obtained by dissolving slaked lime in water, preferably by supersaturating the water with slaked lime (for example, at the level of 400 g of slaked lime per liter of water), and to which the aqueous solution A is added in portions and with stirring, raising the pH above 10 and, preferably, 11 by adding sodium hydroxide if necessary .
À cet égard, on rappelle que la chaux éteinte est le produit de la réaction de la chaux vive avec de l'eau, la chaux vive étant, elle-même, le produit d'une décomposition thermique du calcaire (par exemple, par calcination) et étant, à ce titre, essentiellement constituée d'oxyde de calcium, CaO. Par réaction avec de l'eau, l'oxyde de calcium de la chaux vive se transforme en hydroxyde de calcium, Ca(OH)2, qui est donc le principal constituant de la chaux éteinte. In this regard, we recall that slaked lime is the product of the reaction of quicklime with water, quicklime being itself the product of thermal decomposition of limestone (for example, by calcination ) and being, as such, essentially made up of calcium oxide, CaO. By reaction with water, the calcium oxide in quicklime is transformed into calcium hydroxide, Ca(OH)2, which is therefore the main constituent of slaked lime.
En variante, la source d'ions calcium peut également se présenter sous une forme particulaire, typiquement une poudre, ce qui sera notamment le cas si la source d'ions calcium est du nitrate de calcium, du carbonate de calcium, du phosphate de calcium ou du sulfate de calcium. Alternatively, the source of calcium ions can also be in a particulate form, typically a powder, which will particularly be the case if the source of calcium ions is calcium nitrate, calcium carbonate, calcium phosphate or calcium sulfate.
Comme précédemment indiqué, l'étape b) peut être réalisée simultanément à l'étape a) ou postérieurement à l'étape a). En fait, tout dépend de la source d'ions calcium utilisée pour amener, lors de son mélange avec la solution aqueuse A, le pH de cette dernière à une valeur au moins égale à 10. As previously indicated, step b) can be carried out simultaneously with step a) or after step a). In fact, everything depends on the source of calcium ions used to bring, when mixed with aqueous solution A, the pH of the latter to a value at least equal to 10.
Ainsi, si la source d'ions calcium est un lait de chaux, alors le mélange de ce lait de chaux avec la solution aqueuse A peut permettre de réaliser simultanément les étapes a) et b). En revanche, si la source d'ions calcium est du nitrate de calcium, du carbonate de calcium, du sulfate de calcium ou du phosphate de calcium, alors il est préférable de réaliser les étapes a) et b) l'une après l'autre. Thus, if the source of calcium ions is a milk of lime, then mixing this milk of lime with the aqueous solution A can make it possible to carry out steps a) and b) simultaneously. On the other hand, if the source of calcium ions is calcium nitrate, calcium carbonate, calcium sulfate or calcium phosphate, then it is preferable to carry out steps a) and b) one after the other. other.
Auquel cas, l'étape a) comprend un ajustement du pH de la solution aqueuse A par mélange avec une solution aqueuse d'une base forte, typiquement de l'hydroxyde de sodium ou de l'hydroxyde de potassium, de préférence sous la forme d'une solution très concentrée, par exemple 18 N ou 20 N. In which case, step a) comprises an adjustment of the pH of the aqueous solution A by mixing with an aqueous solution of a strong base, typically sodium hydroxide or potassium hydroxide, preferably in the form of a very concentrated solution, for example 18 N or 20 N.
Conformément à l'invention, le procédé peut comprendre entre les étapes b) et c) une étape consistant à laisser au repos le mélange formé à l'étape b) (aussi appelée mûrissement), auquel cas les tailles des germes de fluorine formés vont augmenter jusqu'à obtenir des grains qui pourront être plus aisément séparables par séparation solide-liquide lors de l'étape c) tout en appauvrissant la solution en ions fluorures. In accordance with the invention, the process can comprise between steps b) and c) a step consisting of leaving the mixture formed in step b) to rest (also called ripening), in which case the sizes of the fluorite seeds formed go increase until you obtain grains which can be more easily separated by solid-liquid separation during step c) while depleting the solution in fluoride ions.
L'étape c) peut être réalisée par toute technique permettant de séparer un précipité du milieu aqueux dans lequel il baigne, par exemple par filtration, notamment sous vide ou sous pression, par décantation, par centrifugation ou encore par une décantation suivie d'une centrifugation, cette dernière technique étant préférablement utilisée dans les chaînes blindées ou boîtes à gants des laboratoires des installations du cycle du combustible nucléaire. Step c) can be carried out by any technique making it possible to separate a precipitate from the aqueous medium in which it is immersed, for example by filtration, in particular under vacuum or under pressure, by decantation, by centrifugation or even by decantation followed by a centrifugation, the latter technique being preferably used in shielded chains or glove boxes in laboratories of nuclear fuel cycle installations.
Par ailleurs, l'étape c) peut être suivie par un ou plusieurs lavages du précipité à l'eau ou avec une solution d'hydroxyde de sodium faiblement concentrée, par exemple 0,2 N, chaque lavage étant lui-même complété par une séparation solide-liquide. Furthermore, step c) can be followed by one or more washings of the precipitate with water or with a weakly concentrated sodium hydroxide solution, for example 0.2 N, each washing itself being supplemented by a solid-liquid separation.
Conformément à l'invention, la solution aqueuse A peut-être toute solution issue, directement ou après une éventuelle dilution, d'une attaque par de l'acide fluorhydrique, seul ou en mélange avec un autre acide inorganique tel que l'acide nitrique, d'un ou plusieurs solides radioactifs produits au cours d'opérations de traitement d'un combustible nucléaire usé et/ou d'opérations de rinçage et/ou d'assainissement d'une installation nucléaire en opération ou en démantèlement. In accordance with the invention, the aqueous solution A may be any solution resulting, directly or after possible dilution, from an attack by hydrofluoric acid, alone or mixed with another inorganic acid such as nitric acid. , one or more radioactive solids produced during spent nuclear fuel processing operations and/or flushing and/or sanitation operations of a nuclear installation in operation or dismantling.
Ainsi, la solution aqueuse A peut notamment être : Thus, the aqueous solution A can in particular be:
- une solution issue d'une attaque d'un ou plusieurs précipités produits au cours du traitement d'un combustible nucléaire usé et, notamment, une solution issue d'une attaque d'un ou plusieurs précipités de PF par un mélange d'acide fluorhydrique, par exemple 0,25 N, et d'acide nitrique, par exemple 14 N, ou - a solution resulting from an attack on one or more precipitates produced during the processing of spent nuclear fuel and, in particular, a solution resulting an attack on one or more PF precipitates with a mixture of hydrofluoric acid, for example 0.25 N, and nitric acid, for example 14 N, or
- une solution issue d'une attaque de fines de dissolution par un mélange d'acide fluorhydrique, par exemple 11 N, et d'acide nitrique, par exemple 7 N, ou encore- a solution resulting from an attack on dissolution fines with a mixture of hydrofluoric acid, for example 11 N, and nitric acid, for example 7 N, or else
- un mélange de celles-ci. - a mixture of these.
En variante, la solution aqueuse A peut également être une solution issue d'une attaque, notamment fluoronitrique, d'un ou plusieurs solides radioactifs issus d'opérations de rinçage et/ou d'assainissement d'une usine de traitement de combustibles nucléaires usés ou d'un réacteur nucléaire en opération ou en démantèlement. Alternatively, the aqueous solution A can also be a solution resulting from an attack, in particular fluoronitric, of one or more radioactive solids resulting from rinsing and/or sanitation operations of a spent nuclear fuel processing plant. or a nuclear reactor in operation or being dismantled.
Par précipités de PF, on entend les résidus à base de molybdate de zirconium et/ou de phosphomolybdate de césium, qui sont obtenus par concentration, typiquement par évaporation, des solutions aqueuses résultant des opérations d'extraction, de séparation et de purification de l'uranium et du plutonium typiquement mises en œuvre dans le traitement d'un combustible nucléaire usé. By PF precipitates is meant the residues based on zirconium molybdate and/or cesium phosphomolybdate, which are obtained by concentration, typically by evaporation, of the aqueous solutions resulting from the extraction, separation and purification operations of the Uranium and plutonium typically used in the processing of spent nuclear fuel.
Par fines de dissolution, on entend l'ensemble des solides de faible granulométrie restant après dissolution du combustible nucléaire usé dans l'acide nitrique et séparé par clarification de la solution ainsi obtenue au moyen de décanteuses centrifuges pendulaires. By dissolution fines, we mean all the solids of small particle size remaining after dissolution of the spent nuclear fuel in nitric acid and separated by clarification of the solution thus obtained by means of pendulum centrifugal decanters.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront du complément de description qui suit. Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the additional description which follows.
Il va de soi toutefois que ce complément de description n'est donné qu'à titre d'illustration de l'objet de l'invention et ne doit en aucun cas être interprété comme une limitation de cet objet. It goes without saying, however, that this additional description is given only by way of illustration of the object of the invention and should in no way be interpreted as a limitation of this object.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE MISE EN ŒUVRE PARTICULIERS DETAILED DESCRIPTION OF SPECIFIC IMPLEMENTATION MODES
Exemple I : Traitement par du nitrate de calcium d'un mélange de solutions d'attaque d'un précipité de PF par HF et HNO3 : Example I: Treatment with calcium nitrate of a mixture of solutions for attacking a PF precipitate with HF and HNO3:
L'exemple qui suit se rapporte à un essai réalisé avec 100 mL d'une solution, dite ci-après « solution SI », préalablement obtenue en réunissant quatre reliquats, de 25 mL chacun, de solutions résultant toutes les quatre de l'attaque d'un précipité de produits de fission par 40 mL d'un mélange d'acide fluorhydrique 0,25 N et d'acide nitrique 14 N, et dont le volume a été ajusté à 50 mL par addition d'acide nitrique 0,5 N. The example which follows relates to a test carried out with 100 mL of a solution, hereinafter called "SI solution", previously obtained by bringing together four remainders, of 25 mL each, of solutions all four resulting from the attack of a precipitate of products fission with 40 mL of a mixture of 0.25 N hydrofluoric acid and 14 N nitric acid, the volume of which was adjusted to 50 mL by the addition of 0.5 N nitric acid.
La solution SI comprend environ 3,8 g/L d'ions fluorures et, comme visible dans le tableau 1 ci-après, du césium 137, du césium 134, de l'antimoine 125, de l'europium 154, du ruthénium 106, du rhénium 106, du cérium 144 et du praséodyme 144, l'activité liée au césium 137 étant largement majoritaire. The SI solution comprises approximately 3.8 g/L of fluoride ions and, as visible in Table 1 below, cesium 137, cesium 134, antimony 125, europium 154, ruthenium 106 , rhenium 106, cerium 144 and praseodymium 144, the activity linked to cesium 137 being largely in the majority.
L'activité de chacun de ces radionucléides dans la solution SI, telle que mesurée par spectrométrie y, est indiquée dans le tableau 1. The activity of each of these radionuclides in the SI solution, as measured by γ spectrometry, is shown in Table 1.
Pour le traitement de la solution SI par le procédé de l'invention, il est procédé comme suit : For the treatment of the SI solution by the method of the invention, the procedure is as follows:
1. un volume de 80 mL d'hydroxyde de sodium 20 N est introduit dans un bidon ;1. a volume of 80 mL of 20 N sodium hydroxide is introduced into a can;
2. un volume de 100 mL de la solution SI est progressivement introduit sous agitation dans le bidon pour que le pH du mélange entre la solution SI et NaOH soit supérieur à une valeur de 13 (mesurée au papier p H ) ; 2. a volume of 100 mL of the SI solution is gradually introduced with stirring into the can so that the pH of the mixture between the SI solution and NaOH is greater than a value of 13 (measured with pH paper);
3. on ajoute progressivement 32 g de nitrate de calcium tétrahydraté, Ca(NO3)2.4H2O, dans la solution SI au pH ajusté ; 3. 32 g of calcium nitrate tetrahydrate, Ca(NO3)2.4H2O, are gradually added to the SI solution at the adjusted pH;
4. on laisse décanter le mélange obtenu au point 2 pendant au moins 48 heures pour obtenir par mûrissement un précipité de taille suffisante pour la séparation solide/liquide de l'étape suivante ; 4. the mixture obtained at point 2 is allowed to decant for at least 48 hours to obtain by maturation a precipitate of sufficient size for the solid/liquid separation of the following step;
5. on transvase en plusieurs fois le mélange obtenu à l'issue du mûrissement dans deux tubes à centrifuger, chaque transvasement étant suivi d'une centrifugation (3 200 ou 3 600 tr/min) puis d'un prélèvement du surnageant ; 5. the mixture obtained at the end of ripening is transferred several times into two centrifuge tubes, each transfer being followed by centrifugation (3,200 or 3,600 rpm) then by sampling of the supernatant;
6. on soumet le précipité obtenu au point 4, séparé par centrifugation dans les deux tubes au point 5, à deux lavages successifs, chaque lavage étant réalisé en introduisant 10 mL d'eau désiliciée dans chaque tube à centrifuger, en soumettant chaque tube à une centrifugation (3 200 ou 3 600 tr/min) et en prélevant le surnageant. 6. the precipitate obtained at point 4, separated by centrifugation in the two tubes at point 5, is subjected to two successive washes, each wash being carried out by introducing 10 mL of desilicated water into each centrifuge tube, subjecting each tube to centrifugation (3,200 or 3,600 rpm) and removing the supernatant.
Les surnageants obtenus aux points 5 et 6 ci-avant sont réunis dans un même récipient pour former une solution (volume : 180 mL) qui, par souci de simplicité, sera considérée dans ce qui suit comme étant la solution SI après traitement. Un premier échantillon de cette solution est soumis à un dosage des ions fluorures par chromatographie ionique tandis qu'un second échantillon est soumis à une analyse par spectrométrie y pour mesurer l'activité des différents radionucléides qu'elle contient. The supernatants obtained in points 5 and 6 above are combined in the same container to form a solution (volume: 180 mL) which, for the sake of simplicity, will be considered in the following as being the SI solution after treatment. A first sample of this solution is subjected to a determination of fluoride ions by ion chromatography while a second sample is subjected to an analysis by spectrometry to measure the activity of the different radionuclides it contains.
Le dosage des ions fluorures montre que leur concentration dans la solution SI après traitement est inférieure à 10 mg/L, ce qui permet d'envisager la possibilité de diriger cette solution vers une unité de concentration par évaporation, calcination et vitrification. The dosage of fluoride ions shows that their concentration in the SI solution after treatment is less than 10 mg/L, which makes it possible to consider the possibility of directing this solution to a concentration unit by evaporation, calcination and vitrification.
Quant à l'activité des radionucléides, elle est rapportée dans le tableau 1 ci-après. As for the activity of radionuclides, it is reported in Table 1 below.
Tableau 1 Table 1
* Volume des surnageants obtenus aux points 5 et 6 regroupés * Volume of supernatants obtained at points 5 and 6 combined
Ce tableau montre que plus de 99 % de l'activité des césium 137 et 134 dans la solution SI avant traitement se retrouvent dans la solution SI après traitement. Il n'y a donc pas eu d'immobilisation significative des césium 137 et 134 dans le précipité formé lors de ce traitement. This table shows that more than 99% of the activity of cesium 137 and 134 in the SI solution before treatment is found in the SI solution after treatment. There was therefore no significant immobilization of cesium 137 and 134 in the precipitate formed during this treatment.
Sachant que l'activité des césium 137 et 134 représentait à elle seule environ 93 % de l'activité P/y de la solution SI avant traitement, la majeure partie de l'activité P/y de la solution SI se retrouve donc dans cette solution après traitement. Knowing that the activity of cesium 137 and 134 alone represented approximately 93% of the P/y activity of the SI solution before treatment, the majority of the P/y activity of the SI solution is therefore found in this solution after treatment.
Le tableau 1 montre, par contre, une forte diminution de l'activité de l'antimoine 125, de l'europium 154, du cérium 144 et du praséodyme 144 dans la solution SI après traitement par rapport à ce qu'elle est avant traitement, ce qui signifie que ces radionucléides ont partiellement ou quasi totalement été immobilisés dans le précipité. Dans cet exemple, il est à noter que l'activité du ruthénium 106 et, par conséquent, du rhénium 106 est plus élevée dans la solution SI après traitement que celle dans la solution SI avant traitement, ce qui est attribué à une pollution par l'ambiance de la chaîne blindée dans laquelle a été réalisé l'essai. Table 1 shows, on the other hand, a strong decrease in the activity of antimony 125, europium 154, cerium 144 and praseodymium 144 in the SI solution after treatment compared to what it is before treatment. , which means that these radionuclides have been partially or almost completely immobilized in the precipitate. In this example, it should be noted that the activity of ruthenium 106 and, consequently, of rhenium 106 is higher in the SI solution after treatment than that in the SI solution before treatment, which is attributed to pollution by the atmosphere of the armored chain in which the test was carried out.
Exemple II : Traitement par du lait de chaux d'un mélange de solutions d'attaque de fines de dissolution par HF et HNO3 : Example II: Treatment with milk of lime of a mixture of solutions for attacking fines dissolved by HF and HNO3:
L'exemple qui suit se rapporte à un essai réalisé avec 80 mL d'une solution, dite ci- après « solution S2 », correspondant au mélange de différents reliquats de solutions résultant de l'attaque de fines de dissolution par un mélange d'acide fluorhydrique 11 N et d'acide nitrique 7 N. The example which follows relates to a test carried out with 80 mL of a solution, hereinafter called "solution S2", corresponding to the mixture of different residues of solutions resulting from the attack of dissolution fines by a mixture of 11 N hydrofluoric acid and 7 N nitric acid.
La solution S2 comprend 170 g/L d'ions fluorures et présente une activité P/y de 1,0 .1010 Bq/L, principalement liée au ruthénium 106 (45 %), les autres radionucléides étant le rhodium 106, l'antimoine 125 et le césium 137. Solution S2 includes 170 g/L of fluoride ions and has a P/y activity of 1.0 .10 10 Bq/L, mainly linked to ruthenium 106 (45%), the other radionuclides being rhodium 106, antimony 125 and cesium 137.
Pour le traitement de cette solution S2 par le lait de chaux, il est procédé comme suit : For the treatment of this S2 solution with milk of lime, the procedure is as follows:
1. on prépare dans un broc 275 mL de lait de chaux de pH initial égal à 13 ;1. 275 mL of milk of lime with an initial pH equal to 13 is prepared in a pitcher;
2. un volume de 80 mL de la solution S2 est introduit dans le broc progressivement, 10 mL par 10 mL, avec, après chaque ajout, une vérification (au papier pH) que le pH du mélange est supérieur à 11 et, à défaut, un ajustement du pH à 13 par ajout d'hydroxyde de sodium 20 M est réalisé ; 2. a volume of 80 mL of solution S2 is introduced into the pitcher gradually, 10 mL by 10 mL, with, after each addition, a check (using pH paper) that the pH of the mixture is greater than 11 and, failing that, , the pH is adjusted to 13 by adding 20 M sodium hydroxide;
3. on laisse décanter le mélange pendant 24 heures, moyennant quoi on obtient un précipité en suspension et un peu de liquide clair surnageant ; 3. the mixture is left to settle for 24 hours, whereby a precipitate in suspension and a little clear supernatant liquid are obtained;
4. on vérifie que le pH du liquide clair surnageant est supérieur à 11 et, si ce n'est pas le cas, ce pH est réajusté à 13 par ajout d'hydroxyde de sodium puis on soumet à une centrifugation (2 200 tr/min) ce liquide avec un peu de la suspension, après quoi on prélève le surnageant de centrifugation (47 mL) ; 4. we check that the pH of the clear supernatant liquid is greater than 11 and, if this is not the case, this pH is readjusted to 13 by adding sodium hydroxide and then subjected to centrifugation (2,200 rpm). min) this liquid with a little of the suspension, after which the centrifugation supernatant (47 mL) is taken;
5. on soumet la suspension restée dans le broc au point 4 à deux lavages successifs à la soude 0,2 N suivis d'une décantation et d'une centrifugation du liquide issu de cette décantation avec un peu de suspension, puis du prélèvement des surnageants de centrifugation (30 mL et 74 mL respectivement pour les lavages 1 et 2). Les surnageants de centrifugation obtenus aux points 4 et 5 ci-avant sont réunis dans un même récipient pour former une solution (volume : 151 mL) qui, par souci de simplicité, sera considérée dans ce qui suit comme étant la solution S2 après traitement. 5. the suspension remaining in the jug at point 4 is subjected to two successive washes with 0.2 N sodium hydroxide followed by decantation and centrifugation of the liquid resulting from this decantation with a little suspension, then sampling of the centrifugation supernatants (30 mL and 74 mL respectively for washes 1 and 2). The centrifugation supernatants obtained in points 4 and 5 above are combined in the same container to form a solution (volume: 151 mL) which, for the sake of simplicity, will be considered in the following as solution S2 after treatment.
Un premier échantillon de cette solution est soumis à un dosage des ions fluorures par chromatographie ionique tandis qu'un second échantillon est soumis à une analyse par spectrométrie y pour mesurer l'activité des différents radionucléides qu'elle contient. A first sample of this solution is subjected to a determination of fluoride ions by ion chromatography while a second sample is subjected to an analysis by spectrometry to measure the activity of the different radionuclides it contains.
Le dosage des ions fluorures montre que leur concentration dans la solution S2 après traitement est de 10,6 mg/L, soit 99,99 % d'ions fluorures immobilisés dans les précipités. The determination of fluoride ions shows that their concentration in solution S2 after treatment is 10.6 mg/L, or 99.99% of fluoride ions immobilized in the precipitates.
Quant à l'activité des radionucléides, elle est rapportée dans le tableau 2 ci-après. As for the activity of radionuclides, it is reported in Table 2 below.
Tableau 2 Table 2
* Volume des surnageants obtenus aux points 4 et 5 regroupés * Volume of supernatants obtained at points 4 and 5 combined
Exemple III : Traitement par différentes sources d'ions calcium d'un mélange de solutions d'attaques par HF et HNO3 : Example III: Treatment with different sources of calcium ions of a mixture of attack solutions by HF and HNO3:
L'exemple qui suit se rapporte à différents essais réalisés sur des volumes de 100 mL ou 120 mL selon les essais, d'une solution, dite ci-après « solution S3 », correspondant à un mélange entre : The following example relates to different tests carried out on volumes of 100 mL or 120 mL depending on the tests, of a solution, hereinafter called "solution S3", corresponding to a mixture between:
- différents reliquats de solutions (40 mL) résultant d'attaques de précipités ou autres échantillons solides provenant de différents endroits de l'usine de traitement des combustibles nucléaires usés de La Hague par des mélanges d'acide fluorhydrique 0,25 N et d'acide nitrique 14 N et dont les volumes ont été ajustés à 50 mL par addition d'acide nitrique 0,5 N ; et - various remaining solutions (40 mL) resulting from attacks on precipitates or other solid samples coming from different locations in the La Hague spent nuclear fuel processing plant with mixtures of 0.25 N hydrofluoric acid and 14 N nitric acid and whose volumes were adjusted to 50 mL by adding 0.5 N nitric acid; And
- différents reliquats de solutions (40 mL) résultant d'attaques de précipités ou autres échantillons solides provenant de différents endroits de l'usine de traitement des combustibles nucléaires usés de La Hague par des mélanges d'acide fluorhydrique 11 N et d'acide nitrique 7 N et dont les volumes ont également été ajustés à 50 mL par addition d'acide nitrique 0,5 N. - various remaining solutions (40 mL) resulting from attacks on precipitates or other solid samples coming from different locations in the La Hague spent nuclear fuel processing plant with mixtures of 11 N hydrofluoric acid and nitric acid 7 N and whose volumes were also adjusted to 50 mL by adding 0.5 N nitric acid.
La solution S3 comprend 18,7 g/L d'ions fluorures. Elle présente une activité P/y de 2,085.107 Bq/L, principalement liée au césium 137 (98 %) - les autres radionucléides émetteurs P/y détectés par spectrométrie y étant l'europium 154 et le cobalt 60 - ainsi qu'une activité a de l,27.107 Bq/L liée à l'américium 241. Solution S3 includes 18.7 g/L of fluoride ions. It has a P/y activity of 2,085.10 7 Bq/L, mainly linked to cesium 137 (98%) - the other P/y emitting radionuclides detected by spectrometry being europium 154 and cobalt 60 - as well as an activity a of l,27.10 7 Bq/L linked to americium 241.
Des essais sont réalisés avec différentes sources d'ions calcium, à savoir : du lait de chaux (essai 1), du nitrate de calcium (essai 2) et du carbonate de calcium (essai 3). Tests are carried out with different sources of calcium ions, namely: milk of lime (test 1), calcium nitrate (test 2) and calcium carbonate (test 3).
Pour les traitements au nitrate de calcium et au carbonate de calcium, il est procédé comme décrit dans l'exemple I ci-avant à ceci près qu'il n'y a pas de lavage des précipités obtenus. For the treatments with calcium nitrate and calcium carbonate, the procedure is as described in Example I above except that there is no washing of the precipitates obtained.
Pour le traitement au lait de chaux, il est procédé comme décrit dans l'exemple II ci-avant à ceci près, là également, qu'il n'y a pas d'opération de lavage. For the treatment with milk of lime, the procedure is as described in Example II above except that there is no washing operation.
Les caractéristiques de ces essais sont récapitulés dans le tableau 3 ci-dessous. The characteristics of these tests are summarized in Table 3 below.
Tableau 3 Table 3
S'agissant de l'activité des radionucléides, elle est rapportée dans le tableau 4 ci- après. Regarding the activity of radionuclides, it is reported in Table 4 below.
Tableau 4 Table 4
L'américium 241, l'europium 154 et le cobalt 60 ont été immobilisés dans le précipité puisqu'ils ne sont pas détectés dans la solution S3 après traitement, et ce, quelle que soit la source d'ions calcium utilisée. Americium 241, europium 154 and cobalt 60 were immobilized in the precipitate since they are not detected in the S3 solution after treatment, regardless of the source of calcium ions used.
L'exemple qui vient d'être décrit peut être utilisé comme base pour d'autres applications, les reliquats de solutions visés dans cet exemple pouvant également résulter d'attaques de précipités et/ou autres échantillons solides prélevés dans les équipements en phase d'exploitation, lors d'opérations de rinçage ou d'assainissement ou lors de phases de démantèlement, tant d'usines du cycle du combustible que d'installations nucléaires du type réacteurs ou laboratoires. The example which has just been described can be used as a basis for other applications, the remaining solutions referred to in this example may also result from attacks of precipitates and/or other solid samples taken from the equipment in the processing phase. operation, during rinsing or sanitation operations or during dismantling phases, of both fuel cycle plants and nuclear installations such as reactors or laboratories.
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