BE561157A - - Google Patents

Description

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   On sant que l'on peut séparer quantitativement l'urane des solutions de ses sels   hexavalents   à l'aide d'ammoniaque, sous forme   d'uranate   d'ammonium. La séparation qui est habituellement réalisée avec une solution aqueuse d'ammoniaque, donne lieu à un précipité fin, assez volumineux, qui ne se filtre pas rapidement et ne peut être qu'imparfaitement séparé par lavage, et qui entraîne fréquem- ment par adsorption des impuretés hors de la solution.

   Lors de la transformation, dont on fait souvent suivre ce processus, en oxyde    d'urane UO3 ou U3O8, par oaloinage à l'air, ou respectivement lors 3 3 8   de la conversion en bioxyde   d'urane   UO2 par   oaloinage   sous utilisa- %ion d'hydrogène ou d'autres gaz réducteurs, un uranate d'ammonium produit de cette manière donne lieu à des morceaux durs, agglomérés, qui,la plupart du temps, doivent être moulus avant leur utilisation ultérieure. tte formule de séparation est donc défavorable sous 

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 maints aspects, et particulièrement lorsqu'il faut séparer de l'u- rane très pur à partir de solutions pré-épurées. 



   Il a été proposé de prooéder à la séparation de lturane sous forme d'uranate d'ammonium par ébullition de solutions de sels d'u- rane sous addition   d'urée   au cours d'une réaction de précipitation dénommée homogène. En fait, ce moyen permet d'obtenir un produit bien filtrable, mais cependant, s'il faut séparer de l'urane sous forme très pure, la qualité de   l'urée   est sujette   à   des exigences inhabituelles et difficiles à respecter. 



   Or, on a trouvé que l'on peut séparer de l'uranate d'ammonium à partir de solutions aqueuses de sels   d'urane,   sous forme très pure et bien filtrable et de manière très économique, si on utilise de   l'ammoniaque   gazeuse, qui est admise dans la solution à précipiter en mélange avec de l'air ou avec un autre gaz neutre, 
L'ammoniaque sous forme gazeuse est absorbée par des solu- tions aqueuses neutres ou acides. Si on admet du gaz ammoniac non dilué dans ou directement sur la solution d'un sel d'urane à   préai-   piter, on ne peut éviter, même en cas de mélange très intense, l'ap- parition locale d'excès dans la solution, et de ce fait une préoipi-   tation   d'uranate d'ammonium sous forme difficilement filtrable.

   Ce n'est qu'après dilution du gaz ammoniac par un gaz neutre, de l'air par exemple, que le mélange gazeux peut être admis directement dans la solution, et l'absorption de l'ammoniaque a lieu alors   uniformé-   ment dans la solution entière, toutes les bulles de gaz se déoompo- sant de manière appropriée. Dans le cas d'une telle absorption de l'ammoniaque par la solution de sel d'urane, la précipitation de l'uranate d'ammonium se réalise soue forme bien filtrable et très pure. 



   On a trouvé en outre, que toute une série de facteurs, tels que la température, la vitesse de précipitation et le rapport volu- métrique gaz   neutre/ammoniaque,   exercent une influence   décisive   sur la forme et la grandeur des particules d'uranate d'ammonium. La con- naissance de ces lois revêt une signification pratique imp.   ..ante,   

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 car selon l'utilisation ultérieure de   luranate   d'ammonium employé la plupart du temps comme produit intermédiaire, la différence de forme et de grandeur des particules présente des avantages. 



   On a trouvé que la séparation de l'uranate sous forme acicu- laire a lieu à des températures voisines du point d'ébullition, avec avantage,supérieures   à   70  C. Le rapport volumétrique gaz neutre/ ammoniaque ne sera pas inférieur dans ce cas à 1:1 et ne doit pas être supérieur à 1:5. La vitesse de précipitation peut être assez élevée et ne doit pas être trop faible, car sinon se présente une agglomération des aiguilles primitivement formées en particules plus grosses. La durée de séparation peut être maintenue   dans-ces   limites; en général, elle sera d'autant plus courte que la teneur en urane de la solution à précipiter est plus faible, que la température opé- ratoire est plus élevée et que le rapport air/ammoniaque est plus faible.

   La durée de séparation augmentant, la grandeur des particules augmente quelque peu, toutes autres conditions restant égales. 



   La séparation de l'urane sous forme de particules plus sphéri- ques a lieu généralement à des températures inférieures à 70  0, par exemple   à   des températures de   l'ordre   de 20 - 50  0, 
Dans tous les cas cités ci-avant, on produit de 1uranate d'ammcnium, ayant des propriétés de filtrage et de séparation par lavage, que l'on peut qualifier de bonnes à excellentes. De oe fait, comme on peut l'imaginer, l'entraînement d'impuretés hors de la so- lution est faible, ce qui rend cette méthode de précipitation bien appropriée à l'obtention de produits purs du point de vue nucléaire. 



  On a trouvé par exemple qu'une solution contenant environ 10-2   %   de bore (proportion rapportée à l'urane), donnait suivant le procédé de l'invention , un uranate d'ammonium d'une teneur en bore inférieure à 1. 10-5 %. 



   Le procédé de l'invention peut être-appliqué à toute une série de sels d'uranyle solubles dans l'eau, ainsi outre au nitrate déjà mentionné, encore à du sulfate et du   chlorure   et particulièrement aussi à une solution de fluorure   d'uranyle.   ce dernier point est   d'unt   

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 grande importance pour le traitement d'urane   enriohi.,   ou, par hydro- lyse du produit de départ (hexafluorure   d'urane),   on obtient une solution fluatée de fluorure   d'uranyle.   



   Si le procédé de l'invention convient particulièrement à la séparation d'urane à partir de solutions pures, par suite de la pu- reté élevée de l'uranate d'ammonium produit par après, son applioa- tion n'est cependant aucunement limitée à ce oas. comme on le sait, la séparation d'urane à l'aide d'ammoniaque est appliquée à diffé- rents stades du traitement de l'urane, particulièrement lors de l'extraction de l'urane des minerais, celle-ci a lieu fréquemment par le processus dit à la soude, au cours duquel on obtient de l'u- rane hexavalent, sous forme de carbonate oomplexe, soluble.

   Après acidification et expulsion de l'acide carbonique, on peut séparer de   l'urane   de solutions de cette espèce aveo de   l'ammoniaque,   le procédé suivant l'invention donnant un produit bien filtrable, oon- trairement aux procèdes habituels. 



   On obtient des résultats très favorables lorsque le procédé de   l'invention   est appliqué en continu, si par exemple on amène en continu à un récipient de précipitation approprié, pourvu d'un sys- tème mélangeur et d'un trop-plein, de la solution d'urane hexavalent et si on y admet du mélange ammoniaque/ gaz neutre. Dans ce cas, tout comme bien entendu dans celui d'une précipitation non continue, on maintiendra une valeur pH de 6,0 - 7,0 en vue de garantir une   sépa-   ration quantitative de   l'urane.   Il convient de régler automatiquement l'arrivée de l'ammoniaque à   l'aide   dtun dispositif approprié de   ma-   nière telle que le pH de la solution soit maintenu   à   environ 6,5.

   En cas de précipitation continue, on obtient généralement   -un   produit de granulométrie plus grossière   qu'avec   la séparation non continue. 



    EXEMPLES .-    
1) On admet dans un récipient de 600 litres, en acier inoxyda- ble, pourvu d'une chemise de réchauffage, d'un agitateur à ailettes et d'un trop-plein, 400 litres d'une solution aqueuse de nitrate d'u 

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   ranyle,   contenant un peu diacide nitrique, provenant d'une extrac- tion liquide-liquide, avec 90 gr   d'élément-uranium/litre.   Après chauffage à 50    0,   l'agitateur étant en marche, on admet dans la so- lution un mélange d'un volume de gaz ammoniac   aveo   trois volumes d'air,   à   une vitesse de 150 litres/minute, la tuyauterie d'admission verticale étant pliée à angle droit à environ 15 cm au-dessus du fond du récipient,

   et l'extrémité du tuyau étant approchée du champ d'action des ailettes de l'agitateur de manière   à   réaliser une fine division des bulles de gaz. Après cinq heures   d'admission   du mélange gazeux, on arrive à un pH de 6,5, une faible odeur d'ammoniaque étant   perceptible   au-dessus de la solution. Ensuite, on ajoute de   la.   solution de nitrate d'uranyle de même   composition,   à une vitesse   de 3   litres/minute, de préférence par un tube menant jusque près du fond du récipient de précipitation. La quantité d'air dans le   mélan-   ge de gaz est réduite à   la   proportion de 1:2, et ce mélange est admis à raison d'environ 150 litres par minute.

   La température est maintenue 4 50 ¯ 5  0, le pH de la solution 4 près de 6,5. Le mélange de solution et de précipité s'écoulant du récipient est admis à un filtre à tambour   marchant   en continu, on obtient un précipité cons- titué de particules presque sphériques d'un diamètre moyen de 6  . 



   2) 50 litres d'une solution aqueuse fluatée de fluorure   d'ura-   nyle obtenue par hydrolyse d'hexafluorure   dturane,   sont chauffés à une température de 80 - 90  a dans un récipient pourvu d'un agitateur et d'une chemise de réchauffage. A cette température, on admet dans la solution, tout en agitant, un mélange   d'un   volume de gaz ammoniac pour 2 volumes d'air,   à   une vitesse d'environ 60 libres par minute, Après 2.1/3 heures environ,la séparation est terminée, et on obtient un précipité acidulé de très bonne filtrabilité. 



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Claims (1)

1. REVENDICATIONS EMI6.1 =========================== 1) procédé pour la séparation d'uranate d'ammonium de bonne filtrabilité, à partir de solutions aqueuses de sels d'urane (VI). earaotérisé par le fait que l'on admet dans les solutions, de l'am- @onique gazeuse, diluée par des gaz neutres.

   2) procéda suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que, au/cours de la précipitation, on maintient la solution à un pH de 6 à 7.

   3) Procédé, suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'on maintient des températures de précipitation infé- rieures à 70 C environ pour séparer des particules sphériques d'u- EMI6.2 ranatre d'ammonivm.

   4) Procédé, suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que, pour obtenir de luranate d'ammonium sous forme aciculaire, la précipitation a lieu à des températures supérieures à 70 0, de préférence comprises entre 80 et 95 C.