BE667772A - - Google Patents

Description

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  COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE 
La présente invention a pour objet un procédé de préparation de phosphotungstate d'ammonium fournissant un produit utilisable   notament   comme échangeur cationique ainsi que les produits conformes à ceux obtenus par applioation dudit procédé. 



   Il est connu d'utiliser le phosphotungstate d'ammonium   comme     @@hangeur   cationique   notament   pour fixer le césium en milieu acide main sonutilisation se heurte à la difficulté d'obtenir un produit ayant des qualités mécaniques convenables . Différentes   méthodes   déjà ont été utilisées pour surmonter cette difficulté par exemple le phosphotungstate certaine d'ammonium a été fixé sur amiante, ce qui donne au produit obtenu une/résis- tance mmécanique cette   néthode   présente l'inconvénient de créer une masse inerte inportante, tout en n'empêchant pas l'entraînement de l'échangeur lors du passage de la solution à fixer.

   On a également préparé du   phosphotungstate     d'ammonium   cristallisé par évaporation d'un   phosphotungstate   soluble mis en contact avec une solution saturée d'un sel d'ammonium mais on a obtenu ainsi un produit extrêmement fragile, pratiquement inutilisable   comme   échangeur* 

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L'invention a pour objet un   procède   de préparation   @e   phos- photungstate d'ammonium permettant d'obtenir un produit présentant des qualités mécaniques convenables,utilisable notamment comme échangerr catio- nique. 



   Le procédé   ;suivant .: 1 .;   ention comprend la mise en solution de 
L'acide   phosphotungstique   dans un solvant organique, la précipitation du phosphoturgatate d'ammonium par adjonction d'ammoniac à la solution, la ;filtration, le séchage et le lavage du précipité obtenu et l'amélioration de la résistance mécanique du précipité par un traitement thermique. 



   Le solvant organique utilisé doit être un solvant de l'acide   phosphotungatique   et doit également pouvoir dissoudre l'ammoniac. Parmi les solvants organiques pouvant convenir,on utilise de   prétérence     l'@acétone   : cependant d'autres solvants pourraient tout aussi bien être utilisés comme, par exemple, les alcools éthyliques et butylique, le glycol, les éthers éthylique et butylique,   l'hexanone,   l'acétate d'isoanyle ou le   dioxane.   



   Suivant un   ;,iode   de mise en oeuvre   profère   de l'invention, l'acide   phot,'   tungstique en solution dans un solvant organique approprié est traité par la même solvant organique dans lequel a été préalablement dissous de l'ammoniac. La dissolution d'ammoniac dans le solvant orga- nique peut être conduite de telle manière que la solution obtenue soit saturée ou non en ammoniac. 



   Cependant, il est également possible de mettre en contact directement l'ammoniac avec la solution organique d'acide   phosphotungstique   en faisant barbotor un courant du gaz dans cette solution. 



   L'ammoniac en solution ou non, est mie on contact avec la solution d'acide phosphotungstique pendant un temps suffisant pour provoquer la précipitation totale du phosphotungstate   d'ammonium.   Le précipite est ensuite séparé du milieu liquide par   filiation   puis séché pondant un temps compris entre 5 et 20 heures à une température comprise entre 100 C et 200 C.

   Après ces opérations, le précipité est 

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 soumis à un lavaga acide, da préférence à l'aide d'une solution d'acide nitrique 2N, destiné à   éliminer   lus fines, puis à un lavage à l'eau ut à un rinçage 4   l'acéto.   Le produit obtenu subit ensuite un traitement   thermique   destiné à lui procurer les qualités   mécaniques   désirées;

   ce traitement s'effectue à une température d'au moins 360 C pondant un tempe d'au moins 15   H.     lies   grains obtenus sont relativement friables mais leur   résistance   au délitement est   excellente.   Los grains sont broyée et on garde ceux qui passent au tamis de 21 à 23 (désignation normalisée NF x   11 -   501), c'est-à-dire ayant un diamètre moyen de 0,13 mm en vue d'une utilisation ultérieure comme échangeur d'ions. 



   On va décrire maintenant, à titre non limitatif, un exemple de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention ainsi qu'un exemple d'utilisation du produit obtenu comme   @changeur   cationique. 



   A 850 cm3 d'acétone technique préalablement saturée en ammoniac, on ajoute   150   cm3 d'une solution d'acétone contenant 100 g d'acide phosphotungstique. Après 20 mn de contact environ le précipité obtenu est séparé par filtration puis traité à 1800 pendant au   moins   20 H ; le produit est ensuite lavé à l'acide nitrique 2N   jusqu'à,   disparition des fines, puis lavé à l'eau et rincé à l'acétone. Le phosphotungstate d'ammonium obtenu subit ensuite un séchage à l'air pendant 2 H puis un traitement thermique à   360 C   pondant 15 H. On obtient ainsi un produit noir d'aspect brillant, de résistance mécanique élevée dans les milieux utilisés.

   Ce produit est broyé jusqu'à obtenir un diamètre moyen des grains de 0,13   mm.   Le traitement thermique à   360 C   conduit à une carbo- nisation et à un réarrangement du phosphotungstate faisant apparaître une structure cristalline très nette, responsable des bonnes propriétés mécaniques du produit. 



   La   phosphotungstate   obtenu a été utilisé comma échangeur catie- nique pour fixer le césium contenu dans une solution aqueuse nitrique de produits do fission dont la composition était la suivante : 

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 EMI4.1 
 U 0,2 9/1 Ca 0,6 9/1 k'e '3 r SA IM4 0,3 6 Ni 0,8 g/1 ' Ba 0 cr o, 95 s4 P04 0,9 Ìl ,Ai 6,0 g/1 Ce 0,44 9/1 
 EMI4.2 
 
<tb> Mo <SEP> 0,5 <SEP> g/1 <SEP> Sr <SEP> 0,15 <SEP> g/1
<tb> 
<tb> Mg <SEP> 15 <SEP> g/1 <SEP> Cs <SEP> 0,450 <SEP> g/1
<tb> 
 
 EMI4.3 
 Na' 12 9/1 a+ {tINO,? 2N. 



  Par agitation, la capacité à saturation de l'échangeur a été 
 EMI4.4 
 trouvée égale à 25 mg/g. On peut util1ner des miliamc éluants tela que la baryte,, l'ammoniaque, la soude cul'acétate, le formiate, le laotate ou le nitrate d'ammonium. Les   r@oultate   les meilleurs sont obtenus avec   le    
 EMI4.5 
 Bolutioce..concentres de sels d'ammonium. Après élution par leasels dlall1moniUtl, aucun traiteme3it de rée-      nération n'est nécessaire ; en revanche, si l'on utilise la baryte il est 
 EMI4.6 
 indispensable de tiaiter 1' 4coenoeo en iitiliBU acide puis en milieu nitrate   d'ammonium.  

Claims (1)

1. EMI5.1

   R<!VSNDÏCATIONS 10)Procê4 de préparation du phoaphobneetatg c.\1-"tll'll"\l.t1H aotament come dchangeur cationique oarsadxia6 en ce qu'il comprend la mise en solution de l'acide phsephotungdtique dans un col=* orge,. nique, la précipitation du phosphotungatate d't:Imt1oniwn par adjonction d'ammoniao à la solution, la filtration, le séchage et le lavage du préolpi té obtenu et l'amélioration de la résistance mécanique du prdeipîtd par un traitement thermique* 2 / Prooéd6 de m-érmration de phospho'tun8state d'ammonium suivant la revendication 1 caraetdried en ce que le solvant organique EMI5.2 est constitua par 1'acétone. EMI5.3

   3<'/ i'toc6dd de prdpayatioa de phoapbrl;5trsfa d'ammonium m4un% la rO'lcndication 1 oqraotér1",,, en ce que 11 Mnoniao ont dissous daw 1. EMI5.4 aolvant organique avant sa mine en contact avec la solution d'acide EMI5.5 phoSphotw:lgst1;:ue.

   4'/ Procôd6 de préparation de phosphotoegsito d'amonium suivant la revendication 1 cametdria6 en ce que luamoniso eat mia contact avec la solution d'acide phoephotungatique par barbotage dans eelle-ei.

   5 Procède de préparation de phoaphotunmstato d'aoeoniym 8W.VMt la rovondiaqiion 1 caract6ried on oe que le l.'Iéol1ago n'effectue à une tempÓl'l1turo comprise entre 1t0 et 200 . c pondant une .durée de 5 à 90 bzz 6 / Procédé de préparation de phoephotuneetnte d'e!nmOn1um suivant la revendieation 1 caruatériad en ce que le lnvC\B'O du précipita ae fait eucces131 Vet1ent avec une solution acide, de p:réf6ranoe d'acide nitrique EMI5.6 2 N, puis avec le solvant organique et l'eau. EMI5.7

   7V Proaddé de préparation du phoaphotungetato d'aranonium suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le traiterient thermique est réalisé par un maintien e une teMpÓratl1re d'au moins 360 a pendant EMI5.8 au moins 15 heures.