CH468307A - Procédé de préparation d'oxyde d'uranium - Google Patents

Description

  Procédé de     préparation    d'oxyde d'uranium    Parmi les     procédés    de traitement par voie sèche des  combustibles nucléaires irradiés, ceux basés sur la sépa  ration de     l'hexafluorure    d'uranium occupent une place de  choix. Il est particulièrement intéressant d'obtenir ce  dernier corps par     fluoruration    d'un oxyde d'uranium tel  que     UO.    ou     U;308.     



  Mais cette méthode est limitée aux éléments combus  tibles à base d'oxyde d'uranium ou à base d'uranium  sous une forme facilement oxydable. Or, dans le cas  d'alliage uranium-molybdène, la réaction d'oxydation,  par exemple au moyen d'une phase gazeuse constituée  par de l'air ou de l'oxygène est difficile à contrôler et,  au-dessus d'une certaine teneur en     mobdylène,    elle ne se  produit à vitesse appréciable qu'à haute     température    ; la  réaction peut même devenir alors très brutale ;

   de plus,  la présence de quantités importantes de molybdène dans  le composé ou dans les composés obtenus (un mélange  d'oxydes en général) présente de graves inconvénients,  soit dans les traitements ultérieurs par voie humide, en  vue d'en extraire l'uranium, par suite de la formation  intempestive de précipités à base de     molybdènes,    soit  dans la séparation par distillation des fluorures, résul  tant de la     fluoruration    des oxydes, par suite de la très  grande similitude de propriété entre les fluorures de  molybdène et d'uranium.  



  La présente invention a pour objet un procédé de  préparation d'un oxyde d'un uranium     U;308    pratique  ment exempt de molybdène, à partir d'alliage     uranium-          molybdène.    Cette préparation s'effectue à des tempéra  tures peu élevées et permet l'élimination du     molybdène     simultanément avec l'attaque de l'alliage.  



  Ce procédé est caractérisé en ce que ledit alliage est  soumis à l'attaque d'un mélange gazeux contenant de  l'oxygène et de l'acide chlorhydrique, la température de  l'alliage étant amenée par chauffage entre 100 et 300   pour faire démarrer ladite attaque, la majeure partie du    molybdène dudit alliage sublimant sous forme     d'oxy-          chlorure    de molybdène et le résidu étant constitué  d'oxyde d'uranium pratiquement exempt de molybdène.  



  Par attaque avec un mélange oxygène-acide chlorhy  drique, la majeure partie du molybdène contenu dans  l'alliage est sublimée sous forme     d'oxychlorure,    peu  d'uranium étant entraîné dans ledit     sublimat.    L'uranium  reste dans le résidu principalement sous forme d'oxyde       U."08.    Dans le but de préparer de     l'hexafluorure    d'ura  nium purifié comme il a été dit ci-dessus, cet oxyde peut  être ensuite fluoré par toute méthode en elle-même con  nue, telle que l'action du fluor ou d'un fluorure d'ha  logène.  



  Cet oxyde peut également être traité par voie humide  dans le but d'extraire ensuite l'uranium par une des       méthodes,    en elle-même connue, reposant par exemple  sur l'utilisation de résines ou de solvants organiques.  



  En se référant aux figures schématiques 1 à 4     ci-          jointes,    on va décrire ci-après divers exemples de mise  en     oeuvre    du     procédé    de préparation de l'oxyde d'ura  nium, à partir d'alliages uranium-molybdène.  



  Les     fig.    1, 2, 3 et 4 se rapportent à des     attaques     d'alliages uranium-molybdène contenant respectivement  0,5 % - 1 % - 2 % et 10 % de molybdène. Ces attaques  sont effectuées dans un tube horizontal en acier inoxyda  ble ; l'alliage est de préférence à l'état divisé, par exemple  sous forme de granulés. Ce tube est placé à l'intérieur  d'un four, dont on a réglé l'élévation de température à  1500     C/heure    ; la phase gazeuse d'attaque circule à fai  ble débit d'une extrémité à l'autre du four ; on peut aussi  avoir introduit en une fois ladite phase pour toute la  durée de l'expérience.  



  On trouve sur chaque figure la courbe (a) d'élévation  de la température T de l'alliage en fonction du temps en  l'absence de la     phase    gazeuse d'attaque, ainsi que les  deux courbes (b) et (c) d'élévation de température de      l'alliage en fonction du temps tu exprimé en heures,  correspondant respectivement au     mélange    acide     chlorhy-          drique-oxygène    et à l'oxygène seul.  



  On voit que, dans tous les     cas,    c'est la réaction avec  l'oxygène seul qui démarre à la température la plus éle  vée, et que, par ailleurs, l'on obtient avec l'acide chlorhy  drique une température d'amorçage de la réaction élevée.  



  On peut également effectuer l'attaque de l'alliage en  ne faisant démarrer la réaction d'oxydation qu'après  avoir réalisé la mise en équilibre thermique du four.  



  Dans le cas d'un     mélange    acide     chlorhydrique-oxy-          gène,    on a constaté que la diminution du rapport       HCI1021    a pour effet d'accélérer la vitesse d'attaque.  On a remarqué également que la température s'élève dès  l'admission de l'oxygène, alors que cette température  n'est pas affectée par l'admission d'acide chlorhydrique  en l'absence d'une admission d'oxygène. On contrôle  donc facilement la réaction par simple réglage du débit  d'oxygène.  



  La vitesse d'attaque augmente toujours avec la tem  pérature ; ainsi, si l'on augmente la température du début  de la réaction par mise en équilibre thermique du four  à une plus haute température, et si on laisse constant le  rapport précédent, la vitesse d'attaque augmente.  



  Quel que soit le régime thermique envisagé, les vites  ses d'attaque sont beaucoup plus élevées que     celles    qui  seraient obtenues par action de l'acide chlorhydrique  seul, laquelle action conduirait à l'obtention de chlorures.  



       On        peut,        par        ce        procédé,        éliminer        environ        90        1%        du     molybdène contenu dans l'alliage (ce qui correspond,  pour les quatre alliages     précédents,    à des produits inter  médiaires dont le rapport     Mo/U    est environ égal à res  pectivement 0,05 %, 0,1 %, 0,2 % et 1 % ;

   la perte en       uranium        au        cours        du        traitement        est        inférieure    à     0,5        #%.     



  De préférence, le rapport moléculaire acide     chlorhy-          drique/oxygène    doit être compris entre 0,5 et 10, l'opti  mum se situant aux environs de la valeur 2 ; pour des    mélanges plus riches en oxygène, la réaction a tendance  à démarrer seulement à haute température (au-dessus de  3000 C) ; pour des mélanges plus riches en acide  chlorhydrique, la vitesse d'attaque devient trop faible.  



  Il convient en outre de remarquer que l'on peut  ajouter un autre gaz, jouant le rôle de diluant, au mé  lange acide     chlorhydrique/oxygène    ; on peut ainsi réali  ser l'attaque de l'alliage par de l'air enrichi ou non en  oxygène, l'azote permettant d'évacuer une partie de la  chaleur de réaction; la quantité maximum d'azote       admissible    est de l'ordre de 73 % en volume pour obte  nir de bons résultats ; l'introduction d'azote ne perturbe  pas les valeurs extrêmes du rapport hydracide halogéné/  oxygène données     précédemment.  

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé de préparation d'oxyde d'uranium à partir d'un alliage uranium-molybdène, caractérisé en ce que ledit alliage est soumis à l'attaque d'un mélange gazeux contenant de l'oxygène et de l'acide chlorhydrique, la température de l'alliage étant amenée par chauffage entre 100 et 3000 C pour faire démarrer ladite attaque, la majeure partie du molybdène dudit alliage sublimant sous forme d'oxychlorure de molybdène et le résidu étant constitué d'oxyde d'uranium pratiquement exempt de molybdène.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que ledit mélange gazeux a un rapport moléculaire HCI/O:> compris entre 0,5 et 10. 2. Procédé selon la revendication. caractérisé en ce que ledit mélange gazeux contient 73 % d'azote.