Brevet FR2611689A1 — publié le 19880909

PROCEDE DE SEPARATION DU NEPTUNIUM La présente invention concerne un procédé de séparation du neptunium. PLus précisément, la présente invention concerne un procédé de séparation du neptunium par extraction en utiLisant un réactif d'extraction à base de phosphate acide tel que L'acide di-isodécyL phosphorique, L'acide di-2-éthyLhexyl phosphorique, etc. Le neptunium est un élément contenu en quantités relativement importantes dans des combustibles nucléaires épuisés et dont La récupération est recherchée dans un processus de retraitement des combustibles pour l'extraction d'uranium et de plutonium à partir de combustibles nucléaires épuisés, dans Le but d'une utilisation effective du neptunium. Depuis peu, le neptunium est considéré comme un élément très dangereux du point de vue de l'élimination des déchets radio actifs, et il s'est avéré nécessaire de développer un procédé pour séparer de façon plus efficace le neptunium d'une solution radio-active telle qu'une solution de combustible épuisé, une solution de déchets retraités à haute concentration, etc. Comme procédé de séparation, il est considéré qu'une méthode d'extraction utilisant un solvant organique est très satisfaisante car elle est capable de séparer en continu le neptunium d'une importante quantité de solution radio-active. Cependant, dans le cas de l'extraction de l'art antérieur, le neptunium existant à L'état de NpO2 sous la forme d'un ion de valence V en solution était en général précédemment 2+ transformé en valence VI (ni02 ) ou en valence IV (Np4+) par utilisation d'un agent d'oxydation ou d'un agent réducteur, puis il était extrait par un solvant organique. Ce procédé présente l'inconvénient de poser le problème de la conservation de l'état d'oxydation et de réduction en solution afin d'améliorer La récupération par séparation du neptunium, et nécessite une opération compliquée puisqu'on utilise un agent d'oxydation ou un agent réducteur, ce qui entraîne la production d'une nouvelle solution de déchets contenant ces réactifs. Pour remédier à ces inconvénients, il est très souhaitable d'utiliser un solvant organique qui soit capable d'extraire directement le neptunium à l'état de valence V (ni02 ). Comme procédé de séparation du neptunium satisfaisant à cette exigence, un procédé d'extraction du neptunium utilisant de L'acide di-isodécyl phosphorique a été inventé et a fait l'objet d'une demande de brevet (Journal des publications de brevets japonais nO 30799/86). Ce procédé demande à être amélioré car le taux d'extraction décroit lorsque la concentration en acide augmente, celle-ci étant limitée à environ 2N. Un but de la présente invention est de fournir un procédé de séparation du neptunium dans lequel la vitesse d'extraction a été améliorée par résolution de ce problème. La figure 1 est un graphique représentant un résultat de l'Exemple. Après avoir mené une recherche approfondie dans le but d'atteindre ce but, les présents inventeurs ont découvert que, lors de la séparation du neptunium dans un état de valence V L'acide di-isodécyl phosphorique, l'addition de peroxyde d'hydrogène augmentait le taux d'extraction. Lors de l'addition de peroxyde d'hydrogène, pour L'extraction de neptunium à l'état de valence V (NP02 ), en association avec un autre réactif d'extraction à base de phosphate acide tel que L'acide di-2éthylhexyl phosphorique, etc., on augmente le taux d'extraction et, alors que ce réactif d'extraction ne pouvait être utilisé jusqu'à présent à haute concentration qu'en solution acide, il est devenu possible de l'utiliser pour séparer par extraction le neptunium à L'état de valence V (NpO2 ). Par addition de peroxyde d'hydrogène, on entend la réduction du neptnium de la valence V (NpO2+) à la valence IV CNp4+). Cependant, cette réaction de réduction s'effectue difficilement dans une solution acide de faible concentration, par exemple d'environ 0,5 N mais ne se déroule qu'en présence d'un réactif d'extraction à base de phosphate acide. L'exemple non limitatif suivant est donné à titre d'illustration de l'invention. Après introduction d'acide nitrique et d'une solution de neptunium 237 converti en valence V dans un tube à essai muni d'un bouchon rodé, une solution de peroxyde d'hydrogène ou d'eau y a été introduite jusqu'à ce qu'un volume total de 2 000 l ait été atteint. 2 ml d'un solvant organique constitué de 0,5 M d'acide di-isodécyl phosphorique + n-dodécane, ou de 0,5 M d'acide di-2-éthylhexyl phosphorique + ndodécane, y ont été ajoutés et la solution a été agitée pendant un certain temps. Après séparation en une phase organique et en une phase aqueuse par centrifugation, des échantillons de 1 ml ont été prélevés dans les deux phases pour effectuer des mesures de radio-activité. Les rayons y de 29 KeV émis par le neptunium 237 ont été détectés à l'aide d'un détecteur Ge afin d'obtenir un rapport de distribution du neptunium. Une solution de conversion du neptunium en valence V utilisé ici, a été préparée, après extraction du neptunium d'une solution réduite en valence IV, par addition de chlorhydrate d'hydroxylamine et d'acide sulfamique ferreux, avec 0,5 M d'une solution de thénoyltrifluoracétone + xylène, réextraction par 10 M d'acide nitrique, puis dilution à L'eau pour donner une solution d'acide nitrique à 0,5 M, et chauffage sur un bain chaud afin d'obtenir une solution d'acide nitrique à 0,1 M. Le résultat est illustré Figure 1. Dans cette figure, les abscisses représentent la durée d'agitation en minute et les ordonnées, le rapport de distribution du neptunium. Dans tous Les cas, l'extraction a été une extraction de la valence V (NpO2+) à partir de la solution d'acide nitrique à 0,5 M, (A) et (C) représentent l'extraction obtenue avec la solution d'acide di-isodécyl phosphorique + n-dodécane à 0,5 M et (B) et (D) représentent l'extraction avec de L'acide di-2-éthylhexyl phosphorique + n-dodécane à 0,5 M. De plus, (A) et (B) contiennent du peroxyde d'hydrogène à la concentration de 0,4 M et (C) et (D) ne contiennent pas de peroxyde d'hydrogène. Comme le montre la figure, quel que soit le réactif d'extraction, le taux d'extraction de NpO2 augmente du fait de la présence du peroxyde d'hydrogène. REVENDICATION Procédé de séparation du neptunium utilisant un réactif d'extraction à base de phosphate acide tel que l'acide di-isodécyl phosphorique, l'acide di-2-éthylhexyl phosphorique, etc., caractérisé par La présence de peroxyde d'hydrogène dans la solution.