Brevet FR2623322A1 — publié le 19890519

Procédé et installation pour décomposer électro- chimiquement des substances minérales d'une solution résiduaire aqueuse radioactive. L'invention concerne un procédé pour décompo- ser électrochimiquement des substances minérales d'une solution aqueuse radioactive qui, en vue de subir un traitement ultérieur sous la forme d'une solution rési- duaire, est concentrée par évaporation pour en réduire le volume. Les liquides radioactifs, comme par exemple les liquides de décontamination, ou d'autres solutions ré- siduaires aqueuses radioactives, sont souvent soumis à une décomposition électrochimique (brevet de la Répu- blique Fédérale d'Allemagne 24 49 588). L'évaporation des liquides, qui a lieu ensuite, et qui doit diminuer considérablement les quantités de déchets à stocker définitivement, peut alors être effectuée sans beaucoup de difficultés (demande de brevet européen 01 62 356). La décomposition électrochimique de substances organiques et minérales a fait ses preuves pour de nom- breuses solutions aqueuses radioactives. L'invention vise un procédé,du type indiqué au début du présent mémoire,qui permet d'obtenir une décom- position plus efficace de composés minéraux de solutions aqueuses radioactives et qui se caractérise par une faible dépense technique. Ce problème est résolu, suivant l'invention, par le fait que l'on effectue un processus électrolytique provoquant la décomposition électrochimique,pendant l'évaporation de la solution résiduaire. Par le traitement électrochimique du bain de liquide dans l'évaporateur, on peut effectuer une dé- composition efficace des composés gênants de la solu- tion radioactive. C'est ainsi, par exemple, que l'on peut décomposer des composés minéraux sous une faible tension de vapeur, par voie électrochimique,en gaz inertes et en H20. Le traitement électrochimique et lévaporation simultanée de la solution radioactive simplifient l'exécution du procédé. L'invention vise également une installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention. Cette installation est caractérisée en ce qu'un évapo- rateur recevant la solution résiduaire est constitué en cellule d'électrolyse. La réalisation intégrée d'un évaporateur sous la forme d'une installation d'électro- lyse facilite le déroulement du procédé et diminue les dépenses d'appareillage. Avantageusement, l'enveloppe d'évaporateur est montée en cathode et des anodes faisant saillie dans le volume du liquide sont montées dans l'évaporateur. De préférence, un raccord d'amenée de la solu- tion résiduaire à évaporer fait saillie dans l'envelop- pe de l'évaporateur et a son extrémité de sortie juste au-dessus du fond de l'enveloppe. La solution résiduai- re fraîche est amenée bien en-dessous de la surface du liquide, laquelle est soumise à l'évaporation. La solu- tion fraîche peut alors s'élever sur les anodes et être soumise ainsi à une décomposition électrochimique. La solution résiduaire a ainsi suffisamment de temps pour subir une décomposition électrochimique, tandis que simultanément la solution, décomposée par voie électrochimique et qui s'est élevée déjà vers le haut, est évaporée. La figure unique du dessin annexé illustre l'invention. L'évaporateur représenté schématiquement au dessin comprend une enveloppe cylindrique d'évapora- teur 1 en acier fin,qui est montée en cathode. Dans la chambre de l'évaporateur 1, qui est réservée au liqui- de, est montée une anode 3 concentrique. L'anode est de préférence en titane et peut être constituée sous la forme d'une tôle déployée ou perforée. A la partie supérieure de l'enveloppe d'évapora- teur 1 est monté un raccord d'amenée 4 de la solu- tion à évaporer,ce raccord pénétrant dans la solution et son extrémité de sortie 2 étant disposée juste au- dessus du fond. Latéralement, sur l'enveloppe d'évaporateur 1, un conduit tubulaire 5 va horizontalement dans la par- tie inférieure à un échangeur de chaleur 7 et revient de celui-ci à l'évaporateur 1, en passant en-dessous du niveau du liquide 9. L'échangeur de chaleur 7 est chauffé par un agent de chauffage qui est amené par un serpentin 11. Il règne une circulation naturelle à l'intérieur du conduit 5 communiquant avec l'échangeur de chaleur 7. Dans la partie inférieure du conduit 5 est dis- posé un noyau formant anode 13. L'évaporateur 1 se transforme vers le haut en un raccord 15 qui est muni d'un dispositif anti-buée 17 destiné à retenir les aérosols. La vapeur passe par un conduit 19 dans un dispositif de refroidissement 21. Le distillat est soutiré par un conduit 23. L'installation décrite fonctionne de la manière suivante. Dans l'enveloppe d'évaporateur 1, on charge par le raccord d'amenée 4 une solution radioactive ayant des substances minérales. Entre la cathode 1 et l'anode 3 on applique, par leurs bords 25 et 27, une tension électrique. La commande du processus d'électrolyse s'effectue en maintenant ònstant le courant ou la tension. On porte la solution radioactive à une tempé- rature de 100 C environ, par l'échangeur de chaleur 7. La solution s'évapore après qu'auparavant les substan- ces minérales ont été décomposées électrochimiquement. On soutire le distillat du dispositif de refroidisse- ment 21 et on l'envoie à d'autres unités de traitement. Il reste dans l'évaporateur une solution concentrée qui est envoyée également à un traitement ultérieur. REVENDICATIONS 1. Procédé pour décomposer électrochimiquement des substances minérales d'une solution aqueuse radio- active qui, en vue de subir un traitement ultérieur sous la forme d'une solution résiduaire, est concentrée par évaporation pour en réduire le volume, caractérisé en ce qu'il consiste, à effectuer un processus électrolytique provo- quant la décomposition électrochimique,pendant l'éva- poration de la solution résiduaire. 2. Installation pour la mise en oeuvre du pro- cédé suivant la revendication 1, caractérisée en ce que, un évaporateur (1) recevant la solution rési- duaire est constitué en cellule d'électrolyse. 3. Installation suivant la revendication 2, caractérisée en ce que, l'enveloppe de l'évaporateur (1) est montée en cathode, dans l'évaporateur (1) sont montées des anodes (3, 13) faisant saillie dans levolume de liquide. 4. Installation suivant la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que, un raccord d'amenée (4) de la solution rési- duaire à évaporer fait saillie dans l'enveloppe de l'évaporateur (1) et a son extrémité de sortie (2), juste au-dessus du fond de l'enveloppe.