Brevet FR2643742A1 — publié le 19900831

t643742 La présente invention concerne l'enlèvement du thorium d'un raffinat qui est un effluent provenant du traitement de concentrés de minerai d'uranium. Un tel raffinat effluent contient des radionucléides qui contri- buent à l'activité d'émission de rayons à/{, et à une forte activité d'émission de rayons a. Le thorium est un consti- tuant majeur de ce raffinat effluent, et un objet de- l'invention consiste à fournir un procédé pour enlever le thorium du raffinat, pour permettre d'effectuer plus faci- lement les opérations ultérieures de rejet, d'élimination et/ou d'utilisation du raffinat. Selon la présente invention, celle-ci fournit un procédé d'extraction par solvant, pour enlever le thorium d'un raffinat effluent, le procédé comprenant un prélavage, à l'aide de kérosène inodore, du raffinat effluent, puis un stripage du raffinat effluent ainsi prélavé, l'opération de stripage étant effectuée par extraction à l'aide d'un solvant constitué par de l'oxyde de tri-n-octylphosphine et par du kérosène inodore, le solvant chargé qui en résulte étant soumis à contre- lavage avec une solution alcaline et à une précipitation, à l'aide d'une suspension d'un hydroxyde alcalin, du thorium contenu. De préférence, on précipite,à l'aide d'une suspen- sion d'un hydroxyde alcalin des hydroxydes de métaux que l'on sépare ainsi du raffinat effluent stripé. L'invention va maintenant être décrite plus en détail, à titre d'exemple illustratif et nullement limitatif, en regard du diagramme apparaissant sur la figure unique d'accompagnement. On voit sur ce diagramme de la figure unique qu'un raffinat effluent (A) constituant une alimentation (1) du présent procédé et qui contient typiquement 10 à 2000 ppm ou millionièmes de Th, 5 à 6 MBq/lp, est envoyé traverser un étage de filtration (2) pour enlever des solides (B), notamment du phosphate de zirconium. Le raffinat filtré est ensuite envoyé à la température ambiante traverser à contre-courant un appareillage (3) de mise en contact avec du kérosène inodore (parfois appelé ci-après "KI"),ce qui constitue une-étape de prélavage pour enlever les impuretés organiques, le rapport entre le solvant et le liquide aqueux étant égal à 1:10. Le kérosène inodore peut être recyclé jusqu'à devenir inefficace. On voit ensuite le raffinat ainsi lavé traverser à contre-courant un appareillage (4) de mise en contact avec du solvant consti- tué par de l'oxyde de tri-n-octylphosphine (parfois appelé ci-après "TOPO") 0,1 M dans du kérosène inodore, à un rapport nominal de 1:10 entre le solvant et le liquide aqueux, à la condition de ne pas dépasser une charge maxi- male en thorium dans le solvant de 4000 pg/ml. Pour des raffinats risquant de donner des charges en thorium du solvant supérieures à 4000 pg/ml, il convient de faire varier le rapport entre le solvant et le liquide aqueux de façon à obtenir une charge du solvant égale ou inférieure à 4000 pg/ml. Le solvant ainsi chargé (C), ou raffinat chargé, est soumis à contre-lavage par sa traversée d'un appareillage (5) de mise en contact à contre-courant à 60 C avec une solution de K2CO3 4M selon un rapport de :1 entre le solvant et le liquide aqueux, et le solvant est ensuite dilué (6) par une addition de 30 % en poids/poids d'eau pour éviter une cristallisation de KNO3 lors du-refroidissement. Apres un temps d'attente (7) des- tiné à permettre une diminution de l'activité d'émission de rayons P, on précipite le Th(OH)4 du solvant ainsi chargé en ajoutant à ce solvant 10 % en poids/poids de suspension de chaux, et l'on enlève le précipité par une séparation solide/liquide (9), ou filtration, ce qui laisse un filtrat (F) relativement inactif dont le Th(OH)4 précipité (T) a été séparé. Le raffinat stripé (D), obtenu après l'extraction (4) à l'aide du solvant oxyde de tri-n-octylphosphine dans du kérosène inodore, est traité par une suspension de chaux à 10 % en poids/poids pour précipiter (10) des hydroxydes de métaux tels que le fer, le magnésium, etc, puis il y a une séparation des solides et du liquide, ou filtration (11), pour produire des solides (S) et du filtrat (F') rela- tivement inactifs. Le solvant récupéré après l'étape de contre-lavage (5) et/ou le filtrat (F) peut ou peuvent être recyclés. Dans une application du procédé, l'opération de prélavage comprend quatre étapes, et l'extraction par le solvant oxyde de tri-n-octylphosphine dans du kérosène inodore comprend six étapes. On comprendra cependant que l'on peut utiliser pour chaque type d'opérations un nombre différent d'étapes. Les étapes peuvent comprendre l'utili- sation de mélangeurs-séparateurs ou décanteurs, bien qu'on puisse utiliser également un autre appareillage d'extrac- tion par du solvant, comme des colonnes pulsées. Un raffi- nat typique à traiter par le procédé de l'invention peut comprendre: Constituant Valeur moyenne Sodium et potassium (mg/1) 1700 Magnésium et calcium (mg/l) 1700 Aluminium (mg/l) 1200 Fer (mg/l) 1200 Uranium (mg/l) 10 Thorium (mg/1) 800 Solides non dissous (mg/l) 210 Acide nitrique (M) 12 Activité d'émission de rayons a (MBq/m3) 34 Activité d'émission de rayons P/I (GBq/m3) 5 Débit (m3/h) 5 REVENDICATIONS 1. Procédé d'extraction par du solvant pour enlever du thorium d'un raffinat effluent, procédé caractérisé en ce qu'on soumet le raffinat effluent à un prélavage avec du kérosène inodore, puis l'on effectue un stripage du raffi- nat effluent ainsi pré1avé en le soumettant à extraction par solvant à l'aide d'un solvant constitué par de l'oxyde de tri-n-octylphosphine et du kérosène inodore, le solvant chargé obtenu étant soumis à contre-lavage à l'aide d'une solution alcaline et le thorium étant précipité à l'aide d'une suspension d'un hydroxyde alcalin. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte l'opération consistant à soumettre le raffinat effluent stripé à une précipitation d'hydroxydes de métaux à l'aide d'une suspension d'un hydroxyde alcalin. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caracté- risé en ce que le rapport du solvant au liquide aqueux est d'environ 1:10 dans l'opération de prélavage. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on fait passer à la tem- pérature ambiante, dans l'opération de prélavage, le raffi- nat effluent à travers l'appareillage de mise en contact avec du solvant. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la concentration de l'oxyde de tri-noctylphosphine au cours de l'extraction par solvant est d'environ 0,1M. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le rapport entre le solvant et le liquide aqueux est d'environ 1:10 au cours de l'opération d'extraction par solvant. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on règle,au cours de l'extrac- tion par solvantle rapport entre le solvant et le liquide aqueux de façon que la charge maximale en thorium du solvant n'excède pas, après l'extraction, 4000 pg/ml. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la solution alcaline comprend K2C03 et en ce que le rapport entre le solvant et le liquide aqueux est égal à environ 10:1. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la concentration de K2C03 est d'environ 4M, et en ce qu'on effectue le stripage à une température d'environ *C. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend l'opération subséquente de dilution à l'eau du solvant chargé et stripé, afin d'empêcher une cristallisation de KNO3 lors du refroidissement. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la suspension d'hydroxyde alcalin servant à précipiter le thorium ou les hydroxydes de métaux ou les deux comprend une suspension de chaux à environ 10 % en poids/poids. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une opération de filtration du raffinat effluent, avant le prélavage de ce raffinat, pour en enlever des solides comprenant du phosphate de zirconium.