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Dissertations / Theses on the topic 'Extraction uranium'
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1
Carter, Helen. "Uranium separations using extraction chromatography." Thesis, Loughborough University, 2000. https://dspace.lboro.ac.uk/2134/11261.
Full textAbstract:
In the analysis of environmental samples for uranium and thorium pollutants and at natural levels for the dating of geological samples there was felt a need to develop better uranium and thorium separation procedures to replace the established anion exchange method used at AEA Technology plc. This was the first aim of the PhD research. Separation of uranium from thorium prior to measurement of the isotopes by alpha spectrometry was necessary due to the similar alpha energies of234U and 230Th. TRU and UTEVA extraction chromatography resins (EIChroM Industries) were investigated as potential replacements to the anion exchange separation method. The resins are claimed by EIChroM to offer the advantage of providing an actinide specific separation while reducing the separation time from 2 to 0.5 days; the volume of acidic waste produced by a factor of 3, therefore, the cost of analysis was reduced. A uranium and thorium separation procedure using the UTEVA extraction chromatography resin was developed. The uranium and thorium were sorbed by the UTEVA resin from 2M nitric acid. The thorium was then eluted from the resin with 5M hydrochloric acid and the uranium with 0.02M hydrochloric acid. The separation procedure was then evaluated using uraninite ore, coral, granite and lake sediment reference materials. The uranium and thorium concentrations and the 234U/238U and 23oTh/234U activity ratio values determined for the reference material were in good agreement with certified values. The presence of plutonium was found to interfere with the measurement of uranium and thorium by alpha spectrometry. This was due to the similar alpha energies of uranium, thorium and plutonium. The co-elution of plutonium with uranium and thorium from the UTEVA resin was prevented by the inclusion of a reduction step using iron (Il) sulphamate. The resulting plutonium (Ill) was not retained by the UTEVA column. The chemical recoveries for the procedure were similar to those for anion-exchange, but the extraction chromatography procedure provided a more rapid separation using less reagents.
2
Lawson, P. N. E. "The kinetics of uranium-nitric acid extraction." Thesis, University of Bradford, 1986. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.374930.
Full text
3
Rinsant, Damien. "Elaboration de matériaux hybrides fonctionnalisés de type MOFs pour l’extraction sélective de l’uranium." Thesis, Montpellier, 2019. http://www.theses.fr/2019MONTS062.
Full textAbstract:
L’offre en combustible nucléaire à base d’uranium est un enjeu clé de la stratégie française de production d’électricité, d’autant plus que la demande en uranium naturel continuera à augmenter dans un futur proche. Il y a donc un intérêt à proposer de nouveaux procédés d’extraction de l’uranium plus efficaces et plus écologiques que ceux utilisés actuellement. L’objectif de cette thèse est donc de valoriser l’uranium issu des lixiviats de minerais par des procédés de séparations solide-liquide avec des matériaux de type Metal Organic Framework (MOF). Les MOFs sont des matériaux hybrides, cristallins présentant des surfaces spécifiques élevées et présentant d’excellentes performances pour l’adsorption de l’uranium dans des solutions à faible acidité.Pour répondre à cet objectif, la stabilité de plusieurs familles de MOFs a été étudiée au cours du temps dans des solutions acides simulant les lixiviats de minerais. Après quoi, des MOFs à base de zirconium et de ligand diacides carboxyliques fonctionnalisés par des amines tertiaires et des ligands amidophosphonates ont été synthétisés puis caractérisés par DRX, BET, ATG, MEB, FT-IR et RMN. Trois matériaux de type MOFs ont été étudiés permettant de comparer deux fonctions extractantes et deux porosités différentes. Pour cela des acquisitions de données d’extraction de l’uranium en milieu sulfurique ont été réalisées en fonction du temps, de la concentration en uranium, de la concentration en sulfate et du pH. L’ensemble de ces données couplé avec des analyses spectroscopiques ont permis de proposer des mécanismes d’extractions de l’uranium pour les deux fonctions extractantes étudiées.Mots-clés : MOFs, synthèse organique, extraction solide-liquide, uraniumThe increase of world energy production involves the research and development of new more efficient and ecofriendly processes for uranium ores valorization. Therefore, the development of new materials for an efficient solid-liquid extraction of U is necessary. In this thesis, the synthesis of materials named Metal Organic Framework (MOF) and their use to the uranium extraction from ores are studied. MOFs are hybrid and crystalline materials showing high performances for uranium extractions in weak acid solutions.In order to answer to this objective, the stability of two type of MOFs has been studied at different contact time in acidic solution simulating the ore leachate. Afterwards, zirconium based MOFs functionalized with two different organic functions have been synthesized and characterized with PXRD, BET, TGA, SEM, FT-IR and NMR. The uranium extraction behavior with three functionalized MOFs has been studied in function of the contact time, uranium concentration, sulfate concentration and pH. The uranium extraction values coupled with spectroscopic analysis of uranium loaded materials afford the understanding of uranium extraction mechanisms for both materials.Keywords: MOFs, organic synthesis, solid-liquid separation, uranium
4
Pschirer, David M. "Electrochemical uranium valence control in centrifugal solvent extraction contractors." Thesis, Georgia Institute of Technology, 1987. http://hdl.handle.net/1853/12995.
Full text
5
Moreno, Martinez Diego. "Etude par dynamique moléculaire de la séparation de l'uranium (VI) sur support solide." Electronic Thesis or Diss., Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2022. http://www.theses.fr/2022ENCM0018.
Full textAbstract:
L'extraction de l'uranium joue un rôle essentiel dans le cycle du combustible nucléaire. L'extraction sur support solide par des silices mésoporeuses représente une alternative prometteuse aux procédés d'extraction liquide-liquide. En effet, la compacité de ces supports solides et leur facilité de mise en œuvre associée à la réduction des effluents organiques offrent à ce système des avantages compétitifs majeurs. Ce type de systèmes a déjà été étudié de façon expérimentale dans le cadre de deux thèses au CEA. Ainsi, le but de cette thèse-ci, centrée sur l'étude par la chimie théorique (notamment par la dynamique moléculaire), est de rationaliser les comportements observés expérimentalement et d'apporter des éléments de compréhension des mécanismes ayant lieu. Pour ce faire, la coordination de l'uranium (VI) à l'interface entre la phase solide et la phase aqueuse, l'influence de divers paramètres structuraux du support solide et les conditions chimiques sur la spéciation de l'uranium seront étudiésThe uranium extraction plays an essential role in the nuclear fuel cycle. The extraction using mesoporous silica solid supports represents a promising alternative to the liquid-liquid extraction processes. In fact, the compactness of these solid supports, the facility of implementation associated to the reduction of organic effluents give to this system great competitive advantage. This kind of systems has already been studied experimentally within the framework of two PhD students in the CEA (Atomic Energy Commission). Thus, the objective of this research, centered on theoretical chemistry studies (especially by molecular dynamics), is to rationalize the behaviors that have been experimentally observed and to provide comprehension elements about the involved mechanisms. In order to do this, the uranium (VI) coordination at the interface within the solid phase and the aqueous phase, the influence of diverse structural parameters of the solid support, and the chemical conditions of the uranium speciation will be studied
6
Pitt, Julian Llewellyn. "The behaviour of mineral particles in uranium solvent extraction systems." Thesis, Imperial College London, 1993. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.339619.
Full text
7
Siebert, Stéphane. "Hydrodynamique et transfert isotopique dans une colonne pulsée à plateaux perforés." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1985. http://www.theses.fr/1985ECAP0026.
Full textAbstract:
Le procédé français d'enrichissement de l'uranium par voie chimique met en oeuvre , dans la section d'échange isotopique, des colonnes pulsées à plateaux perforés pour lesquelles la meilleure efficacité de transfert est recherchée. Cette étude a pour but d'approfondir la connaissance des différents mécanismes intervenant dans la performance globale d'un colonne. Elle s'appuie sur une description détaillée du comportement de la phase dispersée appliquée aux trois aspects du fonctionnement classiquement observés: régime permanent hydraulique, régime transitoire hydraulique (injection de traceur), régime permanent de transfert isotopique. Le modèle résultant a été validé par des mesures de taille de gouttes, de profils de rétention, et de dispersion sur les duex phases. Il a été ensuite confronté aux mesures de profils isotopiques pour calculer le coefficient de transfert. La valeur déterminée est un peu supérieure aux résultats en goutte isolée. D'un point de vue théorique, l'efficacité a été divisée en trois contributions d'importances voisines : cinétique pure, mélange en retout, mélange en avant. D'un point de vue pratique, la multiplicité des phénomènes influençant la performance finale a été mise en évidence et laisse prévoir un optimum peu prononcé.
8
Artese, Alexandre. "Caractérisation de ligands N,P pour le raffinage de l'uranium(VI) en milieu nitrique." Thesis, Montpellier, 2019. http://www.theses.fr/2019MONTS067.
Full textAbstract:
Les usines de raffinage des concentrés d’uranium naturel utilisent des procédés hydrométallurgiques pour amener l’uranium à une pureté dite « nucléaire ». Après dissolution dans de l’acide nitrique pour obtenir une solution aqueuse d’uranium(VI), des étapes d’extraction liquide-liquide sont utilisées pour purifier l’uranium. L’extractant phosphate de tri-n-butyle (ou TBP) utilisés lors de ces étapes présente cependant des inconvénients (accumulation de thorium, désextraction non concentrante, solubilité en phase aqueuse non négligeable). L’objectif de l’étude est d’explorer et d’étudier la capacité d’extractants bifonctionels N,P pour l’extraction sélective de l’uranium(VI) en milieu nitrique, et de comprendre les mécanismes entrant en jeu dans l’extraction de l’uranium(VI) ainsi que dans l’extraction de l’élément compétiteur zirconium(IV) par ces extractants.Comme les mécanismes à la base des procédés d'extraction liquide-liquide reposent non seulement sur les propriétés de complexation des molécules extractantes, mais aussi sur leur capacité à former des agrégats supramoléculaires du fait de leur nature amphiphile, les mécanismes d’extraction des ligands bifonctionels N,P ont été étudiés aux échelles moléculaire et supramoléculaire.La compréhension des mécanismes d’extraction a permis d’expliquer la différence de facteur de séparation U/Zr obtenue avec deux extractants amidophosphonates qui ne diffèrent que par la présence d’une chaine centrale alkyle. Il a été montré que cette différence s’explique par la capacité d’un de ces extractants N,P à s’auto-assembler et non par une différence d’affinités des fonctions coordinantesRefining plants of natural uranium concentrates use hydrometallurgical processes to produce uranium with a so-called "nuclear" purity. After dissolution in nitric acid to obtain an aqueous solution of uranium(VI), solvent extraction process is used to purify uranium. The commonly used extractant tri-n-butyl phosphate (or TBP) present however some drawbacks (accumulation of thorium, non-concentrating back-extraction, significant solubility in an aqueous phase).The goal of the study is to explore the ability of new N, P bifunctional extractants for the selective extraction of uranium(VI) in nitric media, and to understand the mechanisms involved in the extraction of uranium(VI) as well as in the extraction of the competing element zirconium(IV).Mechanisms underlying solvent extraction processes being not only based on the chelating properties of the extractant molecules, but also on their capacity to form supramolecular aggregates because of their amphiphilic nature, the extraction mechanisms were studied at both molecular and supramolecular scales.Thanks to the understanding of the extraction mechanisms, the difference of separation factor U/Zr obtained with two amidophosphonates extractants which differ only in the presence of a central alkyl chain could be explained. It was shown that this difference takes its origin in the ability of one of the extractants N, P to self-assemble and not in different affinities of the coordinating functions
9
Berger, Clémence. "Optimisation de molécules extractantes pour le multi-recyclage du Plutonium dans les combustibles de nouvelle génération." Thesis, Montpellier, 2019. http://www.theses.fr/2019MONTS041.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse, effectués dans le cadre des études sur le retraitement des combustibles nucléaires usés par extraction liquide-liquide, concernent l’évaluation des performances d’extraction d’une nouvelle famille de molécules : les carbamides (R1R2NC(O)NR3R4). Cette famille peu étudiée jusqu’à maintenant apparait comme pertinente pour la séparation chimique de l’uranium et du plutonium à partir d’une solution d’acide nitrique concentrée. Le procédé envisagé permettrait une co extraction de l’uranium et du plutonium à forte concentration d'acide nitrique (4 mol.L 1) ainsi qu’une séparation de ces deux éléments à plus faible concentration d'acide nitrique (0,5 mol.L-1) sans avoir recours à des réactions d’oxydo-réduction comme c’est le cas pour le procédé industriel PUREX actuellement mis en œuvre dans les usines de retraitement de La Hague.En vue de l’optimisation de la structure de ces nouveaux extractants, 17 carbamides ont été étudiés. L’influence de la longueur des chaînes alkyle, du nombre de substituants, du nombre et de la position de ramifications a été évaluée sur l’extraction de l’uranium et du plutonium ainsi que sur la sélectivité U/Pu. Les résultats ont montré que certains carbamides sont des extractants performants vis-à-vis de l’uranium. La présence d’un groupement –NH sur la fonction carbamide améliore l’extraction alors que l’ajout de ramifications sur les chaines alkyles diminue l’extraction ainsi que la séparation U/Pu. Des études complémentaires sur la capacité de charge et la viscosité ont permis d’optimiser la structure et de proposer des candidats répondant aux critères de développement d’un procédé.La spéciation de l’uranium et du plutonium en phase organique en fonction de divers paramètres (structure du carbamide, concentration d'acide nitrique, etc) a mis en évidence les différents complexes formés: UO2(NO3)2L2; UO2(NO3)3(HL) et {UO2(NO3)L2}(NO3)pour l’uranium et Pu(NO3)4L2 et Pu(NO3)6(HL)2 pour le plutonium. Un lien entre les différences de propriétés extractantes et la nature des complexes formés en phase organique a été mis en évidence. En particulier, un changement du mécanisme d’extraction de l’uranium est observé pour les composés portant le groupement –NH. Par ailleurs, l’augmentation de la concentration d’acide nitrique en phase aqueuse favorise fortement la formation des complexes où l’extractant est en sphère externe UO2(NO3)3(HL) et Pu(NO3)6(HL)2 en solution.Enfin la stabilité de ces extractants vis-à-vis de la radiolyse a été étudiée de manière préliminaireThis thesis, conducted in the framework of the reprocessing of spent nuclear fuels by solvent extraction, concerns the extraction performances evaluation in view of new extractants optimization: carbamide molecules (R1R2NC(O)NR3R4). This extractant family has not attracted much attention in literature but appears as a good substitutes for the chemical separation of uranium and plutonium from an nitric acid aqueous phase. The considering process will allow to extract uranium and plutonium at high nitric acid concentration (CHNO3aq = 4 mol.L-1) and separate these two elements at lower nitric acid concentration (CHNO3aq = 0,5 mol.L-1) without redox chemistry.In these conditions, 17 carbamide extractants were studied to observe the influence of alkyl chains length, substituent number, position and number of (2-ethylhexyl) ramifications on the uranium and plutonium extraction and on the U/Pu selectivity. Results indicate a high uranium extraction by carbamide molecules. Moreover, substituent number have a high influence on the cations extraction whose distribution ratio highly increase with the –NH group presence on the carbamide function. On the other hand, ramifications addition decrease the extraction and the U/Pu separation with the decreasing of distribution ratios. Additional studies on loading capacity and viscosity measurements allow to optimize the structure and some good analogs are proposed to process development.The uranium and plutonium speciation in organic phase as a function of experimental conditions (carbamide structure, nitric acid concentration, etc) allow to highlight formed complexes: UO2(NO3)2L2; UO2(NO3)3(HL) and {UO2(NO3)L2}(NO3) for uranium and Pu(NO3)4L2 and Pu(NO3)6(HL)2 for plutonium. The relation between extracting properties and formed complexes in organic phase has been made. In particular, modification of the uranium extraction mechanism is observed for the compounds containing –NH group. Moreover, the increase of aqueous nitric acid concentration have a favorable effect on the formation of outer sphere complexes UO2(NO3)3(HL) and Pu(NO3)6(HL)2.Then extractant stability of extractant regarding γ radiolysis have also been studied
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Van, der Ryst Reinier Hendrik. "Evaluation of the solvent extraction organic phase in a uranium extraction plant / Reinier Hendrik van der Ryst." Thesis, North-West University, 2010. http://hdl.handle.net/10394/4921.
Full textAbstract:
Using kerosene as an aromatic organic diluent in the liquid–liquid separation process
for the extraction of uranium in the solvent extraction section of the AngloGold
Ashanti South Uranium Plant near the town of Orkney in South Africa, incurs a
multitude of safety, health and environmental problems. A possible solution may be
to replace the currently used aromatic–based organic diluent with an aliphatic–based
organic diluent.
A range of aliphatic organic diluents were tested to determine the extraction
efficiency of these alternative diluents, if they were to be applied to the process
currently implemented by the AngloGold Ashanti South Uranium Plant. The aliphatic
organic diluents under investigation were:
Biodiesel-B–100
Shellsol D70
Sasol Wax SSX 150
Sasol Wax SSX 210
The aliphatic diluent yielding the highest uranium extraction efficiency, and having
the most desirable physical characteristics, was Sasol Wax SSX 210. Sasol Wax
SSX 210 was selected to replace kerosene as the diluent in the solvent composition
to conduct the next phase of the study.
The solvent’s composition was then optimised to obtain a desirable solvent make–up
containing the newly chosen aliphatic diluent, third–phase inhibitor and tertiary alkyl
amine. The most favourable solvent composition was found to be; 5 vol.% Alamine
336 with 2 vol.% isodecanol and 93 vol.% SSX 210.
A third parameter, pH, was identified as an influencing factor on the overall efficiency
of the process. A theoretical explanation for the influence that pH has on the process,
confirmed by an experimental analysis, was examined to determine which pH
characteristics contributed to the efficiency of the extraction process.
A final indication of the success of the newly implemented aliphatic solvent was
determined via a precipitation simulation. The structure of crystals precipitated from
the loaded strip liquor (OK liquor) was evaluated to ensure that the required product
would adhere to product specifications.Thesis (M.Ing. (Chemical Engineering))--North-West University, Potchefstroom Campus, 2011.
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El, Mourabit Sabah. "Matériaux hybrides inorganiques-organiques pour l'extraction d'uranium en milieu acide phosphorique." Thesis, Montpellier 2, 2013. http://www.theses.fr/2013MON20035.
Full textAbstract:
Les minerais de phosphates, principalement exploités pour la production d'acide phosphorique et d'engrais, contiennent une quantité non-négligeable d'uranium (50 à 300 ppm) qui suscite l'intérêt de l'industrie nucléaire. Notre étude s'inscrit dans ce contexte de valorisation de l'uranium en tant que sous-produit de l'industrie des fertilisants.L'objectif de ce travail de thèse a été de mettre au point un matériau hybride, constitué d'un support inorganique sur lequel est greffée une molécule complexante, capable d'extraire sélectivement l'uranium du milieu acide phosphorique. La première étape de notre démarche a consisté à identifier un support inorganique capable de résister aux conditions particulières du milieu acide phosphorique (acidité élevée et milieu très complexant). Pour ce faire, la stabilité chimique et mécanique de différents matériaux, silice, verre et carbone mésoporeux, a été étudiée. Dans un deuxième temps, nous nous sommes intéressés à l'identification et l'optimisation de molécules complexantes spécifiques de l'uranium en milieu acide phosphorique. Ces dernières ont ensuite été greffées sur les supports les plus stables. Enfin, l'efficacité de ces systèmes hybrides a été évaluée lors de tests d'extraction, de sélectivité et de désextractionPhosphate rocks are industrially processed in large quantities to produce phosphoric acid and fertilisers. These rocks contain significant concentration of uranium (50 to 300 ppm) which could be interesting for nuclear industry. This work deals with the valorisation of uranium as a by-product from fertiliser industry.The aim of this study is to develop a hybrid material, constituted of an inorganic solid support grafted with an extractant (complexing molecule), which can extract selectively uranium from phosphoric acid medium. The first step of our approach was to identify an inorganic support which is stable under these particular conditions (strong acidity and complexing medium). The chemical and mechanical stability of different mesoporous materials, such as silica, glass and carbon was studied. In a second phase, we focused on the identification and the optimisation of complexing molecules, specific of uranium in phosphoric acid. These ligands were then grafted on the most stable solids. Finally, the efficiency of these hybrid systems was evaluated through different tests of extraction, selectivity and desextraction
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Le, nedelec Tom. "Synthèse et évaluation de silices hybrides fonctionnalisées pour la récupération de l'uranium en milieu sulfurique." Thesis, Montpellier, 2019. http://www.theses.fr/2019MONTS084.
Full textAbstract:
Cette thèse a comme objectif de développer des matériaux hybrides à base de silice ayant comme fonction l'extraction sélective de l'uranium des jus acides et fortement complexant tels que les solutions de lixiviation des minerais ou encore les effluents générés dans les usines de fabrication du combustible nucléaire. Le projet de recherche comporte plusieurs axes :• Étude de la performance de différents motifs organiques (Azotés, phosphorés) pour l’extraction de l’uranium sur support solide.• Étude de l’influence de la nature du pont de greffage (lien entre le matériaux et le ligand) sur les performances d’extraction de l’uranium.• Influence de la méthode de fonctionnalisation (adsorption, greffage) et de la surface d’adsorption sur les performances et mécanismes d’extraction de l’Uranium (Étude EXAFS)• Développement d’une méthode de synthèse de matériaux hybrides à base de silice avec empreinte ionique adaptée aux milieux type jus de dissolution du minerais uranifère. Dans chacune des parties la démarche va de la synthèse des matériaux à l’évaluation des performances des matériaux vis-à-vis de l’extraction de l’uranium en passant par la caractérisation du solide et la compréhension des mécanisme d’extractionThe aim of this thesis is to develop silica-based hybrid materials for selective extraction of Uranium from acidic and highly complexing media, such as ore leaching solutions or effluents generated in manufacturing plants of nuclear fuel cycle.The research project has several axes:• Study of the performance of different organic ligands (with nitrogen and phosphorus) for the extraction of uranium on solid.• Study of the influence of the link between the material and the ligand on the Uranium extraction performance.• Influence of the functionalization method (adsorption, grafting) and the adsorption surface on uranium extraction performances and mechanisms (EXAFS study)• Development of a method for the synthesis of silica-based hybrid materials with template effect adapted to the Uranium ores dissolution media.In each of the parts the approach goes from synthesis of the materials to evaluation of the materials performances for Uranium extraction, the solid characterization and the extraction mechanism comprehension
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Fathurrachman. "Solvent extraction as a method of promoting uranium enrichment by chemical exchange." Thesis, Imperial College London, 1995. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.336412.
Full text
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Hamlet, Amanda (Amanda M. ). "Uranium extraction from seawater : investigating hydrodynamic behavior and performance of porous shells." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2017. http://hdl.handle.net/1721.1/111939.
Full textAbstract:
Thesis: S.M., Massachusetts Institute of Technology, Department of Mechanical Engineering, 2017.Thesis: S.M. in Naval Architecture and Marine Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Department of Mechanical Engineering, 2017.
Cataloged from PDF version of thesis.
Includes bibliographical references (pages 77-82).
As global economies grow and demand more energy, scientists work to develop alternative sources to meet demand. Developing countries, e.g. China and India in particular, will turn to nuclear power to meet their energy needs, increasing demand for uranium. There are enough land-based uranium reserves to cover current demand for about 120 years. However, increasing demand will shorten this estimate and require mines to tap into harder-to-extract reserves resulting in higher prices and greater environmental footprints. An unlimited supply of uranium, roughly 4.3 billion tonnes, is dissolved in the ocean at a concentration of 3 parts per billion. Chemists have been developing polymers to extract uranium from seawater to provide fuel and price security for the nuclear power industry. Coupling a system that extracts uranium with an existing offshore structure, such as a wind turbine, reduces the cost of deployment and operation as well as the overall price of uranium from the ocean. In ocean-based systems, trace metals such as uranium are passively removed via adsorbent polymers. These polymers are not inherently strong or durable, however. One solution is to enclose them in a shell structure that bears the environmental loads. This work aims to characterize the flow of water in and around porous shells containing uranium adsorbent to inform the design of a uranium extraction device. Shells with different hole patterns were fabricated and tested. The corresponding flow in and around the shells was examined qualitatively using computational fluid dynamics (CFD) and dye flow studies. The form drag of the different shells was determined experimentally and verified through CFD. The results were used to model a chain of uranium adsorbent shells submerged in the ocean and subject to various currents. The dynamic forces due to vortex-induced vibration were studied to determine resonant frequencies. Findings will be used to inform uranium extraction system design in an offshore environment.
by Amanda Hamlet.
S.M.
S.M. in Naval Architecture and Marine Engineering
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Haji, Maha Niametullah. "Extraction of uranium from seawater : Design and testing of a symbiotic system." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2017. http://hdl.handle.net/1721.1/111821.
Full textAbstract:
Thesis: Ph. D., Joint Program in Oceanography/Applied Ocean Science and Engineering (Massachusetts Institute of Technology, Department of Mechanical Engineering; and the Woods Hole Oceanographic Institution), 2017.Cataloged from PDF version of thesis.
Includes bibliographical references (pages 159-167).
Seawater is estimated to contain 4.5 billion tonnes of uranium, approximately 1000 times that available in conventional terrestrial resources. Finding a sustainable way to harvest uranium from seawater will provide a source of nuclear fuel for generations to come, while also giving all countries with ocean access a stable supply. This will also eliminate the need to store spent fuel for potential future reprocessing, thereby addressing nuclear proliferation issues as well. While extraction of uranium from seawater has been researched for decades, no economical, robust, ocean-deployable method of uranium collection has been presented to date. This thesis presents a symbiotic approach to ocean harvesting of uranium where a common structure supports a wind turbine and a device to harvest uranium from seawater. The Symbiotic Machine for Ocean uRanium Extraction (SMORE) created and tested decouples the function of absorbing uranium from the function of deploying the absorbent which enables a more efficient absorbent to be developed by chemists. The initial SMORE concept involves an adsorbent device that is cycled through the seawater beneath the turbine and through an elution plant located on a platform above the sea surface. This design allows for more frequent harvesting, reduced down-time, and a reduction in the recovery costs of the adsorbent. Specifically, the design decouples the mechanical and chemical requirements of the device through a hard, permeable outer shell containing uranium adsorbing fibers. This system is designed to be used with the 5-MW NREL OC3-Hywind floating spar wind turbine. To optimize the decoupling of the chemical and mechanical requirements using the shell enclosures for the uranium adsorbing fibers, an initial design analysis of the enclosures is presented. Moreover, a flume experiment using filtered, temperature-controlled seawater was developed to determine the effect that the shells have on the uptake of the uranium by the fibers they enclose. For this experiment, the A18 amidoxime-based adsorbent fiber developed by Oak Ridge National Laboratory was used, which is a hollow-gear-shaped, high surface area polyethylene fiber prepared by radiation-induced graft polymerization of the amidoxime ligand and a vinylphosphonic acid comonomer. The results of the flume experiment were then used to inform the design and fabrication of two 1/10th physical scale SMORE prototypes for ocean testing. The A18 adsorbent fibers were tested in two shell designs on both a stationary and a moving system during a nine-week ocean trial, with the latter allowing the effect of additional water flow on the adsorbents uranium uptake to be investigated. A novel method using the measurement of radium extracted onto MnO₂ impregnated acrylic fibers to quantify the volume of water passing through the shells of the two systems was utilized. The effect of a full-scale uranium harvesting system on the hydrodynamics of an offshore wind turbine were then investigated using a 1/150th Froude scale wave tank test. These experiments compared the measured excitation forces and responses of two versions of SMORE to those of an unmodified floating wind turbine. With insights from the experiments on what a final full-scale design might look like, a cost-analysis was performed to determine the overall uranium production cost from a SMORE device. In this analysis, the capital, operating, and decommissioning costs were calculated and summed using discounted cash flow techniques similar to those used in previous economic models of the uranium adsorbent. Major contributions of this thesis include fundamental design tools for the development and evaluation of symbiotic systems to harvest uranium or other minerals from seawater. These tools will allow others to design offshore uranium harvesting systems based on the adsorbent properties and the scale of the intended installation. These flexible tools can be tuned for a particular adsorbent, location, and installation size, thereby allowing this technology to spread broadly.
by Maha Niametullah Haji.
Ph. D.
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Karmanska, Anna. "Environmental Assessment of Ukraine Emerald Network Objects in the Uranium Extraction Area." Thesis, National Aviation University, 2020. https://er.nau.edu.ua/handle/NAU/49667.
Full textAbstract:
Робота публікується згідно наказу ректора від 21.01.2020 р. №008/од "Про перевірку кваліфікаційних робіт на академічний плагіат у 2019-2020 навчальному році". Керівник проекту: доцент, к. г.-м.н. Дудар Тамара ВікторівнаObject of research: environment assessment of Natural Preserve Fund objects within the uranium mining area. Subject of research: the Natural Preserve Fund objects in the vicinity of uranium mining area. Aim оf research: Natural substances within the internal antigenic load, as well as exposed elements of the Emerald Network. Methods of research: The references to the creation of Emerald Network projects in the gloomy countries of Ukraine are very relevant today, using analytical and scientific work within the framework of a strong supervisory body, and its work on natural resources.Аnalysis of the creation of the Emerald Company facilities will help to evaluate the stations that require the Council of Europe to approximate the legislation of Ukraine, which seek to investigate the Berne Convention and its necessary recommendations and recommendations.
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Karmanska, Anna. "Environmental Assessment of Ukraine Emerald Network Objects in the Uranium Extraction Area." Thesis, National Aviation University, 2020. http://er.nau.edu.ua/handle/NAU/41531.
Full textAbstract:
Робота публікується згідно наказу ректора від 21.01.2020 р. №008/од "Про перевірку кваліфікаційних робіт на академічний плагіат у 2019-2020 навчальному році". Керівник проекту: доцент, к. г.-м.н. Дудар Тамара ВікторівнаObject of research: environment assessment of Natural Preserve Fund objects within the uranium mining area. Subject of research: the Natural Preserve Fund objects in the vicinity of uranium mining area. Aim оf research: Natural substances within the internal antigenic load, as well as exposed elements of the Emerald Network. Methods of research: The references to the creation of Emerald Network projects in the gloomy countries of Ukraine are very relevant today, using analytical and scientific work within the framework of a strong supervisory body, and its work on natural resources.Аnalysis of the creation of the Emerald Company facilities will help to evaluate the stations that require the Council of Europe to approximate the legislation of Ukraine, which seek to investigate the Berne Convention and its necessary recommendations and recommendations.
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Vansteene, Axel. "Extraction liquide-liquide réactive en microsystèmes à écoulement segmenté." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS438.
Full textAbstract:
La miniaturisation des systèmes d’extraction liquide-liquide est étudiée pour des applications au service de la R&D concernant le criblage de nouveaux extractants et l’optimisation des paramètres (température, pH, concentrations) de procédés d’extraction. L’objectif de cette thèse est de comprendre et modéliser le transfert de masse associé aux réactions d’extraction liquide-liquide réactives en microsystèmes à écoulement segmenté. Grâce aux propriétés de la microfluidique, la consommation de réactifs est réduite, les aires interfaciales connues et ajustables et la composante diffusionnelle du transfert de masse peut être minimisée. L’hydrodynamique des écoulements segmentés a été étudiée et a permis de déterminer des cartographies de référence pour les jonctions en T et en croix pour les deux systèmes d’extraction liquide-liquide sélectionnés, à savoir le système Eu(III) en milieu [HNO3] = 4 mol.L-1/N,N'-dimethyl-N,N'-dibutyl-2-tetradecylmalonamide (DMDBDTMA), et l’U(VI) en milieu [HCl]= 5 mol.L-1/chlorure de tri-n-octylméthylammonium (Aliquat 336) aboutissant à la proposition et à la validation d’un modèle empirique prédictif en régime d’égouttement permettant de maximiser l’aire interfaciale spécifique. L’étude du transfert de masse pour le système Eu(III)/DMDBTDMA en jonction en T a conduit à la définition d’un nouveau modèle analytique et numérique appliqué à la mise en place d’un procédé innovant de détermination du coefficient chimique kf d’une réaction d’extraction liquide-liquide réactive en régime diffusionnel ou chimique en microsystèmes à écoulement segmenté, d’une part; et d’un procédé de dimensionnement des microsystèmes, d’autre partThe intensification of liquid-liquid extraction systems has been studied for the screening of new extractants and the optimization of the parameters governing extraction processes (temperature, pH, and concentrations). The aim of this PhD is to understand and develop a model of mass transfer associated to reactive liquid-liquid extraction processes in segmented flow microsystems. Thanks to microfluidic properties, the consumption of reactants is reduced, the specific interfacial area is monitorable, and the diffusive resistance to mass transfer can be minimized. The hydrodynamics of segmented flows were first studied and allowed the determination of reference cartographies for T and cross junctions for two liquid-liquid extraction chemical systems, Eu(III) in [HNO3] = 4 mol.L-1/N,N'-dimethyl-N,N'-dibutyl-2-tetradecylmalonamide (DMDBTDMA) and U(VI) in [HCl]= 5 mol.L-1/tri-n-octylmethylammonium chloride (Aliquat® 336), leading to the proposal and validation of a predictive model in the dripping regime, hence allowing the determination and maximization of the specific interfacial area. Consequently, the study of mass transfer for the Eu(III)/DMDBTDMA system in T junctions lead to the definition of both a new analytical and numerical model for segmented flow in microsystems ensuring a proper description of interfacial kinetics. The numerical model was applied to the implementation of an innovative process for the determination of the liquid-liquid extraction reaction coefficient kf in segmented flow microsystems in both chemical and diffusional regime, on one side, and to the implementation of a process for micro-chip prototyping on the other side
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Porhel, Sabine. "Extraction liquide-liquide sur matériaux poreux. Mise en oeuvre et recherche de paramètres influents." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4709.
Full textAbstract:
Cette étude s'inscrit dans la problématique de l'extraction minière de l'uranium. L'étape plus spécifiquement visée est celle de l'extraction liquide-liquide au cours de laquelle l'uranium en solution aqueuse de lixiviation est transféré dans une phase organique par une complexation avec une amine tertiaire (Alamine 336®). L'étude porte sur cette étape de séparation par le biais d'un contact liquide-liquide sans dispersion assuré au travers d'une membrane macroporeuse organique (pertraction). Cette technologie permet l'utilisation de phases de densités proches. Ainsi, l'extraction de l'uranium et du molybdène, co-extrait industriellement par l'Alamine 336, ont été étudiées pour différentes concentrations élevées en molécules extractantes. Pour cela, l'ensemble des paramètres physico-chimiques influents du système chimique (courbe de distribution, viscosité, densité, tension de surface, coefficient de diffusion à l'infini, etc.) et de la membrane (porosité, dimensions, tortuosité, etc.) sont caractérisés. Des essais de pertraction sur un dispositif unitaire de fibre creuse, développé dans le cadre de cette étude, sont réalisés et les résultats sont modélisés par une approche de résistances du transfert de matière en séries. Un seul paramètre ajustable est retenu : le coefficient de diffusion en phase organique. Cette modélisation permet de mettre en évidence les limitations au transfert de l'uranium de la phase aqueuse vers la phase organique lors du processus d'extraction à travers la membrane liées au système chimique, aux débits et à la membraneThis study is falls within the framework of uranium mining. The step more specifically aimed is the solvent extraction during which the uranium is transferred from a lixiviation aqueous solution to an organic phase by a complexation with a tertiary amine (Alamine 336®). The study focuses on this step of separation using a liquid-liquid contact without dispersal guaranteed by an organic macroporous membrane (pertraction). This technology allows the use of phases with close densities. So, uranium and molybdenum extraction, co-extracted industrially by Alamine 336, were studied for various high extractantes molecules concentrations. For that purpose, all the influential physical chemical parameters of the chemical system (distribution curve, viscosity, density, surface tension, infinite diffusion coefficient, etc.) and of the membrane (porosity, size, tortuosity, etc.) are characterized. Pertraction essays on a single hollow fibre, developed within the framework of this study, are performed and the results are modelized by an approach of mass transfer resistances in series. A single adjustable parameter is retained: the diffusion coefficient in organic phase. This modelling allows highlighting the limitations of uranium transfer from the aqueous phase towards the organic phase during the extraction process through the membrane function of chemical system, the flows and the membrane
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FIGOLS, MARYCEL B. "Separacao de tracos de neptunio de solucoes de uranio por cromatografia de extracao." reponame:Repositório Institucional do IPEN, 1990. http://repositorio.ipen.br:8080/xmlui/handle/123456789/10252.
Full textAbstract:
Made available in DSpace on 2014-10-09T12:36:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 04128.pdf: 1590962 bytes, checksum: a2a8a7eb89c0f7f7f379ee9b9fd352fd (MD5)
Dissertacao (Mestrado)
IPEN/D
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP
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Murry, Maisha M. "Dissolution and Sequential Extraction of select radioactive and stable elements in soil and lunar regolith simulants." University of Cincinnati / OhioLINK, 2020. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ucin1583999571140163.
Full text
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Chen, Li. "Speciation of uranium and organic compounds on solid matrix studied by supercritical fluid extraction." FIU Digital Commons, 1996. http://digitalcommons.fiu.edu/etd/2137.
Full textAbstract:
The liquid extraction and spectrophotometric quantitation of uranium from different solid matrices is compared to supercritical fluid extraction (SFE) using various combinations of 2,2-dimethyl-6,6,7,7,8,8,8-heptafluoro-3,5-octadione (FOD), tri-n-butylphosphate (TBP), ethanol, and carbon dioxide measuring the UV absorption of the uranium-FOD complex. The matrix is shown to have a tremendous effect on the extractability of uranium from different solid matrices. Compared to liquid extraction, the SFE method yields higher recoveries, is significantly faster, is of equal or greater precision, and greatly reduces the amount of organic solvents used. In the second part of this work, the speciation of hydrophobic organic compounds (HOCs) in ancient sediments is studied by stepwise high temperature SFE and comparisons made to thermodesorption and soxhlet extraction. High temperature SFE recovers significantly more HOCs compared to soxhlet extraction. For low molecular weigh compound thermodesorption is the dominant mechanism whereas for high molecular weight compounds the mechanism is a combined effect of thermodesorption and solubility in the supercritical fluid.
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Howell, Bill. "Physical and chemical aspects of the solvent extraction of uranium by a tertiary amine." Thesis, University of Ottawa (Canada), 1986. http://hdl.handle.net/10393/4574.
Full text
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Farawila, Anne. "Supercritical fluid extraction : Spectroscopic study of interactions comparison to solvent extraction." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2005. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2005/FARAWILA_Anne_2005.pdf.
Full textAbstract:
Le dioxyde de carbone supercritique (SF-CO2) a été choisi afin d'étudier l'extraction en milieu supercritique d'ions métalliques tels que le césium et l'uranium. Un intérêt particulier a été porté au rôle de l'eau lors de ces extractions ainsi qu'à son interaction avec des agents chélateurs (AC). En première partie, les éthers couronne ont été choisis comme AC du césium et leur interaction avec l'eau a été étudiée dans le SF-CO2 en utilisant la spectroscopie InfraRouge à Transformée de Fourier (IR-TF). La configuration sandwich entre deux éthers couronne et une molécule d'eau a été observée dans le SF-CO2. Pour les configurations simple et pontée, l'équilibre a été défini et l'enthalpie de formation de la liaison hydrogène a été calculée. Ces résultats ont ensuite été comparés à ceux obtenus dans des mélanges de CHCl3 et de CCl4 en utilisant la spectroscopie à Résonance Magnétique Nucléaire (RMN). Pour conclure cette première partie, le rôle de l'eau a été étudié lors de l'extraction du picrate de césium par le DCH18C6 et les constantes d'équilibre ont été calculées. Dans une deuxième partie, l'extraction de l'uranium a été étudiée dans le SF-CO2. Des complexes de Phosphate de TriButyle (TBP), d'eau et d'acide nitrique ont été utilisés comme AC et oxydants. L'IR-TF a été utilisée pour étudier l'interaction entre le TBP et l'eau dans le SF-CO2. Ces résultats ont été comparés à ceux trouvés dans le CHCl3 en utilisant la RMN. Cette même spectroscopie a été utilisée pour comprendre les interactions entre l'acide nitrique, le TBP et l'eau, seuls puis dissous dans du CHCl3. La formation de microgouttelettes d'acide et d'eau dues à l'effet anti-solvant a été observée et quantifiée. Pour conclure ce travail de thèse j'ai réussi à optimiser l'extraction et la récupération d'uranium enrichi provenant de cendres d'incinération de déchets de fabrication de combustible nucléaire. Un complexe de TBP, d'eau et d'acide nitrique dissous dans du SF-CO2 a été utilisé à cette finSupercritical fluid carbon dioxide (SF-CO2) was chosen to study Supercritical Fluid Extraction (SFE) of cesium and uranium. At first, crown ethers were considered as chelating agents for the SFE of cesium. The role of water and its interaction with crown ethers were especially studied using Fourier-Transform Infra-Red (FT-IR) spectroscopy in SF-CO2. A sandwich configuration between two crown ethers and a water molecule was observed in the SF-CO2 phase for the first time. The equilibrium between the single and the bridge configurations was defined. The enthalpy of the hydrogen bond formation was also calculated. These results were then compared to the one in different mixtures of chloroform and carbon tetra-chloride using Nuclear Magnetic Resonance (NMR). To conclude this first part and in order to understand the whole picture of the recovery of cesium, I studied the role of water in the equilibrium between the cesium and the dicyclohexano18-crown-6. In a second part, the supercritical fluid extraction of uranium was studied in SF-CO2. For this purpose, different complexes of TriButyl Phosphate (TBP), nitric acid and water were used as chelating and oxidizing agents. I first used FT-IR to study the TBP-water interaction in SF-CO2. These results were then compared to the one obtained with NMR in chloroform. NMR spectroscopy was also used to understand the TBP-nitric acid-water interaction first alone and then in chloroform. To conclude my research work, I succeeded to improve the efficiency of uranium extraction and stripping into water for a pilot-plant where enriched uranium is extracted from incinerated waste coming from nuclear fuel fabrication. TBP-nitric acid complexes were used in SF-CO2 for the extraction of uranium from ash
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Charlot, Alexandre. "Synthèse et Evaluation de silices hybrides mésoporeuses pour l'extraction de l'uranium en milieu sulfurique." Thesis, Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2016. http://www.theses.fr/2016ENCM0006/document.
Full textAbstract:
Les usines de l’amont du cycle du combustible nucléaire, génèrent des effluents industriels faiblement chargés en uranium. La récupération de l’uranium de ces effluents vise à les décatégoriser (diminution de la radioactivité) et à valoriser l’uranium recyclé. L’acide sulfurique est majoritairement utilisé dans l’amont du cycle du combustible. Dans ces conditions, l’uranium est sous forme de complexes de sulfates d’uranyles qu’il convient d’extraire sélectivement vis-à-vis d’ions compétiteurs comme le Mo ou le Fe. Plusieurs procédés peuvent être envisagés : précipitation, extraction liquide-liquide et extraction sur supports solides. Cette dernière technique est particulièrement attractive pour des solutions faiblement chargées en uranium : elle est éco-responsable (évite la manipulation de solvants organiques), les procédés sont compacts et nécessitent peu de manipulations (i.e. extraction sur lit fixe). Parmi les supports solides à forts potentiels, les silices mésoporeuses occupent une place de choix de par leur grande surface spécifique, leur facilité de synthèse et leur facilité de caractérisation.Cette thèse se propose d’évaluer l’extraction d’uranium en milieu sulfurique par l’utilisation de silices hybrides mésoporeuses au sein desquelles sont greffées des molécules extractantes sélectives. Dans un premier temps, différentes molécules extractantes ont été sélectionnées, synthétisées puis greffées sur une silice commerciale afin d’évaluer les propriétés extractives de ces différentes familles d’extractant. Les N,N-carbamoylalkylphosphonates ont été identifiées comme étant des molécules intéressantes en terme de propriétés extractives. De plus, cette étude souligne la nécessité d’avoir un monoacide sur le groupement phosphonate et montre l’importance des chaines alkyles aussi bien sur le phosphonate que sur le groupement amide. A la suite de ce travail, l’impact du diamètre de pore des supports de silice sur la configuration de la partie organique greffée et sur les propriétés d’extraction de l’uranium a été mis en évidence. Une gamme de porosité (entre 3 et 20 nm) pour laquelle les matériaux hybrides sont homogènes et présentent une bonne efficacité d’extraction a été identifiée. Pour parfaire la compréhension des mécanismes d’extraction via les supports hybrides, une étude paramétrique (pH, force ionique, présence d’éléments compétiteurs) a été menée en parallèle d’analyses spectrométriques (EXAFS, FT-IR, Raman, DRX). Ces techniques ont permis de proposer un mécanisme d’extraction au sein du solide impliquant deux diamido-phosphonates par uranyle. Les résultats obtenus à l’échelle moléculaire sont en accord et confortent les propriétés macroscopiques observées lors de l’analyse paramétriqueNuclear industries are perpetually looking for technical, economic and environmental progresses. Important volumes of acidic waste are generated by nuclear plants of the front end. The extraction of uranium from these solutions is required to decontaminate effluents (decrease of the radioactivity) and value uranium (reincorporation in the cycle). Uranium leaching is mostly achieved using sulfuric acid leading to the production of aqueous effluents that contain a large grade of sulfate complexes. In such conditions, uranyl sulfate complexes constitute the predominant uranium species in solution and its extraction represents a real scientific and technological challenge. Commonly, precipitation, solvent extraction or solid phase extraction are used. The last one is particularly adapted for low grade solutions due to it weak environmental footprint (no solvent are handling) and the facility of the process involved (i.e. fixed bed column). Among the available solid-phase extraction candidates, hybrid mesoporous silicas get a crucial part. They develop a very high specific surface areas and a driven porosity which give them a high potential of extraction capacities.In this manuscript the tailoring and the evaluation of hybrid mesoporous silicas have been investigated. Firstly, the work focus on the organic part grafted by post-synthetic pathway, the N,N-dialkylcarbamoylphosphonate based molecules have been identified to get interesting extraction properties. This study emphasizes that acid groups are required and that alkyl substituents get a real importance in the extraction efficiency. On the second hand, the role of pore size has been investigated. The results obtained disclosed that pores size diameters directly impact the grafting ratio as well as the homogeneity of the material: (1) materials with a pore size below 3 nm are heterogeneously functionalized due to steric issues, (2) a homogeneous organic monolayer grafted onto the silica skeleton occurs when the pore size ranges from 3 nm to 20 nm and (3) functionalization of material having pore size above 30 nm results in an organic multilayer covalently linked to the surface. The organic self-organization drives the extraction efficiency, only monolayers lead to promising results. At the saturation state, two molecules are required to extract one uranyl ion. To describe the molecular scale of the uranyl complex onto the solid, the local structure has been investigated by a parametric study and spectroscopic techniques (IR, EXAFS and DRX). Results reveal that two diamido-phosphonates are involved in the uranyl extraction. By this work, it is shown how the molecular scale helps to understand the macroscopic phenomena.Finally, continuous extraction in a fixed bed column confirms the extractive properties obtained in batch mode experiments and points out the potential of such material to be reused several times without any damages
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Wehbie, Moheddine. "Systèmes chélatants organisés pour l'extraction sélective de métaux stratégiques." Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT247.
Full textAbstract:
L’extraction liquide-liquide fait partie des procédés hydrométallurgiques les plus étudiés et développés, particulièrement dans les domaines d'applications de l’extraction et de la purification de métaux comme les lanthanides et les actinides, de grand intérêt dans les secteurs de l'énergie et des technologies de pointe. De nombreux extractants ont ainsi été développés au cours des dernières décennies dont la nature et l’arrangement des sites de chélation, la rigidité voire la stéréochimie déterminent l’affinité et la sélectivité vis-à-vis d’une cible métallique. L’étude de systèmes chélatant organisés sur des macrocycles a notamment fait l’objet de nombreux travaux recherches. Dans cette étude, l'organisation de sous-unités diglycolamide (DGA) et diamide (DA) sur des plateformes macrocycliques tel que le calix[4]arène et le résorcinarène a été abordée vis-à-vis de l’extraction des terres rares et de l’uranium. Une étude détaillée de l'effet de l'organisation du DGA sur les performances d'extraction montre que les macrocycles synthétisés sont plus affins et sélectifs des terres rares lourdes (HREEs) que des légères (LREEs). Une étude comparative dédiée à l'extraction des lanthanides par ces macrocycles en milieu liquide ionique montre également que le calix[4]arène est un meilleur candidat comme plateforme pré-organisatrice que le cavitand résorcinarène. D'autre part, une étude détaillée sur le pouvoir chélatant d’un calixarène fonctionnalisé par des diamides a été entreprise pour l'extraction sélective de l'uranium en milieu sulfurique, démontrant ici que le motif diamide est plus efficace et plus sélectif que l’analogue calixaréniqueThe liquid-liquid extraction is one of the most studied and developed hydrometallurgical processes, particularly in the areas of applications for the extraction and purification of metals of great interest in the sectors of energy and advanced technologies, such as lanthanides and actinides. Many extractants have been developed for the extraction of these metals in the recent decades where the nature, the arrangement, the rigidity and the stereochemistry of chelating sites determine the affinity and selectivity toward the target metals. The study of chelating systems organized on macrocycles has constituted, in particular, the subject of numerous research studies.In this study, the organization of diglycolamide (DGA) and diamide (DA) subunits on Calix-[4]-arene and resorcinarene cavitand was studied for the extraction of rare earth elements (REEs) and uranium (U). A detailed study on the effect of the organization of DGA subunit on the extraction performance of lanthanides, in toluene, showed that the synthesized macrocycles are more efficient and more selective toward heavy rare earths (HREEs) than the light ones (LREEs). A comparative study for the extraction of lanthanides by these macrocycles in ionic liquid medium revealed that the calix-[4]-arene is a better candidate as preorganised platform than the resorcinarene cavitand. Moreover, a detailed study on the chelating capacity of a calixarene functionalized with diamides (DA) was done for the selective extraction of uranium in sulfuric medium, demonstrating that the diamide pattern is more efficient and more selective than its calixarene analogue
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Paquet, Amaury. "Caractérisation multi-échelle de phases organiques concentrées." Thesis, Montpellier, 2019. http://www.theses.fr/2019MONTS019/document.
Full textAbstract:
Dans le cadre du développement de nouveaux procédés par extraction liquide-liquide pour le recyclage du combustible nucléaire usé, de nouvelles molécules extractantes sont à l’étude. Les molécules à fonction amide (monoamide, malonamide ou diglycolamide) sont particulièrement étudiées. Les objectifs de cette thèse sont d’étudier la spéciation moléculaire et supramoléculaire de solutions organiques représentatives des différents procédés en cours de développement. Cette spéciation a été réalisée en couplant des études expérimentales et théoriques. Après extraction de solutés, la composition des solutions organiques est déterminée expérimentalement. Des boites de simulation par dynamique moléculaire ayant la même composition que les solutions expérimentales sont ensuite construites. Après simulation, les trajectoires de dynamique moléculaire permettent de calculer les masses volumiques et les intensités diffusées aux petits angles théoriques des solutions simulées. Dès lors que les données calculées et les données expérimentales sont en accord, on estime que les simulations sont représentatives des solutions réelles. Ces simulations couplées à des caractérisations expérimentales supplémentaires (spectroscopie infra-rouge – IR – et spectrométrie de masse à ionisation par électrospray – ESI-MS –) permettent de décrire les structures en solution à la fois à l’échelle moléculaire et supramoléculaire. Cette méthodologie a été appliquée à l’extraction d’eau et de nitrate d’uranyle par les monoamides DEHBA et par le malonamide DMDOHEMA ainsi qu’à l’extraction d’eau et de nitrate de néodyme par des solutions à base de TODGA.L’extraction d’eau en phase organique est dépendante de l’organisation de la solution : les solutions de monoamides essentiellement constituées de monomères et dimères solubilisent peu d’eau contrairement aux solutions de DMDOHEMA ou de TODGA majoritairement constituées d’agrégats. L’extraction de nitrate d’uranyle a mis en évidence différents comportements dépendant de la structure de la molécule ou de la concentration d’uranyle. Des complexes UO2(NO3)2L2 sont observés à faible concentration d’uranium après extraction par les monoamides. Lorsque la concentration d’uranium augmente, des espèces polymétalliques sont observées et deviennent majoritaire en solution. Dans le cas du DMDOHEMA, des complexes monométalliques sont majoritaires mais n’ont pas une stœchiométrie unique. L’uranyle peut être coordiné à 1 ou 2 malonamides (monodenté ou bidenté), 2 nitrates et parfois une molécule d’eau. Le néodyme est extrait par le TODGA dans l’heptane sous forme de petits agrégats contenant 2 ou 3 cations liés par des nitrates pontants. Une augmentation de la concentration de néodyme entraine une augmentation de l’agrégation jusqu’à l’apparition d’une démixtion de phase. La présence d’octanol (0,3 mol/L) permet d’extraire une plus forte concentration de Nd sans séparation de phase. Les simulations ont montré que l’octanol se place dans la 1ère sphère de coordination du néodyme à la place des molécules d’eau ou de TODGA améliorant ainsi la solubilité des complexes et agrégats dans la phase organique. L’ajout de 0,5 mol/L de DMDOHEMA à une solution de TODGA permet également d’éviter la démixtion en structurant la solution. En présence de malonamide des agrégats plus petits sont observés.Pour les deux systèmes étudiés (mono et diamides), les phases obtenues après démixtion de la phase organique (phénomène de formation de 3ème phase) ont également été caractérisées.Ces travaux ont permis de déterminer l’organisation moléculaire et supramoléculaire dans des solutions d’extraction par l’utilisation d’une méthode couplant études expérimentales et simulations par dynamique moléculaireIn the framework of development of new processes for spent nuclear fuel reprocessing, new extractant molecules are studied.The goals of this thesis are to study the molecular and supramolecular speciation of representative organic solutions. The speciation was determined by coupling experimental and theoretical study. After solute extraction, the composition of the organic solutions is experimentally determined. Simulations boxes with the same composition than experimental solutions are build. After simulation, trajectories are used to calculate small angle scattered intensities. The representativeness of the simulations is checked by comparison of experimental and calculated scattered intensities. The use of the simulation, ESI-MS spectrometry and IR spectroscopy provides the description of the structures in organic solution at the molecular and supramolecular scale. This methodology was applied on water and uranyl nitrate extraction by the monoamide DEHBA and MOEHA and by the malonamide DMDOHEMA as well as the extraction of water and neodymium nitrate by TODGA solutions.The extraction of water is dependent of the organization of the solution: monoamide solution made of monomer and dimer solubilize few amount of water in comparison with DMDOHEMA or TODGA solutions.The extraction of uranyl nitrate showed different behavior. UO2(NO3)2L2 complexes are observed at low uranium concentration after extraction by the monoamides. Polymetallic species are observed with the increase of uranium concentration. In the case of DMDOHEMA, monometallic complexes are majority but without a unique stoichiometry. The uranyl can be linked to 1 o 2 malonamides, 2 nitrates and sometimes to a water molecule. Neodymium is extracted by TODGA within small aggregates made of 2 or 3 cations liked by bridging nitrates. The increase of the concentration of neodymium leads to a phase separation. The presence of octanol provides the extraction of higher concentration of neodymium nitrate. Simulations showed the replacement of water and TODGA molecules and the first coordination sphere of the cation with octanol molecule. This increases the solubility of the aggregates. The presence of DMDOHEMA prevents also the phase separation by structuring the solution. With malonamide, smaller aggregates are observed.For both systems, phases after demixing (third phase formation) were characterized.This work provides the study of the molecular and supramolecular organization of organic solutions by combining experimental studies and molecular dynamic simulations
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Berlemont, Romain. "Etude cinétique d'extraction de l'uranium(VI) et du plutonium(IV) par des extractants monoamides." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066320/document.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse, effectués dans le cadre des études sur le retraitement des combustibles nucléaires usés par extraction-liquide-liquide, concernent l’étude cinétique d’extraction de l’uranium(VI) et du plutonium(IV) en milieu acide nitrique par un mélange d’extractants de type monoamide. Trois techniques ont été utilisées pour étudier les cinétiques d’extraction et identifier les régimes de transfert : la méthode de la goutte unique, la cellule d’extraction de Nitsch et la cellule à membrane tournante (RMC). Les résultats obtenus avec la goutte unique indiquent que les cinétiques de transfert d’U(VI) et Pu(IV) sont proches. Une étude hydrodynamique des gouttes et la modélisation du transfert de l’U(VI) ont montré que la présence d’une circulation interne à la goutte diminue les résistances diffusionnelles pour des tailles de goutte croissantes. L’influence de la concentration d’U(VI) dans le solvant sur la cinétique d’extraction a montré que le transfert d’U(VI) et Pu(IV) ralentit lorsque la concentration d’U(VI) en phase organique et la viscosité augmentent. L’ensemble de ces résultats couplé à l’étude du transfert de l’U(VI) par la cellule de Nitsch conduisent à supposer une cinétique gouvernée par la diffusion principalement localisée dans la phase organique. Les études réalisées avec la RMC ont permis de déterminer la constante chimique d’extraction de l’U(VI), du même ordre de grandeur que les cinétiques obtenues par la goutte unique et de confirmer la présence d’une réaction chimique interfaciale. Enfin, le transfert d’U(VI) et Pu(IV) s’avère 3 fois plus lent que celui par le TBP mais reste adapté pour un procédé d’extraction à l’échelle industrielleThis thesis was conducted in the framework of the reprocessing of spent nuclear fuels. The kinetics extraction of uranium(VI) and plutonium(IV) by N,N-dialkylamides or monoamides in an aliphatic diluent were studied from an aqueous nitric solution using 3 different techniques: “single drop technique”, Nitsch cell and Rotating Membrane Cell (RMC). All these experiments were useful to attempt the identification of the transfer process between the phases which can be controlled by kinetic or diffusional regime. The kinetics of extraction of U(VI) by monoamides solvent seems to be similar to that of the Pu(IV). In general, molecular diffusion in organic phase slows down the extraction process and the limiting thickness of organic phase increases with solvent viscosity. The process in “single drop technique” seems to be controlled not only by diffusion but also by the chemical reaction. Then the extraction kinetics of U(VI) has been carried out by Nitsch cell and the RMC. Diffusionnal regime is the limiting step in Nitsch cell and the results confirm that molecular diffusion in organic phase should mainly control the kinetics transfer. Then experiments performed by the RMC indicate that the kinetics is in the same order as transfer coefficient obtained by “single drop” and the chemical reaction occurs at the interface. Finally, these results were compared with data obtained with a TBP solvent (tributyl phosphate) currently used in the PUREX process in order to estimate the interest of such a new solvent. The kinetics of extraction of U(VI) by this monoamide-based solvent is three times lower that of the TBP 30 % but remains fast and suitable for a future industrial process
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Hartmann, Didier. "Extraction de l'uranium des solutions de lixivation en tas par des membranes liquides émulsionnées." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1989. http://www.theses.fr/1989ECAP0104.
Full textAbstract:
Un procédé de membrane liquide émulsionnée, permettant de concentrer et de purifier l'uranium de solutions sulfuriques de lixivation en tas, a été développé jusqu'à l'échelle pilote. Il repose sur un transfert facilité de l'uranium par une [. . . ] tertiaire et une désextraction en milieu carbonate. Selon le rapport volumique phase externe / phase interne, les systèmes chimiques qui conduisent au meilleur transfert de l'uranium sont très différents. Avec un rapport de 10, une phase interne bicarbonaté est la plus adaptée pour résister au transfert d'acide sulfurique, alors qu'avec un rapport de 40, une solution de désextraction nettement plus basique (carbonate + soude) est nécessaire. Dans les deux cas, un ajustement des compositions de la membrane et de la phase interne a été effectué et a permis d'extraire l'uranium à plus de 99 % à partir d'une solution synthétique contenant 200mg/l d'uranium. Avec le rapport de 40, le surfactant ECA 4360 permet, à très faible concentration, de stabiliser des émulsions doubles contenant des goutelettes internes relativement grosses. Le transfert a été étudié dans une colonne pulsée de laboratoire. Les paramètres opératoires (débits, intensité de pulsation) ont été optimisés en établissant, à l'aide du taux de rétention, une relation entre le temps de séjour de l'émulsion dans la colonne et de l'épuisement de la phase externe en uranium. Le procédé a été piloté avec une colonne pulsée de 10 cm de diamètre et de 1 m de hauteur utile. Le traitement d'une liqueur de lixivation contenant 240 mg/l d'uranium à un débit de 116 l/h a permis d'atteindre un rendement d'extraction de 97 %. La formation de crasses ne perturbe pas le transfert d'uranium. Une faible quantité de fer traverse la membrane mais précipite sous forme d'hydroxyde ferrique à la desextraction ; après filtration de ce précipité, on récupère une solution pure de carbonate d'uranyle contenant plus de 5 g/l d'uranium.
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Amaral, Janúbia Cristina Bragança da Silva. "Recuperação de tório e urânio a partir do licor gerado no processamento da monazita pela INB/Caldas, MG." CNEN - Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, Belo Horizonte, 2006. http://www.bdtd.cdtn.br//tde_busca/arquivo.php?codArquivo=37.
Full textAbstract:
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um processo para extração simultânea de tório e urânio, pela técnica de extração por solventes, a partir do licor sulfúrico proveniente da lixiviação do minério de monazita realizado pela Industrias Nucleares do Brasil INB, unidade de Caldas MG. Na primeira etapa do estudo, investigou-se as variáveis de processo através de ensaios descontínuos para estabelecimento das melhores condições de operação. Na segunda etapa foram realizados experimentos contínuos de extração do tório e urânio com base nos resultados dos testes descontínuos, objetivando otimizar os parâmetros do sistema. As variáveis de processo investigadas foram: tipo e concentração do agente extratante, tempo de contato entre as fases, tipo e concentração do agente reextratante, relação volumétrica das fases (aquoso/orgânico) nas etapas de extração e reextração. Os extratantes investigados foram: Primene JMT, Primene 81R, Alamine 336 e Aliquat 336. Os melhores resultados foram obtidos com a mistura Primene JM-T/Alamine 336. No processo desenvolvido o tório e o urânio são extraídos simultaneamente, pela mistura Primene JM-T e Alamine 336, diluídos em Exxsol D-100. A reextração foi realizada utilizando-se solução de ácido clorídrico (HCl) 2,0mol/L. O estudo foi conduzido à temperatura ambiente. Depois de selecionadas as melhores condições de processo, foram realizados dois experimentos contínuos contemplando as etapas de extração e reextração. No primeiro experimento utilizou-se a mistura Primene JM-T e Alamine 336 nas concentrações 0,15mol/L e 0,05mol/L, respectivamente. No segundo experimento, a concentração de Alamine 336 foi de 0,15mol/L, enquanto a concentração de Primene JM-T foi mantida a mesma. Em ambos experimentos foram utilizados quatro estágios de extração e cinco estágios de reextração. No primeiro experimento obteve-se um reextrato com 34.3g/L ThO2 e 1,49g/L U3O8. A concentração dos metais no rafinado foi de 0,1g/L ThO2 e 0,05g/L U3O8. No segundo experimento as concentrações dos óxidos de tório e urânio no reextrato foram 29,3g/L e 0,94g/L, respectivamente. No rafinado estes teores foram menores que 0,001g/L, obtidos a partir de uma alimentação com 3,6g/L ThO2 e 0,17g/L U3O8. A recuperação do tório foi superior a 99,9% enquanto a recuperação do urânio foi de 99,4%.This work describes the study of thorium and uranium recovery from sulfuric liquor generated in chemical monazite treatment by solvent extraction technique. The sulfuric liquor was produced by Industries Nuclear of Brazil INB, Caldas Minas Gerais State. The study was carried out in two steps: in the first the process variable were investigated through discontinuous experiments; in the second, the parameters were optimized by continuous solvent extraction experiments. The influence of the following process variables was investigated: type and concentration of extracting agents, contact time between phases and aqueous/organic volumetric ratio. Extractants used in this study included: Primene JM-T, Primene 81-R, Alamine 336 and Aliquat 336. Thorium and uranium were simultaneously extracted by a mixture of Primene JM-T and Alamine 336, into Exxsol D-100. The stripping was carried out by hydrochloric acid (HCl) 2.0mol/L. The study was carried out at room temperature. After selected the best process conditions, two continuous experiments of extraction and stripping were carried out. In the first experiment a mixture of 0.15mol/L Primene JM-T and 0.05mol/L Alamine 336 were used. The second experiment was carried out using 0.15mol/L Primene JM-T and 0.15mol/L Alamine 336. Four extraction stages and five stripping stages were used in both experiments. The first experiment showed a ThO2 and U3O8 content in loaded strip solution of 34.3g/L and 1.49g/L respectively and 0.10g/L ThO2 and 0.05g/L U3O8 in the raffinate. In the second experiment a loaded strip solution with 29.3g/L ThO2 and 0.94g/L U3O8 was obtained. In this experiment, the metals content in raffinate was less than 0.001g/L, indicating a thorium recovery over 99.9% and uranium recovery of 99.4%.
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Goldacker, Hubert. "Design of an interstage electrochemical reactor for the separation of uranium and plutonium by solvent extraction." Thesis, University of Newcastle Upon Tyne, 1993. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.335139.
Full text
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Donnet, Louis. "Extraction du molybdène par le mélange TBP-Dodécane en milieu nitrique : application au raffinage de l'uranium." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1993. http://www.theses.fr/1993ECAP0274.
Full textAbstract:
Le molybdène contenu dans le minerai d'uranium, parfois en quantités importantes, constitue une impureté gênante dans le procédé de conversion de l'uranium. Il est donc indispensable pendant l'étape de purification par solvant de bien contrôler son extraction et sa désextraction. Ce travail a été entrepris afin de comprendre le comportement du molybdène lors de cette étape. Nous avons développé un protocole d'analyse radiochimique utilisant une émission du technétium 99m descendant du molybdène 99 introduit comme traceur. Cette méthode est adaptée au dosage aussi bien en phase aqueuse qu'en phase organique en présence ou non d'uranium. A partir d'une étude systématique de tous les paramètres influençant l'extraction, nous avons proposé des mécanismes d'extraction du molybdène et estimé les constantes des différents équilibres. En particulier, nous apportons des données nouvelles sur l'extraction d'espèces polymérisées du molybdène par le phosphate de tri butyle. Cette étude a également permis la détermination des constantes d'équilibres de polymérisation du molybdène en phase aqueuse. L'influence de la présence d'uranium et des ions phosphate sur le comportement du molybdène à l'extraction et a la désextraction a été étudiée. Alors que l'uranium ne modifie pas l'extraction du molybdène, les ions phosphate l'améliorent considérablement. Nous avons montré qu'en règle générale l'uranium, les ions phosphate et le vieillissement du solvant ont un effet défavorable sur la désextraction du molybdène, expliqué par l'évolution du complexe présent en phase organique vers une forme vraisemblablement polymère moins bien désextraite. Notre travail a permis enfin d'expliquer le comportement du molybdène dans le procédé de purification par solvant et aussi le rôle que peuvent jouer certaines impuretés présentes dans les solutions industrielles. Il devrait être un guide pour l'amélioration du fonctionnement dans le sens d'une meilleure séparation molybdène-uranium.
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Alvarenga, Carlos Leon Guimarães de. "Estudo da extração líquido-líquido de urânio com alamine 336 a partir de meio sulfúrico na ausência e na presença de íons cloreto." CNEN - Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, Belo Horizonte, 2010. http://www.bdtd.cdtn.br//tde_busca/arquivo.php?codArquivo=264.
Full textAbstract:
O urânio é geralmente recuperado de seus minérios através da lixiviação com ácido sulfúrico seguido de extração líquido-líquido (ELL) para produzir o concentrado de urânio (yellow cake). Essa rota é usada pelas Indústrias Nucleares do Brasil S/A - INB, em Caetité/BA, Brasil, que utiliza a amina terciária Alamine 336 para extrair urânio do licor sulfúrico e como reextratante utiliza o cloreto de sódio (NaCl). Devido à escassez de água na região em que se situa essa unidade, toda água utilizada no processo é recirculada após tratamento com cal. Como nesse tratamento o íon Cl- não é removido, sua concentração aumenta a cada ciclo de reutilização da água, diminuindo a eficiência de extração do urânio, causando queda na produção de concentrado de urânio e perdas financeiras. Eventualmente a INB é obrigada a adicionar água nova no processo para reduzir o teor de Cl-.
Este trabalho apresenta uma avaliação comparativa entre os seguintes sistemas de extração de urânio: U-H2SO4-Alamine 336 e U-H2SO4-Cl-Alamine 336. No primeiro sistema, a concentração de urânio variou entre 0,4 e 2,1 g/L. No segundo sistema, a concentração de urânio foi fixada em 2,0 g/L e a concentração de íons cloreto variou de 1,0 a 7,0 g/L. A concentração de Alamine 336 variou de 0,05 a 0,20 mol/L e a de sulfato (SO42-) de 0,24 a 1,05 mol/L nos dois sistemas. Exxsol D100 e tridecanol 5% v/v foram usados como diluente e modificador, respectivamente. Comparando os resultados obtidos, observa-se que a presença de cloreto na solução de alimentação tem impacto negativo sobre a extração de urânio com Alamine 336. Na ausência de cloreto atinge-se 90% de extração quando a concentração do extratante é de 0,10 mol/L ou maior, para todas as concentrações de sulfato e urânio utilizadas. Na presença de cloreto, o mesmo percentual é atingido apenas com concentrações de 0,20 mol/L do extratante e em concentração de cloreto abaixo de 3,0 g/L. Ou seja, a porcentagem de extração de urânio é reduzida drasticamente na presença de cloreto em altas concentrações, enquanto em baixas concentrações tal efeito negativo pode ser inibido aumentando a concentração de Alamine 336 ou diminuindo a concentração de sulfato. Para explicar o efeito negativo da presença do cloreto, dois prováveis mecanismos de extração para esses sistemas são apresentados: a competição entre o cloreto e o sulfato durante a protonação da amina e a extração do cloreto pelo complexo sulfato-amina, competindo com o trissulfatouranilato VI. Esses mecanismos podem ocorrer simultaneamente.Uranium is usually recovered from ores by sulphuric acid leaching followed by solvent extraction in order to produce a uranium ore concentrate. Such route is used by Indústrias Nucleares do Brasil S/A - INB, at Caetité/BA, Brazil, which uses the tertiary amine Alamine336 to extract uranium from the sulphuric liquor and a sodium chloride solution as stripping agent. Due to water scarcity in this region, all water used in the process is recirculated after treatment with lime. At this treatment the chloride ion (Cl-) is not removed, causing the increase in Cl- concentration with each recirculation of water, reducing the efficiency of extraction of uranium, causing a drop in production of uranium concentrate and financial losses. Eventually the INB Company is required to add new water in the process to reduce the content of Cl-. In this work, a comparative evaluation between the following uranium extraction systems is carried out: U-H2SO4-Alamine 336 and U-H2SO4-Cl-Alamine 336. In the first system, the uranium concentration ranged from 0.4 to 2.1 g/L. In the second system, the uranium concentration was set at 2.0 g/L and chloride ion concentration ranged from 1 to 7 g/L. In both systems the concentration of Alamine 336 ranged from 0.05 to 0.20 mol/L and the sulphate (SO42-) concentration from 0.24 to 1.05 mol/L. Exxsol D100 and tridecanol 5% v/v were used as diluent and modifier, respectively. The comparison of the results showed that chloride ions have a negative impact on the uranium extraction with Alamine 336. In the absence of chloride ions, 90% of extraction is achieved for extractant content of 0.10 mol/L or higher, for all sulphate and uranium concentrations studied. In the presence of chloride ions, the same extraction efficiency is reached solely for extractant content of 0.20 mol/L and for chloride ions content lower than 3.0 g/L. The percentage on the uranium extraction is drastically reduced at high chloride concentrations, whereas at low chloride concentrations such negative effect may be inhibited by increasing the Alamine336 concentration or decreasing sulphate concentration. In order to explain the negative impact of chloride ions on uranium extraction, two probable mechanisms of extraction for both reaction systems are shown: competition between chloride and sulphate in amine protonation and the chloride extraction by amine-sulphate complex, competing with uranium (VI) oxide sulphate. These mechanisms may occur simultaneously.
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Rabbe, Catherine. "Apport de la modélisation moléculaire et des relations structure-activité à l'extraction liquide-liquide : application au cas de l'extraction d'U(VI) par les monoamides /." Gif-sur-Yvette : Direction de l'information scientifique et technique, CEA Saclay, 1996. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb369615416.
Full text
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Hung, Laurence. "Etude d’un procédé d’extraction en milieu CO2 supercritique de l’uranium à partir de minerais." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4310.
Full textAbstract:
La recherche de nouveaux procédés propres et durables pour extraire l’uranium des minerais en alternative à l’extraction liquide-liquide conduit à s’intéresser aux procédés d’extraction en milieu CO2 supercritique. L’objectif de ce travail est donc d’étudier la faisabilité de l’extraction de l’uranium des minerais en milieu CO2 supercritique, à l’aide de molécules extractantes adaptées. Dans un premier temps, des mesures de solubilité des ligands sélectionnés pour cette étude préliminaire, trioctylamine et PC88A (acide 2-éthylhexyl 2-éthylhexyl phosphonique), et des complexes métalliques que ces molécules forment avec le molybdène utilisé comme simulant inactif de l’uranium et l’uranium, ont été effectuées en milieu CO2 supercritique. L’étude du procédé d’extraction dynamique en milieu CO2 supercritique a ensuite été réalisée en inactif, d’abord sur une solution aqueuse sulfurique de molybdène puis sur des poudres d’oxydes de molybdène. Les étapes de solubilisation du complexe ligand-Mo en CO2 supercritique et d’attaque du solide par le système extractant (ligand/acide/oxydant) sont les étapes limitantes à contrôler. Le choix d’un système extractant adapté devient alors primordial. En tenant compte des résultats obtenus en inactif (Mo), des essais d’extraction sur minerai d’uranium à partir de PC88A en milieu CO2 supercritique ont finalement été réalisés en présence d’acide sulfurique et d’oxyde de manganèse. Le procédé a ainsi pu être validé, plus de 60 % de l’uranium du minerai a été collecté en sortie de montage. Toutefois, l’effet de certains paramètres opératoires reste à étudier ainsi que la synthèse/sélection de nouvelles molécules extractantes cibléesThe research of clean and sustainable new processes to extract uranium from ores as an alternative to solvent extraction leads one to consider extraction processes using supercritical carbon dioxide. The aim of this work is to study the extraction feasibility of uranium ores by supercritical CO2, using suitable ligands. First, solubility measurements of selected ligands, trioctylamine and PC88A (2-ethylhexyl 2-ethylhexylphosphonic acid), and metal complexes formed between these ligands and molybdenum (uranium surrogate) or uranium, are performed in supercritical CO2. Supercritical CO2 extractions are then carried out on sulfuric aqueous solutions containing molybdenum and on molybdenum oxides powder. Solubilization of the extractant system (ligand/acid/oxidant) and solid leaching are the key steps which need to be controlled. Well-suited extractant system selection is therefore fundamental. The hypothetical mechanisms, describing supercritical carbon dioxide extraction, seem to be quite different from those usually observed in solvent extraction, especially in terms of selectivity and formed complex structure. Based on the results obtained with molybdenum, extraction trials on uranium ores were then conducted using PC88A in supercritical carbon dioxide with sulfuric acid and manganese oxide. More than 60% of uranium was recovered, which confirmed this new process feasibility. However, the influence of some operating parameters and the synthesis/selection of new suitable ligands remain to be further studied
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Greene, John A. "An Investigation of Engineered Injection and Extraction as an in situ Remediation Technique for Uranium-Contaminated Groundwater." Thesis, University of Colorado at Boulder, 2018. http://pqdtopen.proquest.com/#viewpdf?dispub=10682286.
Full textAbstract:
During in situ remediation of contaminated groundwater, a treatment chemical is injected into the contaminated groundwater to degrade a contaminant through chemical reaction that occurs in the subsurface. Reactions and subsequent contaminant degradation occur only where the treatment chemical contacts the contaminant long enough to complete degradation reactions. Traditional in situ groundwater remediation relies on background groundwater flow to spread an injected treatment chemical into a plume of contaminated groundwater.
Engineered Injection and Extraction (EIE), in which time-varying induced flow fields are used to actively spread the treatment chemical into the contaminant plume, has been developed to increase contact between the contaminant and treatment chemical, thereby enhancing contaminant degradation. EIE has been investigated for contaminants degrading through irreversible, bimolecular reaction with a treatment chemical, but has not been investigated for a contaminant governed by complex biogeochemical processes. Uranium fate and transport in subsurface environments is governed by adsorption, oxidation reduction, solution, and solid-phase interactions with naturally occurring solution species, microbial communities, minerals and aquifer media. Uranium primarily occurs in aqueous, mobile U(VI) complexes in the environment but can be reduced to sparingly soluble, immobile U(IV) solid-phase complexes by native dissimilatory metal reducing bacteria.
This work investigates the ability of EIE to promote subsurface delivery of an acetate-amended treatment solution throughout a plume of uranium-contaminated groundwater to promote in situ growth of native microbial communities to immobilize uranium. Simulations in this investigation are conducted using a semi-synthetic flow and reactive transport model based on physical and biogeochemical conditions from two uranium contaminated sites: the Naturita Uranium Mill Tailings Remedial Action (UMTRA) Project site in southwestern Colorado and the Old Rifle UMTRA Project site in western Colorado.
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Saunders, Gregory David. "The sequestration and detection of aqueous uranium using a novel network polymer." Thesis, University of York, 1999. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.323692.
Full text
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Mossand, Guillaume. "Recherche de nouveaux ligands pour l'extraction sélective de l'uranium et des terres rares." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAV053.
Full textAbstract:
L’offre en combustible nucléaire à base d’uranium est un enjeu clé de la stratégie française de production d’électricité, d’autant plus que la demande en uranium naturel continuera à augmenter dans un futur proche. Les terres rares sont aussi considérées comme des métaux stratégiques de par leurs propriétés remarquables qui les rendent indispensables dans de nombreuses applications liées aux nouvelles technologies.Il y a donc un intérêt à proposer de nouveaux procédés d’extraction de l’uranium et des terres rares plus efficaces que ceux utilisés actuellement. Le but est de répondre à un accroissement permanent de la demande en matières-premières, avec en toile de fond, le développement de procédés de recyclage, plus particulièrement pour les terres rares.Par le biais d’une étude multi-échelle, ce travail de thèse vise à développer de nouveaux ligands organiques ayant un fort pouvoir extractant pour l’uranyle (UO22+) ou pour les terres rares (TR3+), ainsi qu’une forte sélectivité vis-à-vis de diverses impuretés, notamment le fer (Fe3+). Ainsi, de nombreux ligands ont été imaginés, synthétisés et testés par extraction liquide-liquide dans plusieurs milieux synthétiques acides. Des molécules bifonctionnelles bi-, tri- et pentadentates ont été développés et leurs propriétés complexantes et leur spéciation en milieu organique évaluées avec l’UO22+ et le Fe3+ par différentes approches (DFT, UV-visible, IR, ESI-MS, EXAFS). Plusieurs nouveaux ligands ont été évalués dans le cadre de l’extraction sélective des terres rares et les résultats obtenus sont remarquables. Ces études ont permis, dans certains cas, d’aboutir au développement de nouveaux designs moléculaires ayant d’excellentes propriétés extractantes. Leur optimisation, couplée à différentes techniques analytiques, a permis d’atteindre les objectifs de cette thèse et servira dans le futur au développement de nouveaux extractants efficaces et sélectifsThe supply of uranium-based nuclear fuel is a key issue of the electricity production strategy in France, especially as demand for natural uranium will continue to increase in the near future. Rare earths are also considered as strategic metals due to their remarkable properties which make them essential in many applications related to new technologies.There is therefore an interest in developing new, more efficient processes for the extraction of uranium and rare earths than those currently used. The aim is to respond to a permanent increase in demand for raw materials, against the backdrop of the development of new recycling processes, especially for rare earths.Through a multi-scale approach, this PhD thesis sets to develop novel organic ligands with a strong extractant ability for uranyl (UO22+) or for rare earths (TR3+), as well as a high selectivity with respect to various impurities, in particular iron (Fe3+). Thus, many ligands have been designed, synthesized and tested by liquid-liquid extraction in several acidic synthetic media. Bifunctional bi , tri- and pentadentate molecules have been developed and their complexing properties and their speciation in organic medium have been evaluated in the presence of UO22+ and Fe3+ by different approaches (DFT, UV-visible, IR, ESI-MS, EXAFS). Furthermore, several new ligands have been evaluated for the selective extraction of rare earths and the results obtained are remarkable. Overall, these studies have led in some cases to the development of novel molecular designs with excellent extractant properties. Their optimization, coupled with different analytical techniques, fulfilled the objectives of this thesis and will serve in the future to the development of new efficient and selective extractants
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ALMEIDA, VLADIMIR F. de. "Separacao de actinideos utilizando-se calixarenos como agentes extratores." reponame:Repositório Institucional do IPEN, 2001. http://repositorio.ipen.br:8080/xmlui/handle/123456789/10908.
Full textAbstract:
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Dissertacao (Mestrado)
IPEN/D
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares, Sao Paulo
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Pecheur, Olivia. "Compréhension des mécanismes synergiques pour l'extraction de l'uranium des mines de phosphates." Thesis, Versailles-St Quentin en Yvelines, 2014. http://www.theses.fr/2014VERS0031/document.
Full textAbstract:
Le procédé hydrométallurgique le plus utilisé pour extraire l'uranium VI des minerais phosphoriques met en jeu un mélange synergique de deux molécules extractantes : HDEHP et TOPO. Si les combinaisons synergiques sont connues dans le domaine de l'extraction liquide/liquide, les mécanismes qui pilotent la synergie d'extraction sont encore mal décrits. Une approche multi-échelle a été utilisée pour décrire ces mécanismes, combinant deux descriptions qui diffèrent par leur centre d'intérêt, respectivement l'ion pour l'approche moléculaire et les agrégats d'extractants pour l'approche supramoléculaire. Ces deux approches ont parallèlement été rationnalisées par des calculs de dynamique moléculaire. La description obtenue permet de rendre compte de la synergie via la structure des complexes et des agrégats formés pour différents ratios HDEHP/TOPO. De la même façon, des composés bifonctionnels, qui combinent deux fonctions extractantes au sein de la même molécule ont été étudiés et comparés au système HDEHP/TOPO pour identifier l'origine de l'augmentation des performances d'extraction et de sélectivitéUranium VI is commonly extracted from phosphoric ores by a well-known process exploiting the synergistic mixture of two extractant molecules : HDEHP and TOPO. In the field of liquid-liquid extraction, synergistic combinations are common but the mechanisms at the origin of the synergy are not well understood. A multi-scale approach has been used to describe these mechanisms, combining two different descriptions : the molecular scale focuses on the ion point of view, while the supramolecular scale focuses on extractants' aggregation. These two approaches have been rationalized by molecular dynamics computations. The results allow describing the synergy through the structure of the complexes and aggregates. With the same approach, some bifunctional compounds, combining the two extracting sites in one molecule, have been studied and compared to the HDEHP/TOPO system in order to identify the origin of their increased capacities in extraction and selectivity
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Hamel, Céline. "Séparation actinides-lanthanides (néodyne) par extraction électrolytique en milieux fluorures fondus." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30034.
Full textAbstract:
Cette étude concerne les séparations An-Ln et Ln-solvant par extraction électrolytique en milieux de fluorures fondus. Trois éléments ont été sélectionnés : le néodyme, l'uranium et le plutonium. Afin d'évaluer la séparation de ces composés, leur étude électrochimique en milieux de fluorures fondus a tout d'abord été réalisée. Elle a conduit à la détermination des mécanismes de réduction de ces composés et des potentiels standards apparents des couples U(III)/U(0), Pu(III)/Pu(0) et Nd(III)/Nd(0) dans le solvant LiF-CaF2. D'après les écarts de potentiels mesurés, les séparations U-Nd et Pu-Nd sont envisageables avec un taux de récupération des actinides de 99,99%. Cependant, l'écart de potentiel Nd-solvant reste insuffisant pour une récupération quantitative du Nd. Le mémoire a ensuite traité de l'extraction de ces 3 éléments par dépôts sur électrode solide. Il a été montré l'instabilité des dépôts massifs de U et de Nd sur cathode inerte. L'utilisation d'une cathode réactive a été étudiée, elle conduit bien à l'amélioration des séparations Pu-Nd et Nd-solvant. La formation d'alliages liquide avec le Ni stabilise le métal déposé et facilite ainsi la récupération de ces trois élémentsThis study concerns the An-Ln and Ln-Solvent separation by electrolytical extraction in molten fluoride media. Three elements are selected: neodymium, uranium and plutonium. Firstly, the electrochemical study of these three compounds in molten fluoride media is performed to evaluate the separations. Electrodeposition processes are studied and the values of formal potentials of U(III)/U(0), Pu(III)/Pu(0) and Nd(III)/Nd(0) are obtained in LiF-CaF2. Thermodynamically, the values of potentials differences are enough to separate U-Nd and Pu-Nd with a yield of extraction of 99. 99%. Concerning the Nd-solvent separation this potential difference is too small. Next, the electrodeposition of solid metals on inert electrodes is performed. This study showed the unstability of U and Nd deposits and the presence of salts in the dendritic U metal. Finally, a reactive cathode is used to improve these results. On Ni electrodes, we shown an improvement of the Pu-Nd and the Nd-solvent separation. Moreover, U and Nd metal are stabilized in the alloy. The formation of liquids alloys makes also easier the recovery of these three elements
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Santos, Elizangela Augusta dos. "Recuperação de urânio de rejeito de mina por meio de lixiviação alcalina." CNEN - Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, Belo Horizonte, 2010. http://www.bdtd.cdtn.br//tde_busca/arquivo.php?codArquivo=130.
Full textAbstract:
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorUm dos principais problemas ambientais ligados as indústrias minerárias é o gerenciamento adequado dos seus resíduos. O armazenamento destes em locais não apropriados à espera de tratamento é uma questão que exige solução. A mina Osamu Utsumi localizada na cidade de Caldas, Minas Gerais, vem enfrentando esse problema. O resíduo desta mina consiste em uma lama alcalina gerada a partir da neutralização do pH da drenagem ácida de mina e é rico em vários metais, dentre os quais encontra-se o urânio. A recuperação do urânio por técnicas hidrometalúrgicas pode ser uma alternativa viável sobre o reaproveitamento desse material. Uma das técnicas mais indicadas para a recuperação do metal desse resíduo é a lixiviação alcalina. O presente trabalho objetivou definir um processo de lixiviação específico para a recuperação do urânio presente na lama e uma forma eficaz de concentrar o metal presente no licor da lixiviação. Estudou-se variáveis como porcentagem de sólidos, tempo, temperatura, seleção dos agentes extratores, concentração dos reagentes e necessidade ou não de se utilizar oxidantes. Os resultados mostram ser possível extrair 100% do urânio presente na lama sendo que as condições experimentais ideais são 10% de sólidos, [Na2CO3] a 0,50 molL-1, [NaHCO3] a 1,00 molL-1, 20 horas de reação à temperatura ambiente. A caracterização química da amostra realizada por espectrometria de raios-X por dispersão em energia (EDX) evidenciou elementos como Ca, S, Mn e Al como majoritários e o teor de U3O8 foi de 0,25%. A identificação das fases cristalinas, feita por técnica de difração de raios-X, mostrou a etringita (Ca6Al2(SO4)3.(OH)12.26H2O) como fase predominante, o gipso (CaSO4.2H2O) como fase maior, a calcita (CaCO3) como menor e a bassanita (CaSO4.0,5H2O) como fase minoritária. A etapa de concentração constou da avaliação das técnicas de precipitação e troca iônica. Para a precipitação utilizou-se solução de hidróxido de sódio a 10 molL-1 até que o pH da polpa chegasse a 12. Precipitou-se 62% do urânio presente no licor e o teor do metal no precipitado foi de 6,5%. A baixa recuperação na precipitação se deve ao excesso de íons carbonato do licor que interferiu tanto na precipitação quanto na troca iônica. Na precipitação o excesso de carbonato dificulta a desestabilização do ânion complexo [UO2(CO3)3]4- e no caso da troca iônica há a competição entre esses ânions e o íon CO32- pelos sítios de adsorção das resinas. Desta forma, para os ensaios de troca iônica, fez-se necessário submeter o licor gerado na lixiviação a ensaios com a finalidade de eliminar o excesso de íons carbonato. Para tal utilizou-se de aquecimento do licor, ou adição de cal para precipitação do carbonato de cálcio ou a diluição do licor com a solução de drenagem ácida de mina. Tais procedimentos visaram à obtenção de um licor com características adequadas para a posterior adsorção do urânio pelas resinas. As resinas testadas foram a DOWEX RPU e IRA 910 U e os carregamentos foram considerados satisfatórios para ambas, sendo esses valores de 65,0 e 60, 0 mg U/g, respectivamente.
Appropriate management of wastes is one of the most important environmental problems, particularly concerning the tailings of mining activities. Interim storage of the tailings at incorrect places pending treatment demands an urgent solution. The Osamu Utsumi Mine located in the city of Caldas, Minas Gerais, has faced such problem. The waste of the mine consists of an alkaline sludge produced during pH neutralization of acid drainage and is rich in several metals, including uranium. The recovery of uranium by a hydrometallurgical technique can be one alternative for the reuse of this material, alkaline leaching is one of the most indicated techniques to attain that purpose. The present work aimed to develop a specific leaching process for the recovery of uranium present in the sludge and to concentrate the metal in the leaching liquor in a effective way. The following parameters were assessed: solid percentages, residence time, temperature, selection of extracting agents, concentration of reagents and evaluating whether or not to apply oxidants. Results show the possibility of extracting 100% of the uranium contained in the sludge. The better conditions to reach the maximum solubilization are: 10% solid content, 0.50 molL-1 Na2CO3, 1.00 molL-1 NaHCO3, and 20 hours reaction time at room temperature. The chemical characterization of the sample by energy dispersive X-ray spectrometer (EDX) indicated Ca, S, Mn and Al as the main constituents of the sludge, and 0.25 % of U3O8. The crystallized phases present in the sample, according the X-ray diffraction, are ettringite (Ca6Al2(SO4)3.(OH)12.26H2O) as a predominant phase followed by gypsum (CaSO4.2H2O), calcite (CaCO3) and bassanite (CaSO4.0.5H2O) as the minority. The concentration step was composed by evaluate of precipitation technique and ionic exchange. In the precipitation stage, 10.0 moL-1 NaOH solution was added to the pulp to reach a pH of 12. The percentage of uranium precipitated from the liquor was 62% and the concentration of metal contained in the precipitate correspond a 6.5%. The low recovery is due to the excess of carbonate ions in the liquor that influenced in the precipitation and ionic exchange. The excess of carbonate in the precipitate hinders the destabilization of the Na4UO2(CO3)3 soluble complex and in the case of ionic exchange there is a competition between CO32- ion and [UO2(CO3)3]4- anion for the adsorption sites of the resins. Based on this fact it was necessary to submit the solution generated in the lixiviation stage to three different tests: heating, lime addition and dilution of the liquor with the acid mine drainage to eliminate the excess of carbonate ions. The aim of this procedure is to obtain a product with suitable characteristics to allow subsequent uranium adsorption by the resin. The adsorption capacities of the two resins used - DOWEX RPU and IRA 910 U were around 65.0 and 60.0 mg U/g of resin, respectively. Both adsorption capacities were considered satisfactory.
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Cuvier, Alicia. "Accumulation de l'uranium, de ses descendants et des éléments traces métalliques dans les sols des zones humides autour des anciennes mines d'uranium." Thesis, Toulouse, INPT, 2015. http://www.theses.fr/2015INPT0104/document.
Full textAbstract:
L’exploitation minière de l’uranium et les processus de traitement du minerai sont à l’origine d’un marquage potentiel de l’environnement par les descendants des chaînes de désintégration U-Th et des éléments traces métalliques (ETM) associés. Ces contaminants s’accumulent ensuite préférentiellement dans des zones de sédimentation continentales (étangs ou lacs) ou des zones humides (tourbières, berges de rivière) situées à l’aval hydraulique des mines. Les zones humides en particulier sont des milieux sensibles aux changements globaux et à la pression anthropique, situés en général en tête de bassin versant. Cela pose donc un risque en cas relargage des contaminants depuis ces milieux. L’objectif de cette étude est de mettre en place une méthodologie aisément reproductible, y compris aux sites miniers orphelins, et permettant l’identification et la caractérisation des contaminations et la compréhension des mécanismes d’accumulation et des risques de relargage. Cette étude a été réalisée dans l’environnement de l’ancienne mine de Bertholène (Aveyron, 12, France). Les zones d’accumulations préférentielles ont été identifiées par spectrométrie gamma in situ mobile et fixe. Des échantillons de sols, sédiments, végétaux, eaux et tourbes ont été prélevés autour du site, afin (a) de caractériser l’activité des différents descendants des chaînes de l’U et du Th et les contaminations en ETM associées à différentes échelles d’observation, (b) de comprendre les mécanismes d’accumulation et de relargage potentiel et (c) de tracer les sources des contaminants. Les résultats obtenus montrent que l’essentiel de la contamination est localisée dans une zone inondable de l’environnement proximal aval de la mine. Les activités en uranium élevées (U-238 > 20000 Bq.kg-1) et le fort enrichissement des radionucléides du début de chaîne par rapport à la fin de chaîne de l’U-238 traduisent un apport préférentiel d’U-238 et de Th-230, par rapport au Ra-226, lors d’inondations. Les contaminations en ETM associées sont relativement faibles, excepté en Mn, en Ba et en S. Les accumulations en radionucléides et en ETM sont expliquées à la fois par les caractéristiques géochimiques du minerai d’uranium et par les processus de traitement du minerai et des eaux d’exhaure. Les lessivages chimiques réalisés révèlent que les fractions acido-solubles et oxydes amorphes des sols constituent des pièges prépondérants des contaminants et que des variations du pH ou du potentiel d’oxydoréduction pourraient générer des relargages important d’uranium et de radium dans l’environnement. Finalement les déséquilibres radiologiques et les isotopes du plomb sont des traceurs fiables de la contamination associée à l’exploitation d’une mine d’uraniumUranium mining and uranium ore processing increase the environmental activity of U and Th decay products and trace elements, in particular in case of releases to the adjacent rivers. Contaminants accumulate then preferentially in sedimentation areas (such as ponds or lakes) or in wetlands (peatlands, marshes or riverbanks) located downstream to the mine. Wetlands – generally located at the head of watershed – are particularly sensitive to environmental changes and anthropogenic pressure. This poses a risk of release of contaminants from these accumulation areas. The objective of the present study is to propose an easily reproducible methodology – in particular for the orphan mining sites – to identify and characterize accumulation areas. This study also aims to improve our understanding of the mechanisms of accumulation and release, in these areas. This study was performed around the former mining site of Bertholène (France). Standing and mobile in situ gamma spectrometry is used to accurately locate the accumulation areas. Soils, sediments, vegetation, water and peat are also sampled upstream and downstream of the mine, in order to (a) characterize the activities and the disequilibria of the U-Th decay chains and the associated trace elements according to the scale of observation, (b) understand the mechanisms of accumulation and release and (c) identify the potential sources using geochemical proxies and isotopic analyses. The results obtained show that radionuclides are mainly accumulated in a flooding area located downstream the mine. Strong U-238 activities (> 20000 Bq.kg-1) and strong Ra-226/U-238 and Th-230/Ra-226 activity ratios are recorded, involving preferential inputs of U-238 and Th-230 during flooding events. Trace element contamination is low, except for Mn, Ba and S. Such contaminations are potentially explained by the geochemical composition of the uranium ore and by the past and current processes of ore and water mine. Sequential extractions highlight the importance of the acido-soluble and the amorphous oxides in the trapping of contaminants. Thus, pH or Eh potential changes could induce major releases of uranium to the environment. The large differences in Pb isotope composition between natural soils and uranium ores, as well the activity ratios of the U-238 and decay chain products, make these indicators helpful to identify the soils and the sediments impacted by uranium mining
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Skořepa, Štěpán. "Globální změny v lokalizaci těžby, zpracování a použití uranu: ekonomické a politické souvislosti." Master's thesis, Vysoká škola ekonomická v Praze, 2012. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-199925.
Full textAbstract:
This thesis analyses the causes and theoretical perspectives on the historical trends of extraction and use of uranium. It also examines the history's implication for the current situation and future development of the field of uranium mining. The main goal of this work is to analyse the localisation of extraction and use of uranium in particular countries over different periods of time and also the political and economic aspects of its use. The first chapter contains the summary of localisation theories, theories of international trade, explains the connection between globalisation and international trade and describes the main characteristics of uranium and its methods of extraction. The second chapter explores historical changes of localisation of extraction, their comparison to usage in particular countries and confrontation with theoretical assumptions. The third chapter addresses the military and civilian use of uranium, its development and its future. The dependence of ownership of nuclear technology on the level of economic development is also examined here, as well as motives for its acquisition.
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Peres, Menezes Mônica. "Exploitations minières et politiques de gestion environnementale : utilisation de l'expertise canadienne en fermeture de mines pour le site de l'ancienne mine d'uranium de l'INB à Caldas (Minas Gerais, Brésil)." Thesis, Université Laval, 2004. http://www.theses.ulaval.ca/2004/21952/21952.pdf.
Full textAbstract:
Le Brésil et le Canada sont deux pays dont l’activité minière joue un rôle économique très important. Dans ces pays, les investissements dans l’exploitation d’une ressource minérale sont souvent associés aux besoins des marchés nationaux et internationaux. En même temps, nous ne pouvons pas négliger les impacts sur l’environnement associés à cette activité.
Au Brésil, l’ancienne mine d’uranium de l’INB est responsable des impacts majeurs sur l’environnement de la région de Caldas, à Minas Gerais. À part la problématique de la radioactivité inhérente à l’uranium, la présence de sulfures dans les roches stériles et dans les résidus miniers est la cause de la génération du drainage acide, lequel peut affecter les eaux de surface et souterraines. Malgré des instruments légaux brésiliens très pertinents, les démarches entreprises par cette compagnie minière sont encore plutôt palliatives et l’extension de la problématique du drainage acide ne cesse de s’accroître sur ce site.
Cette problématique environnementale a été bien étudiée par le secteur minier canadien, dû à sa présence dans plusieurs sites miniers. Ainsi, nous sommes allés chercher l’expertise acquise dans la région uranifère d’Elliot Lake, en Ontario, et dans la région minière de l’Abitibi, au Québec. Les gouvernements et l’industrie minière canadienne se sont impliqués dans le développement de politiques et de programmes de recherche qui visent la compréhension et la minimisation de cette problématique. Des investissements majeurs ont été requis et plusieurs solutions technologiques ont été mises en place. Ces solutions ne sont pas encore efficaces à 100% et demandent un suivi à très long terme, cependant la problématique est significativement minimisée et la performance environnementale du secteur minier canadien est beaucoup en avance sur le secteur minier brésilien.
Les démarches politiques et technologiques entreprises au Canada peuvent servir d’exemple au secteur minier brésilien, et plusieurs technologies environnementales peuvent ainsi être évaluées et adaptées par l’INB, à Poços de Caldas. Le développement de politiques environnementales de coopération internationale, en particulier entre le Brésil et le Canada, pourrait jouer un rôle important dans la minimisation des problématiques environnementales brésiliennes, pays moins développé et dont le pouvoir d’investir en technologie environnementale est limité.Mining has been historically recognized as one of the most important sources of economic activity in the world. Environmental hazards are intrinsically related to this activity. New environmental policies and mining technologies are continually being discussed in many countries. Nowadays acid mine drainage and other waste streams are the biggest challenges for the worldwide mining industry. The generation of acid drainage at the uranium mine from the brazilian governmental company INB has been recognized as an environmental hazard to the Poços de Caldas region. Despite all the political and technological steps taken by this company, the environmental impacts are still a problem at the uranium mine. With the goal of solving the problems resulting from acid mine drainage in the mining sector, Canada has developed many policies and research programs. Some technological alternatives have been implemented and evaluated by the canadian government and mining companies. These alternatives are not yet 100% efficient and are not long-terme solutions. Monitoring for many years or centuries will be necessary. However, the environmental performance of the the canadian mining sector is notably better than brazilian mining sector. Consequently, all the steps realized by the canadian government and mining industry can be a good example to the brazilian mining sector. Some technological alternatives developed in Canada to minimize acid mine drainage generation can be evaluated by the brazilian government and applied to the environmental management of the INB uranium mine. The development of international environmental policies is also an important tool to minimize environmental problems in some countries whith limited capacity to invest in environmental technologies.
A antiga mina de urânio das Indústrias Nucleares do Brasil, situada no Complexo Mínero industrial de Poços de Caldas/CIPC, em Minas Gerais, no Brasil, cujas atividades de explotação mineral foram encerradas em 1995, é responsável pela geração de drenagem ácida. A drenagem ácida é decorrente da presença de sulfetos, mais especificamente a pirita, na jazida mineral, na rocha estéril et nos rejeitos da mineração. Constitui um impacto ambiental que pode contaminar as águas superficiais e o lençol freático. Consequentemente, a flora, a fauna, as atividades agro-pastoris e a saúde da população local podem ser afetadas. Apesar da existência de uma legislação ambiental brasileira abrangente e, inclusive, de uma Lei de Crimes Ambientais extremamente rigorosa, as medidas adotadas por essa empresa estatal com o intuito de minimizar os impactos e os riscos ambientais decorrentes da atividade mineral no CIPC, são extremamente pontuais e paliativas. Desta forma, a ocorrência de drenagem acida é frequentemente encontrada dentro dos limites deste complexo minero-industrial. No Canadá, diversas políticas governamentais e programas de pesquisa foram desenvolvidos em colaboração com a indústria mineral, afim de caracterizar e minimizar os impactos decorrentes da geração de drenagem ácida, problemática associada à diversas minas canadenses em explotação ou desativadas. Com o intuito de solucionar o problema ambiental encontrado no CIPC, as alternativas tecnológicas adotadas em diversos sítios minerais canadenses foram avaliadas. As pesquisas centrarem-se mais especificamente na regíão uranífera de Elliot Lake, em Ontario et na região mineira da Abitibi, em Quebéc. Apesar das alternativas adotadas no Canadá não serem consideradas 100% eficazes, e necessitarem de um monitoramento durante alguns séculos, os impactos e os riscos ambientais de maior magnitude foram minimizados. Consequentemente, as medidas políticas e técnicas adotadas no Canadá, constituem um exemplo a ser avaliado pelo governo brasileiro durante a elaboração de um plano de gestão ambiental adequado ao CIPC. Dentro deste contexto, o desenvolvimento de políticas ambientais de cooperação internacional, inclusive entre o Brasil e o Canadá, é considerado um instrumento extremamente importante a ser utilizado para a compreensão e minimização dos impactos e riscos ambientais relacionados às atividades de explotação mineral no Brasil.
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Rabbe, Catherine. "Apport de la modélisation moléculaire et des relations structure-activité à l'extraction liquide-liquide. Application au cas de l'extraction d'U(VI) par les monoamides." Rouen, 1996. http://www.theses.fr/1996ROUES028.
Full textAbstract:
La modélisation moléculaire a été utilisée dans le domaine de l'extraction liquide-liquide de l'uranium (VI) par les monoamides à partir d'un milieu nitrique. Trois types de paramètres importants à étudier ont été identifiés : la réactivité des atomes du site de coordination, l'encombrement stérique et la lipophilie des ligands. L'objectif est, par les méthodes de la modélisation moléculaire, de calculer les paramètres mentionnés plus haut et d'établir des relations entre la structure moléculaire de l'extractant ou de son complexe formé avec le cation métallique et ses propriétés extractantes. Une base expérimentale de 22 N, N-dialkylamides a été sélectionnée. Tout d'abord, les méthodes semi-empiriques de la chimie quantique ont été utilisées afin de calculer les structures des monoamides et les propriétés physico-chimiques correspondantes. La somme des charges des atomes au voisinage du site réactif a pu être reliée au coefficient de distribution de l'uranium. Puis les outils de la mécanique moléculaire ont été utilisés pour calculer la structure des complexes UO2(NO3)2(amide)2 formés. Après une étape préliminaire de paramétrisation du champ de force pour traiter U(VI), le calcul de 22 structures de complexes nitrate d'uranyle - monoamides a été réalisé. Une relation a été montrée entre le coefficient de distribution d'U(VI) et la composante stérique de l'énergie d'association du complexe (i. E. La différence entre l'énergie du complexe et celle des espèces prises séparément). Enfin, un modèle prédictif de la capacité à extraire U(VI) a été établi pour 19 molécules de la base de données expérimentales (N,N-diakylamides). Ce modèle permet de prévoir le coefficient de distribution d'U(VI) à partir des paramètres électronique (calculé en chimie quantique) et stérique (calculé en mécanique moléculaire). Il a été montré que, dans ce cas, la lipophilie des ligands n'est pas un facteur déterminant.
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Zewainy, Raafat Metwally Mohamed [Verfasser]. "Evaluation of soil extraction methods for uranium / Raafat Metwally Mohamed Zewainy. Julius Kühn-Institut. Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Fakultät für Lebenswissenschaften." Quedlinburg : Julius Kühn-Institut, 2009. http://d-nb.info/1105571920/34.
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Leblanc, Alexa. "Préconcentration de l'uranium et du plutonium dans les poissons par extraction au point trouble." Master's thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/33939.
Full textAbstract:
Le développement méthodologique d’une approche simplifiée visant à extraire et à quantifier l’uranium et le plutonium à partir d’échantillons de poisson par l’ICP-MS est l’objectif principal de ces travaux de maîtrise. Pour ce faire, la méthode d’extraction au point trouble (CPE) est utilisée. Cette méthode permet de séparer les actinides de la matrice et de les préconcentrer dans un faible volume de surfactant. L’utilisation d’un agent d’extraction sélectif permet de former des complexes avec l’uranium et le plutonium puis de les incorporer à l’intérieur des micelles. L’agent d’extraction P, P-di (2-éthylhexyle) de l’acide méthanediphosphonique (H2DEH[MDP]) est utilisé car celui-ci a un potentiel d’extraction élevé pour les actinides. Puisque l’uranium et le plutonium ont de long temps de demi-vie, les analyses peuvent être effectuées par l’ICP-MS pour connaître les ratios isotopiques de ces derniers. Toutefois, avant de procéder à l’extraction au point trouble et de réaliser les analyses, les échantillons de poisson sont traités pour éliminer l’eau et la matière organique qui peuvent interférer avec la formation des micelles. Les diverses étapes nécessaires pour la mise en solution, leurs compatibilités avec l’approche CPE et la mesure par ICP-MS seront présentées pour l’analyse de larges quantités (˃ 500 g) de poissons frais.The methodological development of a simplified approach to extract and quantify uranium and plutonium from fish samples by ICP-MS is the main goal of this master’s work. To do this, the cloud point extraction method (CPE) is used. This method allows the actinides to be separated from the matrix and preconcentrated in a small volume of surfactant. The use of a selective ligand makes it possible to form a complex with uranium and plutonium and then to transfer it inside the micelles. The ligand P, P-di (2-ethylhexyl) of methanediphosphonic acid (H2DEH[MDP]) is used because it has a high extraction potential for actinides. Since uranium and plutonium have a long-half-life, analyzes can be performed by ICP-MS, to know the isotopic ratios of the latter. However, prior to cloud point extraction and analysis, fish samples are processed to remove water and organic matter that can interfere with micelle formation. The various stages required for dissolution, their compatibility with the CPE approach and ICP-MS measurement will be presented for the analysis of large quantities (˃ 500 g) of fresh fishes
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Dalencourt, Claire. "Stratégies analytiques pour l'extraction séquencée du Th, U, Ra, Pb et Po dans des matrices environnementales." Doctoral thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/36901.
Full textAbstract:
La présence naturelle de la radioactivité dans les rejets des industries, notamment minières, soulève des enjeux en termes de gestion et de réutilisation. La teneur en radioéléments permet d’établir le potentiel radioactif, essentiel pour attester de leur innocuité, ouvrant ainsi des voies de valorisation. La quantification des principaux éléments des chaînes de désintégration du thorium et de l’uranium, principales causes naturelles de la radioactivité, permet de prédire le potentiel radioactif. Dans le cas des résidus miniers, les méthodes existantes de quantification ne sont pas toujours fiables, car l’incertitude analytique qu’elles engendrent ne permet pas toujours de statuer quant au respect des limites gouvernementales. Afin de pallier ce problème, il est nécessaire de développer des méthodes rapides, précises et robustes afin d’analyser adéquatement ces matrices complexes. L’objectif et l’innovation de cette thèse résident dans le développement d’une méthode unique combinant plusieurs résines de manière séquencée afin d’extraire sélectivement le thorium, l’uranium, le radium, le plomb et le polonium. L’individualisation des résines après le chargement de l’échantillon permet la séparation des analytes, soit les cinq éléments d’intérêt, dans des fractions distinctes. Leur séparation, notamment des éléments interférents, rend leur analyse possible sur des instruments sensibles, tels que la spectrométrie alpha ou la spectrométrie de masse couplée au plasma inductif. Afin de garantir la fiabilité de l’analyse, une attention particulière est également portée sur la mise en solution des analytes de manière totale. Ainsi, cette thèse propose un complément aux techniques actuelles, telle que la spectrométrie gamma, pour établir un diagnostic juste et précis de la radioactivité naturelle, que ce soit pour une application industrielle ou en institut de recherche. Pour accompagner le lecteur, une partie théorique sera consacrée aux propriétés physiques et chimiques des éléments d’intérêt. De même, l’ensemble des méthodologies permettant leur quantification sera détaillé afin de comprendre tous les tenants et aboutissants de cette thèse.Natural radioactivity is ubiquitous and reported in industrial wastes, such as mining residues. Its presence raises the issue of the management and the sustainability of such wastes. The content in radioactive elements allows to establish the radioactive potential of the residues, necessary to demonstrate their safety for an eventual revalorization. The quantification of the main elements of the thorium and uranium decay series, mainly responsible of natural radioactivity, allows to predict the radioactive potential. In the case of mining residues, current methodologies are not always reliable due to analytical uncertainties, often flirting with governmental limitations. To overcome this issue, new methods must be developed to handle complex matrices as well as being fast, precise and robust. The aim of this thesis is to develop a unique innovative method that combine several sequential resins to selectively extract thorium, uranium, radium, lead and polonium. The targeted analyte can be recovered after selective elution on a single resin. The segregation of the elements from interfering elements originating from the matrix allows their precise measurement on instruments such as alpha spectrometry or inductively coupled plasma mass spectrometry. To ensure the reliability of the analysis, total sample dissolution techniques have also been investigated. This thesis brings a valuable complement to current techniques such as gamma spectrometry, to screen natural radioactivity with accuracy and precision. Thus, the proposed technique could be applied in both industrial support laboratories and research laboratories. To guide the reader, a theorical part dealing with the chemical and physical properties of elements of interest will be provided. In addition, standard methodologies on their quantification will also be detailed in order demonstrate the novelty of the work presented in this thesis.
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Proulx, Michèle. "The uranium mining industry of the Bancroft area, an environmental history and heritage assessment." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1997. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk2/ftp04/mq21696.pdf.
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