• Aucun résultat trouvé

CHAPITRE I : DECONTAMINATION DES EFFLUENTS RADIOACTIFS

4.3. Paramètres influençant les propriétés du PPFeNi

Les conditions opératoires telles que la température, le pH, la concentration des réactifs, la proportion des réactifs Ni/Fe, les conditions de mélange des réactifs, ainsi que les modes de séparation et de séchage du précipité ont un impact sur la composition chimique et les propriétés du PPFeNi obtenu (Des Ligneris, 1969; Haas, 1993; Loos-Neskovic and Fedoroff, 1989). Un paramètre opératoire très important est le rapport molaire des réactifs Ni/Fe, car il influence les propriétés de sorption et la taille des précipités. D’après les travaux de thèse de J. Des Ligneris (Des Ligneris, 1969), le rapport Ni/Fe optimal se situe entre 1 et 1,5 : ainsi l’efficacité de sorption en césium est maximale et le caractère colloïdal minimal.

Des analyses de diffraction des rayons X et des analyses chimiques élémentaires réalisées sur des échantillons synthétisés au laboratoire montrent que le PPFeNi synthétisé dans ces conditions est constitué majoritairement du ferrocyanure mixte de nickel-potassium de formule K2NiFe(CN)6 et d’un ferrocyanure pur de nickel de formule Ni2Fe(CN)6 (Barré et al., 2005; Tessier and Ravat, 2000).

78

Les précipités de ferrocyanure obtenus selon cette réaction de précipitation forment des particules d’un diamètre moyen de 5 µm. Des clichés MEB montrent que les précipités sont constitués de cristaux de 30 à 60 nm agrégés les uns aux autres (Mimura et al., 1997).

Comme les conditions opératoires influencent beaucoup les propriétés du PPFeNi, le PPFeNi sera synthétisé et caractérisé dans les conditions simulant le procédé industriel afin de rendre notre étude la plus précise possible. Différents moyens d’analyse seront mis en œuvre pour une caractérisation complète du PPFeNi : diffraction des rayons X, isotherme d’adsorption, granulométrie, imagerie et potentiel Zêta.

REFERENCES

5.

Abusafa, A., Yucel, H., 2002. Removal of (137)Cs from aqueous solutions using different cationic forms of a natural zeolite: clinoptilolite. Separation and Purification Technology 28, 103-116.

Ahmet Erdal, O., 2006. Treatment of radioactive liquid waste by sorption on natural zeolite in Turkey. Journal of Hazardous Materials 137, 332-335.

AIEA, 1993. Réduction de la contamination des denrées alimentaires par le césium dans la région de Tchernobyl, AIEA Bulletin, pp. 18-23.

Ames, L.L., 1960. The cation sieve properties of clinoptilolite. American Mineralogist 45, 689-700. Ayrault, S., Jimenez, B., Garnier, E., Fedoroff, M., Jones, D.J., Loos-Neskovic, C., 1998. Sorption mechanisms of cesium on (Cu2FeII)-Fe-II(CN)(6) and Cu-3(II) Fe-III(CN)(6) (2): Hexacyanoferrates and their relation to the crystalline structure. Journal of Solid State Chemistry 141, 475-485.

Barré, Y., Lefeubvre, T., Guichard, A., 2005. Etude des ferrocyanures de nickel et de cobalt en vue de la maîtrise des rejets nickel, Note technique DTCD/SPDE/2005/22.

Barré, Y., Lepeytre, C., Grandjean, A., Pellet-Rostaing, S., 2011a. Les adsorbants pour la décontamination des effluents : application au cas particulier de Fukushima, Note technique DEN/MAR/DTCD/SPDE/NT/2011/ IND. A.

Barré, Y., Lepeytre, C., Serve, G., 2011b. Etudes sur le traitement chimique pour la décontamination des effluents de Fukushima, Note technique DTCD/SPDE/2011/DO 14.

Borai, E.H., Harjula, R., Malinen, L., Paajanen, A., 2009. Efficient removal of cesium from low-level radioactive liquid waste using natural and impregnated zeolite minerals. Journal of Hazardous Materials 172, 416-422.

Bostick, D.T., DePaoli, S.M., Guo, B., 2001. Treatment of low-level radioactive wastewaters with IONSIV (TM) IE-911 and chabazite zeolite. Separation Science and Technology 36, 975-998.

79

Crini, G., Peindy, H.N., Gimbert, F., Robert, C., 2007. Removal of CI Basic Green 4 (Malachite Green) from aqueous solutions by adsorption using cyclodextrin-based adsorbent: Kinetic and equilibrium studies. Separation and Purification Technology 53, 97-110.

Decaillon, J.-G., 2000. Synthèse et étude d'échangeurs d'ions inorganiques en vue de la dépollution en césium et strontium d'effluents radioactif, Thèse de l'Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes, France.

Delchet, C., Tokarev, A., Dumail, X., Toquer, G., Barre, Y., Guari, Y., Guerin, C., Larionova, J., Grandjean, A., 2012. Extraction of radioactive cesium using innovative functionalized porous materials. Rsc Advances 2, 5707-5716.

Des Ligneris, J., 1969. Etude des solutions colloïdales de ferrocyanure de nickel, Thèse de la Faculté des sciences de l'université de Clermont-Ferrand, France.

Elizondo, N.V., Ballesteros, E., Kharisov, B.I., 2000. Cleaning of liquid radioactive wastes using natural zeolites. Applied Radiation and Isotopes 52, 27-30.

Grandjean, A., Barré, Y., Guari, Y., Larionova, J., Guérin, C., 2009. Matériau solide nanocomposite à base d’hexa- et octacyanometallates, son procédé de préparation et procédé de fixation de polluants minéraux le mettant en oeuvre, Demande de dépôt de brevet n° 09 53379 du 20/05/09.

Gressier, F., 2008. Etude de la rétention des radionucléides dans les résines échangeuses d'ions des circuits d'une centrale nucléaire à eau sous pression, Thèse en Géosciences et Ressources Naturelles de l'école des Mines de Paris, France.

Haas, P.A., 1993. A review of information on ferrocyanide solids for removal of cesium from solutions. Separation Science and Technology 28, 2479-2506.

Ho, Y.S., McKay, G., 1998. A comparison of chemisorption kinetic models applied to pollutant removal on various sorbents. Process Safety and Environmental Protection 76, 332-340.

IAEA, 2002. Application of Ion Exchange Processes for the Treatment of Radioactive Waste and Management of Spent Ion Exchangers, Technical Report Series n°408. IAEA, Vienna.

Jolivet, J.P., 1994. De la solution à l'oxyde, Condensation des cations en solution aqueuse - Chimie de surface des oxydes. EDP Sciences.

Lagergren, S., 1898. About the theory of so-called adsorption of soluble substances. Kungliga Svenka Vetenskapsakademiens Handlingar 24, 1-39.

Langmuir, I., 1918. The adsorption of gases on plane surfaces of glass, mica and platinum. Journal of the American Chemical Society 40, 1361-1403.

80

Lehto, J., Harjula, R., Wallace, J., 1987. Absorption of cesium on potassium cobalt hexacyanoferrate(II). Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry-Articles 111, 297-304.

Limousin, G., Gaudet, J.P., Charlet, L., Szenknect, S., Barthes, V., Krimissa, M., 2007. Sorption isotherms: A review on physical bases, modeling and measurement. Applied Geochemistry 22, 249-275.

Loos-Neskovic, C., Ayrault, S., Badillo, V., Jimenez, B., Garnier, E., Fedoroff, M., Jones, D.J., Merinov, B., 2004. Structure of copper-potassium hexacyanoferrate (II) and sorption mechanisms of cesium. Journal of Solid State Chemistry 177, 1817-1828.

Loos-Neskovic, C., Fedoroff, M., 1989. Fixation mechanisms of cesium on nickel and zinc ferrocyanides. Solvent Extraction and Ion Exchange 7, 131-158.

Manceau, A., Marcus, M.A., Tamura, N., 2002. Quantitative speciation of heavy metals in soils and sediments by synchrotron X-ray techniques, in: Fenter, P.A., Rivers, M.L., Sturchio, N.C., Sutton, S.R. (Eds.), Applications of Synchrotron Radiation in Low-Temperature Geochemistry and Environmental Sciences, pp. 341-428.

Mimura, H., Akiba, K., 1993. Adsorption behavior of cesium and strontium on synthetic zeolite-P. Journal of Nuclear Science and Technology 30, 436-443.

Mimura, H., Lehto, J., Harjula, R., 1997. Chemical and thermal stability of potassium nickel hexacyanoferrate(II). Journal of Nuclear Science and Technology 34, 582-587.

Rapko, B.M., Sinkov, S.I., Levitskaia, T.G., 2005. Removal of Cs-137 from dissolved Hanford tank saltcake by treatment with (IONSIVIE)-I-(R)-911. Separation Science and Technology 40, 91-107. Samanta, S.K., 1999. Cesium sorption behavior of a mordenite type synthetic zeolite and its modified form obtained by acid treatment. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 240, 585-588.

Sharygin, L., Muromskiy, A., Kalyagina, M., Borovkov, S., 2007. A granular inorganic cation-exchanger selective to cesium. Journal of Nuclear Science and Technology 44, 767-773.

Sinha, P.K., Panicker, P.K., Amalraj, R.V., Krishnasamy, V., 1995. Treatment of radioactive liquid waste containing cesium by indigenously available synthetic zeolites - A comparative study. Waste Management 15, 149-157.

Smiciklas, I., Dimovic, S., Plecas, I., 2007. Removal of Cs1+, Sr2+ and Co2+ from aqueous solutions by adsorption on natural clinoptilolite. Applied Clay Science 35, 139-144.

Tessier, V., Ravat, C., 2000. Etude des interactions radionucléides/sels peu solubles du procédé STE3, NT SEP 00/04, CEA Marcoule.

81

Wang, S.B., Peng, Y.L., 2010. Natural zeolites as effective adsorbents in water and wastewater treatment. Chemical Engineering Journal 156, 11-24.

Weber, W.J., Morris, J.C., 1963. Kinetics of adsorption on carbon from solution. Journal Sanitary Engineering Division Proceedings American Society of Civil Engineers, 31-63.

Zhang, C.-P., Gu, P., Zhao, J., Zhang, D., Deng, Y., 2009. Research on the treatment of liquid waste containing cesium by an adsorption–microfiltration process with potassium zinc hexacyanoferrate. Journal of Hazardous Materials 167, 1057-1062.

PARTIE II

E

TUDE DE LA

COPRECIPITATION DU

STRONTIUM PAR LE SULFATE

DE BARYUM

85

CHAPITRE IV : ETUDE DES CINETIQUES DE NUCLEATION ET DE