Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Jean BERTIN : Directeur recherche et développement de la business unit chimie d'AREVA
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Georges capus : Directeur marketing amont du cycle du combustible nucléaire d'AREVA
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Bertrand MOREL : Chef du service recherche et développement de COMURHEX
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Lire l’articleINTRODUCTION
La conversion et la purification de l'uranium en UF6 s'effectue industriellement suivant deux voies possibles : soit le raffinage préalable par extraction liquide/liquide suivi de la conversion en UF6 (voie humide), soit la conversion directe en UF6 suivie d'une distillation (voie sèche).
Dans le cadre de la voie humide, l'oxyde d'uranium est dissout par l'acide nitrique, puis le nitrate d'uranyle est extrait sélectivement par un solvant en milieu acide. Après réextraction en phase aqueuse et dénitration, l'oxyde est alors réduit en UO2 , puis hydrofluoré en UF4 et, enfin fluoré en UF6 . Diverses techniques de réacteurs de fluoration ou d'hydrofluoration sont possibles : réacteurs à flamme, lits fluidisés, fours tournants, fours à lit coulant.
Dans le cas de la conversion en voie sèche, l'U3O8 est réduit en UO2, puis transformé ensuite en UF4 puis UF6 dans une succession de lits fluides. Enfin, l'UF6 liquide est distillé sous pression dans deux colonnes en série.
L'obtention d'UF6 est rendue possible par la préparation de fluor moléculaire à partir de l'électrolyse de l'HF.
Il existe actuellement six convertisseurs d'UF6 dans le monde et la capacité industrielle installée est de l'ordre de 73 kt U pour une production de 61 kt U en 2009. Le coût de la conversion est faible (2 % du cycle du combustible), mais c'est une étape indispensable entre deux opérations importantes : l'extraction d'uranium et son enrichissement.
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Aspects économiques2. Usines de raffinage et de conversion dans le monde
2.1 France
L'activité de conversion est réalisée dans les usines de la société Comurhex, filiale à 100 % depuis 1992 du groupe Cogema, devenu Areva depuis 2001 :
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à Malvesi, réception et entreposage des concentrés uranifères en provenance de tous les pays du monde. Le procédé actuel comprend les étapes de purification par solvant préparation d'UO3 par la voie ammoniac, conversion UO3 en UF4 ;
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à Pierrelatte, électrolyse de l'HF et conversion de l'UF4 en UF6 .
La capacité actuelle est de 14 000 tU/an.
Afin de pérenniser l'activité conversion en France, Areva a engagé un programme d'investissements importants sur les deux sites. Les évolutions de procédé vont permettre d'améliorer la productivité tout en diminuant l'empreinte environnementale, avec en particulier :
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la réduction de la consommation d'acide nitrique grâce à un recyclage ;
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la substitution de la dénitration chimique par la dénitration thermique ;
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l'optimisation des traitements d'effluents.
Les nouvelles installations prendront en compte les nouveaux standards de sûreté et de sécurité notamment en matière de confinement et de tenue au séisme. La capacité de production sera portée dans un premier temps à 15 000 tU/an en 2014.
HAUT DE PAGE2.2 Monde
Le tableau 1 rassemble les principaux convertisseurs dans le monde.
Au Canada, Cameco possède deux usines dans lesquelles la conversion est réalisée :
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l'usine amont située à Blind River où les concentrés uranifères sont purifiés par solvant avant la conversion en UO3 ;
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l'usine aval de Port Hope, où la majorité de l'UO3 est transformée en UF6 . Une partie de l'UO3 est dédiée à la production de combustible pour les réacteurs Candu. Dans ce cas, l'UO3 est préalablement dissous avant précipitation de l'uranium par la voie ammoniac.
Depuis 2006, une partie de la production d'UO3 de Blind River est livrée au site de Springfields...
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Usines de raffinage et de conversion dans le monde
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HARRINGTON (C.), RUENHLE (A.) - Uranium production technology. - D. Van Nostrand publications, New York (1959).
-
(2) - KATZ (J.J.), RABINOWITCH (E.) - The chemistry of uranium. - Dover publications, New York (1951).
-
(3) - Production of yellow cake and uranium fluorides. - Proceedings of advisory group meeting, IAEA publications, Paris, 5-8 juin 1979.
-
(4) - BACHER (V.W.), JACOB (E.) - UF6 Chemie und technologie eines Grunstoffs des nucklearen Brennstoff-Kreislaufes. - Chemiker Zeitung, 106, p. 117-136 (1982).
-
(5) - LLEWELLYN (D.R.) - Some physical properties of UF6 . - J. Chem. Soc., p. 28-36 (1953).
-
(6) - WILSON (P.W.) - Reactions and comparative reactivity of UF6 . - Rev. Pure and Applied Chem., 22, p. 1-12 (1972).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Standard Specification for Uranium Hexafluoride for Enrichment, American standard for testing materials - ASTM C787 -
-
Standard Specification for Uranium Hexafluoride Enriched to less than 5%235U. American standard for testing materials - ASTM C996 -
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