Calard, F.

Cuer, F.

Grandjean, Agnès

Le Nedelec, T.

Leydier, A.

Piguet, A.

HAL-CEA

Élaboration de silices hybrides pour la récupération de l'uranium

Grandjean, A.

Archive Ouverte en Sciences de l'Information et de la Communication

HAL Id: cea-02339110
https://hal-cea.archives-ouvertes.fr/cea-02339110
Submitted on 13 Dec 2019
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Élaboration de silices hybrides pour la récupération de
l’uranium
T. Le Nedelec, A. Grandjean, F. Cuer, A. Leydier, F. Calard, A. Piguet
To cite this version:
T. Le Nedelec, A. Grandjean, F. Cuer, A. Leydier, F. Calard, et al.. Élaboration de silices hy-
brides pour la récupération de l’uranium. SLIMAIA 2018, Mar 2018, Rueil-Malmaison, France. ￿cea-
02339110￿
BET – ATG  
RMN solide - IR 
Elaboration de silices hybrides pour la 
récupération de l'uranium 
Contexte de l’étude 
Principe de l’extraction Système utilisé 
3 Axes d’étude 
T. LE NEDELEC1,2, A. GRANDJEAN2, F. CUER1, A. LEYDIER2, F. CALARD
2, A. PIGUET2 
1Commissariat à l’Energie Atomique  et aux Energies Alternatives (CEA), Centre de Marcoule, CEA/DEN/DMRC/SPDS/LDPS, 30207 Bagnols sur Cèze Cedex 
2Commissariat à l’Energie Atomique  et aux Energies Alternatives (CEA), Centre de Marcoule, CEA/DEN/DE2D/SEAD/LPSD, 30207 Bagnols sur Cèze Cedex 
Production d’effluents sulfuriques 
uranifères acides contenant du fer et 
du molybdène 
Extraction sélective 
de l’uranium 
Décontamination 
 des effluents 
Recyclage de 
l’uranium pour la 
production électrique 
Extraire le plus d’uranium 
possible (capacité max) sans 
extraire le fer et le 
molybdène (sélectivité max)  
Extraction sur support 
solide 
Pas de solvant organique 
 
Procédé mobile 
(cartouches déplaçables) 
Matériaux extractants = Silices hybrides 
mesoporeuses  
Solution à traiter = Effluent modèle 
Diamido-phosphonate 
 
Silice mésoporeuse (2-50 nm) 
U (125mg/L) 
Fe (9mg/L) 
Mo (35 mg/L) 
H2SO4 (pH=1,7, SO4
2-/U = 50) 
Matériaux résistants aux conditions 
acides, grande surface spécifique 
Bonne complexation de 
l’uranium 
Fe 
Mo 
Etude de la spéciation des éléments U, Fe, Mo : 
Identification des mécanismes d’extraction et 
de la stœchiométrie 
 
Modification de la structure du matériau 
(Extractant, liaison, charpente) : Maximisation 
des performances d’extraction 
 
Optimisation du procédé d’extraction : 
Augmentation de la sélectivité par 
desextraction sélective 
SiO2 
Travaux et résultats 
Modification de la fonction 
extractante 
Encombrement de l’azote 
sur amidophosphonate 
R = Ethyle ou 
iso-Butyle 
Nouveaux groupements 
extractants en 
développement (en cours) 
Influence de la longueur 
de chaine extractant-
charpente 
Influence de l’amide 
intermédiaire sur la chaine 
extractant-charpente (en cours) 
Modification de la chaine 
Extractant-Charpente 
0 
0,05 
0,1 
0,15 
0,2 
0,25 
0,3 
1 2 3 4 
Ta
u
x 
d
e 
gr
ef
fa
ge
  
(m
m
o
l/
g)
 
Longueur de chaine  
n 
0 
0,5 
1 
1,5 
2 
2,5 
3 
3,5 
4 
4,5 
5 
1 2 3 4 N
o
m
b
re
 d
e 
m
o
lé
cu
le
 
ex
tr
ac
ta
n
te
s 
p
ar
 U
ra
n
iu
m
 
Longueur de chaine 
n 
Synthèse et caractérisation 
Objectif double 
Objectif 
Extractant 
Extractant Extractant 
Silice 
Synthèse organique Synthèse matériaux 
Caractérisation matériaux Test d’extraction 
Minéralisation 
ICP-AES 
FX 
Analyses 
Capacité - sélectivité 
Figure 1 : Influence de la longueur de chaine et 
de l’encombrement azote (groupement R) sur le 
taux de greffage 
Figure 2 : Influence de la longueur de chaine et de 
l’encombrement azote (groupement R) sur le nombre de 
molécules extratantes nécessaire pour complexer l’uranium 
R=éthyle 
R=iso-Butyle 
R=éthyle 
R=iso-Butyle 
Capacité U max atteinte = 30,8 mgU/g Sélectivité U/Mo max atteinte = 1,6 
Faible influence de la longueur et de la substituions azote sur le taux de greffage 
Taux de greffage maximum pour une longueur de 2 carbones avec substituant éthyle 
 
Forte influence de la longueur de chaine sur le nombre de molécules extratantes par 
uranium. Tendance identique quel que soit le substituant azote. 
  
D’autres tests sur les nouveaux groupements extratants et sur les 
chaines sans amides intermédiaires sont en cours. Des nouvelles 
méthodes de synthèse des matériaux sont en développement. 
Conclusions Perspectives 
Les matériaux synthétisés permettent de confirmer les valeurs d’extraction 
obtenues par d’autre études préalables mais la sélectivité U/Mo reste assez 
faible 


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