CH618890A5

CH618890A5 -

Info

Publication number: CH618890A5
Application number: CH172477A
Authority: CH
Inventors: Jacques Aubert; Maurice Carles; Roger Neige
Original assignee: Commissariat Energie Atomique
Priority date: 1976-02-13
Filing date: 1977-02-11
Publication date: 1980-08-29
Also published as: ES455866A1; BE851365A; SE7701554L; JPS588286B2; SE427530B; US4129481A; FR2340766B1; NZ183321A; CA1088455A; FR2340766A1; FI60357B; IT1075557B; DE2705895A1; GB1541805A; LU76749A1; OA05568A; DE2705895C2; AU2222177A; NO145460C; BR7700879A

Description

La présente invention concerne l'enrichissement chimique de l'uranium en l'un de ses isotopes par échanges isotopiques en cascade entre deux phases, dont une est aqueuse, les phases contenant de l'uranium à des valences différentes.

On connaît déjà de tels procédés d'échange. Le brevet GB N° 1120208 et le brevet FR N° 1600437 décrivent des procédés dans lesquels la seconde phase est constituée par une résine échangeuse d'ions, l'uranium étant présent à la valence IV sous forme d'ions U+4 et à la valence VI sous la forme UO2 + +.

On connaît également (brevet FR N° 2282928) un procédé permettant d'arriver à des coefficients d'enrichissement plus élevés, utilisant l'échange entre l'uranium à la valence IV et l'uranium à la valence III. Dans ce cas, il est indispensable de ne pas mettre en contact la phase contenant U III avec des pièces conductrices de l'électricité et de la maintenir exempte d'impuretés oxydantes.

On sait par ailleurs que, pour obtenir un enrichissement suffisant dans des conditions satisfaisantes, il faut utiliser un grand nombre de sous-cascades que l'on relie entre elles pour constituer une cascade. En cas d'enrichissement par échange chimique, chaque sous-cascade comporte notamment plusieurs appareils de contact placés en série où s'effectue l'échange entre une phase aqueuse contenant l'uranium à une première valence (+3 par exemple) et l'autre phase contenant l'uranium à l'autre valence (+4 par exemple), ainsi qu'un circuit de reflux oxydant, dans lequel l'uranium à la valence inférieure, appauvri en isotope léger, est oxydé à la valence supérieure et un reflux réducteur, dans lequel l'uranium àia valence supérieure, enrichi en isotope léger, est réduit à la valence inférieure.

Deux procédés ont été proposés pour réduire l'uranium en phase aqueuse de la valence supérieure (VI ou IV) à la valence inférieure (IV ou III). Il s'agit de l'électrolyse directe d'une solution aqueuse acide d'un sel d'uranium ou de la réduction chimique par l'amalgame de zinc qui est ensuite régénéré par électrolyse.

En général l'oxydation s'effectue par action d'un gaz oxydant, dégagé au cours de l'électrolyse d'une solution de chlorure, sur une phase aqueuse contenant l'uranium à oxyder.

Dans ce cas, une fraction importante de l'énergie dépensée au cours du cycle correspond soit à la réduction de l'uranium, soit à la régénération de l'amalgame avec dégagement corrélatif de gaz oxydant (chlore, par exemple, en cas de réduction de chlorure); la réaction d'oxydation est exothermique et produit un dégagement

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de chaleur, mais celle-ci n'est pas récupérée. Le brevet FR N° 1600437, qui concerne essentiellement l'échange sur résine échangeuse d'ions en lit fixe, mentionne de plus la possibilité de faire circuler les solutions de l'élément à traiter dans les compartiments anodique et cathodique, d'une même cellule électrolytique. 5 Mais ce brevet ne donne pas d'indication sur la façon d'opérer, ni d'exemple d'application, le seul décrit étant celui de l'échange UIV-U Vi avec oxydation de UIV en U VI par l'oxygène recueilli dans le compartiment anodique de l'électrolyseur. Or, l'emploi d'un électrolyseur classique, même à diaphragme, pour effectuer io cette double opération sur l'uranium, est voué à l'échec dans le cas de la réduction de UIV en U III.

La présente invention vise à fournir un procédé d'enrichissement isotopique utilisant l'échange entre U III et UIV et une opération d'oxydoréduction électrolytique sans dégagement gazeux, is permettant de diminuer très sensiblement la consommation d'énergie.

Dans ce but, il est prévu un procédé chimique d'enrichissement de l'uranium en l'un de ses isotopes, suivant lequel :

— on met en contact dans un dispositif d'échange isotopique 20 une phase chargée en uranium à une première valence avec une autre phase chargée en uranium à une seconde valence, l'une des valences étant III et l'autre IV, dans des conditions qui limitent les transferts d'uranium d'une phase à l'autre,

— on extrait l'uranium de ladite autre phase après contact au 25 moyen de la phase aqueuse préalablement épuisée, et on fait passer l'uranium en phase aqueuse à la première valence, par un procédé faisant intervenir une électrolyse, avant nouveau contact avec l'autre phase dans le dispositif d'échange isotopique, et corrélativement 30

— on fait passer, après contact, l'uranium en phase aqueuse à la seconde valence, au cours de l'électrolyse qui intervient lors dudit passage de la seconde à la première valence et qui s'effectue sans dégagement gazeux, puis

— on transfère l'uranium à la seconde valence dans l'autre 35 phase préalablement épuisée en uranium.

Dans un premier mode de réalisation, l'uranium en phase aqueuse est réduit directement au cours de ladite électrolyse.

Dans un autre mode de réalisation, l'uranium en phase aqueuse est réduit par le zinc sur un amalgame de zinc et cet amalgame est 40 régénéré au cours de ladite électrolyse.

Selon un mode particulièrement avantageux de mise en œuvre de l'invention, le passage de la valence III à la valence IV s'effectue au cours d'une électrolyse sur anode constituée de plomb, de plomb amalgamé, de graphite, de mercure ou de tantale, le plomb 45 étant toutefois préféré, et la réduction s'effectue sur un catholyte comportant l'amalgame dont la teneur en zinc est amenée d'une première valeur à une seconde valeur plus élevée et une solution aqueuse contenant un sel de zinc. L'amalgame est avantageusement amené à une teneur en zinc comprise entre 1,1 et 1,8% et la so solution aqueuse à une teneur comprise entre 4 et 5N de ZnCb, à l'entrée de l'électrolyseur, et 3 et 4N à la sortie.

Selon ce procédé, on évite de réduire en totalité le chlorure de zinc dans l'électrolyseur, ce qui permet d'atteindre un rendement Faraday t|f d'électrolyseur beaucoup plus élevé. 55

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, de dispositifs qui en constituent des modes de réalisation donnés à titre d'exemples. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels:

La fig. 1 est un schéma de principe d'une sous-cascade d'enri- 60 chissement isotopique par échange chimique suivant l'art antérieur;

la fig. 2 est un schéma d'une sous-cascade où l'uranium est •

réduit par électrolyse directe de la phase aqueuse;

la fig. 3 est un schéma d'une sous-cascade où l'uranium est réduit par échange biphasé sur l'amalgame de zinc ; «

la fig. 4 montre une variante de la sous-cascade de la fig. 3 ;

la fig. 5 est un schéma de principe d'un montage possible de l'anode de l'électrolyseur des fig. 2, 3 ou 4.

On supposera, à titre d'exemple, que la sous-cascade montrée en fig. 1 est du type décrit dans le brevet FR N° 2282928 déjà mentionné et est destinée à l'enrichissement isotopique de l'uranium en isotope 235 par échange entre une phase aqueuse acide avantageusement chlorhydrique, contenant l'uranium à la valence + 3, et une phase organique contenant l'uranium à la valence + 4. La phase aqueuse parcourt un cycle 8 et la phase organique un cycle 9. Une batterie d'échange isotopique 11 comporte p étages identiques constitués chacun par un contacteur, par exemple un mélangeur-décanteur. Les étages sont désignés par 1..., n — 1, n, n+ l,..,p. Dans le contacteur n, la phase aqueuse, contenant l'uranium à la valence III, entre en 2, venant du contacteur n +1 ; elle est mélangée à la phase organique contenant l'uranium à la valence IV qui entre en 3, venant du contacteur n — 1. Après mélange et séparation, les phases aqueuse et organique sortent respectivement en 4 et 5. La phase aqueuse, contenant l'uranium à la valence III, s'apauvrit en isotope 235 et ainsi de suite jusqu'au contacteur 1, tandis que la phase organique, contenant l'uranium à la valence IV, s'enrichit en isotope 235 jusqu'au contacteur p. Si B est le coefficient d'enrichissement à chaque étage, et si Rn est le rapport des richesses isotopiques (isotope 235/iso-tope 238) de l'uranium, supposées égales aux entrées 2 et 3, la phase organique a la richesse Rn. B en isotope 235 à la sortie du contacteur n.

La phase organique, qui sort en 6 de la batterie d'échange isotopique 11, pénètre dans l'extracteur 21 d'un reflux riche 7 où l'uranium à la valence IV, enrichi en isotope 235, est extrait par la phase aqueuse du circuit 8. Le reflux riche 7 comporte un appareil 23 qui réduit l'uranium à la valence III. La phase aqueuse est ensuite réintroduite en 10 dans la batterie d'échange isotopique 11.

La phase aqueuse qui sert en 12 de la batterie passe dans un reflux pauvre 13 ou oxydant. L'uranium à la valence + 3, appauvri en isotope 235, est oxydé à la valence +4 dans un dispositif 40 et extrait par la phase organique du circuit 9 dans l'extracteur 24. La phase organique est réintroduite en 14 dans la batterie d'échange isotopique 11. L'uranium est, par exemple, oxydé par du chlore arrivant par la conduite 41 du dispositif 23, constitué par un électrolyseur.

Les calculs d'une sous-cascade d'enrichissement montrent qu'il y a intérêt à ajuster à chaque étage les débits montants (de 1 à p) et descendants, de façon à éviter les remélanges isotopiques, c'est-à-dire à amener l'uranium en 3 à la même richesse isotopique que l'uranium arrivant en 2. Cette condition n'est pas économiquement réalisable, aussi convient-il d'approcher au mieux ce profil idéal en réalisant des reflux partiels entre un nombre limité de sous-cascades dites carrées. C'est ce qui est réalisé dans la fig. 1, où on introduit un très faible débit d'uranium en 15, tandis que l'on soutire un débit Correspondant d'uranium enrichi en 17 et d'uranium appauvri en 16.

La phase organique est généralement un solvant, tel que le phosphate de triisobutyle (TIBP) dans un diluant, et la phase aqueuse est une solution chlorhydrique. La phase organique contient UCI4 et la phase aqueuse UCI3. La phase organique enrichie en isotope 235 sortant des contacteurs 11 cède tout son uranium à la phase aqueuse (phase aqueuse à faible teneur en acide chlorhydrique) dans l'extracteur 21. L'uranium à la valence +4 est réduit dans l'électrolyseur 23 en uranium à la valence + 3, avant passage dans la batterie 11.

Après l'échange isotopique, la phase aqueuse appauvrie en isotope 235 est réoxydée en 40 et cède en 24 son uranium à la phase organique montante qui vient du premier extracteur 21. La phase aqueuse épuisée en uranium est désacidifiée en 25, puis recyclée sur l'extracteur 21.

Comme on l'a indiqué plus haut, les opérations d'oxydation et de réduction s'accompagnent de pertes importantes sous forme thermique. Ces pertes sont très diminuées dans la disposition de la fig. 2 où, pour plus de simplicité, les composants correspondant à ceux de la fig. 1 portent les mêmes numéros de référence et ne seront pas décrits de nouveau.

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4

Dans le dispositif de la fig. 2, l'appareil de réduction 23 et l'appareil d'oxydation 40 sont constitués par un seul et même électrolyseur 42 à diaphragme 43. La phase aqueuse contenant U+4 qui sort de l'extracteur 21 traverse le compartiment cathodique de l'électrolyseur 42, tandis que la phase aqueuse contenant U+3 sortant de la batterie 11 traverse le compartiment anodique. La réduction et l'oxydation s'effectuent suivant les équations :

à la cathode: U+4+e~ -► U+3 (1)

(E.c= -0,63V)

à l'anode: U+3 -> U+4+e- (2)

(E.a= 0,63 V)

E.a et E.C, potentiels d'oxydoréduction, étant égaux, la tension minimale d'électrolyse, à courant nul, est théoriquement égale à zéro.

L'avantage de cette solution sur celle de la fig. 1 apparaît immédiatement: lorsqu'on électrolyse une solution chlorhydrique de UCLj avec dégagement de chlore à l'anode, on a:

àlacathode: U+4+e~ ->U+3 à l'anode: Cl- -> 'A Cb + e-

Les potentiels d'oxydoréduction sont E.c= —0,63V et E.a= + 1,39V.

La tension minimale d'électrolyse E. est donc 2,02 V.

L'électrolyse oxydoréductrice permet donc d'économiser une tension de 2 V par rapport à l'électrolyse réalisée suivant l'art antérieur.

L'oxydation de l'uranium est réalisée par décharge des ions U+3 au contact de l'anode. Cette anode doit:

— présenter un potentiel d'oxydoréduction supérieur à celui du système U+3/U+4, c'est-à-dire —0,63 V et

— ne pas provoquer l'oxydation de U+3 quand il n'y a pas passage de courant.

Le plomb, le plomb amalgamé, le graphite, le mercure, et le tantale répondent à ces critères.

Le plomb semble donner les meilleurs résultats. La liste ci-dessus n'est pas limitative.

Il faut évidemment éviter tout mélange à travers le diaphragme. La meilleure solution pour arriver à ce résultat consiste à employer un diaphragme imperméable échangeur d'ions. Toutefois, on peut également utiliser un diaphragme poreux composite comprenant trois parois poreuses parallèles délimitant deux espaces distincts entre les compartiments anodique et cathodique; ces espaces sont parcourus par des solutions acides de lavage qui entraînent l'uranium qui diffuse et permettent de le récupérer sans mélange.

Bien que divers types d'électrolyseurs soient utilisables, il semble particulièrement avantageux d'utiliser celui décrit dans la demande de brevet française publiée sous le N° 2339685 muni d'une membrane échangeuse de cations du type Nafion 425, fabriquée par Dupont de Nemours. Il s'agit d'un électrolyseur vertical à cathode constituée essentiellementr par du mercure s'écoulant verticalement par gravité sous forme de filets continus par des orifices ménagés dans au moins une goulotte.

A titre d'exemple, on peut indiquer que l'on arrive à des résultats satisfaisants, en effectuant l'électrolyse dans les conditions suivantes :

Phase aqueuse admise au compartiment anodique:

Solution chlorhydrique au moins 3N pour diminuer les pertes ohmiques.

U+3 sous forme de UCI3 : toute teneur permettant l'échange avec une phase organique chargée en UIV est en général acceptable; on utilise en général une concentration 1M.

Phase aqueuse admise au compartiment cathodique:

Solution aqueuse de 0,7 à 2N HCl et environ IM/1 de UCI4.

Densité de courant: 0,25 A/cm2 au minimum.

Dans le mode de réalisation illustré en fig. 3 (où les composants correspondant à ceux de la fig. 1 sont encore désignés par les mêmes numéros de référence), l'uranium est réduit par échange biphasé sur l'amalgame de zinc.

Dans ce but, le dispositif comporte un contacteur 27 interposé sur le trajet de la phase aqueuse entre l'extracteur 21 et la batterie 11. Ce contacteur 27 peut être d'un type quelconque. Il peut notamment être constitué par une colonne à garnissage de billes de verre de quelques millimètres de diamètre sur lesquelles on fait ruisseler l'amalgame et qui est parcouru par une circulation ascendante de phase aqueuse. Il suffit d'une hauteur de quelques dizaines de centimètres pour obtenir une réduction quasi-complète. L'amalgame a avantageusement une teneur en zinc à l'entrée comprise entre 1,1 et 1,5%, l'amalgame devenant pâteux au delà de 1,8%. Le zinc amalgamé réduit U+4 de la phase aqueuse en U+3 et la phase aqueuse se charge en même temps en Zn + +. Cette phase aqueuse est recyclée, après échange isotopique, au compartiment anodique de l'électrolyseur 42, dont le compartiment cathodique reçoit l'amalgame appauvri en zinc. L'amalgame est régénéré dans le compartiment cathodique où il se recharge en zinc aux dépens de ZnCl2 de la phase aqueuse.

L'électrolyseur 42, peut également être du type décrit dans la publication française N° 2339685 précitée. On peut également envisager un électrolyseur utilisé dans les conditions suivantes :

La cellule d'électrolyse 23 présente les caractéristiques suivantes :

— Surface anode et cathode:

80 cm2

— Distance anode et cathode :

43 mm

— Volume catholyte et anolyte:

800 cm3

— Diaphragme verre poreux

— Densité de courant:

25 A/dm2

— Solution cathodique

MgCl2

3N

HCl

3N

1

ZnCk

4N

— Solution anodique

UCI3

M

HCl

3N

ZnCl2

N

— Température: 20-30°C

— Cathode: film de mercure ruisselant sur une surface de cupronickel verticale.

On peut également utiliser une anode massive en plomb, plomb amalgamé, graphite, mercure ou tantale.

Les résultats expérimentaux sont les suivants :

( Tableau en tête de la page suivante )

Le plomb donne les meilleurs résultats. Le rendement de Faraday, calculé d'après le zinc déposé, est de l'ordre de 0,9 et les tensions, conformément à la théorie, sont inférieures de l'ordre de 2 V à ce qu'elles sont dans une électrolyse avec dégagement de chlore. En effet, avec une cellule identique fonctionnant avec le même catholyte et un anolyte constitué d'HCl 5N, on obtient:

4,6-5,3 V à 0,125 A/cm2

5,9-6,6 V à 0,25 A/cm2

7,15-8,1 V à 0,38 A/cm2

La stabilité du courant d'électrolyse est obtenue par agitation continue de l'anode de plomb. La fig. 5 représente un tel dispositif d'agitation, qui sera décrit plus loin.

Dans le mode de réalisation montré en fig. 3, l'électrolyse de l'amalgame doit être conduite pratiquement jusqu'à réduction complète du zinc amené sous forme de chlorure à l'électrolyseur 42. En conséquence, le rendement Faraday dans la partie aval du compartiment cathodique est faible.

La fig. 4 montre un dispositif qui constitue une variante de celui de la fig. 3, permettant d'améliorer encore le rendement Faraday de l'électrolyse.

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Nature de

Densité de

Tension

Rendement de

l'anode verticale courant

Faraday (zinc)

Observations

Plomb

0,125 A/cm2

1,85 V

0,93

Nécessité d'agiter

0,15

2,2

0,82

l'anode à l'aide

0,20

2,7

0,88

d'un dispositif

0,24

3,2

0,87

approprié pour

0,25

3,4

0,97

obtenir une sta

0,25

3,4

0,90

bilité du

0,31

3,95

0,87

courant d'élec

trolyse

Plomb amalgamé

0,125

2,2

0,98

idem

0,25

4,3

0,72

Graphite

0,125

4,4

1

Tension et

0,25

6,1

0,88

intensité stables

0,34

6,6

0,87

Cupro-nickel

0,10

1,65

0,96

Tension et recouvert d'un

0,25

3,8

0,88

intensité assez film de mercure

0,31

7,8

1

instables, léger

(anode identique

magma dans la

à la cathode)

cuve

Tantale Très forte ten sion pour une faible intensité

Ce résultat est atteint en prévoyant une boucle supplémentaire qui permet de ne réduire qu'une fraction de ZnCfe dans l'électrolyseur 42, par exemple en ramenant la normalité en ZnCk de 4-5N à l'entrée à 3-4N à la sortie. 35

Le dispositif comporte dans ce but un distillateur 44 à deux étages qui remplace le désacidificateur 25. Ce distillateur reçoit à l'entrée la solution aqueuse épuisée en uranium qui a traversé le compartiment cathodique de l'électrolyseur 42 et présente :

— une teneur en HCl optimale pour l'extraction de U+4 par la 40 phase organique (généralement 3N environ),

— une teneur en halogénure alcalin (généralement LiCl) telle que la teneur en ions relarguant Cl - dans la phase aqueuse suffise à provoquer le transfert complet de l'uranium en 24 dans la phase organique (par exemple 3N), 45

— une teneur en Zn CI2 de 4 à 5N (dont le rôle en tant que relargant est généralement négligeable).

Le distillateur 44 peut être de type classique ; en cours de chauffage s'échappent successivement:

— par 45, de l'acide chlorhydrique presque anhydre utilisé 50 pour ajuster la normalité de la phase aqueuse dans le contacteur 27 (où elle doit être assez faible pour ne pas attaquer l'amalgame, mais assez élevée pour maintenir U+3 en solution, généralement 2,5N environ); puis dans la batterie 11 (4N environ en général); enfin dans l'extracteur 24; 55

— par 46, de l'eau très légèrement acide qui est envoyée à l'extracteur 21 ;

— par 47, une saumure de LiCl et de ZnCb qui est retournée à la phase aqueuse en amont de l'extracteur 24.

L'électrolyseur reçoit ainsi dans son compartiment cathodique : 60

— d'une part, de l'amalgame qui circule dans une boucle 48 (en tirets sur la fig. 4) et présente une teneur en zinc métallique qui augmente au passage dans l'électrolyseur 43 et diminue au passage dans l'appareil de réduction 27 ;

— d'autre part, une phase aqueuse acide, contenant 4 à 5N de «s ZnCb dont une fraction est réduite, donnant naissance à du zinc qui passe dans l'amalgame; celui-ci présente, par exemple, une teneur en zinc qui passe de 1,1 à 1,5%, tandis que la normalité en ZnCh de la phase aqueuse diminue corrélativement, par exemple de IN.

On voit qu'on conserve ici dans l'électrolyseur une teneur en ZnCb suffisante pour avoir un rendement Faraday t|f satisfaisant. Cet avantage est obtenu par l'adjonction d'une boucle parcourue par ZnCk, indiquée par une ligne en trait épais sur la fig. 4.

En contrepartie de cet avantage, il faut remarquer que la tension minimale théorique d'électrolyse n'est plus nulle, comme dans le cas de la fig. 2. En effet on a :

E.a= —0,67 V (oxydation de U+3 en U+4)

E.c= —1,43 V (réduction de Zn2+)

d'où E. = 0,76 V, valeur toutefois très inférieure à celle que l'on a dans le cas de la fig. 1.

On voit, sur la fig. 5, une anode massive 29 en plomb. Une alimentation électrique est figurée en 30. L'anode 29 est plongée dans un bac d'électrolyse 31 et repose sur un support 33. L'anode 29 comporte un bossage 32 qui s'appuie sur le support 33. De plus, l'anode 29 est reliée à sa partie supérieure par une bielle 34 à une manivelle dont le mouvement est commandé par un moteur électrique 37.

Lorsque le moteur électrique 37 fonctionne, l'anode 29 prend un mouvement alternatif qui élimine la couche limite et assure un bon renouvellement des ions U+3 au contact de l'anode 29.

Bien entendu, le dispositif d'oxydoréduction décrit ci-dessus peut être utilisé dans tous les procédés de séparation isotopique de l'uranium, basés sur un échange isotopique par voie chimique. En particulier, il n'est pas limité à l'échange isotopique solide-liquide où seule la phase aqueuse liquide subit les étapes de réduction et d'oxydation.

De plus, dans l'exemple décrit, la phase aqueuse est en milieu chlorhydrique ; elle peut également utiliser un milieu bromhydrique, iodhydrique, fluorhydrique sous réserve de l'utilisation de matériaux appropriés.

r

2 feuilles dessins

Claims

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1. Procédé chimique d'enrichissement de l'uranium en l'un de ses isotopes, suivant lequel:

— on met en contact dans un dispositif d'échange isotopique (11) une phase aqueuse (8) chargée en uranium à une première valence avec une autre phase (4) chargée en uranium à une seconde valence, l'une des valences étant III et l'autre IV, dans des conditions qui limitent les transferts d'uranium d'une phase à l'autre,

— on extrait l'uranium (21) de ladite autre phase (14) après contact au moyen de la phase aqueuse préalablement épuisée, et

— on fait passer l'uranium en phase aqueuse à la première valence (23), par un procédé faisant intervenir une électrolyse, avant nouveau contact avec l'autre phase dans le dispositif d'échange isotopique (11), et corrélativement,

— on fait passer, après contact, l'uranium en phase aqueuse à la seconde valence (40), au cours de l'électrolyse qui intervient lors dudit passage de la seconde à la première valence et qui s'effectue sans dégagement gazeux, puis

— on transfère l'uranium à la seconde valence dans l'autre phase préalablement épuisée en uranium (24).

2. Dispositif de mise en œuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend:

— une batterie d'échange (11) comprenant des moyens de contact,

— des moyens pour faire circuler dans ladite batterie la phase acide aqueuse chargée avec le composé d'uranium III et pour faire circuler, à contre-courant de ladite phase aqueuse et en contact avec elle, l'autre phase chargée avec le composé d'uranium IV, ladite batterie étant dépourvue de surface métallique en contact avec la phase aqueuse,

— des moyens propres à recevoir ladite autre phase sortant de la batterie et à épuiser ladite autre phase différente en uranium IV (21),

— des moyens oxydants (40) propres à recevoir la phase aqueuse sortant de la batterie et à oxyder l'uranium III dans ladite phase aqueuse,

— des moyens (24) propres à recevoir la phase aqueuse provenant desdits moyens oxydants et à l'épuiser en uranium IV,

— des moyens pour transférer l'uranium IV extrait à partir de ladite phase aqueuse dans ladite autre phase,

— des moyens pour transférer l'uranium IV extrait à partir de ladite autre phase dans ladite phase aqueuse, et

—■ des moyens réducteurs (40) propres à recevoir la phase aqueuse dans laquelle l'uranium IV a été transféré et à réduire l'uranium IV dans ladite phase aqueuse en uranium III, lesdits moyens oxydants et réducteurs comprenant un même électroly-seur (42).

2

REVENDICATIONS

3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'uranium en phase aqueuse est réduit directement au cours de ladite électrolyse.

4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'uranium en phase aqueuse est réduit par le zinc sur un amalgame de zinc et cet amalgame est régénéré au cours de ladite électrolyse.

5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le passage de la valence inférieure à la valence supérieure s'effectue au cours d'une électrolyse sur anode constituée de plomb, de plomb amalgamé, de graphite, de mercure ou de tantale, le plomb étant toutefois préféré, et la réduction s'effectue sur un catholyte comportant l'amalgame, dont la teneur en zinc est amenée d'une première valeur à une seconde valeur plus élevée, et une solution aqueuse contenant un sel de zinc.

6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'amalgame est amené à une teneur en zinc comprise entre 1,1 et 1,8% en poids.

7. Procédé suivant l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la solution aqueuse est amenée, d'une teneur comprise entre 4 et 5N de ZnCh, à une teneur comprise entre 3 et 4N au cours de l'électrolyse.

8. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit électrolyseur (42) comporte une enveloppe, un diaphragme (43) séparant ladite enveloppe en un compartiment cathodique et un compartiment anodique, des moyens pour diriger la phase aqueuse sortant de la batterie (11) vers le compartiment anodique, des moyens pour diriger la phase aqueuse sortant des moyens de transfert d'uranium et contenant l'uranium IV vers le compartiment cathodique, et des moyens pour faire circuler un courant de mercure constituant une cathode à travers ledit compartiment cathodique.

9. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit électrolyseur comprend une enveloppe, des moyens jouant le rôle de diaphragme (43), séparant ladite enveloppe en un compartiment cathodique et en un compartiment anodique, des moyens pour diriger ladite phase aqueuse sortant de la batterie (11) vers ledit compartiment anodique, des moyens pour diriger une solution acide aqueuse contenant un sel d'un hydracide dont le cation est le zinc vers le compartiment cathodique et des moyens pour faire circuler l'amalgame jouant le rôle de cathode à travers ledit compartiment cathodique.