Procedimiento de separación de al menos un elemento platinoide de una disolución acuosa ácida que comprende, además de este elemento platinoide, uno o varios de otros elementos químicos.

Procedimiento de recuperación de al menos un elemento platinoide contenido en una disolución acuosa ácida que comprende otros elementos químicos además de dicho elemento platinoide

, comprendiendo dicho procedimiento las siguientes etapas:

- una etapa de puesta en contacto de dicha disolución acuosa ácida con una cantidad reductora de un agente reductor que es un compuesto alcohólico no azufrado y no glucídico elegido de los alcoholes cíclicos, eventualmente aromáticos, y los polioles alifáticos, mediante lo cual dicho elemento platinoide se reduce a su grado de oxidación 0;

- una etapa de separación de dicho elemento platinoide así reducido de dicha disolución acuosa ácida.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/051435.

Solicitante: COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 25, rue Leblanc, Bâtiment "Le Ponant D" 75015 Paris FRANCIA.

Inventor/es: GRANDJEAN,Agnès, GOETTMANN,FRÉDÉRIC, SMUTEK,BERNHARD.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO... > PRODUCCION O AFINADO DE METALES (fabricación de... > C22B3/00 (Extracción de compuestos metálicos por vía húmeda a partir de minerales o de concentrados)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA INORGANICA > COMPUESTOS QUE CONTIENEN METALES NO CUBIERTOS POR... > C01G55/00 (Compuestos de rutenio, rodio, paladio, osmio, iridio o platino)
  • SECCION G — FISICA > FISICA NUCLEAR; TECNICA NUCLEAR > PROTECCION CONTRA LOS RAYOS X, RAYOS GAMMA, RADIACIONES... > Tratamiento de materiales contaminados por la radiactividad;... > G21F9/06 (Tratamientos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO... > PRODUCCION O AFINADO DE METALES (fabricación de... > C22B61/00 (Obtención de metales no previstos anteriormente en la presente subclase (hierro C21))

PDF original: ES-2535745_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de separación de al menos un elemento platinoide de una disolución acuosa ácida que comprende, además de este elemento platinoide, uno o varios de otros elementos químicos

Campo técnico

La presente invención se refiere a un procedimiento de separación de al menos un elemento platinoide de una disolución acuosa ácida que comprende, además de este elemento platinoide, uno o varios de otros elementos químicos.

En lo anterior y lo que sigue, se precisa que por "elemento platinoide", se entiende un elemento que puede elegirse de platino, paladio, rodio, rutenio, iridio, osmio.

La invención es susceptible de encontrar aplicación en el campo del tratamiento y del reciclado de combustibles nucleares irradiados donde presenta un interés especial para recuperar de modo selectivo un elemento platinoide a partir de disoluciones acuosas de alta actividad como, por ejemplo, refinados procedentes del tratamiento de combustibles nucleares irradiados.

Estado de la técnica anterior

Los procedimientos, que permiten extraer y purificar el uranio y el plutonio presentes en los líquidos de disolución de combustibles nucleares irradiados, generan efluentes a los que se da el nombre de refinados.

Estos refinados son disoluciones acuosas de gran acidez nítrica, normalmente de 2 a 5 M, que contienen dos actínidos minoritarios, concretamente americio y curio, lantánidos como lantano, cerio, praseodimio, neodimio, samario y europio, productos de fisión distintos de los lantánidos como molibdeno, zirconio, rubidio, rutenio, rodio, paladio e itrio, así como productos de corrosión como hierro y cromo.

Su gestión consiste actualmente en concentrarlos al máximo, después acondicionarlos en matrices vitreas con vistas a un depósito antes de un almacenamiento final.

No obstante, la presencia de elementos platinoides (tales como paladio, rodio y rutenio) genera, a nivel de la vitrificación, entre otros, las siguientes dificultades:

- presentan una solubilidad limitada en los vidrios de confinamiento;

- tienden a formar partículas que precipitan en los crisoles de vitrificación y perturban, debido a ello, enormemente el funcionamiento de los procedimientos de vitrificación.

Para superar estas dificultades y también con vistas a reciclar los elementos platinoides (teniendo en cuenta, concretamente, la escasez previsible de los recursos naturales de estos elementos) determinados autores han puesto en práctica procedimientos de recuperación de estos elementos a partir de una disolución que los contiene además también de otros elementos radiactivos.

Diferentes técnicas de separación se han puesto en práctica, entre las que pueden citarse:

- técnicas de reducción electroquímica en medio de ácido nítrico, de modo que se depositen sobre un electrodo los elementos platinoides, que van a separarse, tales como las descritas en el documento US 2003/0099322, teniendo, no obstante, como inconveniente, una puesta en práctica relativamente compleja;

- técnicas de extracción líquido-líquido que implican el uso de agentes extractantes, tales como nitrato de tricaprilmetilamonio (tal como se describe en el documento US 4.162.231) o sulfuro de dialquilo (tal como se describe en el documento US 5.503.812), presentando estas técnicas no obstante el inconveniente de generar una cantidad importante de efluentes secundarios;

- técnicas de precipitación por reducción química de los elementos platinoides en medio de ácido nítrico que implican el uso de un reductor químico, tal como sacarasa como en el documento US 4.290.967, generando este modo de realización problemas de reacción de desnitración, reacción que presenta un carácter altamente exotérmico que puede originar una autoinflamación del medio de ácido nítrico.

Con vistas a superar los inconvenientes inherentes a las técnicas puestas en práctica en la técnica anterior, los autores de la presente invención se han propuesto poner a punto un nuevo procedimiento de recuperación de uno o varios elementos platinoides contenidos en una disolución acuosa ácida, por ejemplo, una disolución acuosa nítrica, que comprende otros elementos químicos, tales como elementos radiactivos.

Han descubierto así, de modo sorprendente, que utilizando determinados alcoholes orgánicos, es posible extraer selectivamente los elementos platinoides contenidos en una disolución acuosa ácida, mediante una puesta en práctica sencilla y poco costosa, sin que ello genere grandes cantidades de efluentes secundarios y sin que ello induzca los inconvenientes relacionados con importantes reacciones de desnitración, cuando la disolución acuosa ácida es una disolución acuosa nítrica.

Exposición de ia invención

Así la invención se refiere a un procedimiento de recuperación de al menos un elemento platinoide contenido en una disolución acuosa ácida que comprende otros elementos químicos además de dicho elemento platinoide, comprendiendo dicho procedimiento las siguientes etapas:

- una etapa de puesta en contacto de dicha disolución acuosa ácida con una cantidad reductora de un agente reductor que es un compuesto alcohólico no azufrado y no glucídico elegido de los alcoholes cíclicos, eventualmente aromáticos, y los polioles alifáticos, mediante lo cual dicho elemento platinoide se reduce a su grado de oxidación 0;

- una etapa de separación de dicho elemento platinoide así reducido de dicha disolución acuosa ácida.

Antes de entraren más detalle en la descripción de la invención, se precisan las siguientes definiciones.

En lo anterior y lo que sigue, se entiende, por elemento platinoide, un elemento metálico que existe con un grado de oxidación diferente de 0, elemento metálico que se elige de platino, paladio, rodio, rutenio, iridio, osmio.

Gracias a la elección de alcoholes específicos utilizados en cantidades específicas (concretamente, cantidades que permiten la reducción a su grado de oxidación 0 del o de los elementos platinoides presentes en la disolución acuosa ácida), es posible obtener una reducción selectiva del o de dichos elementos platinoides con respecto a otros elementos químicos presentes en la disolución acuosa ácida, sin que exista contaminación de dicha disolución por azufre (debido a que los alcoholes son no azufrados), lo que sería insalvable para la vitrificación de la disolución así obtenida tras la extracción de dichos elementos platinoides.

Tal como se mencionó anteriormente, los alcoholes no azufrados y no glucídicos que pueden utilizarse para el procedimiento de la Invención pueden ser alcoholes cíclicos, eventualmente aromáticos, dicho de otro modo:

- compuestos hldrocarbonados cíclicos, eventualmente aromáticos, que comprenden al menos un ciclo que porta directamente al menos un grupo hldroxllo; o

- compuestos hldrocarbonados cíclicos, eventualmente aromáticos, cuyo ciclo porta al menos un grupo hidrocarbonado, lineal o ramificado, saturado o ¡nsaturado, grupo hldrocarbonado que porta al menos un grupo hldroxllo.

Con referencia a los compuestos hldrocarbonados cíclicos, que comprenden al menos un ciclo que porta directamente al menos un grupo hldroxllo, pueden citarse compuestos allcícllcos y monocíclicos que comprenden de 4 a 10 átomos de carbono, que portan al menos un grupo hldroxllo. A modo de ejemplo de compuestos según esta definición, puede citarse el clclohexanol.

Con referencia a los compuestos hldrocarbonados cíclicos, eventualmente aromáticos, cuyo ciclo porta al menos un grupo hldrocarbonado, lineal o ramificado, saturado o ¡nsaturado, que porta al menos un grupo hidroxilo, pueden citarse compuestos aromáticos monocíclicos, cuyo ciclo porta al menos un... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de recuperación de ai menos un eiemento piatinoide contenido en una disoiución acuosa ácida que comprende otros eiementos químicos además de dicho eiemento piatinoide, comprendiendo dicho procedimiento ias siguientes etapas:

- una etapa de puesta en contacto de dicha disoiución acuosa ácida con una cantidad reductora de un agente reductor que es un compuesto aicohóiico no azufrado y no giucídico eiegido de ios aicohoies cíciicos, eventuaimente aromáticos, y ios poiioies aiifáticos, mediante io cuai dicho eiemento piatinoide se reduce a su grado de oxidación 0;

- una etapa de separación de dicho eiemento piatinoide así reducido de dicha disoiución acuosa ácida.

2. Procedimiento según ia reivindicación 1, en ei que ios aicohoies cíciicos, eventuaimente aromáticos son compuestos hidrocarbonados cíciicos, eventuaimente aromáticos, que comprenden ai menos un cicio que porta directamente ai menos un grupo hidroxiio.

3. Procedimiento según ia reivindicación 2, en ei que ios compuestos hidrocarbonados cíciicos, eventuaimente aromáticos, que comprenden ai menos un cicio que porta directamente ai menos un grupo hidroxiio, son compuestos alicíclicos y monocícücos que comprenden de 4 a 10 átomos de carbono, que portan ai menos un grupo hidroxiio.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en ei que ios aicohoies cíciicos, eventuaimente aromáticos son compuestos hidrocarbonados cíclicos, eventuaimente aromáticos, cuyo cicio porta ai menos un grupo hidrocarbonado, lineal o ramificado, saturado o insaturado, que porta ai menos un grupo hidroxiio.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que dichos compuestos son compuestos aromáticos monocícücos, cuyo ciclo porta al menos un grupo hidrocarbonado, lineal o ramificado, saturado o insaturado, que porta ai menos un grupo hidroxiio y cuyo ciclo también porta eventualmente uno o varios grupos distintos dei grupo hidrocarbonado mencionado anteriormente, tales como grupos alcoxilo, -OH.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que dichos compuestos son compuestos feníiicos, cuyo grupo feniio porta al menos un grupo hidrocarbonado, lineal o ramificado, saturado o insaturado, que puede comprender de 1 a4 átomos de carbono, grupo hidrocarbonado que porta al menos un grupo hidroxiio, grupo feniio que también puede portar uno o vahos grupos distintos del grupo hidrocarbonado mencionado anteriormente.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que dichos compuestos son compuestos feníiicos, cuyo grupo feniio porta un grupo -CH2-OH y eventualmente al menos un grupo elegido de los grupos alcoxilo u -OH.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que un compuesto de este tipo corresponde a un derivado de alcohol bencílico de la siguiente fórmula:

en la que es un grupo alcoxilo o un grupo hidroxiio.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que está situado en posición orto, meta o para con respecto ai grupo -CH2-OH.

10. Procedimiento según la reivindicación 8 ó 9, en el que R^ está situado en posición para con respecto ai grupo - CH2-OH, en cuyo caso el compuesto responde a la siguiente fórmula:

siendo R^ tai como se define en ia reivindicación 8.

11. Procedimiento según ia reivindicación 6, en ei que dichos compuestos son compuestos feníiicos, cuyo grupo

**(Ver fórmula)**

OH

**(Ver fórmula)**

OH

fenilo porta un grupo -CH(OH)-CH3 y eventualmente al menos un grupo elegido de los grupos alcoxilo u -OH.

12. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que tales compuestos son compuestos fenílicos, cuyo grupo fenilo porta al menos un grupo hidrocarbonado, lineal o ramificado, insaturado que puede comprender de 2 a 4 átomos de carbono.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que tales compuestos son compuestos fenílicos, cuyo grupo fenilo porta un grupo -CH=CH-CH2-OH.

14. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que los polioles alifáticos comprenden de 2 a 4 átomos de carbono.

15. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento platinoide es paladio.

16. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la disolución acuosa ácida es una disolución nítrica.

17. Procedimiento según la reivindicación 16, en el que la disolución nítrica es un refinado procedente de 20 procedimientos de tratamiento de combustibles nucleares irradiados.