Stage - Bac+4/+5 - Développement d'un procédé de déchloruration pour le recyclage d'oxydes - H/F

Sujet de stage

Le CEA Valduc exploite plusieurs procédés de recyclage de matière nucléaire pour les besoins de la dissuasion française. Une de ces voies de retraitement est effectuée par pyrochimie, en milieu de sels de chlorures fondus, à haute température. A l’issue du procédé, des sels contenant encore une part significative des éléments d’intérêts sont entreposés sur site, en attente d’une solution de retraitement. Un procédé a été développé dans les années 1990, qui permet d’une part de stabiliser la matière nucléaire et d’autre part de pouvoir récupérer et valoriser cette matière. Ce procédé est séparé en deux étapes. Une première étape d’oxydation permet de stabiliser la matière sous sa forme oxyde, plus stable que les composés métalliques, chlorés ou oxychlorés (An métal, AnClx, AnOCl). Une seconde étape de distillation permet de retirer les ultimes traces de chlorures et d’obtenir un oxyde, compatible des voies de recyclage par un procédé hydrométallurgique.

Description de l'offre

Le sujet proposé ici vise à développer une alternative à cette étape de distillation afin de séparer les chlorures des oxydes.
Dans une première phase, le travail va consister à préparer des composés modèles en utilisant un ou des analogues chimiques à la matière nucléaire, comme le cérium. Les oxydes seront préparés à partir de mélanges de sels de chlorures (NaCl-KCl-CeCl3) avec des ajouts maitrisés de Na2CO3. Après décantation, l’oxyde de cérium est précipité mais il contient encore une proportion non négligeable de chlorures.
La seconde phase de ce travail consistera à mettre au point un protocole de déchloruration par lavage chimique, en définissant les paramètres expérimentaux optimaux permettant dans un premier temps de solubiliser les chlorures sans solubiliser l’oxyde précipité. Une fois les oxydes séparés des chlorures, il s’agira ensuite de faire précipiter les chlorures séparément, afin de ne pas générer d’effluents chlorés. L’étudiant(e) pourra s’appuyer sur des techniques de caractérisations de matériaux et d’analyse chimique (MEB et Spectrophotométrie UV-Visible) ainsi que des méthodes de suivi des gaz produits (par Spectroscopie IR ou Micro GC).

Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes handicapées, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation pour l’inclusion des travailleurs handicapés.
Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les collaborateurs du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation.

Profil du candidat

Chimie ; sels Fondus ; matériaux
Bac+4/+5