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«Compréhension des mécanismes synergiques pour l’extraction de l’uranium des mines de phosphates» par Olivia PECHEUR

Présentée par : Olivia Pecheur Discipline : chimie théorique, physique, analytique Laboratoire : LIONS

Résumé :
Le procédé hydrométallurgique le plus utilisé pour extraire l’uranium VI des minerais phosphoriques met en jeu un mélange synergique de deux molécules extractantes : HDEHP et TOPO. Si les combinaisons synergiques sont connues dans le domaine de l’extraction liquide/liquide, les mécanismes qui pilotent la synergie d’extraction sont encore mal décrits. Une approche multi-échelle a été utilisée pour décrire ces mécanismes, combinant deux descriptions qui diffèrent par leur centre d’intérêt, respectivement l’ion pour l’approche moléculaire et les agrégats d’extractants pour l’approche supramoléculaire. Ces deux approches ont parallèlement été rationnalisées par des calculs de dynamique moléculaire. La description obtenue permet de rendre compte de la synergie via la structure des complexes et des agrégats formés pour différents ratios HDEHP/TOPO. De la même façon, des composés bifonctionnels, qui combinent deux fonctions extractantes au sein de la même molécule ont été étudiés et comparés au système HDEHP/TOPO pour identifier l’origine de l’augmentation des performances d’extraction et de sélectivité.

Abstract :
Uranium VI is commonly extracted from phosphoric ores by a well-known process exploiting the synergistic mixture of two extractant molecules: HDEHP and TOPO. In the field of liquid-liquid extraction, synergistic combinations are common but the mechanisms at the origin of the synergy are not well understood. A multi-scale approach has been used to describe these mechanisms, combining two different descriptions: the molecular scale focuses on the ion point of view, while the supramolecular scale focuses on extractants’ aggregation. These two approaches have been rationalized by molecular dynamics computations. The results allow describing the synergy through the structure of the complexes and aggregates. With the same approach, some bifunctional compounds, combining the two extracting sites in one molecule, have been studied and compared to the HDEHP/TOPO system in order to identify the origin of their increased capacities in extraction and selectivity.
Informations complémentaires
Christophe DEJUGNAT, Chargé de Recherche, Habilité à Diriger des Recherches, à l’Université de Toulouse 3/Interactions Moléculaires et Réactivité Chimique et Photochimique (IMRCP) - UMR 5623 - Toulouse - Rapporteur
Christoph HENNIG, Directeur de Recherche au Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf - Grenoble - Rapporteur
Fabienne TESTARD, Chercheur, Habilitée à Diriger des Recherches, au CEA/Laboratoire Interdisciplinaire sur l’Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (LIONS) - Gif/Yvette - Directeur de thèse
Emmanuel CADOT, Professeur des Universités, à l’Université Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire Institut Lavoisier de Versailles (ILV) - Versailles - Examinateur
Alexandre CHAGNES, Professeur Associé, à Chimie Paris Tech/Institut de Recherche de Chimie de Paris (IRCP) - UMR 8247 - Paris - Examinateur
Thomas ZEMB, Professeur, à l’Institut des Sciences et Techniques Nucléaires (INSTN)/Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM) - UMR 5257 - Bagnols sur Cèze - Examinateur
Sandrine DOURDAIN, Ingénieur de Recherche, à l’Institut des Sciences et Techniques Nucléaires (INSTN)/Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM) - UMR 5257 - Invitée
Dominique GUILLAUMONT, Ingénieur de Recherche, au CEA de Marcoule - Bagnols sur Cèze - Invitée
Hamid MOKHTARI, Ingénieur de Recherche, à AREVA/Service d’Etudes de Procédés et Analyses - Bessines sur Gartempe - Invité
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