D-Cinnabar: Stabilisation du mercure métallique contaminé
Stabilisation du mercure métallique provenant d’installations nucléaires par un procédé en voie sèche
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A température ambiante, le mercure est un métal liquide, toxique par ingestion ou par inhalation de vapeurs. En France, plusieurs tonnes de mercure métallique contaminé se retrouvent entreposés dans les installations nucléaires : Déchets issus de la recherche et développement (CEA).Déchets issus de procédés : électrolyse à cathode de mercure dans le cycle du combustible (CEA), bouchon de soupape du réacteur RNR Superphénix (EDF). Déchets issus d’instruments utilisés dans les installations (p. ex. capteurs de pressions) ou les laboratoires (tous producteurs). Le mercure contaminé était considéré jusqu’à récemment comme un déchet sans filière dans le Plan National de Gestion des Matières et Déchets Radioactifs (PNGMDR). Il est toutefois possible de le stabiliser en un produit non polluant, et celui-ci peut être accepté par les centres de stockage de l’Andra. Comment stabiliser de tels déchets en vue d’un stockage définitif ?
D-CINNABAR est un procédé conçu par Orano DS pour stabiliser le mercure métallique contaminé avec de la fleur de soufre dans un réacteur industriel. Il permet :
La reprise des stocks de mercure métallique non traités.
La séparation des surnageants aqueux / eau contaminée présents avec le mercure métallique, par évaporation.
Le procédé est réalisé à sec dans un équipement spécifique sous des conditions de pression et de température contrôlées.
La forme finale du mercure après traitement est stable, insoluble dans l’eau et acceptable par les centres de stockage de l’Andra.
Avec D-CINNABAR :
Les risques associés aux vapeurs de mercure par la stabilisation sous forme de sulfure de mercure (HgS) sont supprimés.
La toxicité par contact cutané et risque de dissémination sont limités par la transformation d’un liquide très mobile en une poudre inerte.
Le procédé est basé sur la réaction chimique suivante : Hg + S → HgSLa solution industrielle est constituée d'un réacteur pouvant traiter un lot de 6 kg de mercure métallique (soit 1 lot) sur une vacation d'environ 7,5 heures, incluant la logistique d'entrée et de sortie.Le réacteur est étanche et fonctionne sous vide (de l'ordre de quelques dizaines de mbar) et à température modérée (< 90°C).La réaction est réalisée avec un léger excès de soufre (rapport molaire S/Hg > 1) pour assurer la transformation complète du mercure liquide en sulfure de mercure solide. Le mercure métallique contaminé est actuellement traité par l'ICPE Orano DS Triade dans une cellule dédiée spécialement équipée pour la gestion du risque mercure. Une fois stabilisés, les déchets sont évacués vers le CIRES Andra.Le procédé pilote (capacité 1 kg/batch de traitement) a été mis en œuvre en 2016 sur Triade pour stabiliser 5,3 kg de mercure métallique contaminé par de l’uranium. Le sulfure de mercure HgS contaminé et les déchets induits du chantier ont tous été acceptés et évacués vers le CIRES Andra.
Le procédé industriel a été qualifié en octobre 2021 pour traiter des lots unitaires de 6 kg de mercure métallique.
Les experts d’Orano DS vous apportent leur expertise pour la mise en œuvre de ce procédé dans vos installations :
Définition et installation de l’environnement de travail.
Manipulation et traitement du mercure métallique.
Assistance au transport du mercure métallique vers des installations de traitement.
Un seul équipement peu encombrant et mobile pour réaliser la séparation des surnageants et la stabilisation du mercure.Une fois stabilisé, le déchet est insoluble dans l’eau, stable chimiquement et accepté dans les centres de stockage des déchets de l’Andra.Le taux de conversion, proche de 100%, prouvé par des analyses chimiques et des tests de potentiel polluant.Les risques de toxicité pour les opérateurs et pour l’environnement dus aux vapeurs de mercure sont maitrisés.Cette solution permet l’élimination d’un déchet non évacuable jusqu’à présent, ce qui améliore la sûreté et la sécurité des entreposages de déchets.