Published 1965 | Version v1
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Adsorption of uranium hexafluoride, chlorine trifluoride and hydrofluoric gas on polytetrafluorethylene (PTFE) powder

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Description

As polytetrafluorethylene (PTFE) powder is known as being chemically inert, it can be used as support of columns of separation chromatography of fluorinated gases. The objective of this research thesis is thus to determine the behaviour of this PTFE powder with respect to these gases. UF6 is the gas used for isotopic separation. HF is used as typical impurity from UF6 hydrolysis. ClF3 is used as fluorination agent. After a recall of some theoretical notions (molecular area, specific surface, adsorption and isosteric heats, adsorption model), the author presents the experimental equipment and conditions, and then reports the study of the behaviour of the PTFE powder with respect to UF6 and to HF

Abstract (French)

La diffusion gazeuse a travers une paroi poreuse, phenomene dont la vitesse est inversement proportionnelle a la racine carree des masses moleculaires, reste le procede le plus utilise pour separer, sous forme d'hexafluorure (UF6), le 235U du melange naturel et enrichir celui-ci en isotope utilise dans les reacteurs nucleaires. Parmi les problemes poses, tant au cours des essais en laboratoire que lors de la mise en oeuvre industrielle de UF6, l'un d'entre eux conditionnant, partiellement au moins, l'etude de tous les autres, est celui de l'analyse des impuretes contenues dans l'hexafluorure ou inversement, de UF6 a l'etat de traces dans des melanges gazeux divers. Ces problemes analytiques ont ete resolus par l'emploi de methodes classiques (spectrographies de masse ou infra-rouge, chromatographie en phase gazeuse par exemple), mais l'adaptation de principes divers bien connus a la technologie des melanges fluores corrosifs reste souvent delicate. En chromatographie de partage, le systeme separateur est constitue par une colonne comportant un support inerte en grains recouvert d'un liquide approprie. Il importe donc que le support ne reagisse pas chimiquement avec les gaz a separer et qu'il ne les adsorbe physiquement que dans des proportions tres faibles, sinon negligeables. La poudre de polytetrafluorethylene (P.T.F.E.) etant reconnue inerte chimiquement, son emploi comme support pour les colonnes de chromatographie de partage des gaz fluores semblait tout indique. Le but precis de notre etude est donc de determiner quel est le comportement de la poudre de P.T.F.E. vis-a-vis de ces gaz. Nous avons choisi comme substances: - UF6, gaz utilise pour la separation isotopique, - HF, gaz fluorhydrique, impurete classique provenant de l'hydrolyse de UF6, - ClF3, trifluorure de chlore, qui apparait au laboratoire comme un agent de fluoration tres utile soit pour le nettoyage (deshydratation ou destruction des vapeurs organiques), soit pour des fluorations 'passivantes' et que nous sommes donc amenes a employer frequemment et a retrouver dans les melanges gazeux. La presente etude nous a permis de constater: - La petitesse de l'adsorption de UF6, HF, ClF3, sur la poudre de P.T.F.E. envisagee comme support de colonnes de chromatographie; - Le caractere purement physique de cette adsorption mis en evidence par: la forme des isothermes, l'absence d'hysteresis a la desorption, la faiblesse de l'ordre de grandeur des chaleurs de formation de la monocouche. - Dans le cas particulier de UF6 une adsorption strictement physique en couche mobile, sur une surface heterogene, avec interaction des molecules adsorbees entre elles. L'ordre de grandeur des chaleurs isosteriques (sensiblement celui de la chaleur de liquefaction du gaz) semble indiquer la presence d'un film de basse densite. Ces resultats peuvent etre rapproches de ceux de D. GRAHAM determines dans le cas d'adsorption de CCl4, argon et azote sur de la poudre de P.T.F.E. - Si l'on compare les ordres de grandeur des adsorptions exprimes en nombre de moles pour 100 g d'adsorbant pour une meme pression d'equilibre, on peut conclure que l'adsorption de UF6 est plus importante que celle des deux autres adsorbats, resultat qui peut etre rapproche du caractere non polaire de la molecule d'hexafluorure

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Original title (French)
Adsorption de hexafluorure d'uranium trifluorure de chlore et gaz fluorhydrique sur la poudre de polytetrafluorethylene (P.T.F.E.)

Identifiers

URL
http://www.iaea.org/inis/Contacts/;

Publishing Information

Imprint Pagination
159 p.
Report number
FRCEA-TH--7811

INIS

Country of Publication
France
Country of Input or Organization
France
INIS RN
47126569
Subject category
S37: INORGANIC, ORGANIC, PHYSICAL AND ANALYTICAL CHEMISTRY;
Resource subtype / Literary indicator
Thesis
Descriptors DEI
ADSORPTION; ADSORPTION HEAT; CHLORINE FLUORIDES; GAS CHROMATOGRAPHY; GASEOUS DIFFUSION PROCESS; HYDROFLUORIC ACID; MOLECULAR STRUCTURE; POLYTETRAFLUOROETHYLENE; POWDERS; SPECIFIC SURFACE AREA; URANIUM 235; URANIUM FLUORIDES
Descriptors DEC
ACTINIDE COMPOUNDS; ACTINIDE NUCLEI; ALPHA DECAY RADIOISOTOPES; CHLORINE COMPOUNDS; CHLORINE HALIDES; CHROMATOGRAPHY; ENTHALPY; EVEN-ODD NUCLEI; FLUORIDES; FLUORINATED ALIPHATIC HYDROCARBONS; FLUORINE COMPOUNDS; HALIDES; HALOGEN COMPOUNDS; HALOGENATED ALIPHATIC HYDROCARBONS; HEAVY NUCLEI; HYDROGEN COMPOUNDS; INORGANIC ACIDS; INORGANIC COMPOUNDS; INTERNAL CONVERSION RADIOISOTOPES; ISOMERIC TRANSITION ISOTOPES; ISOTOPE SEPARATION; ISOTOPES; MINUTES LIVING RADIOISOTOPES; NUCLEI; ORGANIC COMPOUNDS; ORGANIC FLUORINE COMPOUNDS; ORGANIC HALOGEN COMPOUNDS; ORGANIC POLYMERS; PHYSICAL PROPERTIES; POLYETHYLENES; POLYMERS; POLYOLEFINS; RADIOISOTOPES; SEPARATION PROCESSES; SORPTION; SPONTANEOUS FISSION RADIOISOTOPES; THERMODYNAMIC PROPERTIES; URANIUM COMPOUNDS; URANIUM HALIDES; URANIUM ISOTOPES; YEARS LIVING RADIOISOTOPES

Optional Information

Notes
35 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the 'INIS contacts' section of the INIS website for current contact and E-mail addresses: http://www.iaea.org/inis/Contacts/