{"id":116066,"date":"2022-05-09T11:46:27","date_gmt":"2022-05-09T10:46:27","guid":{"rendered":"https:\/\/material-properties.org\/quest-ce-que-la-production-de-zirconium-processus-kroll-definition\/"},"modified":"2022-05-13T08:22:07","modified_gmt":"2022-05-13T07:22:07","slug":"quest-ce-que-la-production-de-zirconium-processus-kroll-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/material-properties.org\/fr\/quest-ce-que-la-production-de-zirconium-processus-kroll-definition\/","title":{"rendered":"Qu’est-ce que la production de zirconium – Processus Kroll – D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"

La production de zirconium m\u00e9tallique n\u00e9cessite des techniques particuli\u00e8res en raison des propri\u00e9t\u00e9s chimiques particuli\u00e8res du zirconium.\u00a0La plupart des m\u00e9taux Zr sont produits \u00e0 partir de zircon (ZrSiO4) par la r\u00e9duction du chlorure de zirconium avec du magn\u00e9sium m\u00e9tallique dans le proc\u00e9d\u00e9 Kroll.<\/div><\/div><\/span><\/p>\n

<\/div><\/span><\/p>\n

\n
\"Assemblage<\/a>
Assemblage combustible typique<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Le zirconium pur est un m\u00e9tal de transition brillant, gris-blanc et solide qui ressemble \u00e0 l’hafnium et, dans une moindre mesure, au titane.\u00a0Le zirconium est principalement utilis\u00e9 comme r\u00e9fractaire et opacifiant, bien que de petites quantit\u00e9s soient utilis\u00e9es comme agent d’alliage pour sa forte r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion.\u00a0<\/span>Le zirconium et ses alliages<\/span><\/strong>\u00a0sont largement utilis\u00e9s comme\u00a0<\/span>gaine pour les combustibles des r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires<\/span><\/strong><\/a>.\u00a0Le zirconium alli\u00e9 au niobium ou \u00e0 l’\u00e9tain poss\u00e8de d’\u00a0<\/span>excellentes propri\u00e9t\u00e9s de corrosion<\/span><\/strong>.\u00a0La haute r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion des alliages de zirconium r\u00e9sulte de la formation naturelle d’un oxyde dense et stable \u00e0 la surface du m\u00e9tal.\u00a0Ce film est auto-cicatrisant, il continue \u00e0 se d\u00e9velopper lentement \u00e0 des temp\u00e9ratures allant jusqu’\u00e0 environ 550 \u00b0C (1020 \u00b0F) et il reste fermement adh\u00e9rent.\u00a0La propri\u00e9t\u00e9 recherch\u00e9e de ces alliages est \u00e9galement une <\/span>faible section efficace de capture neutronique<\/span><\/strong><\/a>.\u00a0Les inconv\u00e9nients du zirconium sont des propri\u00e9t\u00e9s de faible r\u00e9sistance et une faible r\u00e9sistance \u00e0 la chaleur, qui peuvent \u00eatre \u00e9limin\u00e9es, par exemple, en s’alliant avec du niobium.<\/span><\/p>\n

Production de zirconium<\/span><\/h2>\n

La production de zirconium m\u00e9tallique n\u00e9cessite des techniques particuli\u00e8res en raison des propri\u00e9t\u00e9s chimiques particuli\u00e8res du zirconium.\u00a0La plupart des m\u00e9taux Zr sont produits \u00e0 partir de zircon (ZrSiO<\/span>4<\/span><\/sub>) par la r\u00e9duction du chlorure de zirconium avec du magn\u00e9sium m\u00e9tallique dans le\u00a0<\/span>proc\u00e9d\u00e9 Kroll<\/span><\/strong>.\u00a0La principale caract\u00e9ristique du proc\u00e9d\u00e9 Kroll est la r\u00e9duction du chlorure de zirconium en zirconium m\u00e9tallique par le magn\u00e9sium.\u00a0Le zirconium de qualit\u00e9 commerciale non nucl\u00e9aire contient g\u00e9n\u00e9ralement\u00a0<\/span>1 \u00e0 5% d’hafnium<\/span><\/strong>, dont la section efficace d’absorption des neutrons est 600 fois sup\u00e9rieure \u00e0 celle du zirconium.\u00a0L’hafnium doit donc \u00eatre presque enti\u00e8rement \u00e9limin\u00e9 (r\u00e9duit \u00e0 < 0,02 % de l’alliage) pour les applications en r\u00e9acteur.<\/span><\/p>\n

Co\u00fbts du zirconium<\/span><\/h2>\n

En termes de co\u00fbt, ces alliages sont \u00e9galement souvent les mat\u00e9riaux de choix pour\u00a0<\/span>les \u00e9changeurs de chaleur<\/span><\/a>\u00a0et les syst\u00e8mes de tuyauterie pour les industries chimiques et nucl\u00e9aires.\u00a0Le zirconium est un sous-produit de l’extraction et du traitement des min\u00e9raux de titane, ainsi que de l’extraction de l’\u00e9tain.\u00a0De 2003 \u00e0 2007, alors que les prix du minerai de zircon ont augment\u00e9 r\u00e9guli\u00e8rement de 360 \u200b\u200b$ \u00e0 840 $ la tonne, le prix du m\u00e9tal zirconium brut a diminu\u00e9 de 39\u00a0900 $ \u00e0 22\u00a0700 $ la tonne.\u00a0Le zirconium m\u00e9tal est beaucoup plus cher que le zircon car les\u00a0<\/span>proc\u00e9d\u00e9s de r\u00e9duction sont co\u00fbteux<\/span><\/strong>.\u00a0Tous les co\u00fbts varient consid\u00e9rablement avec une certaine puret\u00e9.<\/span><\/p>\n

Alliages de zirconium dans l’industrie nucl\u00e9aire<\/span><\/h2>\n

La gaine de combustible<\/span><\/strong>\u00a0est la couche externe des barres de combustible, situ\u00e9e entre le\u00a0<\/span>caloporteur du r\u00e9acteur<\/span><\/strong>\u00a0et le\u00a0<\/span>combustible nucl\u00e9aire<\/span><\/strong><\/a> (c’est-\u00e0-dire\u00a0<\/span>les pastilles de combustible<\/span><\/strong><\/a>).\u00a0Il est constitu\u00e9 d’un mat\u00e9riau r\u00e9sistant \u00e0 la corrosion \u00e0 faible section efficace d’absorption des\u00a0<\/span>neutrons thermiques<\/span><\/a> (~ 0,18 \u00d7 10<\/span>\u201324<\/span><\/sup> cm<\/span>2<\/span><\/sup>), g\u00e9n\u00e9ralement en\u00a0<\/span>alliage de zirconium<\/span><\/strong>.\u00a0La gaine de combustible a typiquement un rayon int\u00e9rieur de <\/span>r<\/span>Zr,2<\/span><\/sub> = 0,408 cm<\/span><\/strong> et un rayon ext\u00e9rieur <\/span>r<\/span>Zr,1<\/span><\/sub> = 0,465 cm<\/span><\/strong>.\u00a0Par rapport aux pastilles de combustible, il n’y a presque pas de g\u00e9n\u00e9ration de chaleur dans la gaine de combustible (la gaine est\u00a0\u00a0<\/span>l\u00e9g\u00e8rement chauff\u00e9e par rayonnement<\/span><\/a>).\u00a0Toute la chaleur g\u00e9n\u00e9r\u00e9e dans le combustible doit \u00eatre transf\u00e9r\u00e9e par <\/span>conduction<\/span><\/strong>\u00a0\u00e0 travers la gaine et, par cons\u00e9quent, la surface int\u00e9rieure est plus chaude que la surface ext\u00e9rieure.<\/span><\/p>\n

Une composition typique d’alliages de zirconium de qualit\u00e9 nucl\u00e9aire comprend plus de 95 % en poids de zirconium et moins de 2 % d’\u00e9tain, de niobium, de fer, de chrome, de nickel et d’autres m\u00e9taux, qui sont ajout\u00e9s pour am\u00e9liorer les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques et la r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion.\u00a0L’alliage le plus couramment utilis\u00e9, \u00e0 ce jour, dans les REP, a \u00e9t\u00e9 le Zircaloy 4, mais il est actuellement remplac\u00e9 par de nouveaux alliages \u00e0 base de zirconium-niobium, pr\u00e9sentant une meilleure r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion.\u00a0La temp\u00e9rature maximale \u00e0 laquelle les alliages de zirconium peuvent \u00eatre utilis\u00e9s dans les r\u00e9acteurs refroidis \u00e0 l’eau d\u00e9pend de leur r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion.\u00a0Les alliages de zirconium les plus courants, Zircaloy-2 et Zircaloy-4, contiennent les puissants stabilisants \u03b1 \u00e9tain et oxyg\u00e8ne, ainsi que les stabilisants \u03b2 fer, chrome et nickel.\u00a0Les alliages de type Zircalloy, dans lesquels l’\u00e9tain est l’\u00e9l\u00e9ment d’alliage de base qui permet d’am\u00e9liorer leurs propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques,\u00a0ont une large diffusion dans le monde.\u00a0Cependant, dans ce cas, la diminution de la r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion dans l’eau et la vapeur a eu lieu, ce qui a entra\u00een\u00e9 la n\u00e9cessit\u00e9 d’un alliage suppl\u00e9mentaire.\u00a0L’am\u00e9lioration apport\u00e9e par le niobium additif implique probablement un m\u00e9canisme diff\u00e9rent.\u00a0La r\u00e9sistance \u00e9lev\u00e9e \u00e0 la corrosion des m\u00e9taux alli\u00e9s au niobium dans l’eau et la vapeur \u00e0 des temp\u00e9ratures de 400 \u00e0 550 \u00b0C est due \u00e0 leur capacit\u00e9 de passivation avec formation de films protecteurs.<\/span><\/p>\n

<\/span><\/p><\/div><\/div><\/span><\/p>\n

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<\/span>R\u00e9f\u00e9rences :<\/div>
Science des mat\u00e9riaux:<\/div><\/div><\/div><\/span><\/p>\n

D\u00e9partement am\u00e9ricain de l’\u00e9nergie, science des mat\u00e9riaux.\u00a0DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 and 2. Janvier 1993.<\/span>
\nUS Department of Energy, Material Science.\u00a0DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 et 2. Janvier 1993.<\/span>
\nWilliam D. Callister, David G. Rethwisch.\u00a0Science et g\u00e9nie des mat\u00e9riaux : une introduction 9e \u00e9dition, Wiley ;\u00a09 \u00e9dition (4 d\u00e9cembre 2013), ISBN-13\u00a0: 978-1118324578.<\/span>
\nEn ligneEberhart, Mark (2003).\u00a0Pourquoi les choses se cassent\u00a0: Comprendre le monde par la mani\u00e8re dont il se d\u00e9compose.\u00a0Harmonie.\u00a0ISBN 978-1-4000-4760-4.<\/span>
\nGaskell, David R. (1995).\u00a0Introduction \u00e0 la thermodynamique des mat\u00e9riaux (4e \u00e9d.).\u00a0\u00c9ditions Taylor et Francis.\u00a0ISBN 978-1-56032-992-3.<\/span>
\nGonz\u00e1lez-Vi\u00f1as, W. & Mancini, HL (2004).\u00a0Une introduction \u00e0 la science des mat\u00e9riaux.\u00a0Presse universitaire de Princeton.\u00a0ISBN 978-0-691-07097-1.<\/span>
\nAshby, Michael;\u00a0Hugh Shercliff;\u00a0David Cebon (2007).\u00a0Mat\u00e9riaux: ing\u00e9nierie, science, traitement et conception (1\u00e8re \u00e9d.).\u00a0Butterworth-Heinemann.\u00a0ISBN 978-0-7506-8391-3.<\/span>
\nJR Lamarsh, AJ Baratta, Introduction au g\u00e9nie nucl\u00e9aire, 3e \u00e9d., Prentice-Hall, 2001, ISBN : 0-201-82498-1.<\/span>
\n<\/span><\/p><\/div><\/div>

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<\/div>
<\/div><\/div>
\n

Voir ci-dessus:<\/span>
\nAlliages de zirconium \u00a0\u00bb style=\u00a0\u00bbplat\u00a0\u00bb background=\u00a0\u00bb#ffffff\u00a0\u00bb color=\u00a0\u00bb#606060″ size=\u00a0\u00bb5″ radius=\u00a0\u00bb10″ icon=\u00a0\u00bbic\u00f4ne\u00a0: lien\u00a0\u00bb icon_color=\u00a0\u00bb#5d5d5d\u00a0\u00bb text_shadow=\u00a0\u00bb0px 0px 0px #000000″ ][\/su_button]<\/span><\/p><\/div><\/div>

<\/div><\/div><\/span><\/p>\n

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Nous esp\u00e9rons que cet article,\u00a0<\/span>Production de Zirconium – Proc\u00e9d\u00e9 Kroll<\/span><\/strong>, vous aidera.\u00a0Si oui,\u00a0<\/span>donnez-nous un like<\/span><\/strong>\u00a0dans la barre lat\u00e9rale.\u00a0L’objectif principal de ce site Web est d’aider le public \u00e0 apprendre des informations int\u00e9ressantes et importantes sur les mat\u00e9riaux et leurs propri\u00e9t\u00e9s.<\/span><\/p>\n

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Nous esp\u00e9rons que cet article,\u00a0Production de Zirconium – Proc\u00e9d\u00e9 Kroll, vous aidera.\u00a0Si oui,\u00a0donnez-nous un like\u00a0dans la barre lat\u00e9rale.\u00a0L’objectif principal de ce site Web est d’aider le public \u00e0 apprendre des informations int\u00e9ressantes et importantes sur les mat\u00e9riaux et leurs propri\u00e9t\u00e9s.  <\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[53],"tags":[],"yoast_head":"\nQu'est-ce que la production de zirconium - Proc\u00e9d\u00e9 Kroll - D\u00e9finition | Propri\u00e9t\u00e9s mat\u00e9rielles<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"La production de zirconium m\u00e9tallique n\u00e9cessite des techniques particuli\u00e8res en raison des propri\u00e9t\u00e9s chimiques particuli\u00e8res du zirconium. 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