Несимметричные n,n-диалкиламиды, в частности, используемые для отделения урана(vi) от плутония(iv), их синтез и применение - RU2019126613A
Код документа: RU2019126613A
Формула
1. N,N-диалкиламид формулы (I), приведенной ниже:
в которой:
R1 означает линейную алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода;
R2 представляет собой линейную алкильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода;
R3 означает линейную или разветвленную алкильную группу, имеющую от 6 до 15 атомов углерода;
при условии, что R3 отличается от н-октильной, н-децильной, н-додецильной,
2-этилгексильной и 2-этилоктильной группы, когда R1 является н-бутильной группой и R2 означает этильную группу.
2. N,N-диалкиламид по п. 1, где R1 является метильной, этильной или
н-пропильной группой.
3. N,N-диалкиламид по п. 1, где R2 является н-пропильной, н-бутильной,
н-пентильной, н-гексильной или н-гептильной группой.
4. N,N-диалкиламид по п. 1, где R3 является н-гексильной, н-гептильной,
н-октильной, 2-этилгексильной, н-нонильной, н-децильной или 2-этилоктильной группой.
5. N,N-диалкиламид по любому из пп. 1-4, выбранный из группы:
- N,N-диалкиламида, в котором R1является метильной группой, R2 является
н-бутильной группой и R3 представляет собой н-нонильную группу;
- N,N-диалкиламида, в котором каждый R1 и R2 являются н-пропильной группой и R3 представляет собой н-октильную группу; и
- N,N-диалкиламида, в котором R1 является н-пропильной группой, R2 представляет собой н-пентильную группу и R3 является н-гексильной группой.
6. Способ получения N,N-диалкиламида по любому из пп. 1-5, который включает в себя взаимодействие карбоновой кислоты формулы (II) ниже:
в которой R1 означает линейную алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, и R2 означает линейную алкильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, с амином формулы HN(CH3)R3, в которой R3 означает линейную или разветвленную алкильную группу, имеющую от 6 до 15 атомов углерода, в органическом растворителе и в присутствии сочетающего реагента; при условии, что R3 отличается от н-октильной,
н-децильной, н-додецильной, 2-этилгексильной или 2-этилоктильной группы, когда R1 представляет собой н-бутильную группу и R2 означает этильную группу.
7. Применение N,N-диалкиламида или смеси N,N-диалкиламидов по любому из пп. 1-5, для экстракции урана(VI) и/или плутония(IV) из кислотного водного раствора.
8. Применение по п. 7, которое включает в себя контактирование кислотного водного раствора с органическим раствором, содержащим N,N-диалкиламид или смесь N,N-диалкиламидов в органическом разбавителе, с последующим разделением водного и органического растворов.
9. Применение по п. 8, в котором органический раствор содержит от 1 моль/л до 2 моль/л N,N-диалкиламида или смеси N,N-диалкиламидов.
10. Применение по любому из пп. 7-9, в котором кислотный водный раствор является водным раствором, образовавшимся при растворении отработанного ядерного топлива в азотной кислоте.
11. Применение N,N-диалкиламида или смеси N,N-диалкиламидов по любому из пп. 1-5, чтобы отделить полностью или частично уран(VI) от плутония(IV) из кислотного водного раствора, где применение включает в себя следующие стадии:
a) совместную экстракцию урана и плутония из водного раствора, при этом совместная экстракция включает по меньшей мере одно контактирование водного раствора с органическим раствором, содержащим N,N-диалкиламид или смесь N,N-диалкиламидов в качестве экстрагирующего агента, в растворе органического разбавителя, с последующим разделением водного и органического растворов;
b) удаление плутония, в состоянии окисления +IV, и фракции урана из органического раствора, образовавшегося на стадии a), причем удаление включает по меньшей мере одно контактирование органического раствора с водным раствором, содержащим от 0,1 моль/л до 0,5 моль/л азотной кислоты, с последующим разделением органического и водного растворов; и
c) экстракцию всей или части урановой фракции, содержащейся в водном растворе, образовавшемся на стадии b), причем экстракция включает по меньшей мере одно контактирование водного раствора с органическим раствором который идентичен органическому раствору со стадии a), с последующим разделением водного и органического растворов;
посредством чего получается водный раствор, содержащий плутоний без урана, или смесь плутония и урана, и органический раствор, содержащий уран без плутония.
12. Применение по п. 11, в котором органический раствор со стадии a) содержит от 1 моль/л до 2 моль/л N,N-диалкиламида или смеси N,N-диалкиламидов.
13. Применение по п. 11 или 12, в котором кислотный водный раствор представляет собой водный раствор, образовавшийся при растворении отработанного ядерного топлива в азотной кислоте.
14. Способ с единственным циклом обработки водного раствора, образовавшегося при растворении отработанного ядерного топлива в азотной кислоте, причем водный раствор, содержит уран, плутоний, америций, кюрий и продукты ядерного распада, включая технеций, где цикл включает в себя следующие стадии:
a) совместную экстракцию урана и плутония из водного раствора, причем совместная экстракция включает по меньшей мере одно контактирование в экстракторе, водного раствора с органическим раствором, содержащим N,N-диалкиламид или смесь N,N-диалкиламидов по любому из пп. 1-5 в качестве экстрагирующего агента, в растворе в органическом разбавителе, с последующим разделением водного и органического растворов;
b) удаление примесей из органического раствора, образовавшегося на стадии a), относительно америция, кюрия и продуктов ядерного распада, причем удаление примесей включает по меньшей мере одно контактирование в экстракторе, органического раствора с водным раствором, содержащим от 1 моль/л до 6 моль/л азотной кислоты, с последующим разделением органического и водного растворов;
c) распределение урана и плутония, содержащихся в органическом растворе, образовавшемся на стадии b), в водный раствор, содержащий или плутоний без урана, или смесь плутония и урана, и органический раствор, содержащий уран без плутония, причем распределение включает в себя:
c1) удаление плутония в состоянии окисления +IV, фракции урана из органического раствора, образовавшегося на стадии b), где удаление включает по меньшей мере одно контактирование в экстракторе, органического раствора с водным раствором, содержащим от 0,1 моль/л до 0,5 моль/л азотной кислоты, с последующим разделением органического и водного растворов;
c2) экстракцию всей или части урановой фракции, содержащейся в водном растворе, образовавшемся на стадии c1), где экстракция включает по меньшей мере одно контактирование в экстракторе, водного раствора с органическим раствором, который идентичен органическому раствору со стадии a), с последующим разделением водного и органического растворов;
d) удаление примеси из органического раствора, образовавшегося на стадии c1), а именно технеция, где удаление примеси включает в себя:
d1) удаление технеция в состоянии окисления +IV, из органического раствора, образовавшегося на стадии c1), где удаление включает по меньшей мере одно контактирование в экстракторе, органического раствора с водным раствором, содержащим от 0,1 моль/л до 3 моль/л азотной кислоты и по меньшей мере один восстановитель, который способен восстановить технеций из состояния окисления +VII в состояние окисления +IV, с последующим разделением органического и водного растворов;
d2) экстракцию урановой фракции, содержащейся в водном растворе, образовавшемся на стадии d1), где экстракция включает по меньшей мере одно контактирование в экстракторе, водного раствора с органическим раствором, который идентичен органическому раствору со стадии a), с последующим разделением водного и органического растворов;
e) удаление урана из органического раствора, образовавшегося на стадии d1), где удаление включает по меньшей мере одно контактирование в экстракторе, органического раствора с водным раствором, содержащим не больше, чем 0,5 моль/л азотной кислоты, с последующим разделением органического и водного растворов; и
f) регенерацию органического раствора, образовавшегося на стадии e);
посредством чего получают первый и второй водные растворы, из которых удалены примеси, а именно, америция, кюрия и продуктов ядерного распада, включая технеций, причем первый водный раствор содержит плутоний без урана, или смесь плутония и урана, и второй водный раствор, содержащий уран без плутония.
15. Способ по п. 14, в котором органический раствор со стадии a) содержит от 1 моль/л до 2 моль/л N,N-диалкиламида или смеси N,N-диалкиламидов.
16. Способ по п. 14, где водный раствор со стадии b) содержит от 4 моль/л до 6 моль/л азотной кислоты.
17. Способ по п. 16, в котором стадия b) дополнительно включает нейтрализацию кислотности органического раствора, где нейтрализация кислотности включает по меньшей мере одно контактирование органического раствора с водным раствором, содержащим от 0,1 моль/л до 1 моль/л азотной кислоты, с последующим разделением органического и водного растворов.
18. Способ по любому из пп. 14-17, в котором контактирование органического и водного растворов в экстракторе на стадии c1) включает циркуляцию органического и водного растворов в экстракторе при отношении скорости потоков органического/водного раствора больше, чем 1.
19. Способ по любому из пп. 14-17, в котором стадия d2) включает подкисление водного раствора, образовавшегося на стадии d1), чтобы довести концентрацию азотной кислоты в водном растворе по меньшей мере до значения 2,5 моль/л, причем подкисление включает добавление азотной кислоты в экстрактор на стадии d2).
20. Способ по любому из пп. 14-17, в котором контактирование органического и водного растворов в экстракторе стадии e) включает циркуляцию органического и водного растворов в экстракторе при отношении скорости потоков органического/водного раствора больше, чем 1.
