Карбамиды для разделения урана (vi) и плутония (iv) без восстановления плутония (iv) - RU2020103499A
Код документа: RU2020103499A
Формула
1. Применение карбамида общей формулы (I):
где R1, R2 и R3. одинаковые или разные, означают линейную или разветвлённую алкильную группу с 1-12 атомами углерода, циклоалкильную группу с 3-12 атомами углерода или циклоалкильную группу с 4-13 атомами углерода,
R4 означает атом водорода, линейную или разветвлённую алкильную группу с 1-12 атомами углерода, циклоалкильную группу с 3-12 атомами углерода или циклоалкилалкильную группу с 4-13 атомами углерода,
в качестве экстрагента для полного или частичного разделения урана (VI) и плутония (IV), без восстановления плутония (IV) в плутоний (Ш), на основе водного раствора А1, полученного растворением отработавшего ядерного топлива в азотной кислоте, при этом применением предусмотрено:
а) соэкстракция урана (VI) и плутония (IV) из водного раствора А1, при этом соэкстракция включает в себя, по меньшей мере, контакт в экстракторе водного раствора А1 с органическим раствором S1, содержащим карбамид в органическом растворителе, и разделение водного и органического растворов;
б) реэкстракция плутония (IV) и фракции урана (VI) из органического раствора, полученного на этапе а) при реэкстракции, содержавшей, по меньшей мере, одно приведение в контакт в экстракторе органического раствора S1 с водным раствором А2, содержавшим 0,1-0,5 моля/л азотной кислоты, и разделение органического и водного растворов;
в) полная или частичная экстракция фракции урана (VI), содержащегося в водном растворе, полученном на этапе б), при этом экстракция содержит, по меньшей мере, одно приведение в контакт в экстракторе водного раствора с органическим раствором S2, содержащим карбамид в органическом растворе, и разделение водного и органического растворов;
в результате чего получают водный раствор с содержанием плутония (IV), но без содержания урана (VI) или смесь плутония (IV) и урана (VI), и органический раствор с содержанием урана (VI) без плутония (IV).
2. Применение по п. 1, при котором карбамид содержит общее количество атомов углерода от 17 до 25.
3. Применение по п. 1, при котором R1, R2 и R3 означают линейную или разветвлённую алкильную группу с 1-12 атомами углерода.
4. Применение по п. 1, при котором:
- R1 и R2 являются одинаковыми, R3и R4 является одинаковыми, но отличающимися от R1 и R2,
- R1 и R4 являются одинаковыми, R2 и R3 являются одинаковыми, но отличающимися от R1 и R4,
- R1, R2, R3 и R4 являются одинаковыми.
5. Применение по п. 4, при котором R1 и R2 являются одинаковыми и означают линейную или разветвлённую алкильную группу с 1-5 атомами углерода, R3и R4 является одинаковыми и означают линейную или разветвлённую алкильную группу с 6-10 атомами углерода, карбамид содержит общее количество атомов углерода, составляющее 19, 21 или 23.
6. Применение по п. 4, при котором R1и R4 является одинаковыми и означают линейную или разветвлённую алкильную группу с 1-5 атомами углерода, R2и R3 являются одинаковыми и означают линейную или разветвлённую алкильную группу с 6-10 атомами углерода, карбамид содержит общее количество атомов углерода, составляющее 19, 21 или 23.
7. Применение по п. 4, при котором R1, R2, R3 и R4 являются одинаковыми и означают прямолинейную или разветвлённую алкильную группу с 4-8 атомами углерода.
8. Применение по п. 1, при котором R1, R2 и R3 означают линейную или разветвлённую алкильную группу с 1-12 атомами углерода, R4 означает атом водорода.
9. Применение по п. 8, при котором R1, R2 и R3 являются одинаковыми.
10. Применение по п. 9, при котором R1, R2 и R3 означают линейную или разветвлённую алкильную группу с 6 - 8 атомами углерода.
11. Применение по п. 1, при котором карбамидом является N,N,N'-три-n-октилмочевина, N,N,N'-три(2-этилгексил)мочевина, N,N-ди(2-этилгексил)-N'-n-октилмочевина, N,N,N',N'-тетра-n-бутилмочевина, N,N,N',N'-тетра-n-амилмочевина, N,N,N',N'-тетра-n-гексилмочевина, N,N,N',N'-тетра-n-октилмочевина, N,N'-ди-n-бутил- N,N'-ди-n-гексилмочевина, N,N'-ди-n-гептил-N,N'-ди-n-пропилмочевина, N,N'-диэтил- N,N'-ди-n-октилмочевина или N,N'-диметил-N,N'-ди-n-нонилмочевина.
12. Применение по любому из пунктов 1-11, при котором в органических растворах S1 и S2 содержится карбамид в количестве от 0,5 до 2 молей/л.
13. Применение по любому из пп. 1-11, при котором этап а) содержит дополнительно дезактивацию органического раствора, полученного при соэкстракции урана (VI) и плутония (IV), по отношению к америцию, кюрию и продуктам деления, при этом дезактивация содержит, по меньшей мере, приведение в контакт в экстракторе органического раствора с водным раствором А3, содержащим 1-6 молей/л азотной кислоты и разделение органического и водного растворов.
14. Применение по любому из пп. 1-11, при котором приведение в контакт в экстракторе, в котором проводится этап б), полученного на этапе а) органического раствора с водным раствором А2 включает в себя противоточную циркуляцию органического и водного растворов при соотношении расходных количеств О/А, превышающем 1.
15. Применение по любому из пп. 1-11, которым дополнительно предусматривается реэкстракция урана (VI) из органического раствора, полученного на этапе в), при этом реэкстракция содержит, по меньшей мере, приведение в контакт органического раствора с водным раствором А5, содержащим не более 0,05 моля/л азотной кислоты, и разделение органического и водного растворов.
16. Карбамид общей формулы (I):
где
R1 и R4 являются одинаковыми и означают линейную или разветвлённую алкильную группу с 1-4 атомами углерода,
R2 и R3 являются одинаковыми и означают линейную или разветвлённую алкильную группу с 6-9 атомами углерода и
карбамид содержит общее количество атомов углерода, равное 21.
17. Карбамид по п. 16, который является N,N'-диэтил-N,N'-ди-n-октилмочевиной или N,N'-диметил-N,N'-ди-n-нонилмочевиной.
18. Карбамид отдельной формулы (II):
где R1, R2 и R3, одинаковые или разные, означают линейную или разветвлённую алкильную группу с 8-12 атомами углерода или циклоалкильную группу с 3-12 атомами углерода при условии, что, по меньшей мере, одно из значений R1, R2 и R3 отличается от циклоалкильной группы.
19. Карбамид по п. 18, содержащий общее количество атомов углерода от 17 до 25.
20. Карбамид по п. 18, в котором R1, R2 и R3 означают каждое линейную или разветвлённую алкильную группу.
21. Карбамид по любому из пп. 18-20, в котором R1, R2 и R3 являются одинаковыми.
22. Карбамид по любому из пп. 18-20, являющийся N,N,N'-три-n-октилмочевиной, N,N,N'-три(2-этилгексил)мочевиной, N,N-ди(2-этилгексил)-N'-n-октилмочевиной.
