Claims (72)
1. Применение моноамида или смеси моноамидов формулы (I):1. Use of a monoamide or mixture of monoamides of formula (I):
где n = 1, 2 или 3;where n = 1, 2 or 3;
R1 представляет собой линейную или разветвленную алкильную группу, содержащую 4-12 атомов углерода;R 1 represents a linear or branched alkyl group containing 4-12 carbon atoms;
R2 представляет собой линейную или разветвленную алкильную или алкокси группу, в цепь которой опционально включены один или больше атомов кислорода, и общее количество атомов углерода и, в случае их наличия, атомов кислорода составляет от 3 до 10;R 2 represents a linear or branched alkyl or alkoxy group, the chain of which optionally includes one or more oxygen atoms, and the total number of carbon atoms and, if present, oxygen atoms is from 3 to 10;
для экстракции урана(VI) и/или плутония(IV) из кислого водного раствора, имеющего pH ниже 0.for the extraction of uranium(VI) and/or plutonium(IV) from an acidic aqueous solution having a pH below 0.
2. Применение по п. 1, которое включает контакт кислого водного раствора с органическим раствором, содержащим моноамид или смесь моноамидов в органическом разбавителе, и последующее отделение водного и органического растворов друг от друга.2. Use according to claim 1, which includes contacting an acidic aqueous solution with an organic solution containing a monoamide or a mixture of monoamides in an organic diluent, and subsequently separating the aqueous and organic solutions from each other.
3. Применение по п. 2, где органический раствор содержит от 1 моль/л до 2 моль/л, предпочтительно от 1,1 моль/л до 1,3 моль/л, моноамида или смеси моноамидов.3. Use according to claim 2, wherein the organic solution contains from 1 mol/L to 2 mol/L, preferably from 1.1 mol/L to 1.3 mol/L, a monoamide or a mixture of monoamides.
4. Применение по любому из пп. 1-3, где кислый водный раствор, имеющий pH ниже 0, представляет собой водный раствор, получаемый при растворении отработанного ядерного топлива в азотной кислоте.4. Application according to any one of paragraphs. 1-3, where the acidic aqueous solution having a pH below 0 is an aqueous solution obtained by dissolving spent nuclear fuel in nitric acid.
5. Применение моноамида или смеси моноамидов формулы (I)5. Use of a monoamide or mixture of monoamides of formula (I)
, ,
где n = 1, 2 или 3;where n = 1, 2 or 3;
R1 представляет собой линейную или разветвленную алкильную группу, содержащую 4-12 атомов углерода; иR 1 represents a linear or branched alkyl group containing 4-12 carbon atoms; And
R2 представляет собой линейную или разветвленную алкильную или алкокси группу, в цепь которой опционально включены один или больше атомов кислорода, и общее количество атомов углерода и, в случае их наличия, атомов кислорода составляет от 3 до 10;R 2 represents a linear or branched alkyl or alkoxy group, the chain of which optionally includes one or more oxygen atoms, and the total number of carbon atoms and, if present, oxygen atoms is from 3 to 10;
для полного или частичного отделения урана(VI) от плутония(IV) из кислого водного раствора, имеющего pH ниже 0, где указанное применение включает:for the complete or partial separation of uranium(VI) from plutonium(IV) from an acidic aqueous solution having a pH below 0, where said application includes:
a) совместную экстракцию урана(VI) и плутония(IV) из водного раствора, которая включает по меньшей мере один контакт водного раствора с органическим раствором S1, содержащим моноамид или смесь моноамидов в органическом разбавителе, с последующим отделением водного и органического растворов друг от друга; a) joint extraction of uranium(VI) and plutonium(IV) from an aqueous solution, which includes at least one contact of the aqueous solution with an organic solution S1 containing a monoamide or a mixture of monoamides in an organic diluent, followed by separation of the aqueous and organic solutions from each other ;
b) отделение плутония в степени окисления +IV и части урана(VI) от органического раствора, полученного на стадии a), которое включает по меньшей мере один контакт органического раствора с кислым водным раствором, имеющим pH выше 0, с последующим отделением органического и водного растворов друг от друга; иb) separation of plutonium in oxidation state +IV and part of uranium(VI) from the organic solution obtained in step a), which includes at least one contact of the organic solution with an acidic aqueous solution having a pH above 0, followed by separation of the organic and aqueous solutions from each other; And
c) повторную экстракцию всего или части урана(VI), присутствующего в водном растворе со стадии b), где указанная повторная экстракция включает по меньшей мере один контакт водного раствора с органическим раствором S2, содержащим моноамид или смесь моноамидов в органическом разбавителе, с последующим отделением водного и органического растворов друг от друга;c) re-extracting all or part of the uranium(VI) present in the aqueous solution from step b), wherein said re-extraction comprises at least one contact of the aqueous solution with an organic solution S2 containing a monoamide or mixture of monoamides in an organic diluent, followed by separation aqueous and organic solutions from each other;
в результате чего получают водный раствор, содержащий либо плутоний(IV) без урана(VI), либо смесь плутония(IV) и урана(VI), и органический раствор, содержащий уран(VI) без плутония(IV).resulting in an aqueous solution containing either plutonium(IV) without uranium(VI), or a mixture of plutonium(IV) and uranium(VI), and an organic solution containing uranium(VI) without plutonium(IV).
6. Применение по п. 5, где органические растворы S1 и S2 содержат от 1 моль/л до 2 моль/л, предпочтительно от 1,1 моль/л до 1,3 моль/л, моноамида или смеси моноамидов.6. Use according to claim 5, wherein the organic solutions S1 and S2 contain from 1 mol/L to 2 mol/L, preferably from 1.1 mol/L to 1.3 mol/L, a monoamide or a mixture of monoamides.
7. Применение по п. 5 или 6, где кислый водный раствор, имеющий pH ниже 0, представляет собой водный раствор, получаемый при растворении отработанного ядерного топлива в азотной кислоте, а кислый водный раствор, имеющий pH выше 0, представляет собой раствор, содержащий от 0,1 моль/л до 0,5 моль/л азотной кислоты.7. Application according to claim 5 or 6, where the acidic aqueous solution having a pH below 0 is an aqueous solution obtained by dissolving spent nuclear fuel in nitric acid, and the acidic aqueous solution having a pH above 0 is a solution containing from 0.1 mol/l to 0.5 mol/l nitric acid.
8. Применение по любому из пп. 1-7, где n = 2 или 3.8. Application according to any one of paragraphs. 1-7, where n = 2 or 3.
9. Применение по любому из пп. 1-8, где9. Application according to any one of paragraphs. 1-8, where
R1 представляет собой линейную или разветвленную алкильную группу, предпочтительно разветвленную алкильную группу, содержащую 6 - 10 атомов углерода; и/илиR 1 represents a linear or branched alkyl group, preferably a branched alkyl group containing 6 to 10 carbon atoms; and/or
R2 представляет собой линейную или разветвленную алкильную группу, предпочтительно линейную алкильную группу, содержащую 4 - 10 атомов углерода.R 2 represents a linear or branched alkyl group, preferably a linear alkyl group containing 4 to 10 carbon atoms.
10. Применение по любому из пп. 1 - 9, где моноамид представляет собой:10. Application according to any one of paragraphs. 1 - 9, where the monoamide is:
N-(2-гептилпирролидинил)-(2-этил)гексанамид,N-(2-heptylpyrrolidinyl)-(2-ethyl)hexanamide,
N-(2-гексилпиперидинил)-(2-этил)гексанамид,N-(2-hexylpiperidinyl)-(2-ethyl)hexanamide,
N-(3-гексилпиперидинил)-(2-этил)гексанамид,N-(3-hexylpiperidinyl)-(2-ethyl)hexanamide,
N-(4-гексилпиперидинил)-(2-этил)гексанамид илиN-(4-hexylpiperidinyl)-(2-ethyl)hexanamide or
N-(3-гексилпиперидинил)-(2-пропил)пентанамид.N-(3-hexylpiperidinyl)-(2-propyl)pentanamide.
11. Способ обработки за один цикл водного раствора, получаемого при растворении отработанного ядерного топлива в азотной кислоте, где водный раствор содержит уран(VI), плутоний(IV), америций(III), кюрий(III) и продукты распада и активации, включая рутений и технеций, и данный цикл включает:11. A method for processing in one cycle an aqueous solution obtained by dissolving spent nuclear fuel in nitric acid, where the aqueous solution contains uranium(VI), plutonium(IV), americium(III), curium(III) and decay and activation products, including ruthenium and technetium, and this cycle includes:
a) совместную экстракцию урана(VI) и плутония(IV) из водного раствора, которая включает по меньшей мере один контакт, в экстракторе, водного раствора с органическим раствором S1, содержащим моноамид или смесь моноамидов формулы (I) в органическом разбавителе, с последующим отделением водного и органического растворов друг от друга, при этом моноамид или моноамиды имеют приведенную ниже формулу (I)a) joint extraction of uranium(VI) and plutonium(IV) from an aqueous solution, which includes at least one contact, in the extractor, of the aqueous solution with an organic solution S1 containing a monoamide or a mixture of monoamides of formula (I) in an organic diluent, followed by by separating aqueous and organic solutions from each other, the monoamide or monoamides having the following formula (I)
, ,
где n = 1, 2 или 3;where n = 1, 2 or 3;
R1 представляет собой линейную или разветвленную алкильную группу, содержащую 4-12 атомов углерода;R 1 represents a linear or branched alkyl group containing 4-12 carbon atoms;
R2 представляет собой линейную или разветвленную алкильную или алкокси группу, в цепь которой опционально включены один или больше атомов кислорода, и общее количество атомов углерода и, в случае их наличия, атомов кислорода составляет от 3 до 10;R 2 represents a linear or branched alkyl or alkoxy group, the chain of which optionally includes one or more oxygen atoms, and the total number of carbon atoms and, if present, oxygen atoms is from 3 to 10;
b) очистку органического раствора, полученного на стадии a), от америция(III), кюрия(III) и продуктов распада и активации, где очистка включает по меньшей мере один контакт, в экстракторе, органического раствора с водным раствором, содержащим от 0.5 моль/л до 6 моль/л азотной кислоты, с последующим отделением органического и водного растворов друг от друга;b) purification of the organic solution obtained in step a) from americium(III), curium(III) and decomposition and activation products, where the purification includes at least one contact, in an extractor, of the organic solution with an aqueous solution containing from 0.5 mol /l to 6 mol/l nitric acid, followed by separation of organic and aqueous solutions from each other;
c) разделение урана(VI) и плутония(IV), присутствующих в органическом растворе со стадии b), между водным раствором, содержащим либо плутоний(IV) без урана(VI), либо смесь плутония(IV) и урана(VI), и органическим раствором, содержащим уран(VI) без плутония(IV), где указанное разделение включает:c) separating the uranium(VI) and plutonium(IV) present in the organic solution from step b) between an aqueous solution containing either plutonium(IV) without uranium(VI) or a mixture of plutonium(IV) and uranium(VI), and an organic solution containing uranium(VI) without plutonium(IV), where the specified separation includes:
c1) отделение плутония в степени окисления +IV и части урана(VI) от органического раствора, полученного на стадии b), которое включает по меньшей мере один контакт, в экстракторе, органического раствора с водным раствором, содержащим от 0.1 моль/л до 0.5 моль/л азотной кислоты, с последующим отделением органического и водного растворов друг от друга;c 1 ) separation of plutonium in the oxidation state +IV and part of uranium(VI) from the organic solution obtained in step b), which includes at least one contact, in the extractor, of the organic solution with an aqueous solution containing from 0.1 mol/l to 0.5 mol/l nitric acid, followed by separation of organic and aqueous solutions from each other;
c2) повторную экстракцию всего или части урана(VI), присутствующего в водном растворе со стадии c1), где повторная экстракция включает по меньшей мере один контакт, в экстракторе, водного раствора с органическим раствором S2, содержащим моноамид или смесь моноамидов в органическом разбавителе, с последующим отделением водного и органического растворов друг от друга;c 2 ) re-extracting all or part of the uranium(VI) present in the aqueous solution from step c 1 ), where the re-extraction includes at least one contact, in the extractor, of the aqueous solution with an organic solution S2 containing a monoamide or a mixture of monoamides in an organic diluent, followed by separation of aqueous and organic solutions from each other;
d) очистку органического раствора, полученного на стадии c1), от технеция, которая включает:d) purification of the organic solution obtained in step c 1 ) from technetium, which includes:
d1) отделение технеция в степени окисления +IV от органического раствора, полученного на стадии c1), которое включает по меньшей мере один контакт, 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, способный восстанавливать технеций со степени окисления +VII до степени окисления +IV, с последующим отделением органического и водного растворов друг от друга;d 1 ) separation of technetium in the oxidation state +IV from the organic solution obtained in step c 1 ), which includes at least one contact, in the extractor, of the organic solution with an aqueous solution containing from 0.1 mol/l to 3 mol/l nitrogen an acid and at least one reducing agent capable of reducing technetium from the +VII oxidation state to the +IV oxidation state, followed by separating the organic and aqueous solutions from each other;
d2) повторную экстракцию части урана(VI), присутствующей в водном растворе со стадии d1), где указанная повторная экстракция включает по меньшей мере один контакт, в экстракторе, водного раствора с органическим раствором S3, содержащим моноамид или смесь моноамидов в органическом разбавителе, с последующим отделением водного и органического растворов друг от друга;d 2 ) re-extracting the portion of uranium(VI) present in the aqueous solution from step d 1 ), wherein said re-extraction includes at least one contact, in the extractor, of the aqueous solution with an organic solution S3 containing a monoamide or mixture of monoamides in an organic diluent , followed by separation of aqueous and organic solutions from each other;
e) отделение урана(VI) от органического раствора, полученного на стадии d1), которое включает по меньшей мере один контакт, в экстракторе, органического раствора с водным раствором, содержащим не более 0,05 моль/л азотной кислоты, с последующим отделением органического и водного растворов друг от друга; иe) separation of uranium(VI) from the organic solution obtained in step d 1 ), which includes at least one contact, in the extractor, of the organic solution with an aqueous solution containing not more than 0.05 mol/l nitric acid, followed by separation organic and aqueous solutions from each other; And
f) опционально, регенерацию органического раствора, полученного на стадии e);f) optionally, regenerating the organic solution obtained in step e);
в результате чего получают первый и второй водный раствор, очищенные от америция(III), кюрия(III) и продуктов распада и активации, где первый водный раствор содержит либо плутоний(IV) без урана(VI), либо смесь плутония(IV) и урана(VI), и второй водный раствор содержит уран(VI) без плутония(IV).resulting in a first and second aqueous solution purified from americium(III), curium(III) and decay and activation products, where the first aqueous solution contains either plutonium(IV) without uranium(VI), or a mixture of plutonium(IV) and uranium(VI), and the second aqueous solution contains uranium(VI) without plutonium(IV).
12. Способ по п. 11, где органические растворы S1, S2 и S3 содержат от 1 моль/л до 2 моль/л, предпочтительно от 1,1 моль/л до 1,3 моль/л, моноамида или смеси моноамидов.12. The method according to claim 11, where the organic solutions S1, S2 and S3 contain from 1 mol/L to 2 mol/L, preferably from 1.1 mol/L to 1.3 mol/L, a monoamide or a mixture of monoamides.
13. Способ по п. 11 или 12, где водный раствор со стадии b) содержит от 4 моль/л до 6 моль/л азотной кислоты.13. The method according to claim 11 or 12, where the aqueous solution from step b) contains from 4 mol/l to 6 mol/l nitric acid.
14. Способ по любому из пп. 11-13, где контакт органического и водного растворов в экстракторе на стадии c1) включает циркулирование органического и водного растворов при соотношении скорости потока органического раствора к скорости водного раствора больше 1, предпочтительно больше или равно 3.14. Method according to any one of paragraphs. 11-13, where the contact of the organic and aqueous solutions in the extractor in step c 1 ) includes circulation of the organic and aqueous solutions at a ratio of the flow rate of the organic solution to the speed of the aqueous solution greater than 1, preferably greater than or equal to 3.
15. Способ по любому из пп. 11-14, где восстановитель представляет собой нитрат урана, нитрат гидразиния, нитрат гидроксиламмония, ацетальдоксим, гидроксииминоалкановую кислоту или их смесь, предпочтительно смесь нитрата урана и нитрата гидразиния или смесь нитрата урана и нитрата гидроксиламмония.15. Method according to any one of paragraphs. 11-14, where the reducing agent is uranium nitrate, hydrazinium nitrate, hydroxylammonium nitrate, acetaldoxime, hydroxyiminoalkanoic acid or a mixture thereof, preferably a mixture of uranium nitrate and hydrazinium nitrate or a mixture of uranium nitrate and hydroxylammonium nitrate.
16. Способ по любому из пп. 11-15, где16. Method according to any one of paragraphs. 11-15, where
экстрактор на стадии d1) нагревают до температуры от 30°C до 40°C и/илиextractor at stage d 1 ) is heated to a temperature of 30°C to 40°C and/or
экстрактор на стадии e) нагревают до температуры от 40°C до 50°C.the extractor in step e) is heated to a temperature of from 40°C to 50°C.
17. Способ по любому из пп. 11-16, где контакт органического и водного растворов в экстракторе на стадии e) включает циркулирование органического и водного растворов при соотношении скорости потока органического раствора к скорости водного раствора больше 1.17. Method according to any one of paragraphs. 11-16, where the contact of organic and aqueous solutions in the extractor at stage e) includes circulation of organic and aqueous solutions with a ratio of the flow rate of the organic solution to the speed of the aqueous solution greater than 1.
18. Способ по любому из пп. 11-17, где органический раствор со стадии e) регенерируют и затем разделяют на первую и вторую фракцию, где первая фракция формирует органический раствор S1, и вторая фракция формирует органический раствор S2.18. Method according to any one of paragraphs. 11-17, where the organic solution from step e) is regenerated and then separated into a first and second fraction, where the first fraction forms the organic solution S1, and the second fraction forms the organic solution S2.
19. Способ по любому из пп. 11-18, где n = 2 или 3.19. Method according to any one of paragraphs. 11-18, where n = 2 or 3.
20. Способ по любому из пп. 11-19, где20. Method according to any one of paragraphs. 11-19, where
R1 представляет собой линейную или разветвленную алкильную группу, предпочтительно разветвленную алкильную группу, содержащую 6-10 атомов углерода; и/илиR 1 represents a linear or branched alkyl group, preferably a branched alkyl group containing 6-10 carbon atoms; and/or
R2 представляет собой линейную или разветвленную алкильную группу, предпочтительно линейную алкильную группу, содержащую 4-10 атомов углерода.R 2 represents a linear or branched alkyl group, preferably a linear alkyl group containing 4-10 carbon atoms.
21. Способ по любому из пп. 11 - 20, где моноамид представляет собой:21. Method according to any one of paragraphs. 11 - 20, where the monoamide is:
N-(2-гептилпирролидинил)-(2-этил)гексанамид,N-(2-heptylpyrrolidinyl)-(2-ethyl)hexanamide,
N-(2-гексилпиперидинил)-(2-этил)гексанамид,N-(2-hexylpiperidinyl)-(2-ethyl)hexanamide,
N-(3-гексилпиперидинил)-(2-этил)гексанамид,N-(3-hexylpiperidinyl)-(2-ethyl)hexanamide,
N-(4-гексилпиперидинил)-(2-этил)гексанамид илиN-(4-hexylpiperidinyl)-(2-ethyl)hexanamide or
N-(3-гексилпиперидинил)-(2-пропил)пентанамид.N-(3-hexylpiperidinyl)-(2-propyl)pentanamide.
22. Моноамид, который представляет собой:22. Monoamide, which is:
N-(2-гептилпирролидинил)-(2-этил)гексанамид,N-(2-heptylpyrrolidinyl)-(2-ethyl)hexanamide,
N-(2-гексилпиперидинил)-(2-этил)гексанамид,N-(2-hexylpiperidinyl)-(2-ethyl)hexanamide,
N-(3-гексилпиперидинил)-(2-этил)гексанамид,N-(3-hexylpiperidinyl)-(2-ethyl)hexanamide,
N-(4-гексилпиперидинил)-(2-этил)гексанамид илиN-(4-hexylpiperidinyl)-(2-ethyl)hexanamide or
N-(3-гексилпиперидинил)-(2-пропил)пентанамид.N-(3-hexylpiperidinyl)-(2-propyl)pentanamide.