RU2782220C2 - Carbamides for separation of uranium (vi) and plutonium (iv) without plutonium (iv) reduction - Google Patents

Carbamides for separation of uranium (vi) and plutonium (iv) without plutonium (iv) reduction Download PDF

Info

Publication number
RU2782220C2
RU2782220C2 RU2020103499A RU2020103499A RU2782220C2 RU 2782220 C2 RU2782220 C2 RU 2782220C2 RU 2020103499 A RU2020103499 A RU 2020103499A RU 2020103499 A RU2020103499 A RU 2020103499A RU 2782220 C2 RU2782220 C2 RU 2782220C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plutonium
uranium
organic
carbon atoms
aqueous
Prior art date
Application number
RU2020103499A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020103499A (en
RU2020103499A3 (en
Inventor
Сесиль МАРИ
Клеманс БЕРЖЕ
Гийом МОССАН
Эмили РУССЕЛЛО
Ожен АНДРЕИАДИС
Доминик ГИЛАМОН
Мануэль МИГИРДИЧЬЯН
Кристиан СОРЕЛЬ
Original Assignee
Коммиссариат А Л' Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив
Орано Сикль
Электрисите Де Франс
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR1756057A external-priority patent/FR3068257B1/en
Application filed by Коммиссариат А Л' Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив, Орано Сикль, Электрисите Де Франс filed Critical Коммиссариат А Л' Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив
Publication of RU2020103499A publication Critical patent/RU2020103499A/en
Publication of RU2020103499A3 publication Critical patent/RU2020103499A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2782220C2 publication Critical patent/RU2782220C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to the use of carbamide of the general formula (I), where R1, R2, and R3, the same or different, are a linear or branched alkyl group with 1-12 carbon atoms, R4 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group with 1-12 carbon atoms, and where carbamide contains a total number of carbon atoms from 17 to 25, as an extractant for complete or partial separation of uranium (VI) and plutonium (IV), without plutonium (IV) reduction to plutonium (III), based on an aqueous solution A1 obtained by dissolution of spent nuclear fuel in nitric acid. In this case, the use provides: a) co-extraction of uranium (VI) and plutonium (IV) from the aqueous solution A1, while co-extraction includes at least a contact in an extractor of the aqueous solution A1 with an organic solution S1 containing carbamide in an organic solvent, and separation of aqueous and organic solutions; b) re-extraction of plutonium (IV) and an uranium (VI) fraction from the organic solution obtained at the stage a) during re-extraction containing at least one contact in the extractor of the organic solution S1 with an aqueous solution A2 containing 0.1-0.5 mol/l of nitric acid, and separation of organic and aqueous solutions; c) complete or partial extraction of the uranium (VI) fraction contained in the aqueous solution obtained at the stage b), while extraction contains at least one contact in the extractor of the aqueous solution with an organic solution S2 containing carbamide in an organic solution, and separation of aqueous and organic solutions; as a result, an aqueous solution containing plutonium (IV), but without uranium (VI), or a mixture of plutonium (IV) and uranium (VI), and an organic solution containing uranium (VI) without plutonium (IV) are obtained. The invention also relates to new carbides.
EFFECT: carbamides of the formula (I) in the presence of an aqueous phase with strong acidity provide coefficients of uranium (VI) and plutonium (IV) distribution, allowing for quantitative co-extraction of these two elements from the aqueous phase, and, in the presence of an aqueous phase with moderate acidity, provide coefficients of uranium (VI) and plutonium (IV) separation, at which uranium (VI) is separated from plutonium (IV) without the need for reduction of plutonium (IV) to plutonium (I).
Figure 00000020
(I)
16 cl, 1 dwg, 3 tbl, 1 ex

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области обработки отработавшего ядерного топлива.The invention relates to the field of processing spent nuclear fuel.

Точнее изобретение относится к применению карбамидов (т.е. производных мочевины) в качестве экстрагентов для полного или частичного отделения урана (VI) от плутония (IV) на основании водного раствора, полученного растворением отработавшего ядерного топлива в азотной кислоте, посредством жидкофазной экстракции без применения какого-либо восстановления плутония (IV) в плутоний (III). Оно также относится к новым карбамидам с чрезвычайно полезными экстрагирующими свойствами.More precisely, the invention relates to the use of carbamides (i.e., urea derivatives) as extractants for the complete or partial separation of uranium (VI) from plutonium (IV) based on an aqueous solution obtained by dissolving spent nuclear fuel in nitric acid, by means of liquid-phase extraction without the use of any reduction of plutonium(IV) to plutonium(III). It also belongs to the new carbamides with extremely useful extractive properties.

В частности, изобретение находит применение при обработке отработавшего ядерного топлива на основе урана (в частности, оксидов урана – UOX) или урана и плутония (в частности, смешанных оксидов урана и плутония - MOX).In particular, the invention finds application in the processing of spent nuclear fuel based on uranium (in particular, uranium oxides - UOX) or uranium and plutonium (in particular, mixed oxides of uranium and plutonium - MOX).

Предшествующий уровень техникиPrior Art

В способе PUREX, применяемом в мире на всех заводах по обработке отработавшего ядерного топлива (Аг во Франции, Роккашо в Японии, Селлафилд в Англии и пр.), используется три-n-бутил-фосфат (или TBP) в качестве экстрагента для извлечения урана (VI) и плутония (IV) жидкофазной экстракцией из водных растворов, полученных растворением этих видов ядерного топлива в азотной кислоте.The PUREX process, used worldwide in all spent nuclear fuel treatment plants (Ag in France, Rokkasho in Japan, Sellafield in England, etc.), uses tri-n-butyl phosphate (or TBP) as an extractant for uranium recovery. (VI) and plutonium (IV) by liquid-phase extraction from aqueous solutions obtained by dissolving these types of nuclear fuel in nitric acid.

В данном способе ТВР применяется в виде 30%-ного раствора (в объёмном отношении) в алифатическом растворителе (гидрогенизированном тетрапропилене (ТРН), n-додекане или керосине). В данной области этот органический раствор называют обычно растворителем. In this method, TBP is used as a 30% solution (v/v) in an aliphatic solvent (hydrogenated tetrapropylene (HTP), n-dodecane or kerosene). In this field, this organic solution is usually referred to as a solvent.

Регенерация урана и плутония способом PIREX проводится в несколько циклов:Regeneration of uranium and plutonium by the PIREX method is carried out in several cycles:

- первый цикл: очистка урана (VI) и плутония IV) (называется «1CUPu») с целью дезактивировать эти элементы по отношению к америцию, кюрию и продуктам деления с разделением урана (VI) и плутония (IV) на два водных потока, начиная с этого первого цикла;- first cycle: purification of uranium (VI) and plutonium IV) (called "1CUPu") in order to deactivate these elements in relation to americium, curium and fission products with the separation of uranium (VI) and plutonium (IV) into two water streams, starting from this first cycle;

- второй цикл: очистка урана (VI) (обозначаемого как ZCU) с целью завершения дезактивации этого элемента для соблюдения технических условий, оговоренных в стандартах ASTM по урану, как целевому продукту, и- second cycle: purification of uranium (VI) (referred to as ZCU) in order to complete the decontamination of this element to meet the specifications stipulated in the ASTM standards for uranium as a target product, and

- второй цикл, а на некоторых заводах это третий цикл: очистка плутония (IV) (обозначаемого как соответственно «2CPu» и «3CPu») с целью завершения дезактивации этого элемента для соблюдения технических условий, оговоренных в стандартах ASTM по плутонию, как целевому продукту, и его обогащения до превращения в оксид PuO2.- second cycle, and in some plants this is the third cycle: purification of plutonium (IV) (denoted as "2CPu" and "3CPu" respectively) in order to complete the decontamination of this element to meet the specifications stipulated in the ASTM standards for plutonium as a target product , and its enrichment to the conversion into oxide PuO 2 .

Параметры процесса PUREX являются удовлетворительными и обращение к опыту, накопленному с момента пуска заводов, на которых этот способ применяется, положителен.The PUREX process parameters are satisfactory and reference to the experience gained since the start-up of plants in which this method is applied is positive.

Однако применение три-n-бутил-фосфата (TBP) характеризуется ограничениями, лишающими возможности достичь с помощью этого экстрагента таких целей, как простота, компактность и повышенная безопасность, предназначенных для будущих заводов по обработке отработавшего ядерного топлива.However, the use of tri-n-butyl phosphate (TBP) has limitations that make it impossible for this extractant to achieve the goals of simplicity, compactness, and improved safety for future spent nuclear fuel processing plants.

Главное из этих ограничений состоит в том, что разделение урана и плутония на два водных потока делает необходимым восстановление плутония (IV) в плутоний (III) (поскольку при использовании ТВР коэффициент разделения урана (VI) и плутония (IV) недостаточен независимо от кислотности водного раствора, применяемого для такого разделения) и, следовательно, применение восстанавливающих и противоазотистых агентов в значительных количествах, которые образуют вследствие разложения неустойчивые и реакционноспособные продукты, требующие соответствующие меры безопасности. The main of these limitations is that the separation of uranium and plutonium into two aqueous streams makes it necessary to reduce plutonium (IV) to plutonium (III) (because when using TBP, the separation factor of uranium (VI) and plutonium (IV) is insufficient regardless of the acidity of the aqueous solution used for such separation) and, consequently, the use of reducing and antinitrogen agents in significant quantities, which form, due to decomposition, unstable and reactive products requiring appropriate safety measures.

Снабжение экстрагентами для количественной соэкстракции урана и плутония из водного раствора, полученного растворением отработавшего ядерного топлива в азотной кислоте, с последующим полным или частичным разделением этих обоих элементов без необходимости восстановление плутония (IV) в плутоний (III), послужило поводом для проведения некоторого количества работ. The supply of extractants for the quantitative co-extraction of uranium and plutonium from an aqueous solution obtained by dissolving spent nuclear fuel in nitric acid, followed by complete or partial separation of these two elements without the need to reduce plutonium (IV) to plutonium (III), was the reason for a certain amount of work .

Таким образом было предложено применять симметричные N,N-диалкиламиды, такие, как N,N-ди(2-этилгексил)-3,3-диметилбутанамид (или DEHDMBA) в международной заявке PCT WO 2017/017207, далее [Д1], а также асимметричные N,N-диалкиламиды, такие, как N-метил-N-октил-2-этилгексанамид (или MOEHA) в международной заявке PCT WO 2017/017193, далее отсылка [Д2]. В обоих случаях N,N-диалкиламиды показали весьма обнадёживающие свойства.Thus it has been proposed to use symmetrical N,N-dialkylamides such as N,N-di(2-ethylhexyl)-3,3-dimethylbutanamide (or DEHDMBA) in PCT WO 2017/017207, hereinafter [D1], and also asymmetric N,N-dialkylamides such as N-methyl-N-octyl-2-ethylhexanamide (or MOEHA) in PCT WO 2017/017193, hereinafter referred to as [D2]. In both cases, N,N-dialkylamides showed very encouraging properties.

Между тем в литературе было опубликовано три исследования об извлечении урана и плутония из азотного водного раствора посредством карбамидов. Речь идёт об исследовании, проведённом Е.K. Dukes и T.H. Sidall, с применением N,N,N’,N’-тетра-n-бутилмочевины, о котором сообщалось в Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry 1966, 28(10), стр. 2307 – 2312, далее ссылка [3], а также об исследовании Г.М. Чумаковой и др. также с N,N,N’,N’-тетра-n-бутилмочевиной, опубликованном в «Радиохимии» 1980, 22(2), стр. 213–217, далее отсылка [4], и о более раннем исследовании, проведённом B.G. Vats et al. с N,N-диэтил-N’,N’-диизобутилмочевиной (или DEDiBU) и N,N-диэтил-N,N’-ди-n-октилмочевиной (или DEDOU), опубликованном в Dalton Transactions 2016, 45(25), стр. 10319 – 10325, далее [5]. Meanwhile, three studies have been published in the literature on the extraction of uranium and plutonium from a nitrogen aqueous solution by means of carbamides. We are talking about a study conducted by E.K. Dukes and T.H. Sidall, using N,N,N',N'-tetra-n-butylurea, which was reported in Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry 1966, 28(10), pp. 2307-2312, hereinafter referenced [3], and also about the study by G.M. Chumakova et al. also with N,N,N',N'-tetra-n-butylurea, published in "Radiochemistry" 1980, 22(2), pp. 213–217, further reference [4], and about an earlier research conducted by B.G. Vats et al. with N,N-diethyl-N',N'-diisobutylurea (or DEDiBU) and N,N-diethyl-N,N'-di-n-octylurea (or DEDOU) published in Dalton Transactions 2016, 45(25) , pp. 10319 – 10325, further [5].

Этими исследованиями был выявлен потенциал тетраалкильных карбамидов в качестве экстрагентов урана (VI) и плутония (IV). Однако ни одно из них не допускало возможности увидеть применение соединений такого типа для соэкстракции урана (VI) и плутония (IV) из водного раствора, полученного растворением отработавшего ядерного топлива, и для полного или частичного разделения урана (VI) и плутония (IV) без восстановления плутония (IV) в плутоний (III).These studies revealed the potential of tetraalkyl carbamides as extractants for uranium (VI) and plutonium (IV). However, none of them allowed to see the use of compounds of this type for the co-extraction of uranium (VI) and plutonium (IV) from an aqueous solution obtained by dissolving spent nuclear fuel, and for the complete or partial separation of uranium (VI) and plutonium (IV) without reduction of plutonium (IV) to plutonium (III).

Однако оказалось, что в рамках своих работ авторами изобретения было установлено, что некоторые карбамиды обладают экстрагирующими свойствами, а именно:However, it turned out that in the framework of their work, the authors of the invention found that some carbamides have extractive properties, namely:

- в присутствии водной фазы с сильной кислотностью, такой, какую имеют водные растворы после растворения отработавшего ядерного топлива в азотной кислоте, они обеспечивают коэффициенты распределения урана (VI) и плутония (IV), позволяющие проводить количественную соэкстракцию этих обоих элементов из данной водной фазы, и- in the presence of an aqueous phase with a strong acidity, such as aqueous solutions have after dissolving spent nuclear fuel in nitric acid, they provide partition coefficients for uranium (VI) and plutonium (IV) allowing quantitative co-extraction of these two elements from a given aqueous phase, and

- в присутствии водной фазы с умеренной кислотностью они обеспечивают коэффициенты разделения U(VI) / Pu(IV), при которых происходит отделение урана (VI) от плутония (IV) без необходимости восстановления плутония (IV) в плутоний (III), причём это разделение может быть полным или частичным по желанию.- in the presence of an aqueous phase with moderate acidity, they provide U(VI) / Pu(IV) separation factors, at which uranium (VI) is separated from plutonium (IV) without the need to reduce plutonium (IV) to plutonium (III), and this separation can be total or partial as desired.

И именно на этих выводах основано настоящее изобретение.And it is on these findings that the present invention is based.

Описание изобретенияDescription of the invention

Предметом изобретения является в первую очередь применение карбамида общей формулы (I):The subject of the invention is primarily the use of carbamide of general formula (I):

Figure 00000001
(I),
Figure 00000001
(I)

где R1, R2, 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;where R 1 , R 2 , R 3 , identical or different, mean a linear or branched alkyl group with 1-12 carbon atoms, a cycloalkyl group with 3-12 carbon atoms or a cycloalkyl group with 4-13 carbon atoms;

R4 означает атом водорода, 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; R 4 means a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group with 1-12 carbon atoms, a cycloalkyl group with 3-12 carbon atoms or a cycloalkyl group with 4-13 carbon atoms;

в качестве экстрагента для полного или частичного отделения урана (VI) от плутония (IV) без восстановления плутония (IV) в плутоний (III) на основе водного раствора А1, полученного растворением отработавшего ядерного топлива в азотной кислоте.as an extractant for the complete or partial separation of uranium (VI) from plutonium (IV) without reduction of plutonium (IV) into plutonium (III) based on an aqueous solution of A1 obtained by dissolving spent nuclear fuel in nitric acid.

Такое применение включает в себя:Such application includes:

а) соэкстракцию урана (VI) и плутония (IV) из водного раствора, при этом соэкстракция предусматривает, по меньшей мере, однократное приведение в контакт в экстракторе водного раствора А1 с органическим раствором S1, содержащим карбамид в органическом растворителе, и разделение водного и органического растворов;a) co-extraction of uranium (VI) and plutonium (IV) from an aqueous solution, while co-extraction involves at least one contact in the extractor of an aqueous solution A1 with an organic solution S1 containing urea in an organic solvent, and the separation of aqueous and organic solutions;

б) реэкстракцию плутония (IV) и фракции урана (VI) из органического раствора, полученного на этапе а), при этом реэкстракция содержит, по меньшей мере, одно приведение в контакт органического раствора S1 с водным раствором А2 в экстракторе, содержащим 0,1–0,5 моля/л азотной кислоты, и разделение органического и водного растворов;b) stripping the plutonium (IV) and uranium (VI) fraction from the organic solution obtained in step a), wherein the stripping comprises at least one bringing the organic solution S1 into contact with an aqueous solution A2 in the extractor containing 0.1 –0.5 mol/l of nitric acid, and separation of organic and aqueous solutions;

в) полную или частичную экстракцию фракции урана (VI), присутствующей в водном растворе, полученном на этапе б), при этом экстракция содержит, по меньшей мере, одно приведение в контакт водного раствора с органическим раствором S2, содержащим карбамид в органическом растворе, в экстракторе и разделение водного и органического растворов;c) total or partial extraction of the uranium (VI) fraction present in the aqueous solution obtained in step b), wherein the extraction comprises at least one bringing the aqueous solution into contact with an organic solution S2 containing urea in the organic solution, extractor and separation of aqueous and organic solutions;

в результате получают водный раствор с содержанием плутония (IV) и без содержания урана (VI) или смесь из плутония (IV) и урана (VI) и органический раствор с содержанием урана (VI), но без плутония (IV).the result is an aqueous solution containing plutonium (IV) and no uranium (VI) or a mixture of plutonium (IV) and uranium (VI) and an organic solution containing uranium (VI) but no plutonium (IV).

В приведённом выше, а также ниже изложении выражения «при содержании от … до …», « … от … до …», «содержащийся(аяся) от … до …» эквивалентны и означают предельные значения.In the above, as well as below, the expressions “when the content is from ... to ...”, “... from ... to ...”, “contained from ... to ...” are equivalent and mean limit values.

Под выражением «линейная или разветвлённая алкильная группа с 1–12 атомами углерода» подразумевается любая алкильная группа с линейной или разветвлённой цепочкой, содержащая 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 или 12 атомов углерода, например, метиловая, этиловая, n-пропиловая, изопропиловая, n-бутиловая, втор-бутиловая, изобутиловая, трет-бутиловая, n-амиловая, втор-амиловая, изоамиловая, n-гексильная, изогексильная, n-гептильная, изогептильная, n-октильная, изооктильная, n-нониловая, изонониловая, n-дециловая, изодециловая, n-ундециловая, n-додециловая, 2-метилбутиловая, 2-метилбутиловая, 3-метилпентиловая, 2-метилгексильная, 3-метилгексильная, 2-метилгептильная, 2-метиоктиловая, 2-этилгексильная, 1,5-диметилгексильная, 2,4,4-триметиламиловая, 2-этилгептильная, 1,2-диметилгептильная, 2,6-диметилгептильная, 3,5,5-триметилгексильная, 2-метилнониловая, 3,7-диметилоктиловая, 2,4,6-триметилгептильная, 2-бутилгексильная и др. группы.The expression "straight or branched alkyl group with 1-12 carbon atoms" means any straight-chain or branched alkyl group containing 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12 atoms carbon, for example, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl, tert-butyl, n-amyl, sec-amyl, isoamyl, n-hexyl, isohexyl, n-heptyl, isoheptyl, n-octyl, isooctyl, n-nonyl, isononyl, n-decyl, isodecyl, n-undecyl, n-dodecyl, 2-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3-methylpentyl, 2-methylhexyl, 3-methylhexyl, 2-methylheptyl, 2-methioctyl, 2-ethylhexyl, 1,5-dimethylhexyl, 2,4,4-trimethylamyl, 2-ethylheptyl, 1,2-dimethylheptyl, 2,6-dimethylheptyl, 3,5,5-trimethylhexyl, 2-methylnonyl, 3,7-dimethyloctyl, 2,4,6-trimethylheptyl, 2-butylhexyl and other groups.

Под «циклоалькильной группой с 1–12 атомами углерода» имеется в виду любая циклоалькильная группа с одним или несколькими слившимися или соединёнными мостиковой связью циклами, причём эти циклы могут быть замещены одной или несколькими алкильными группами, если общее количество атомов углерода, содержащихся в этой циклоалкильной группе (вместе с заместителями, если они имеются) составляет 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 или 12; такой циклоалкильной группой являются, например, циклопропиловая, циклобутиловая, циклоамиловая, циклогексильная, циклогептильная, циклооктильная, декагидронафталениловая, бициклопропиловая, бициклогексильная группы, циклоамиловая или циклогексильная группа, замещённая одной или несколькими метиловыми, этиловыми, n-пропиловыми, изопропиловыми, n-бутиловыми, изобутиловыми, трет-бутиловыми, втор-бутиловыми и др. группами.By "cycloalkyl group with 1-12 carbon atoms" is meant any cycloalkyl group with one or more fused or bridged rings, and these rings can be substituted by one or more alkyl groups, if the total number of carbon atoms contained in this cycloalkyl group (together with substituents, if any) is 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12; such a cycloalkyl group is, for example, cyclopropyl, cyclobutyl, cycloamyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, decahydronaphthalenyl, bicyclopropyl, bicyclohexyl, cycloamyl or cyclohexyl groups substituted with one or more methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl groups. , tert-butyl, sec-butyl and other groups.

Под «циклоалкильной группой с 4–13 атомами углерода» подразумевается любая алкильная группа, замещённая циклоалкильной группой, при условии, что общее количество атомов углерода в алкильной группе с её заместителем составляет 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 или 13; такой циклоалкильной группой являются, например, 3-циклогексилпропиловая, 3-циклогексилбутиловая, 3-циклогексил-2-метилбутиловая, 4-циклогексил-1-метилбутиловая, 4-циклогексил-2-метилбутиловая, 4-циклогексил-3-метилбутиловая, 4-циклогексил-1-этилбутиловая, 4-циклогексил-2-этилбутидловая, 4-циклогексил-1-пропилбутиловая, 4-циклогексил-2-пропилбутиловая, 4-циклогексил-амиловая, 4-циклогексил-2-метиламиловая и др. группы.By "cycloalkyl group with 4-13 carbon atoms" is meant any alkyl group substituted with a cycloalkyl group, provided that the total number of carbon atoms in the alkyl group with its substituent is 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 , 12 or 13; such a cycloalkyl group is, for example, 3-cyclohexylpropyl, 3-cyclohexylbutyl, 3-cyclohexyl-2-methylbutyl, 4-cyclohexyl-1-methylbutyl, 4-cyclohexyl-2-methylbutyl, 4-cyclohexyl-3-methylbutyl, 4-cyclohexyl -1-ethylbutyl, 4-cyclohexyl-2-ethylbutyl, 4-cyclohexyl-1-propylbutyl, 4-cyclohexyl-2-propylbutyl, 4-cyclohexyl-amyl, 4-cyclohexyl-2-methylamyl and other groups.

Вместе с тем выражения «водный раствор» и «водная фаза» равнозначны и взаимозаменяемы, точно так же, как выражения «органический раствор» и «органическая фаза» равнозначны и взаимозаменяемы.At the same time, the expressions "aqueous solution" and "aqueous phase" are equivalent and interchangeable, just as the expressions "organic solution" and "organic phase" are equivalent and interchangeable.

По мере того как циклоалкильные группы могут рассматриваться как алкильные группы, у которых единственная углеродная цепочка или основная углеродная цепочка является цикличной, то целесообразный карбамид по изобретению может быть охарактеризован как тетра-алкильный карбамид, если R4 отличается от атома водорода или же как три-алкильный карбамид, если R4 означает атом водорода. Такая характеристика будет применяться ниже.While cycloalkyl groups can be considered as alkyl groups in which the single carbon chain or main carbon chain is cyclic, a useful urea of the invention can be characterized as a tetraalkyl urea if R 4 is other than a hydrogen atom, or alternatively as tri- alkyl urea if R 4 means a hydrogen atom . This feature will be used below.

Согласно изобретению, общее количество атомов углерода в карбамиде составляет предпочтительно от 17 до 25.According to the invention, the total number of carbon atoms in urea is preferably 17 to 25.

Если карбамид является тетраалкильным, то предпочтительно, чтобы R1, R2, R3 и R4 означали линейную или разветвлённую алкильную группу с 1–12 атомами углерода.If the urea is tetraalkyl, it is preferred that R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represent a linear or branched alkyl group with 1-12 carbon atoms.

Вместе с тем предпочтительно, чтобы:However, it is preferable that:

R1 и R2 были одинаковыми, R3 и R4 были одинаковыми, но отличались от R1 и R2 илиR 1 and R 2 were the same, R 3 and R 4 were the same but different from R 1 and R 2 or

R1 и R4 были одинаковыми, R2, R3 были одинаковыми, но отличались от R1, и R4 илиR 1 and R 4 were the same, R 2 , R 3 were the same but different from R 1, and R 4 or

R1, R2, R3, R4 были все одинаковыми.R 1 , R 2 , R 3 , R 4 were all the same.

Если R1 и R2 одинаковые, R2 и R4 одинаковые и отличаются от R1 и R2, то R1 и R2 означают предпочтительно линейную или разветвлённую алкильную группу с 1–5 атомами углерода, а R3 и R4 означают предпочтительно линейную или разветвлённую алкильную группу с 6 – 10 атомами углерода, при этом общее количество атомов углерода, содержащихся в карбамиде, составляет предпочтительно 19, 21 или 23.If R 1 and R 2 are the same, R 2 and R 4 are the same and different from R 1 and R 2 , then R 1 and R 2 are preferably a linear or branched alkyl group with 1 to 5 carbon atoms, and R 3 and R 4 are preferably a linear or branched alkyl group with 6 to 10 carbon atoms, with the total number of carbon atoms contained in the urea being preferably 19, 21 or 23.

Аналогично в том случае, когда R1 и R4 одинаковые, R2 и R3 одинаковые, но отличаются от R1 и R4, а R1 и R4 означают предпочтительно линейную или разветвлённую алкильную группу с 1–5 атомами углерода, при этом R2 и R3 означают предпочтительно линейную или разветвлённую алкильную группу с 6–10 атомами углерода, то общее количество атомов углерода в карбамиде составляет предпочтительно 19, 21 или 23.Similarly, when R 1 and R 4 are the same, R 2 and R 3 are the same but different from R 1 and R 4 , and R 1 and R 4 are preferably a linear or branched alkyl group with 1 to 5 carbon atoms, when where R 2 and R 3 are preferably a linear or branched alkyl group with 6 to 10 carbon atoms, the total number of carbon atoms in the urea is preferably 19, 21 or 23.

Если R1, R2, R3, R4 являются одинаковыми, то они означают предпочтительно линейную или разветвлённую алкильную группу с 4–8 атомами углерода, при этом особо предпочтительны n-бутиловая, n-амиловая, n-гексильная, n-гептильная и n-октильная группы.If R 1 , R 2 , R 3 , R 4 are the same, they are preferably a linear or branched alkyl group with 4 to 8 carbon atoms, with particular preference being given to n-butyl, n-amyl, n-hexyl, n-heptyl and n-octyl groups.

Если карбамид является три-алкильным, то предпочтительно, чтобы R1, R2 и R3 означали линейную или разветвлённую алкильную группу с 1–12 атомами углерода, предпочтительно с 2–10 атомами углерода, более предпочтительно с 4–8 атомами углерода.If the carbamide is tri-alkyl, then preferably R 1 , R 2 and R 3 are a linear or branched alkyl group with 1-12 carbon atoms, preferably 2-10 carbon atoms, more preferably 4-8 carbon atoms.

Вместе с тем предпочтительно, чтобы R1 было равно R2, более того, чтобы R1, R2 и R3 были одинаковыми, в этом случае R1, R2 и R3 означают предпочтительно линейную или разветвлённую алкильную группу с 6–8 атомами углерода, причём особо предпочтительны n-гексильная, n-гептильная, n-октильная и 2-этилгексильная группы.However, it is preferable that R 1 be equal to R 2 , moreover, that R 1 , R 2 and R 3 are the same, in this case R 1 , R 2 and R 3 mean preferably a linear or branched alkyl group from 6-8 carbon atoms, with n-hexyl, n-heptyl, n-octyl and 2-ethylhexyl groups being particularly preferred.

Следовательно, в качестве примера можно привести следующие предпочтительные карбамиды:Therefore, the following preferred carbamides can be cited by way of example:

- N,N,N’,N’-тетра-n-бутилмочевина (или TBU), отвечающая общей формуле (I), где: R1, R2, R3 и R4 означают n-бутиловую группу;- N,N,N',N'-tetra-n-butylurea (or TBU), corresponding to the General formula (I), where: R 1 , R 2 , R 3 and R 4 mean n-butyl group;

- N,N,N’,N’-тетра-n-амилмочевина (или TPU), отвечающая общей формуле (I), где: R1, R2, R3 и R4 означают n-амиловую группу;- N,N,N',N'-tetra-n-amylurea (or TPU), corresponding to the General formula (I), where: R 1 , R 2 , R 3 and R 4 mean n-amyl group;

- N,N,N’,N’-тетра-n-гексилмочевина (или THU), отвечающая общей формуле (I), где: R1, R2, R3 и R4 означают n-гексильную группу; - N,N,N',N'-tetra-n-hexylurea (or THU), corresponding to the General formula (I), where: R 1 , R 2 , R 3 and R 4 mean n-hexyl group;

- N,N,N’,N’-тетра-n-октилмочевина (TOU), отвечающая общей формуле (I), где: R1, R2, R3 и R4 означают n-октильную группу;- N,N,N',N'-tetra-n-octylurea (TOU), corresponding to the General formula (I), where: R 1 , R 2 , R 3 and R 4 mean n-octyl group;

- N,N’-ди-n-бутил-N,N’-ди-n-гексилмочевина (или DBDHU), отвечающая общей формуле (I), где: R1 и R4 означают n-бутиловую группу, R2 и R3 означают n-гексильную группу;- N,N'-di-n-butyl-N,N'-di-n-hexylurea (or DBDHU) corresponding to the general formula (I), where: R 1 and R 4 mean n-butyl group, R 2 and R 3 means n-hexyl group;

- N,N’-ди-n-гептил-N,N’-ди-n-пропилмочевина (или DHDPU), отвечающая общей формуле (I), где R1 и R4 означают n-пропиловую группу, R2 R3 означают n-гептильную группу;- N,N'-di-n-heptyl-N,N'-di-n-propylurea (or DHDPU) corresponding to the general formula (I), where R 1 and R 4 mean n-propyl group, R 2 R 3 represent an n-heptyl group;

- N,N’-диэтил-N,N’-ди-n-октилмочевина (или sym-DEDOU), отвечающая общей формуле (I), где R1 и R4 означают этиловую группу, R2 и R3 означают n-октильную группу;- N,N'-diethyl-N,N'-di-n-octylurea (or sym-DEDOU) corresponding to the general formula (I), where R 1 and R 4 mean an ethyl group, R 2 and R 3 mean n- octyl group;

- N,N’-диметил-N,N’-ди-n-нонилмочевина (или DMDNU), отвечающая общей формуле (I), где: R1 и R4 означают метиловую группу, R2 и R3 означают n-нониловую группу; - N,N'-dimethyl-N,N'-di-n-nonylurea (or DMDNU) corresponding to the general formula (I), where: R 1 and R 4 mean a methyl group, R 2 and R 3 mean n-nonyl group;

- N,N,N’-три-n-октилмочевина (или TrOU), отвечающая общей формуле (I) , где: R1, R2 и R3 означают n-октильную группу, R4 означает атом водорода;- N,N,N'-tri-n-octylurea (or TrOU), corresponding to the General formula (I) where: R 1 , R 2 and R 3 mean n-octyl group, R 4 means a hydrogen atom;

- N,N,N’-три(2-этилгексил)мочевина (или TrEHU), отвечающая общей формуле (I), где: R1, R2 и R3 означают 2-этилгексильную группу, R4 означает атом водорода, и- N,N,N'-tri(2-ethylhexyl)urea (or TrEHU) corresponding to the general formula (I), where: R 1 , R 2 and R 3 mean a 2-ethylhexyl group, R 4 means a hydrogen atom, and

- N,N-ди(2-этилгексил)-N’-n-октилмочевина (или DEHOU), отвечающая общей формуле (I), где: R1 и R2 означают 2-этилгексильную группу, R3 означает n-октиловую группу, R4 означает атом водорода.- N,N-di(2-ethylhexyl)-N'-n-octylurea (or DEHOU) corresponding to the general formula (I), where: R 1 and R 2 mean 2-ethylhexyl group, R 3 means n-octyl group , R 4 means a hydrogen atom.

Из этих карбамидов особо предпочтительны N,N,N’,N’-тетра-n-бутилмочевина, N,N,N’,N’-тетра-n-гексилмочевина, N,N,N’,N’-тетра-n-пентилмочевина, 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 и N,N’-диметил-N,N’-ди-n-нонилмочевина ввиду того, что они обладают особо повышенной избирательностью к урану (VI) по сравнению с плутонием (IV) при умеренной кислотности, т.е. в присутствии водной фазы, содержащей от 0,1 до 0,5 моля/л азотной кислоты.Of these carbamides, N,N,N',N'-tetra-n-butylurea, N,N,N',N'-tetra-n-hexylurea, N,N,N',N'-tetra-n -pentylurea, N,N'-di-n-butyl-N,N'-di-n-hexylurea, N,N'-di-n-heptyl-N,N'-di-n-propylurea, N,N '-diethyl-N,N'-di-n-octylurea and N,N'-dimethyl-N,N'-di-n-nonylurea due to the fact that they have a particularly high selectivity for uranium (VI) compared to plutonium (IV) with moderate acidity, i.e. in the presence of an aqueous phase containing 0.1 to 0.5 mol/l nitric acid.

Согласно изобретению, органические растворы S1 и S2 содержат в себе преимущественно 0,5 - 2 моля/л, предпочтительно 1–1,4 моля/л, карбамида.According to the invention, the organic solutions S1 and S2 preferably contain 0.5-2 mol/l, preferably 1-1.4 mol/l, urea.

Органическим растворителем служит преимущественно ациклический углеводород или смесь ациклических углеводородов, например, n-додекан, гидрогенизированный тетрапропилен (или ТРН), керосин, IsaneТМ IP-185Т или IsaneТМ IP-175T, предпочтительно ТРН.The organic solvent is preferably an acyclic hydrocarbon or a mixture of acyclic hydrocarbons, for example, n-dodecane, hydrogenated tetrapropylene (or TPH), kerosene, Isane TM IP-185T or Isane TM IP-175T, preferably TPH.

Что касается водного раствора, полученного растворением отработавшего ядерного топлива, то в нём обычно содержится азотная кислота в количестве от 3 до 6 молей/л.As for the aqueous solution obtained by dissolving spent nuclear fuel, it usually contains nitric acid in an amount of 3 to 6 mol/l.

Предпочтительно этап а) включает в себя дополнительно дезактивацию органического раствора, полученного соэкстракцией урана (VI) и плутония (IV), по отношению к америцию, кюрию и продуктам деления, при этом такая дезактивация включает в себя, 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. При необходимости эта дезактивация дополняется раскислением органического, таким образом дезактивированного раствора, при этом такое раскисление включает в себя, по меньшей мере, приведение в контакт в экстракторе органического раствора, полученного дезактивацией, с водным раствором А4, содержащим 0,1–1 моль/л, предпочтительно 0,5 моля/л азотной кислоты, и разделение органического и водного растворов.Preferably, step a) further comprises decontaminating the organic solution obtained by co-extraction of uranium (VI) and plutonium (IV) with respect to americium, curium and fission products, such deactivation comprising at least bringing into contact with organic solution extractor with aqueous solution A3 containing 1–6 mol/l nitric acid, and separation of organic and aqueous solutions. If necessary, this decontamination is supplemented by the deacidification of the organic solution thus deactivated, whereby such deacidification comprises at least bringing into contact in the extractor the organic solution obtained by the deactivation with an aqueous solution of A4 containing 0.1-1 mol/l , preferably 0.5 mol/l nitric acid, and separation of organic and aqueous solutions.

Предпочтительно также, чтобы приведение в контакт в экстракторе, в котором протекает этап б), органического раствора, полученного на этапе а), с водным раствором А2 предусматривало противоточную циркуляцию органического и водного растворов при соотношении расходов О/А (органический раствор/водный раствор), превышающим преимущественно 1, предпочтительно равным или превышающим 3, более предпочтительно равным или превышающим 5, таким образом, чтобы обеспечивалась обогащающая плутоний (IV) реэкстракция, т.е. реэкстракция плутония (IV) с образованием водного раствора, в котором концентрация плутония (IV) превышает его концентрацию в органическом растворе, из которого его повторно экстрагировали.It is also preferred that the contacting in the extractor in which step b) of the organic solution obtained in step a) with the aqueous solution A2 involves countercurrent circulation of the organic and aqueous solutions at a flow rate of O/A (organic solution/aqueous solution) , preferably greater than 1, preferably equal to or greater than 3, more preferably equal to or greater than 5, so that plutonium (IV) enriching stripping, i.e. re-extraction of plutonium (IV) with the formation of an aqueous solution in which the concentration of plutonium (IV) exceeds its concentration in the organic solution from which it was re-extracted.

Согласно изобретению уран (VI), присутствующий в органическом растворе, полученном на этапе в), может быть повторно экстрагирован из этого раствора, по меньшей мере, приведением в контакт в экстракторе органического раствора с водным раствором А5, содержащим не более 0,05 моля/л, предпочтительно не более 0,01 моля/л азотной кислоты, затем разделяют органический и водный растворы. Такая реэкстракция может проводиться при комнатной температуре или при температуре от 40 до 50°С, что способствует реэкстракции урана (VI). Вместе с тем она может проводиться при соотношении расходов О/А более 1, с тем чтобы уран (VI) повторно экстрагировался, сопровождаясь обогащением.According to the invention, the uranium (VI) present in the organic solution obtained in step c) can be re-extracted from this solution by at least bringing the organic solution into contact in an extractor with an aqueous solution A5 containing not more than 0.05 mol / l, preferably not more than 0.01 mol/l nitric acid, then separate the organic and aqueous solutions. This back-extraction can be carried out at room temperature or at a temperature of 40 to 50°C, which facilitates stripping of uranium (VI). However, it can be carried out at an O/A flow rate greater than 1, so that the uranium (VI) is re-extracted, accompanied by enrichment.

Из пригодных карбамидов согласно изобретению некоторые, такие, как тетра-алкильные карбамиды N,N,N’,N’-тетра-n-бутилмочевина, N,N,N’,N’-тетра-n-гексилмочевина, N,N,N’,N’-тетра-n-октилмочевина и N,N,N’,N’-тетра-n-пентилмочевина известны из уровня техники.Of the suitable carbamides according to the invention, some, such as the tetraalkyl carbamides N,N,N',N'-tetra-n-butylurea, N,N,N',N'-tetra-n-hexylurea, N,N, N',N'-tetra-n-octylurea and N,N,N',N'-tetra-n-pentylurea are known in the art.

Другие же, такие как, с одной стороны, тетра-алкильные карбамиды 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, N,N’-диметил-N,N’-ди-n-нонилмочевина (или DMDNU), и, с другой стороны, три-алкильные карбамиды N,N,N’-три-n-октилмочевина, N,N,N’-три(2-этилгексил)мочевина и N,N-ди(2-этилгексил)-N’-n-октилмочевина не были известны авторам изобретения и никогда не были описаны в уровне техники.Others, such as, on the one hand, tetra-alkyl carbamides N,N'-di-n-butyl-N,N'-di-n-hexylurea, N,N'-di-n-heptyl-N,N '-di-n-propylurea, N,N'-diethyl-N,N'-di-n-octylurea, N,N'-dimethyl-N,N'-di-n-nonylurea (or DMDNU), and, on the other hand, the tri-alkyl carbamides N,N,N'-tri-n-octylurea, N,N,N'-tri(2-ethylhexyl)urea and N,N-di(2-ethylhexyl)-N'- n-octylureas were not known to the inventors and have never been described in the prior art.

Поэтому также предметом изобретения является тетра-алкильный карбамид приведенной выше общей формулы (I), в которой R1 и R4 являются одинаковыми и означают линейную алкильную группу с 1–4 атомами углерода, R2 и R3 являются одинаковыми и означают линейную алкильную группу с 6–9 атомами углерода, при этом общее количество атомов углерода в карбамиде составляет 21.Therefore, also the subject of the invention is a tetraalkyl urea of the above general formula (I), in which R 1 and R 4 are the same and mean a linear alkyl group with 1 to 4 carbon atoms, R 2 and R 3 are the same and mean a linear alkyl group with 6–9 carbon atoms, while the total number of carbon atoms in urea is 21.

Этим тетра-алкильным карбамидом могут быть карбамиды DBDHU, sym-DEDOU, или карбамид DMDNU, предпочтительны карбамиды sym-DEDOU и DMDNU.This tetraalkyl urea can be DBDHU, sym-DEDOU, or DMDNU urea, with sym-DEDOU and DMDNU being preferred.

Как известно само по себе, этот тетра-алкильный карбамид может быть получен, в частности, посредством реакции N,N’-диалкилмочевины формулы RNHC(O)NHR, где: R имеет то же значение, что и R2, R3 в карбамиде с содержанием галогеноалкана HalR’, например, йодалкан IR’, где R’ имеет то же значение, что и R1 и R4 в карбамиде в органической среде, например, в тетрагидрофуране и в присутствии металлического гидрида, такого, как гидрид натрия.As is known per se, this tetra-alkyl urea can be obtained in particular by the reaction of an N,N'-dialkyl urea of the formula RNHC(O)NHR, where: R has the same meaning as R 2 , R 3 in urea containing haloalkane HalR', eg iodalkane IR', where R' has the same meaning as R 1 and R 4 in urea in an organic medium, eg tetrahydrofuran and in the presence of a metal hydride such as sodium hydride.

Также предметом изобретения является триалкильный карбамид отдельной формулы (II):Also the subject of the invention is a trialkyl urea of a separate formula (II):

Figure 00000002
(II),
Figure 00000002
(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 или R3 будет отличаться от циклоалкильной группы.where: R 1 , R 2 and R 3 , the same or different, mean a linear or branched alkyl group with 8-12 carbon atoms or a cycloalkyl group with 3-12 carbon atoms, provided that at least one of the values of R 1 , R 2 or R 3 will be other than a cycloalkyl group.

Кроме того, общее количество атомов углерода, содержащихся в карбамиде отдельной формулы (II), составляет предпочтительно от 17 до 25.In addition, the total number of carbon atoms contained in the urea of the individual formula (II) is preferably 17 to 25.

Предпочтительно, чтобы в этом карбамиде R1, R2 и R3 означали каждый линейную или разветвлённую алкильную группу, при этом особо предпочтительны n-октильные и 2-этилгексильные группы.In this urea, R 1 , R 2 and R 3 are preferably each a linear or branched alkyl group, with n-octyl and 2-ethylhexyl groups being particularly preferred.

Вместе с тем предпочтительно, чтобы R1 было одинаково с R2 и чтобы R1, R2 и R3 были одинаковы между собой.However, it is preferred that R 1 is the same as R 2 and that R 1 , R 2 and R 3 are the same with each other.

Согласно изобретению карбамидом отдельной формулы (II) предпочтительно являются карбамиды TrOU, TrEHU или карбамид DEHOU, при этом карбамиды TrOU и TrEHU особо предпочтительны.According to the invention, the urea of particular formula (II) is preferably the TrOU, TrEHU or DEHOU ureas, with the TrOU and TrEHU ureas being particularly preferred.

Как известно само по себе, данный карбамид может быть получен в результате реакции вторичного амина формулы R1R2NH, где R1 и R2 имеют приведённые выше значения, с изоцианатом формулы R3NCO, где R3 имеет приведённое выше значение, в органической среде, например, безводном дихлорметане.As is known per se, this urea can be obtained by reacting a secondary amine of the formula R 1 R 2 NH, where R 1 and R 2 have the meanings given above, with an isocyanate of the formula R 3 NCO, where R 3 has the meaning given above, in organic medium, such as anhydrous dichloromethane.

Помимо обладания очень полезными экстрагирующими свойствами карбамиды имеют также то преимущество, что в них, как и в их продуктах распада, содержатся только атомы углерода, водорода, кислорода и азота, вследствие чего они полностью озоляемы и не создают вторичных вредных отходов.In addition to having very useful extractive properties, carbamides also have the advantage that they, like their decomposition products, contain only carbon, hydrogen, oxygen and nitrogen atoms, as a result of which they are completely ashable and do not create secondary hazardous waste.

Другие признаки и преимущества изобретения станут понятны из последующего описания.Other features and advantages of the invention will become apparent from the following description.

Во всяком случае, само собой разумеется, что приводимое ниже описание служит для пояснения предмета изобретения и совершенно не должно восприниматься как ограничение предмета изобретения.In any case, it goes without saying that the following description serves to explain the subject matter of the invention and should not be taken as limiting the subject matter at all.

Краткое описание фигурыBrief description of the figure

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предпочтительного варианта выполнения изобретения, при этом прямоугольниками 1–4 обозначены многоуровневые экстракторы, которые традиционно применяются при обработке отработавшего ядерного топлива (смесители-отстойники, пульсационные колонны или центробежные экстракторы); органические фазы обозначены сплошной линией, водные фазы - пунктирной линией.In FIG. 1 is a schematic diagram of a preferred embodiment of the invention, with boxes 1-4 representing multi-level extractors that are traditionally used in the processing of spent nuclear fuel (mixer-settlers, pulse columns or centrifugal extractors); organic phases are indicated by a solid line, aqueous phases by a dotted line.

Подробное описание частных вариантов выполненияDetailed description of particular embodiments

Пример 1. Синтез тетра-алкильных и три-алкильных карбамидовExample 1. Synthesis of tetra-alkyl and tri-alkyl carbamides

1. 1. N,N’-ди-n-бутил-N,N’-n-гексилмочевина или DBDHU1. 1. N,N'-di-n-butyl-N,N'-n-hexylurea or DBDHU

Карбамид DBDHU синтезируют посредством:Urea DBDHU is synthesized by:

- реакции n-гексилизоцианата (5 мл, 34,3 ммоля) с n-гексиламином (0,3 моля/л, 1,2 грамм-эквивалент) в безводном дихлорметане с получением N,N’-ди-гексилмочевины,- reactions of n-hexyl isocyanate (5 ml, 34.3 mmol) with n-hexylamine (0.3 mol/l, 1.2 gram equivalent) in anhydrous dichloromethane to give N,N'-di-hexylurea,

- реакции N,N’-ди-n-гексилмочевины (7,6 г, 33,4 моль) с йодобутаном (5 грамм-эквивалентов) в тетрагидрофуране (THF).- reactions of N,N'-di-n-hexylurea (7.6 g, 33.4 mol) with iodobutane (5 gram equivalents) in tetrahydrofuran (THF).

При этом раствор n-гексилизоцианата добавляли по капле при 0°С в раствор n-гексиламина в безводном дихлорметане. Реакционную смесь встряхивали в течение 1 ч при 0°С, затем довели до комнатной температуры и встряхивали в течение ночи. Растворитель испарился при пониженном давлении и продукт очистили на силикагели смесью дихлорметана с метанолом (95/5 в объёмном отношении), чтобы получить 7,6 г N,N’-ди-n-гексилмочевины (выход: >97%).In this case, a solution of n-hexyl isocyanate was added dropwise at 0°C to a solution of n-hexylamine in anhydrous dichloromethane. The reaction mixture was shaken for 1 h at 0°C, then brought to room temperature and shaken overnight. The solvent was evaporated under reduced pressure and the product was purified on silica gel with a mixture of dichloromethane and methanol (95/5 v/v) to obtain 7.6 g of N,N'-di-n-hexylurea (yield: >97%).

Затем суспензию NaH при 60% по массе (8 грамм-эквивалентов) в THF порционно добавляли в раствор N,N’-ди-n-гексилмочевины в ТHF при 0°С. Реакционную смесь встряхивали в течение 2 часов при 0°С, затем по капле добавляли йодобутан. Смесь довели до комнатной температуры, затем до флегмы. Через ночь смесь охладили до 0°С и добавили в неё воду. Водную фазу экстрагировали диэтиловым эфиром. Затем органическую фазу промыли насыщенным хлоридом натрия (NaCl) раствором и просушили на сульфате натрия (Na2SO4). Растворитель испарился при пониженном давлении, полученное твёрдое вещество очистили на силикагели смесью циклогексана с ацетатом этила (99/1 – 90/10 в объёмном отношении) для получения 10,5 г карбамида DBDHU (выход: >95%). Описание свойств этого карбамида приведено ниже.Then a suspension of NaH at 60% by weight (8 gram equivalents) in THF was added portionwise to a solution of N,N'-di-n-hexylurea in THF at 0°C. The reaction mixture was shaken for 2 hours at 0°C, then iodobutane was added dropwise. The mixture was brought to room temperature, then to reflux. Overnight, the mixture was cooled to 0°C and water was added to it. The aqueous phase was extracted with diethyl ether. The organic phase was then washed with a saturated sodium chloride (NaCl) solution and dried over sodium sulfate (Na 2 SO 4 ). The solvent was evaporated under reduced pressure, the resulting solid was purified on silica gel with a mixture of cyclohexane and ethyl acetate (99/1 - 90/10 v/v) to obtain 10.5 g of DBDHU urea (yield: >95%). A description of the properties of this carbamide is given below.

ЯМР 1H (CDCl3, 400 МГц) δ (ч./млн): 3,12 (m, 8H); 1,50 (m, 8H); 1,28 (m, 16H); 0,92 (m, 12H)NMR 1 H (CDCl 3 , 400 MHz) δ (ppm): 3.12 (m, 8H); 1.50 (m, 8H); 1.28 (m, 16H); 0.92(m, 12H)

ЯМР 13C (CDCl3, 101 МГц) δ (ч./млн): 165; 48,5; 48,1; 31,6; 30,1; 27,9; 26,7; 22,6; 20,2; 14,0; 13,9 13 C NMR (CDCl 3 , 101 MHz) δ (ppm): 165; 48.5; 48.1; 31.6; 30.1; 27.9; 26.7; 22.6; 20.2; 14.0; 13.9

MS (ионизированное электронапыление в положительном режиме (ESI)): 341 (MH+); 682 (2MH+); 703 (2MNa+)MS (Positive Mode Electrospray Ionized (ESI)): 341 (MH + ); 682 (2MH + ); 703 (2M Na + )

GC-HRMS (положительный режим EI): чистота >99%; точная расчётная масса для C21H44N2O: 340,3448; получено: 340,3412GC-HRMS (EI positive mode): >99% purity; exact calculated weight for C 21 H 44 N 2 O: 340.3448; received: 340.3412

I.2 – N,N’-ди-n-гептил-N,N’-ди-n-пропиловая мочевина или DHDPU:I.2 - N,N'-di-n-heptyl-N,N'-di-n-propyl urea or DHDPU:

Карбамид DHDPU синтезировали посредством:Urea DHDPU was synthesized by:

- реакции n-гептилизоцианата (5 г, 35,4 ммоля) с n-гептиламином (0,3 моля/л, 1,2 грамма-эквивалента) в безводном дихлорметане для получения N,N’-ди-n-гептилмочевины, и- reactions of n-heptyl isocyanate (5 g, 35.4 mmol) with n-heptylamine (0.3 mol/l, 1.2 gram equivalent) in anhydrous dichloromethane to give N,N'-di-n-heptylurea, and

- реакции N,N’-ди-n-гептилмочевины (8,8 г, 34,3 ммоля) с йодопропаном (5 грамм-эквивалентов) в THF;- reactions of N,N'-di-n-heptylurea (8.8 g, 34.3 mmol) with iodopropane (5 gram equivalents) in THF;

при соблюдении того же протокола, что и описанный выше в п. 1.1 при синтезе DBDHU.following the same protocol as described above in paragraph 1.1 for the synthesis of DBDHU.

Таким образом получили 11,2 г карбамида DHDPU (выход: >96%), описание свойств которого приведено ниже:Thus, 11.2 g of DHDPU urea (yield: >96%) was obtained, the properties of which are described below:

ЯМР 1H (CDCl3. 400 МГц) δ (ч./млн): 3,07 (m, 8H); 1,50 (m, 8H); 1,25 (m, 16H); 0,86 (m, 12H)NMR 1 H (CDCl 3 . 400 MHz) δ (ppm): 3.07 (m, 8H); 1.50 (m, 8H); 1.25 (m, 16H); 0.86(m, 12H)

ЯМР 13C (CDCl3. 101 МГц) δ (ч./млн): 163,7; 48,5; 46,7; 30,2; 27,5; 26,4; 25,4; 21,0; 19,6; 12,4; 9,8 13 C NMR (CDCl 3 . 101 MHz) δ (ppm): 163.7; 48.5; 46.7; 30.2; 27.5; 26.4; 25.4; 21.0; 19.6; 12.4; 9.8

MS (ESI в положительном режиме): 341 (MH+); 363 (MNa+); 682 (2MH+); 703 (2MNa+)MS (ESI in positive mode): 341 (MH + ); 363 (MNa + ); 682 (2MH + ); 703 (2M Na + )

GC-HRMS (EI в положительном режиме): чистота: 99,1%; точная расчётная масса для C21H44N2O: 340,3448; получено: 340,3438GC-HRMS (EI in positive mode): purity: 99.1%; exact calculated weight for C 21 H 44 N 2 O: 340.3448; received: 340.3438

I.3 – N,N’-диэтил-N,N’-ди-n-октилмочевина или sym-DEDOU:I.3 - N,N'-diethyl-N,N'-di-n-octylurea or sym-DEDOU:

Карбамид sym-DEDOU синтезировали посредством:Urea sym-DEDOU was synthesized by:

- реакции n-октилизоцианата (5 г, 32,2 ммоля) с n-октиламином (0,3 моля/л, 1,2 грамм-эквивалента) в безводном дихлорметане для получения N,N’-ди-n-октилмочевины и- reactions of n-octyl isocyanate (5 g, 32.2 mmol) with n-octylamine (0.3 mol/l, 1.2 gram equivalent) in anhydrous dichloromethane to obtain N,N'-di-n-octylurea and

- реакции N,N’-ди-n-октилмочевины (8.9 г, 31.3 ммоль) с йодоэтаном (5 грамм-эквивалентов.) в THF;- reactions of N,N'-di-n-octylurea (8.9 g, 31.3 mmol) with iodoethane (5 gram equivalents.) in THF;

при соблюдении того же протокола, что и описанный выше в п. 1.1 при синтезе DBDHU.following the same protocol as described above in paragraph 1.1 for the synthesis of DBDHU.

Получено 10,2 г карбамида sym-DEDOU (выход: >96%), описание свойств которого приведено ниже. 10.2 g of sym-DEDOU urea was obtained (yield: >96%), the properties of which are described below.

ЯМР 1H (CDCl3, 400 МГц) δ (ч./млн.): 3,14 (q, J = 7 Гц, 4HEt); 3,07 (m, 4HOct); 1,48 (m, 4HOct); 1,25 (m, 20HOct); 1,08 (t, J = 7 Гц, 6HEt); 0,86 (m, 6HOct)NMR 1 H (CDCl 3 , 400 MHz) δ (ppm): 3.14 (q, J = 7 Hz, 4H Et ); 3.07(m, 4H Oct ); 1.48 (m, 4H Oct ); 1.25(m, 20H Oct ); 1.08 (t, J = 7 Hz, 6H Et ); 0.86(m, 6H Oct )

ЯМР 13C (CDCl3, 101 МГц) δ (ч./млн.): 164,9; 47,8; 42,9; 31,8; 29,4; 29,3; 28,0; 27,1; 22,6; 14,1; 13,2 13 C NMR (CDCl 3 , 101 MHz) δ (ppm): 164.9; 47.8; 42.9; 31.8; 29.4; 29.3; 28.0; 27.1; 22.6; 14.1; 13.2

MS (ESI в положительном режиме): 341 (MH+); 363 (MNa+); 703 (2MNa+)MS (ESI in positive mode): 341 (MH + ); 363 (MNa + ); 703 (2M Na + )

GC-HRMS (EI в положительном режиме): чистота: 99,5%; точная расчётная масса для C21H44N2O: 340,3448; получено: 340,3437GC-HRMS (EI in positive mode): purity: 99.5%; exact calculated weight for C 21 H 44 N 2 O: 340.3448; received: 340.3437

I.4 – N,N’-диметил-N,N’-ди-n-нонилмочевина или DMDNU:I.4 - N,N'-dimethyl-N,N'-di-n-nonylurea or DMDNU:

Карбамид DMDNU синтезировали посредством реакции N,N’-ди-n-метилмочевины (2 г, 22,7 ммоля) с йодононаном (5,3 мл, 40,2 ммоля, 2 грамм-эквивалента) в THF.Urea DMDNU was synthesized by reacting N,N'-di-n-methylurea (2 g, 22.7 mmol) with iodononane (5.3 ml, 40.2 mmol, 2 gram equivalent) in THF.

При этом раствор N,N’-диметилмочевины в THF добавляли по капле при 0°C в суспензию NaH при 60% в весовом отношении (7,2 г, 45 ммолей, 2 грамм-эквивалента) в THF. Реакционную смесь встряхивали в течение 1 часа при 0°C, затем добавляли по капле йодононан. Смесь довели до комнатной температуры и затем до рефлюкса. Через ночь среду охладили до 0°С и добавили воду. Водную фазу экстрагировали диэтиловым эфиром. Затем органическую фазу промыли насыщенным NaCl раствором и сушили на Na2SO4. Растворитель испарился при низком давлении, полученное твёрдое вещество очистили на силикагеле смесью циклогексана с этилацетатом (99/1–90/10 в объёмном отношении) и получили 7,8 г карбамида DMDNU (выход: >98%). Описание свойств приведено ниже.Here, a solution of N,N'-dimethylurea in THF was added dropwise at 0° C. to a suspension of NaH at 60% by weight (7.2 g, 45 mmol, 2 gram equivalent) in THF. The reaction mixture was shaken for 1 hour at 0°C, then iodononan was added dropwise. The mixture was brought to room temperature and then to reflux. Overnight, the medium was cooled to 0°C and water was added. The aqueous phase was extracted with diethyl ether. The organic phase was then washed with a saturated NaCl solution and dried over Na 2 SO 4 . The solvent was evaporated at low pressure, the resulting solid was purified on silica gel with a mixture of cyclohexane and ethyl acetate (99/1-90/10 v/v) to give 7.8 g of urea DMDNU (yield: >98%). Description of properties is given below.

ЯМР 1H (CDCl3, 400 МГц) δ (ч./млн): 3,08 (t, J = 7.5 Гц, 4H); 2,76 (s, 6H); 1,52 (m, 4H); 1,25 (m, 24H); 0,87 (m, 6H)NMR 1 H (CDCl 3 , 400 MHz) δ (ppm): 3.08 (t, J = 7.5 Hz, 4H); 2.76 (s, 6H); 1.52 (m, 4H); 1.25(m, 24H); 0.87(m, 6H)

ЯМР 13C (CDCl3, 101 МГц) δ (ч./млн): 165,4; 50,6; 36,5; 31,8; 29,5; 29,4; 29,3; 27,6; 26,9; 22,6; 14,1 13 C NMR (CDCl 3 , 101 MHz) δ (ppm): 165.4; 50.6; 36.5; 31.8; 29.5; 29.4; 29.3; 27.6; 26.9; 22.6; 14.1

MS (ESI в положительном режиме): 341 (MH+); 682 (2MH+); 703 (2MNa+)MS (ESI in positive mode): 341 (MH + ); 682 (2MH + ); 703 (2M Na + )

GC-HRMS (EI в положительном режиме): чистота: 99.2 %; точная расчётная масса для C21H44N2O: 340,3448; получено: 340,3454GC-HRMS (EI in positive mode): purity: 99.2%; exact calculated weight for C 21 H 44 N 2 O: 340.3448; received: 340.3454

I.5 – N,N,N’-три-n-октилмочевина или TrOU: I.5 - N,N,N'-tri-n-octylurea or TrOU:

Карбамид TrOU синтезировали посредством реакции ди-n-октиламина (1,5 мл, 4,9 ммоль, 1 грамм-эквивалент) с n-октилизоцианатом (1,7 мл, 9,7 ммоль, 2 грамм-эквивалента) в безводном дихлорметане (0,1 моля/л).Urea TrOU was synthesized by reacting di-n-octylamine (1.5 ml, 4.9 mmol, 1 gram equivalent) with n-octyl isocyanate (1.7 ml, 9.7 mmol, 2 gram equivalent) in anhydrous dichloromethane ( 0.1 mol/l).

При этом раствор, содержавший ди-n-октиламин и n-октилизоцианат в безводном дихлорметане, встряхивали в течение 4,5 часов при температуре окружающей среды. Затем реакционную смесь дважды промыли раствором соляной кислоты 1 М и дважды насыщенным раствором бикарбоната натрия (NaHCO3). Органическую фазу просушили на сульфате магния (MgSO4), концентрировали при пониженном давлении, остаток очистили мгновенной хроматографией на силикагеле посредством смеси дихлорметана с этилацетатом (95/5 в объёмном отношении) и получили 1,9 г TrOU в виде бесцветного масла (выход: 100%). Описание свойств приводится ниже.Meanwhile, a solution containing di-n-octylamine and n-octyl isocyanate in anhydrous dichloromethane was shaken for 4.5 hours at ambient temperature. The reaction mixture was then washed twice with 1M hydrochloric acid and twice with saturated sodium bicarbonate (NaHCO 3 ). The organic phase was dried over magnesium sulfate (MgSO 4 ), concentrated under reduced pressure, the residue was purified by flash chromatography on silica gel with dichloromethane/ethyl acetate (95/5; v/v) to give 1.9 g of TrOU as a colorless oil (yield: 100 %). The properties are described below.

ЯМР 1H (CDCl3, 400 МГц) δ (ч./млн): 4,25 (s, 1H); 3,20 (q, J = 5,4 Гц, 2H); 3,14 (q, J = 7,7 Hz, 4H); 1,50 (m, 6H); 1,46 (m, 30H); 0,87 (t, J = 7,2 Гц, 9H)NMR 1 H (CDCl 3 , 400 MHz) δ (ppm): 4.25 (s, 1H); 3.20 (q, J = 5.4 Hz, 2H); 3.14 (q, J = 7.7 Hz, 4H); 1.50 (m, 6H); 1.46 (m, 30H); 0.87 (t, J = 7.2 Hz, 9H)

ЯМР 13C (CDCl3, 101 МГц) δ (ч./млн): 157,8; 47,5; 41,0; 32,0; 30,6; 29,6; 29,5; 29,4; 28,8; 27,2; 22,8; 14,2 13 C NMR (CDCl 3 , 101 MHz) δ (ppm): 157.8; 47.5; 41.0; 32.0; 30.6; 29.6; 29.5; 29.4; 28.8; 27.2; 22.8; 14.2

IR (KBr, νmax/cm-1): 3345; 2955; 2922; 2853; 1622; 1533; 1465; 1376; 1274; 767; 722IR (KBr, ν max /cm -1 ): 3345; 2955; 2922; 2853; 1622; 1533; 1465; 1376; 1274; 767; 722

MS (ESI в положительном режиме): 397 (MH+), 816 (2MNa+)MS (ESI in positive mode): 397 (MH + ), 816 (2MNa + )

HRMS (ESI в положительном режиме): рассчитано для C25H53N2O: 397,4158; получено: 397,4156.HRMS (ESI in positive mode): calculated for C 25 H 53 N 2 O: 397.4158; received: 397.4156.

Элементный анализ (%) (C25H52N2O + 0.18AcOEt): рассчитано: C 74,88; H 13,06; N 6,79; получено: C 75,17; H 12,74; N 6,88Elemental analysis (%) (C 25 H 52 N 2 O + 0.18AcOEt): calculated: C 74.88; H 13.06; N 6.79; obtained: C, 75.17; H 12.74; N 6.88

I.6 – N,N,N’-три(2-этилгексил)мочевина или TrEHU: I.6 - N,N,N'-tri(2-ethylhexyl)urea or TrEHU:

TrEHU синтезировали на основе ди(2-.этилгексил)амина (1,49 мл, 4,92 ммоля, 1 грамм-эквивалент) и 2-этилгексилизоцианата (1,76 мл, 9,84 ммоля, 2 грамм-эквивалента) в безводном дихлорметане (0,1 моля/л).TrEHU was synthesized from di(2-.ethylhexyl)amine (1.49 ml, 4.92 mmol, 1 gram equivalent) and 2-ethylhexyl isocyanate (1.76 ml, 9.84 mmol, 2 gram equivalent) in anhydrous dichloromethane (0.1 mol/l).

При этом раствор, содержавший ди(2-этилгексил)амин и 2-этилгексилизоцианат в безводном дихлорметане, встряхивали в течение 5 часов при комнатной температуре. Затем реакционную смесь дважды промыли раствором соляной кислоты 1М и дважды насыщенным раствором NaHCO3. Органическую фазу просушили на MgSO4, концентрировали при пониженном давлении и остаток очистили мгновенной хроматографией на силикагеле при градиенте дихлорметан/этилацетата (99/1 – 90/10 в объёмном отношении) и получили 1,94 г TrEHU в виде густого бесцветного масла (выход: 99%). Описание свойств приводится ниже.Meanwhile, a solution containing di(2-ethylhexyl)amine and 2-ethylhexyl isocyanate in anhydrous dichloromethane was shaken for 5 hours at room temperature. The reaction mixture was then washed twice with 1M hydrochloric acid and twice with saturated NaHCO 3 solution. The organic phase was dried over MgSO 4 , concentrated under reduced pressure and the residue was purified by flash chromatography on silica gel with a dichloromethane/ethyl acetate gradient (99/1 - 90/10 v/v) to give 1.94 g TrEHU as a thick colorless oil (yield: 99%). The properties are described below.

ЯМР 1H (CDCl3, 400 МГц) δ (ч./млн): 4,26 (s, 1H); 3,17 (t, J = 5,7 Гц, 2H); 3,09 (m, 4H); 1,62 (m, 2H); 1,46 (m, 25H); 0,88 (m, 18H)NMR 1 H (CDCl 3 , 400 MHz) δ (ppm): 4.26 (s, 1H); 3.17 (t, J = 5.7 Hz, 2H); 3.09 (m, 4H); 1.62 (m, 2H); 1.46(m, 25H); 0.88(m, 18H)

ЯМК 13C (CDCl3, 101 МГц) δ (ч./млн): 158,2; 51,6; 43,6; 39,8; 38,4; 31,2; 30,7; 28,9; 24,4; 24,0; 23,1; 14,1; 11,0; 10,8.NMK 13 C (CDCl 3 , 101 MHz) δ (ppm): 158.2; 51.6; 43.6; 39.8; 38.4; 31.2; 30.7; 28.9; 24.4; 24.0; 23.1; 14.1; 11.0; 10.8.

IR (KBr, νmax/cм-1): 3348; 2957; 2925; 2859; 1617; 1534; 1459; 1378; 1240; 765; 727IR (KBr, ν max /cm -1 ): 3348; 2957; 2925; 2859; 1617; 1534; 1459; 1378; 1240; 765; 727

MS (ESI в положительном режиме): 397 (MH+); 816 (2MNa+)MS (ESI in positive mode): 397 (MH + ); 816 (2MNa + )

HRMS (ESI в положительном режиме): рассчитано для C25H53N2O: 397,4158; получено: 397,4156HRMS (ESI in positive mode): calculated for C 25 H 53 N 2 O: 397.4158; received: 397.4156

Элементный анализ (%) (C25H52N2O): рассчитано C 75,69; H 13,21; N 7,06; получено: C 75,49; H 13,45; N 6,91Elemental analysis (%) (C 25 H 52 N 2 O): calculated C 75.69; H 13.21; N 7.06; obtained: C, 75.49; H 13.45; N 6.91

I.7 – N,N-ди(2-этилгексил)-N’-n-октилмочевина или DEHOU: I.7 - N,N-di (2-ethylhexyl) -N'-n-octylurea or DEHOU:

Карбамид DEHOU синтезировали на основе ди(2-этилгексил)амина (1,49 мл, 4,92ммоля, 1 грамм-эквиалент) и n-октилизоцианата (1,75 мл, 9,84 ммоля, 2 грамма-эквивалента) в безводном дихлорметане (0,1 моля/л) при соблюдении того же протокола, что и протокол, описанный выше в п. 1.6 при синтезе карбамина TrEHU. Получили 1,84 г карбамида DEHOU в виде бесцветного масла (выход 94%). Описание свойств приводится ниже.Urea DEHOU was synthesized from di(2-ethylhexyl)amine (1.49 ml, 4.92 mmol, 1 gram equivalent) and n-octyl isocyanate (1.75 ml, 9.84 mmol, 2 gram equivalent) in anhydrous dichloromethane (0.1 mol/l) following the same protocol as the protocol described above in paragraph 1.6 for the synthesis of carbamin TrEHU. 1.84 g of DEHOU urea was obtained as a colorless oil (94% yield). The properties are described below.

ЯМР 1H (CDCl3, 400 МГц) δ (ч./млн.): 4,25 (t, J = 4,9 Гц, 1H); 3,20 (q, J = 6,1 Hz, 2H); 3,07 (m, 4H); 1,61 (hept, J = 5,6 Гц, 2H); 1,46 (quint, J = 6,4 Hz, 2H); 1,25 (m, 26H); 0,86 (m, 15H)NMR 1 H (CDCl 3 , 400 MHz) δ (ppm): 4.25 (t, J = 4.9 Hz, 1H); 3.20 (q, J = 6.1 Hz, 2H); 3.07 (m, 4H); 1.61 (hept, J = 5.6 Hz, 2H); 1.46 (quint, J = 6.4 Hz, 2H); 1.25(m, 26H); 0.86(m, 15H)

ЯМР 13C (CDCl3, 101 МГц) δ (ч./млн.): 158,3; 51,5; 41,0; 38,5; 31,9; 30,8; 30,5; 29,5; 29,4; 29,0; 27,2; 24,1; 23,2; 22,8; 14,2; 10,9 13 C NMR (CDCl 3 , 101 MHz) δ (ppm): 158.3; 51.5; 41.0; 38.5; 31.9; 30.8; 30.5; 29.5; 29.4; 29.0; 27.2; 24.1; 23.2; 22.8; 14.2; 10.9

IR (KBr, νmax/cм-1): 3344; 2957; 2924; 2857; 1618; 1533; 1459; 1408; 1378; 1241; 765; 725IR (KBr, ν max /cm -1 ): 3344; 2957; 2924; 2857; 1618; 1533; 1459; 1408; 1378; 1241; 765; 725

MS (ESI в положительном режиме): 397 (MH+); 816 (2MNa+)MS (ESI in positive mode): 397 (MH + ); 816 (2MNa + )

HRMS (ESI в положительном режиме): рассчитано для C25H53N2O: 397,4158; получено: 397,4154HRMS (ESI in positive mode): calculated for C 25 H 53 N 2 O: 397.4158; received: 397.4154

Элементный анализ (%) (C25H52N2O): рассчитано: C 75,69; H 13,21; N 7,06; получено: C 75,87; H 13,49; N 6,89Elemental analysis (%) (C 25 H 52 N 2 O): calculated: C 75.69; H 13.21; N 7.06; obtained: C, 75.87; H 13.49; N 6.89

I.8 – N-циклогексил-N’,N’-ди-n-октилмочевина или CyDOU: I.8 - N-cyclohexyl-N',N'-di-n-octylurea or CyDOU:

Карбамид CyDOU, отвечающий приведенной выше формуле (I), в которой R1 = R2 = n-октил, R3 = циклогексил и R4 = водород, синтезировали на основе ди-n-октиламина (1,50 мл, 4,87 ммоля, 1 грамм-эквивалент) и циклогексилизоцианата (1,27 мл, 9,74 ммоля, 2 грамм-эквивалента) в безводном дихлорметане (0,1 моля/л) при соблюдении того же протокола, что и описанный выше в п. 1,6 протокол синтеза карбамида TrEHU за исключением того, что градиент дихлорметана/этилацетата, применявшийся для мгновенной хроматографии на силикагеле с некоторым градиентом, составлял 96/4 – 90/10. При этом получено 1,48 г карбамида CyDOU в виде бесцветного масла (выход: 83%).Urea CyDOU corresponding to the above formula (I), in which R 1 = R 2 = n-octyl, R 3 = cyclohexyl and R 4 = hydrogen, was synthesized from di-n-octylamine (1.50 ml, 4.87 mmol, 1 gram equivalent) and cyclohexyl isocyanate (1.27 ml, 9.74 mmol, 2 gram equivalent) in anhydrous dichloromethane (0.1 mol/L) using the same protocol as described in paragraph 1 above ,6 TrEHU urea synthesis protocol except that the dichloromethane/ethyl acetate gradient used for flash silica gel chromatography with some gradient was 96/4 - 90/10. This yielded 1.48 g of CyDOU urea as a colorless oil (yield: 83%).

Описание свойств приводится ниже.The properties are described below.

ЯМР 1H (CDCl3, 400 МГц) δ (ч./млн): 4,11 (s, 1H); 3,64 (m, 1H); 3,13 (t, J = 7,6 Гц, 4H); 1,94 (m, 2H); 1,59 (m, 8H); 1,28 (m, 24H); 0,87 (t, 6H)NMR 1 H (CDCl 3 , 400 MHz) δ (ppm): 4.11 (s, 1H); 3.64 (m, 1H); 3.13 (t, J = 7.6 Hz, 4H); 1.94 (m, 2H); 1.59 (m, 8H); 1.28 (m, 24H); 0.87(t, 6H)

ЯМР 13C (CDCl3, 101 МГц) δ (ч./млн): 157,1; 49,3; 47,5; 34,3; 32,0; 29,6; 29,4; 28,8; 27,2; 25,9; 25,2; 22,8; 14,2 13 C NMR (CDCl 3 , 101 MHz) δ (ppm): 157.1; 49.3; 47.5; 34.3; 32.0; 29.6; 29.4; 28.8; 27.2; 25.9; 25.2; 22.8; 14.2

IR (KBr, νmax/cм-1): 3330; 2922; 2853; 1617; 1528; 1451; 1407; 1314; 1251; 1214; 890; 767; 722IR (KBr, ν max /cm -1 ): 3330; 2922; 2853; 1617; 1528; 1451; 1407; 1314; 1251; 1214; 890; 767; 722

MS (ESI в положительном режиме): 367 (MH+); 756 (2MNa+)MS (ESI in positive mode): 367 (MH + ); 756 (2MNa + )

HRMS (ESI в положительном режиме): рассчитано для C23H47N2O: 367,3688; получено: 367,3686HRMS (ESI in positive mode): calculated for C 23 H 47 N 2 O: 367.3688; received: 367.3686

Элементный анализ (%) (C23H46N2O): рассчитано: C 75,35; H 12,65; N 7,64; получено: C 75,33; H 12,80; N 7,47Elemental analysis (%) (C 23 H 46 N 2 O): calculated: C 75.35; H 12.65; N 7.64; obtained: C, 75.33; H 12.80; N 7.47

II. Экстрагирующие свойства карбамидовII. Extractive properties of carbamides

II.1. Тетраалкильные карбамидыII.1. Tetraalkyl carbamides

Тесты по экстрагированию урана (IV) и плутония (VI)Uranium (IV) and plutonium (VI) extraction tests

Тесты по экстрагированию проводились с применением:Extraction tests were carried out using:

- в качестве органических фаз: растворов с содержанием либо ≈ 0,5 моля/л, либо ≈ 1,2 моля/л одного из карбамидов: TBU, THU, TOU, TPU, DBDPU, DHDPU, sym-DEDOU и DMDNU в гидрогенезированном тетрапропилене (TPH) и- as organic phases: solutions containing either ≈ 0.5 mol/l or ≈ 1.2 mol/l of one of the carbamides: TBU, THU, TOU, TPU, DBDPU, DHDPU, sym-DEDOU and DMDNU in hydrogenated tetrapropylene (TPH) and

- в качестве водных фаз: водных растворов с содержанием 10 г/л урана (VI), ≈ 200 кБк/мл плутония (IV) и азотной кислоты при концентрации либо 4 моля/л (для симуляции кислотности, присущей водному раствору, полученному растворением отработавшего ядерного топлива в азотной кислоте), либо 0,5 моля/л (для симуляции кислотности, присущей водному раствору для повторного экстрагирования плутония согласно изобретению).- as aqueous phases: aqueous solutions containing 10 g/l uranium (VI), ≈ 200 kBq/ml plutonium (IV) and nitric acid at a concentration of either 4 mol/l (to simulate the acidity inherent in an aqueous solution obtained by dissolving spent nuclear fuel in nitric acid), or 0.5 mol/l (to simulate the acidity inherent in an aqueous plutonium re-extraction solution according to the invention).

Каждый из этих опытов проводился при контакте в трубе при встряхивании органической фазы с водной фазой в течение 30 минут при 25°С. Объёмное соотношение О/А составило 1.Each of these experiments was carried out with contact in the tube while shaking the organic phase with the aqueous phase for 30 minutes at 25°C. The volume ratio O/A was 1.

После центрифугирования и разделения фаз проводили измерение концентрации урана в водных фазах атомным эмиссионным спектрометром с наведённым плазменным факелом (или ICP-AES), а концентрация урана в органических фазах определялась путём реэкстракции этого элемента в растворе азотной кислоты при концентрации 0,01 моля/л и путём измерения с помощью ICP-AES в водной фазе, образовавшейся при этой реэкстракции. Показатели концентрации плутония замеряли в водных и органических фазах посредством спектрометрии α.After centrifugation and phase separation, the concentration of uranium in aqueous phases was measured with an atomic emission spectrometer with an induced plasma jet (or ICP-AES), and the concentration of uranium in organic phases was determined by re-extraction of this element in a solution of nitric acid at a concentration of 0.01 mol/l and by measuring with ICP-AES in the aqueous phase formed during this re-extraction. The plutonium concentrations were measured in aqueous and organic phases by means of α spectrometry.

В приводимой ниже таблице 1 показаны по каждой концентрации, при которой тестировали карбамид, коэффициенты распределения урана, обозначенные как DU,, и плутония, обозначенные как DPt, полученные для водных фаз при 4 молях/л HNO3, и 0,5 моля/л HNO3, а также коэффициенты разделения, полученные для водных фаз при 0,5 моля/л HNO3.Table 1 below shows, for each concentration at which urea was tested, the uranium partition coefficients, denoted as DU,,and plutonium, designated as DPtobtained for aqueous phases at 4 mol/l HNO3, and 0.5 mol/l HNO3,as well as the separation factors, obtained for aqueous phases at 0.5 mol/l HNO3.

Для сравнения в таблицу внесены также результаты тестов по экстрагированию при тех же условиях испытания, но с применением в качестве органических фаз растворов с содержанием известных из уровня техники N,N-диалкиламидов, а именно:For comparison, the table also includes the results of extraction tests under the same test conditions, but using solutions containing N,N-dialkylamides known from the prior art as organic phases, namely:

- раствора с содержанием 0,5 моля/л карбамида DEHDMBА (N,N-ди(2-этилгексил)-3,3-диметибутирамид) в гидрогенезированном тетрапропилене (ТРН), предложенного в источнике [1],- a solution containing 0.5 mol/l of urea DEHDMBA (N,N-di(2-ethylhexyl)-3,3-dimethibutyramide) in hydrogenated tetrapropylene (TRH), proposed in the source [1],

- раствора с содержанием либо 0,5 моля/л, либо 1,2 моля/л MOEHA (N-метил-N-октил-2-этилгексанамидв в ТРН, предложенного в источнике [2].- a solution containing either 0.5 mol/l or 1.2 mol/l MOEHA (N-methyl-N-octyl-2-ethylhexanamide in TPH, proposed in the source [2].

Таблица 1Table 1

Тестированные соединенияTested compounds [C]
(моль/л)
[C]
(mol/l)
[HNO3]
(моль/л)
[ HNO3 ]
(mol/l)
DU D U DPu D Pu FSU/Pu FS U/Pu

Figure 00000003

TBU
Figure 00000003

TBU 0,480.48 4four 2,82.8 0,150.15 0,50.5 0,110.11 0,0040.004 2626 1,21.2 4four 15,915.9 3,83.8 0,50.5 0,960.96 0,0270.027 3636
Figure 00000004
THU
Figure 00000004
THU
0,510.51 4four 4,04.0 0,330.33
0,50.5 0,150.15 0,0090.009 1616 1,31.3 4four 17,517.5 2,62.6 0,50.5 1,01.0 0,0450.045 2323
Figure 00000005

TOU
Figure 00000005

TOU
0,520.52 4four 5,15.1 1,31.3
0,50.5 0,260.26 0,0480.048 5,45.4 1.21.2 4four 16.516.5 1,91.9 0,50.5 1,11.1 0,330.33 3,43.4
Figure 00000006

TPU
Figure 00000006

TPU
1.21.2 4four 18,418.4 2,152.15
0,50.5 0,800.80 0,0110.011 7373
Figure 00000007

DBDHU
Figure 00000007

DBDHU
1.21.2 4four 18,718.7 2,222.22
0,50.5 0,770.77 0,0100.010 7474
Figure 00000008

DHDPU
Figure 00000008

DHDPU
1.21.2 4four 18,818.8 2,372.37
0,50.5 0,740.74 0,0080.008 9494
Figure 00000009

sym-DEDOU
Figure 00000009

sym-DEDOU
1.21.2 4four 18,518.5 1,321.32
0,50.5 0,680.68 0,0040.004 170170
Figure 00000010
DMDNU
Figure 00000010
DMDNU
1.31.3 4four 39,139.1 33,533.5
0,50.5 2,742.74 0,0920.092 30thirty
Figure 00000011

DEHDMBA
Figure 00000011

DEHDMBA
0.500.50 4four 2,52.5 0,310.31
0,50.5 0,0360.036 0,0030.003 1313
Figure 00000012

MOEHA
Figure 00000012

MOEHA
0.500.50 4four 1.91.9 0,220.22
0,50.5 0,0500.050 0,0040.004 1313 1.21.2 4four 7,57.5 4,34.3 0,50.5 0,310.31 0,0160.016 20twenty

[C] = концентрация тестированного соединения в органической фазе;[C] = concentration of the tested compound in the organic phase;

[HNO3] = концентрация азотной кислоты в водной фазе.[HNO 3 ] = concentration of nitric acid in the aqueous phase.

Из этой таблицы видно, что будь то сильная кислотность ([HNO3] = 4 моля/л) или умеренная кислотность ([HNO3] = 0,5 моль/л), коэффициенты распределения урана (IV), полученные для восьми тестированных тетраалкильных карбамидов, все превышают коэффициенты, полученные для N,N-диалкиламидов DEHDMBA и MOEHA при схожей концентрации органической фазы, что подтверждает выраженную способность тетраалкильных карбамидов к экстрагированию урана (VI) из сильнораскисленной водной фазы.From this table, it can be seen that whether strong acidity ([HNO 3 ] = 4 mol/l) or moderate acidity ([HNO 3 ] = 0.5 mol/l), the uranium(IV) partition coefficients obtained for the eight tetraalkyl carbamides all exceed the coefficients obtained for N,N-dialkylamides DEHDMBA and MOEHA at a similar concentration of the organic phase, which confirms the pronounced ability of tetraalkyl carbamides to extract uranium (VI) from a highly deoxidized aqueous phase.

В частности, будь то при сильной кислотности ([NHO3] = 4 моля/л) или при умеренной кислотности (HNO3] = 0,5 моля/л), коэффициенты распределения урана (VI), полученные для карбамидов TPU, DBDHU, DHDPU, sym-DEDOU, DMDNU при концентрации около 1,2 моля/л в органической фазе, превышают более, чем в два раза коэффициенты, полученные при схожей концентрации MOEHA в органической фазе.In particular, whether at strong acidity ([NHO 3 ] = 4 mol/l) or at moderate acidity (HNO 3 ] = 0.5 mol/l), the distribution coefficients of uranium (VI) obtained for carbamides TPU, DBDHU, DHDPU, sym-DEDOU, DMDNU at a concentration of about 1.2 mol/l in the organic phase are more than twice the coefficients obtained at a similar concentration of MOEHA in the organic phase.

Также эта таблица указывает на то, что при сильной кислотности ([HNO3] = 4 моля/л) и при концентрации 0,5 моля/л органической фазы карбамиды TBU и TOU также создают коэффициенты распределения плутония (IV), которые больше коэффициентов, полученных при схожей концентрации органической фазе в DEHDMBA и MOEHA.Also, this table indicates that at strong acidity ([HNO 3 ] = 4 mol/l) and at a concentration of 0.5 mol/l of the organic phase, carbamides TBU and TOU also create plutonium (IV) partition coefficients that are greater than the coefficients obtained at a similar concentration of the organic phase in DEHDMBA and MOEHA.

Напротив, при концентрации 1,2 моля/л органической фазы карбамиды TBU, THU, TPU, DBDHU, DHDPU и sym-DEDOU образуют коэффициенты распределения плутония (IV), которые меньше коэффициента, полученного при схожей концентрации органической фазы в MOHE, однако эти коэффициенты распределения остаются, тем не менее, весьма удовлетворительными, поскольку коэффициенты карбамидов TBU, THU, TPU, DBDPU, DHDPU больше 2, коэффициент карбамида TOU около 2 (DPu+ = 1,9), коэффициент карбамида sym-DEDOU составляет более 1,3.In contrast, at a concentration of 1.2 mol/l of the organic phase, the carbamides TBU, THU, TPU, DBDHU, DHDPU and sym-DEDOU form plutonium (IV) partition coefficients that are less than the coefficient obtained at a similar concentration of the organic phase in MOHE, however, these coefficients the distributions remain, however, very satisfactory, since the urea coefficients TBU, THU, TPU, DBDPU, DHDPU are greater than 2, the urea coefficient TOU is about 2 (D Pu+ = 1.9), the urea coefficient sym-DEDOU is greater than 1.3.

Из таблицы также видно, что при умеренной кислотности ([HNO3]) = 0,5 моля/л) коэффициенты разделения U(VI) / Pu (IV), полученные для карбамидов TBU, THU, TPU, DBDHU, DHDPU, sym-DEDOU и DMDNU, превышают коэффициенты для N,N-диалкиламидов DEHDMBA и MOEHA при схожей концентрации органической фазы. The table also shows that at moderate acidity ([HNO 3 ]) = 0.5 mol/l), the U(VI) / Pu (IV) separation factors obtained for TBU, THU, TPU, DBDHU, DHDPU, sym- DEDOU and DMDNU exceed the coefficients for N,N-dialkylamides DEHDMBA and MOEHA at a similar concentration of the organic phase.

В частности, когда они применяются в количестве 1,2 моля/л в органической фазе , TBU позволяет получить коэффициент разделения U(VI) / Pu (IV), равный 36, т. е. почти в два раза больший, чем коэффициент для MOEHA при схожей концентрации органической фазы; карбамиды TPU и DBDHU позволяют получить коэффициенты разделения U (VI) / Pu (IV) соответственно 73 и 74, т.е. почти в 4 раза больший, чем коэффициент для MOEHA; карбамид DHDPU позволяет получить коэффициент разделения U(VI) / Pu (IV), равный 94, т.е. почти в 5 раз больший, чем коэффициент для MOEHA; что касается коэффициента разделения U(VI) / Pu (IV) , полученного для sym-DEDOU, то он в 8,5 раза больше коэффициента для MOHEA (170 против 20).In particular, when applied at 1.2 mol/l in the organic phase, TBU achieves a U(VI)/Pu(IV) separation factor of 36, almost twice that of the MOEHA at a similar concentration of the organic phase; TPU and DBDHU carbamides make it possible to obtain U(VI)/Pu(IV) separation factors of 73 and 74, respectively, i.e. almost 4 times greater than the coefficient for MOEHA; Urea DHDPU allows you to obtain a U(VI) / Pu (IV) separation factor of 94, i.e. almost 5 times greater than the coefficient for MOEHA; as for the U(VI)/Pu(IV) separation factor obtained for sym-DEDOU, it is 8.5 times greater than that for MOHEA (170 versus 20).

Следовательно? данная таблица подтверждает, что тетра-алкильные карбамиды могут успешно применяться в качестве экстрагентов в способе обработки водного раствора, полученного растворением отработавшего ядерного топлива в азотной кислоте, включающем в себя соэкстракцию урана (VI) и плутония (IV) из такого раствора, являющегося сильно кислым, и обеспечивать частичное или полное разделение плутония (IV) и урана (VI), присутствующих в органической фазе, полученной при такой реэкстракции плутония (IV) из этой органической фазы посредством водного раствора умеренной кислотности.Consequently? this table confirms that tetra-alkyl carbamides can be successfully used as extractants in a process for treating an aqueous solution obtained by dissolving spent nuclear fuel in nitric acid, including the co-extraction of uranium (VI) and plutonium (IV) from such a solution, which is strongly acidic , and provide partial or complete separation of plutonium (IV) and uranium (VI) present in the organic phase obtained by such stripping of plutonium (IV) from this organic phase with an aqueous solution of moderate acidity.

Из тетраалкильных карбамидов карбамид DMDNU представляется особо полезным для разработки такого способа, так как, с одной стороны, он обладает при сильной кислотности значительно большей способностью к экстракции урана (DU и DPu > 30), чем способность карбамида MOEHA (DU = 7,5 и DPu = 4,3) и, с другой стороны, он обеспечивает умеренную кислотность при коэффициенте разделения уран (VI) / плутоний (IV) (FSU/Pu = 30¸ который, в свою очередь, значительно более высокий, чем коэффициент, полученный при использовании MOEHA.Of the tetraalkyl carbamides, urea DMDNU seems to be particularly useful for the development of such a method, since, on the one hand, at strong acidity, it has a much greater ability to extract uranium (D U and D Pu > 30) than the ability of urea MOEHA (D U = 7 .5 and D Pu = 4.3) and, on the other hand, it provides moderate acidity at a uranium (VI) / plutonium (IV) separation factor (FS U / Pu = 30¸ which, in turn, is much higher, than the coefficient obtained using MOEHA.

Даже если он при сильной кислотности обладает более слабой способностью к экстрагированию плутония, чем MOEHA, то представляется, что карбамид syn-DEBOU выступает столь же положительным претендентом, так как он позволяет получить при умеренной кислотности особо высокий коэффициент разделения урана ((VI) и плутония (IV) (FSU/Pu = 170).Even if, at strong acidity, it has a weaker ability to extract plutonium than MOEHA, it seems that syn-DEBOU urea is an equally good candidate, since it makes it possible to obtain, at moderate acidity, a particularly high separation factor for uranium ((VI) and plutonium (IV) (FS U/Pu = 170).

Тесты на способность к наполнению ураном (VI)Uranium (VI) filling capability tests

Проводились тесты по определению способности к наполнению ураном (VI) при 4-кратном приведении в контакт в трубах при встряхивании органических фаз с содержанием 1,2 моли/л одного из карбамидов TPU, DBDHU, DHDPU, sym-DEDOU и DMDNU в ТРН с аликвотными частями водной фазы, содержавшей 200 г/л урана (VI) и 3,4 моля/л азотной кислоты.Tests were carried out to determine the ability to fill with uranium (VI) by 4-fold bringing into contact in pipes with shaking of organic phases with a content of 1.2 mol/l of one of the carbamides TPU, DBDHU, DHDPU, sym-DEDOU and DMDNU in TPH with aliquots parts of the aqueous phase containing 200 g/l of uranium (VI) and 3.4 mol/l of nitric acid.

Каждый контакт проводился при 25°С в течение 30 минут при соотношении О/А, равным 2.Each contact was carried out at 25°C for 30 minutes at an O/A ratio of 2.

После центрифугирования и разделения фаз замерили концентрацию урана в органических фазах после реэкстракции этого элемента из раствора азотной кислоты при концентрации 0,01 моля/л; прибором ICP-AES измеряли концентрацию в водной фазе после реэкстракции.After centrifugation and phase separation, the concentration of uranium in the organic phases was measured after the re-extraction of this element from a solution of nitric acid at a concentration of 0.01 mol/l; the ICP-AES instrument measured the concentration in the aqueous phase after stripping.

Ниже в таблице II приведены по каждому тестированному карбамиду показатели концентрации урана (VI) в г/л, которые получили в органических фазах после каждого из 4 контактов.Table II below shows for each tested urea the concentrations of uranium (VI) in g/l, which were obtained in the organic phases after each of the 4 contacts.

Для сравнения в эту таблицу также внесены результаты тестов на способность к наполнению ураном (VI), проведённых при тех же условиях опыта, но с использованием в качестве органических фаз растворов с содержанием 1,2 моль/л MOEHA в ТРН.For comparison, this table also contains the results of tests for the ability to fill with uranium (VI), carried out under the same experimental conditions, but using solutions containing 1.2 mol/l MOEHA in TPH as organic phases.

Таблица IITable II

Тестированные соединенияTested compounds Концентрация урана (VI) в органических фазах, г/лUranium (VI) concentration in organic phases, g/l Контакт 1Contact 1 Контакт 2Contact 2 Контакт 3Contact 3 Контакт 4Pin 4 TPUTPU 8888 124124 134134 143143 DBDHUDBDHU 9191 127127 131131 131131 DHDPUDHDPU 9191 129129 136136 136136 sym-DEDOUsym-DEDOU 9191 125125 138138 130130 DMDNUDMDNU 9595 133133 138138 137137 MOEHAMOEHA 8787 124*124* ------ ------

- После растворения 3-й фазы.- After the dissolution of the 3rd phase.

После второго контакта органическая фаза, содержавшая MOEHA, образовала третью фазу. Добавка 300 мл органической фазы (предварительно уравновешенной контактом с азотной кислотой) позволила устранить эту третью фазу: насыщение органической фазы ураном (VI) составило, следовательно, 124 г/л, т.е. приблизительно 87% от теоретической способности органической фазы к наполнению (при учёте стехиометрии уран/экстрагент = ½).After the second contact, the organic phase containing MOEHA formed a third phase. The addition of 300 ml of the organic phase (preliminarily balanced by contact with nitric acid) made it possible to eliminate this third phase: the saturation of the organic phase with uranium (VI) was therefore 124 g/l, i.e. approximately 87% of the theoretical filling capacity of the organic phase (taking into account the uranium/extractant stoichiometry = ½).

Зато при тех же условиях карбамиды не расслаивались и было возможно наполнить содержащую карбамид органическую фазу ураном (VI) в количестве от 130 до 143 г/л, что составляет более 88% от теоретической способности к наполнению органической фазы (при учёте стехиометрии уран/экстрагент = ½).On the other hand, under the same conditions, the carbamides did not separate and it was possible to fill the organic phase containing urea with uranium (VI) in an amount from 130 to 143 g/l, which is more than 88% of the theoretical ability to fill the organic phase (taking into account the stoichiometry uranium/extractant = ½).

Эти результаты показывают, что карбамиды обладают сильно выраженной способностью к наполнению ураном (VI), что совместимо с разработкой способа обработки ядерного топлива и что они даже позволяют исключить проблемы с расслоением органической фазы, наблюдавшиеся в случае с MOEНA.These results show that carbamides have a strong uranium (VI) loading capacity, which is compatible with the development of a nuclear fuel treatment process, and that they even eliminate the organic phase segregation problems seen with MOENA.

II.2 Три-алкильные карбамидыII.2 Tri-alkyl carbamides

Проводились тесты по экстрагированию, аналогичные описанным выше в разделе II.1, но применялись в качестве органических фаз растворы с содержанием 0,4 – 0,5 моля/л одного из карбамидов TrOU, TrEHU и DEHOU в гидрогенизированном тетрапропилене (TPH).Extraction tests were carried out similar to those described above in section II.1, but solutions containing 0.4–0.5 mol/l of one of the carbamides TrOU, TrEHU and DEHOU in hydrogenated tetrapropylene (TPH) were used as organic phases.

Результаты этих тестов представлены ниже в таблице III.The results of these tests are presented below in table III.

Для сравнения в эту таблицу внесены также результаты, внесённые ранее в таблицу I для MOEHA при 0,5 моля/л в ТРН.Also included in this table for comparison are the results previously entered in Table I for MOEHA at 0.5 mol/L in TPH.

Таблица IIITable III

Тестированные соединенияTested compounds [C]
(моль/л)
[C]
(mol/l)
[HNO3]
(моль/л)
[ HNO3 ]
(mol/l)
DU D U DPu D Pu FSU/Pu FS U/Pu

Figure 00000013
TrOU
Figure 00000013
Trou 0,520.52 4four 2222 6060 0,50.5 2,72.7 0,0370.037 7272
Figure 00000014
TrEHU
Figure 00000014
TrEHU
0,430.43 4four 3,53.5 0,610.61
0,50.5 0,520.52 0.0040.004 121121
Figure 00000015
DEHOU
Figure 00000015
DEHOU
0,440.44 4four 5,45.4 1,71.7
0,50.5 0,630.63 0,0260.026 2424
Figure 00000012
MOEHA
Figure 00000012
MOEHA
0.50.5 4four 1,91.9 0.220.22
0,50.5 0,0500.050 0,0040.004 1313

[C] - концентрация тестированного соединения в органической фазе;[C] is the concentration of the tested compound in the organic phase;

[HNO3] - концентрация азотной кислоты в водной фазе.[HNO 3 ] - concentration of nitric acid in the aqueous phase.

Из этой таблицы видно, что при сильной кислотности ([HNO3] = 4 моля/л) три тестированных три-алкильных карбамида экстрагировали в большей степени уран (VI) и плутоний ((IV), чем N,N-диалкиламид MOEHA, поскольку они образовали коэффициенты распределения урана (VI) и плутония (IV), которые все были больше коэффициентов, полученных при этом N,N-диалкиламиде.It can be seen from this table that at strong acidity ([HNO 3 ] = 4 mol/l) the three tri-alkyl carbamides tested extracted more uranium (VI) and plutonium ((IV) than the N,N-dialkylamide MOEHA because they produced partition coefficients for uranium(VI) and plutonium(IV) which were all greater than those obtained with this N,N-dialkylamide.

Из неё также видно, что при умеренной кислотности ([HNO3] = 0,5 моля/л) три тестированных триалкильных карбамида позволяют удержать уран (VI) в органической фазе одновременно очень эффективно (DU>0,5) и избирательно по отношению к плутонию (IV), поскольку коэффициент распределения полученного плутония (IV) при этих карбамидах составляет менее 0,04.It also shows that at moderate acidity ([HNO 3 ] = 0.5 mol/l), the three tested trialkyl carbamides make it possible to retain uranium (VI) in the organic phase at the same time very effectively (D U > 0.5) and selectively with respect to to plutonium (IV), since the distribution coefficient of the resulting plutonium (IV) with these carbamides is less than 0.04.

Карбамид TrEHU является особо избирательным, поскольку он обеспечивает коэффициент разделения U(VI) / Pu (IV), равный 121, т.е. в 10 раз больший, чем коэффициент при N,N-диалкиламид MOEHA при сопоставимой концентрации.Urea TrEHU is particularly selective as it provides a U(VI)/Pu(IV) separation factor of 121, i.e. 10 times greater than the coefficient of N,N-dialkylamide MOEHA at a comparable concentration.

Кроме того этой таблицей подтверждается, что три-алкильные карбамиды могут эффективно применяться в качестве экстрагентов в способе обработки водного раствора, полученного растворением отработавшего ядерного топлива в азотной кислоте, включающем в себя соэкстракцию урана (VI) и плутония (IV) из этого водного раствора, являющегося сильно кислым, и частичное или полное разделение плутония (IV) и урана (VI), присутствующих в этом органическом растворе, полученном соэкстракцией путём реэкстракции плутония (IV) из этой органической фазы посредством водного раствора с умеренной кислотностью.In addition, this table confirms that tri-alkyl carbamides can be effectively used as extractants in a method for treating an aqueous solution obtained by dissolving spent nuclear fuel in nitric acid, including co-extraction of uranium (VI) and plutonium (IV) from this aqueous solution, being strongly acidic, and the partial or complete separation of plutonium (IV) and uranium (VI) present in this organic solution obtained by co-extraction by stripping plutonium (IV) from this organic phase with an aqueous solution of moderate acidity.

III. Принципиальная схема предпочтительного варианта применения изобретенияIII. Schematic diagram of the preferred application of the invention

Обратимся к фиг. 1, на которой изображена принципиальная схема предпочтительного варианта применения изобретения.Let us turn to Fig. 1, which shows a schematic diagram of a preferred application of the invention.

Как следует из этой фигуры, применение предусматривает четыре этапа.As can be seen from this figure, the application involves four steps.

На первом этапе, обозначенном как «Соэкстракция урана и плутония» на фиг. 1, ставится целью совместная экстракция урана (VI) и плутония (IV) из водного азотного раствора, полученного растворением отработавшего ядерного топлива, обозначенного как «А1» на фиг. 1.In the first step, labeled "Uranium-Plutonium Co-Extraction" in FIG. 1 aims to co-extract uranium (VI) and plutonium (IV) from an aqueous nitrogen solution obtained by dissolving spent nuclear fuel, designated "A1" in FIG. one.

Такой раствор содержит, как правило, 3 – 6 молей/л HNO3, уран, плутоний, второстепенные актиниды (в частности, америций и кюрий), продукты деления (La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Mo, Zr, Ru, Tc, Rh, Pd, Y, Cs, Ba …), а также некоторые продукты коррозии, например, железо.Such a solution contains, as a rule, 3 - 6 mol / l HNO 3 , uranium, plutonium, minor actinides (in particular, americium and curium), fission products (La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Mo, Zr, Ru, Tc, Rh, Pd, Y, Cs, Ba…), as well as some corrosion products such as iron.

Этап «Соэкстракция U + Pu» проводится при циркуляции в экстракторе 1 водного раствора А1 в противотоке органической фазе, обозначенной S1 на фиг. 1, которая содержит 0,5 – 2 моля/л, предпочтительно 1,0 - 1,4 моля/л, карбамида общей формулы (I) в виде раствора с органическим растворителем.The "U + Pu co-extraction" step is carried out by circulating in the extractor 1 an aqueous solution A1 in countercurrent organic phase, designated S1 in FIG. 1, which contains 0.5 - 2 mol/l, preferably 1.0 - 1.4 mol/l, carbamide of general formula (I) in the form of a solution with an organic solvent.

Этим органическим растворителем предпочтительно выступает ациклический углеводород или смесь ациклических углеводородов, например, n-додекан, гидрогенизированный тетрапропилен (ТРН), керосин, IsaneТМ IP-175T, предпочтительно гидрогенизированный тетрапропилен.This organic solvent is preferably an acyclic hydrocarbon or a mixture of acyclic hydrocarbons, for example n-dodecane, hydrogenated tetrapropylene (TPH), kerosene, Isane IP-175T, preferably hydrogenated tetrapropylene.

Второй этап, обозначенный на фиг. 1 как «Промывка PF (продуктов деления)», имеет своей целью вторичную экстракцию из органической фазы, образовавшейся после «соэкстракции U + Pu», фракции продуктов деления, экстрагированных из водного раствора А1 вместе с ураном (VI) и плутонием (IV).The second stage, indicated in Fig. 1 as “PF (fission products) washing”, aims to re-extract from the organic phase formed after the “U + Pu co-extraction”, the fission product fraction extracted from the A1 aqueous solution together with uranium (VI) and plutonium (IV).

При этом этап «Промывка PF» содержит одну или несколько операций по промывке органической фазы, полученной после «Соэкстракции U + Pu», причём каждая операция по промывке проводится при циркуляции этой органической фазы в экстракторе 2 в противотоке водному раствору, обозначенному А3 на фиг. 1, содержащему азотную кислоту, концентрация которой может составлять до 1–6 молей/л, но предпочтительно составляет от 4 до 6 молей/л.In this case, the "PF Wash" stage comprises one or more washing operations of the organic phase obtained after the "U + Pu Co-extraction", each washing operation being carried out with this organic phase circulating in the extractor 2 in countercurrent to the aqueous solution indicated by A3 in FIG. 1 containing nitric acid, the concentration of which can be up to 1-6 mol/l, but preferably is from 4 to 6 mol/l.

Если этап «Промывка PF» проводится с применением водного раствора сильной кислотности, т.е. обычно равной или превышающей 3 моля/л HNO3, то этот этап содержит дополнительно раскисление органической фазы, которое проводят при циркуляции этой органической фазы в противотоке водному раствору, обозначенному А4 на фиг. 1 и являющемуся слабо кислым, т.е. содержащим от 0,1 до 1 моля/л HNO3, в качестве водного раствора с содержанием 0,5 моля/л HNO3 для исключения попадания слишком значительного количества кислоты в экстрактор, предназначенный для третьего этапа, обозначенного как «Реэкстракция Pu» на фиг. 1, и для исключения нарушения рабочих характеристик этого третьего этапа.If the "PF Wash" step is carried out using a highly acidic aqueous solution, i.e. typically equal to or greater than 3 mol/l HNO 3 , this step additionally comprises deoxidation of the organic phase, which is carried out by circulating this organic phase in countercurrent to the aqueous solution designated A4 in FIG. 1 and being slightly acidic, i.e. containing from 0.1 to 1 mol/l HNO 3 , as an aqueous solution containing 0.5 mol/l HNO 3 to prevent too much acid from entering the extractor intended for the third stage, labeled "Pu stripping" in FIG. . 1 and to avoid performance degradation of this third step.

На этапе «Реэкстракция Pu» проводится повторное экстрагирование плутония до степени окисления +IV органической фазы, образовавшейся на этапе «Промывка PF».At the "Pu Re-extraction" stage, plutonium is re-extracted to the +IV oxidation state of the organic phase formed at the "PF Wash" stage.

Он проводится при обеспечении циркуляции этой органической фазы в экстракторе 3 в противотоке водному раствору, обозначенному как «А2» на фиг. 1, содержащему 0,1–0,5 моля/л HNO3, предпочтительно при соотношении расходов О/А свыше 1, предпочтительно равном или превышающем 3, более предпочтительно равным или превышающим 5 с тем, чтобы экстрагирование плутония (IV) сопровождалось его обогащением.It is carried out by circulating this organic phase in the extractor 3 in countercurrent to the aqueous solution indicated as "A2" in FIG. 1 containing 0.1–0.5 mol/l HNO 3 , preferably at an O/A flow rate greater than 1, preferably equal to or greater than 3, more preferably equal to or greater than 5, so that the extraction of plutonium (IV) is accompanied by its enrichment .

Реэкстракция плутония (IV) на этапе «Реэкстракция Pu», сопровождается реэкстракцией фракции урана (VI), который также присутствует в органической фазе, образовавшейся при «Промывке PF».The plutonium(IV) stripping in the "Pu Stripping" step is followed by the stripping of the uranium (VI) fraction, which is also present in the organic phase formed during the "PF Wash".

Таким образом на четвёртом этапе, обозначенном как «Промывка U» на фиг. 1, предусмотрено экстрагировать из водной фазы, образовавшейся при «Реэкстакции Pu»:Thus, in the fourth step, labeled "Wash U" in FIG. 1, it is intended to be extracted from the aqueous phase formed during the “Pu Stripping”:

- либо всё количество присутствующего в этой водной фазе урана (VI) в том случае, когда необходимо получить в конце этого этапа водный раствор с содержанием плутония (IV), но без урана (VI),- or the entire amount of uranium (VI) present in this aqueous phase in the case when it is necessary to obtain at the end of this stage an aqueous solution containing plutonium (IV), but without uranium (VI),

- либо количество урана (VI), обеспечивающее получение в конце этого этапа водного раствора, содержащего уран (VI) и плутоний (IV) в заданном соотношении.- or the amount of uranium (VI), which ensures the receipt at the end of this stage of an aqueous solution containing uranium (VI) and plutonium (IV) in a given ratio.

В обоих случаях «Промывка U» проводится при циркуляции в экстракторе водной фазы, полученной при «Реэкстракции Pu», в противотоке органической фазе, обозначенной как «S2» на фиг. 1, качественный и количественный состав которой предпочтительно одинаков с таким же составом органической фазы S1. Количество экстрагированного урана (VI) регулируется воздействием, с одной стороны, на соотношение О/А и, с другой стороны, на кислотность водной фазы, при этом уран (VI) в действительности экстрагируется тем лучше, чем больше соотношение между расходами органической и водной фаз и кислотность водной фазы. Добавка более или менее концентрированной азотной кислоты в водную, циркулирующую в экстракторе 4 фазу может быть предусмотрена в зависимости от кислотности, которую необходимо придать этой водной фазе.In both cases, the "U Wash" is carried out by circulating in the extractor the aqueous phase obtained from the "Pu Stripping" in countercurrent organic phase, designated "S2" in FIG. 1, the qualitative and quantitative composition of which is preferably the same as the same composition of the organic phase S1. The amount of extracted uranium (VI) is controlled by influencing, on the one hand, the O/A ratio and, on the other hand, the acidity of the aqueous phase, while uranium (VI) is actually extracted the better, the greater the ratio between the flow rates of the organic and aqueous phases and acidity of the aqueous phase. The addition of more or less concentrated nitric acid to the aqueous phase circulating in the extractor 4 can be provided depending on the acidity to be imparted to this aqueous phase.

В конце этих четырёх этапов получают:At the end of these four stages you get:

- рафинат, соответствующий водной, выходящей из экстрактора 1 фазе и содержащий продукты деления, а также америций и кюрий,- raffinate corresponding to the aqueous phase 1 leaving the extractor and containing fission products, as well as americium and curium,

- водную фазу, выходящую из экстрактора 4 и содержащую либо дезактивированный плутоний (IV), либо смесь дезактивированных плутония (IV) и урана (VI),- the aqueous phase leaving the extractor 4 and containing either deactivated plutonium (IV) or a mixture of deactivated plutonium (IV) and uranium (VI),

- органическую фазу, выходящую из экстрактора 3 и содержащую уран (VI) без плутония (IV).- organic phase leaving the extractor 3 and containing uranium (VI) without plutonium (IV).

Эта органическая фаза может быть направлена непосредственно или после других видов обработки в экстрактор, не показанный на фиг. 1, в котором уран (VI) повторно экстрагируют из этой органической фазы, например, посредством водного раствора с содержанием не более 0,05 моля/л азотной кислоты в качестве водного раствора с содержанием 0,01 моля/л HNO3 при комнатной температуре (т.е. при 20–25°С) или в горячем состоянии (т.е. обычно при температуре 40–50°С) и предпочтительно при использовании соотношения расходов О/А свыше 1, с тем чтобы уран (VI) экстрагировался с обеспечением обогащения.This organic phase may be sent directly or after other treatments to an extractor not shown in FIG. 1, in which uranium (VI) is re-extracted from this organic phase, for example, by means of an aqueous solution with a content of not more than 0.05 mol/l nitric acid as an aqueous solution with a content of 0.01 mol/l HNO 3 at room temperature ( i.e. at 20-25°C) or hot (i.e. typically at 40-50°C) and preferably using an O/A flow ratio greater than 1 so that the uranium(VI) is extracted with providing enrichment.

Упомянутые источникиMentioned sources

1. Международная заявка PCT WO 2017/017207.1. International application PCT WO 2017/017207.

2. Международная заявка PCT WO 2017/017193.2. International application PCT WO 2017/017193.

3. E.K. Dukes и T.H. Sidall, Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry 1966, 28(10), стр. 2307–2312.3.E.K. Dukes and T.H. Sidall, Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry 1966, 28(10), pp. 2307–2312.

4. G.M. Chumakowa et al. Radiochimiya 1980, 22(2), стр. 213 – 217.4.G.M. Chumakova et al. Radiochimiya 1980, 22(2), pp. 213–217.

5. B.G. Vats et al., Dalton Transactions 2016, 45(25), стр. 10319 – 10325.5.B.G. Vats et al., Dalton Transactions 2016, 45(25), pp. 10319 – 10325.

Claims (35)

1. Применение карбамида общей формулы (I):1. Application of urea of general formula (I):
Figure 00000016
(I),
Figure 00000016
(I)
где R1, R2 и R3, одинаковые или разные, означают линейную или разветвлённую алкильную группу с 1–12 атомами углерода, where R 1 , R 2 and R 3 , the same or different, mean a linear or branched alkyl group with 1-12 carbon atoms, R4 означает атом водорода или линейную или разветвлённую алкильную группу с 1–12 атомами углерода, иR 4 means a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group with 1-12 carbon atoms, and карбамид содержит общее количество атомов углерода от 17 до 25,carbamide contains a total number of carbon atoms from 17 to 25, в качестве экстрагента для полного или частичного разделения урана (VI) и плутония (IV), без восстановления плутония (IV) в плутоний (III), на основе водного раствора А1, полученного растворением отработавшего ядерного топлива в азотной кислоте, при этом применением предусмотрено:as an extractant for the complete or partial separation of uranium (VI) and plutonium (IV), without reduction of plutonium (IV) to plutonium (III), based on an aqueous solution of A1 obtained by dissolving spent nuclear fuel in nitric acid, while the application provides for: 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;a) co-extraction of uranium (VI) and plutonium (IV) from an aqueous solution A1, wherein the co-extraction includes at least the contact in the extractor of an aqueous solution A1 with an organic solution S1 containing urea in an organic solvent, and the separation of aqueous and organic solutions; 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;b) re-extraction of plutonium (IV) and uranium (VI) fraction from the organic solution obtained in step a) during the re-extraction, which included at least one bringing into contact in the extractor of the organic solution S1 with an aqueous solution A2 containing 0.1– 0.5 mol/l nitric acid, and separation of organic and aqueous solutions; 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;c) total or partial extraction of the fraction of uranium (VI) contained in the aqueous solution obtained in step b), wherein the extraction comprises at least one bringing the aqueous solution into contact in the extractor with the organic solution S2 containing urea in the organic solution , and separation of aqueous and organic solutions; 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).resulting in an aqueous solution containing plutonium (IV) but without uranium (VI) or a mixture of plutonium (IV) and uranium (VI), and an organic solution containing uranium (VI) without plutonium (IV). 2. Применение по п. 1, при котором R4 означает линейную или разветвлённую алкильную группу с 1–12 атомами углерода и при котором:2. The use according to claim 1, in which R 4 means a linear or branched alkyl group with 1-12 carbon atoms and in which: - R1 и R2 являются одинаковыми, R3 и R4 являются одинаковыми, но отличающимися от R1 и R2,- R 1 and R 2 are the same, R 3 and R 4 are the same, but different from R 1 and R 2 , - R1 и R4 являются одинаковыми, R2 и R3 являются одинаковыми, но отличающимися от R1 и R4,- R 1 and R 4 are the same, R 2 and R 3 are the same, but different from R 1 and R 4 , - R1, R2, R3 и R4 являются одинаковыми.- R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same. 3. Применение по п. 2, при котором R1 и R2 являются одинаковыми и означают линейную или разветвлённую алкильную группу с 1–5 атомами углерода, R3 и R4 являются одинаковыми и означают линейную или разветвлённую алкильную группу с 6–10 атомами углерода, карбамид содержит общее количество атомов углерода, составляющее 19, 21 или 23.3. Use according to claim 2, in which R 1 and R 2 are the same and mean a linear or branched alkyl group with 1-5 carbon atoms, R 3 and R 4 are the same and mean a linear or branched alkyl group with 6-10 atoms carbon, urea contains a total of 19, 21, or 23 carbon atoms. 4. Применение по п. 2, при котором R1 и R4 являются одинаковыми и означают линейную или разветвлённую алкильную группу с 1–5 атомами углерода, R2 и 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 23.4. The use according to claim 2, in which R 1 and R 4 are the same and mean a linear or branched alkyl group with 1-5 carbon atoms, R 2 and R 3 are the same and mean a linear or branched alkyl group with 6-10 atoms carbon, urea contains a total of 19, 21, or 23 carbon atoms. 5. Применение по п. 2, при котором R1, R2, R3 и R4 являются одинаковыми и означают прямолинейную или разветвлённую алкильную группу с 4–8 атомами углерода.5. The use according to claim 2, in which R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same and mean a straight or branched alkyl group with 4-8 carbon atoms. 6. Применение по п. 1, при котором R4 означает атом водорода.6. Use according to claim 1, wherein R 4 is a hydrogen atom. 7. Применение по п. 6, при котором R1, R2 и R3 являются одинаковыми.7. Use according to claim 6, wherein R 1 , R 2 and R 3 are the same. 8. Применение по п. 7, при котором R1, R2 и R3 означают линейную или разветвлённую алкильную группу с 6–8 атомами углерода.8. The use according to claim 7, in which R 1 , R 2 and R 3 mean a linear or branched alkyl group with 6-8 carbon atoms. 9. 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.9. Use according to claim 1, wherein the carbamide is N,N,N'-tri-n-octylurea, N,N,N'-tri(2-ethylhexyl)urea, N,N-di(2-ethylhexyl) -N'-n-octylurea, N,N,N',N'-tetra-n-butylurea, N,N,N',N'-tetra-n-amylurea, N,N,N',N'- tetra-n-hexylurea, N,N,N',N'-tetra-n-octylurea, N,N'-di-n-butyl-N,N'-di-n-hexylurea, N,N'-di -n-heptyl-N,N'-di-n-propylurea, N,N'-diethyl-N,N'-di-n-octylurea or N,N'-dimethyl-N,N'-di-n- nonylurea. 10. Применение по любому из пп. 1–9, при котором в органических растворах S1 и S2 содержится карбамид в количестве от 0,5 до 2 молей/л.10. Application according to any one of paragraphs. 1–9, in which organic solutions S1 and S2 contain carbamide in an amount of 0.5 to 2 mol/l. 11. Применение по любому из пп. 1–9, 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.11. Application according to any one of paragraphs. 1-9, in which step a) additionally contains the deactivation of the organic solution obtained by co-extraction of uranium (VI) and plutonium (IV), with respect to americium, curium and fission products, while the deactivation comprises at least bringing into contact in an organic solution extractor with an A3 aqueous solution containing 1–6 mol/L nitric acid and separation of the organic and aqueous solutions. 12. Применение по любому из пп. 1–9, 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 с соотношением объемных расходов органический раствор/водный раствор более чем 1.12. Application according to any one of paragraphs. 1-9, in which bringing into contact in the extractor, in which step b) is carried out, the organic solution obtained in step a) with an aqueous solution A2 involves countercurrent circulation of organic and aqueous solutions with an organic solution/aqueous solution volume flow ratio of more than one. 13. Применение по любому из пп. 1–9, 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.13. Application according to any one of paragraphs. 1-9, which additionally provides for the stripping of uranium (VI) from the organic solution obtained in step c), while the stripping comprises at least bringing the organic solution into contact with an aqueous solution of A5 containing not more than 0.05 mol / l nitric acid, and separation of organic and aqueous solutions. 14. Карбамид общей формулы (I):14. Carbamide of general formula (I):
Figure 00000016
(I),
Figure 00000016
(I)
гдеwhere R1 и R4 являются одинаковыми и означают линейную алкильную группу с 1–4 атомами углерода,R 1 and R 4 are the same and mean a linear alkyl group with 1-4 carbon atoms, R2 и R3 являются одинаковыми и означают линейную алкильную группу с 6–9 атомами углерода иR 2 and R 3 are the same and represent a linear alkyl group with 6-9 carbon atoms and карбамид содержит общее количество атомов углерода, равное 21.urea contains a total of 21 carbon atoms. 15. Карбамид по п. 14, который является N,N’-диэтил-N,N’-ди-n-октилмочевиной или N,N’-диметил-N,N’-ди-n-нонилмочевиной.15. The carbamide according to claim 14, which is N,N'-diethyl-N,N'-di-n-octylurea or N,N'-dimethyl-N,N'-di-n-nonylurea. 16. Карбамид отдельной формулы (II):16. Urea of a separate formula (II):
Figure 00000017
(II),
Figure 00000017
(II)
который представляет собой N,N,N’-три-n-октилмочевину, N,N,N’-три(2-этилгексил)мочевину или N,N-ди(2-этилгексил)-N’-n-октилмочевину.which is N,N,N'-tri-n-octylurea, N,N,N'-tri(2-ethylhexyl)urea or N,N-di(2-ethylhexyl)-N'-n-octylurea.
RU2020103499A 2017-06-29 2018-06-28 Carbamides for separation of uranium (vi) and plutonium (iv) without plutonium (iv) reduction RU2782220C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1756057 2017-06-29
FR1756057A FR3068257B1 (en) 2017-06-29 2017-06-29 CARBAMIDES FOR THE SEPARATION OF URANIUM(VI) AND PLUTONIUM(IV) WITHOUT PLUTONIUM(IV) REDUCTION
PCT/FR2018/051606 WO2019002788A1 (en) 2017-06-29 2018-06-28 Ureas for separating uranium(vi) and plutonium(iv) without reducing the plutonium(iv)

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020103499A RU2020103499A (en) 2021-07-29
RU2020103499A3 RU2020103499A3 (en) 2021-10-06
RU2782220C2 true RU2782220C2 (en) 2022-10-24

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2993930A (en) * 1958-03-18 1961-07-25 Midwest Research Inst Tetra-substituted ureas
US3868354A (en) * 1973-12-13 1975-02-25 Firestone Tire & Rubber Co New catalyst for hydrogenation of elastomers and the process of hydrogenation
EP2862852A1 (en) * 2013-10-18 2015-04-22 Symrise AG Urea derivatives for the protection of stem cells

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2993930A (en) * 1958-03-18 1961-07-25 Midwest Research Inst Tetra-substituted ureas
US3868354A (en) * 1973-12-13 1975-02-25 Firestone Tire & Rubber Co New catalyst for hydrogenation of elastomers and the process of hydrogenation
EP2862852A1 (en) * 2013-10-18 2015-04-22 Symrise AG Urea derivatives for the protection of stem cells

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DUKES E.K. et al., Tetrabutyl urea as an extractant for nitric acid and some actinide nitrates, Journal Inorganic and Nuclear Chemistry, 1966, v. 28, no. 10, p. 2307-2312. VATS BAL GOVING et al., Selective recognition of uranyl ions from bulk of thorium(IV) and lanthanide(III) ions by tetraalkyl urea: a combined experimental and quantum chemical study, Dalton Trans., 2016, v. 45, no. 25, p. 10319-10325. *
МЕЛЕНТЬЕВ А.Б. и др., Влияние некоторых восстановительных и комплексообразующих реагентов на экстракционное поведение технеция в системе ТБХ-НNO3, Радиохимия, 2011, т. 53, N 3, с. 219-224. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2702739C2 (en) Novel asymmetric n,n-dialkylamides, synthesis thereof and use thereof
Horwitz et al. Selected alkyl (phenyl)-N, N-dialkylcarbamoylmethylphosphine oxides as extractants for Am (III) from nitric acid media
RU2762634C2 (en) Asymmetrical n,n-dialkylamides, in particular used for separation of uranium(vi) from plutonium(iv), their synthesis and application
US11479833B2 (en) Carbamides for separating uranium(VI) and plutonium(IV) without reducing the plutonium(IV)
Manohar et al. Process development for bulk separation of trivalent actinides and lanthanides from radioactive high-level liquid waste
RU2663882C1 (en) Method for recycling nuclear waste, including uranium (vi) purification from at least one actinide (iv) by producing actinide (iv) complex
AU2010334932A1 (en) A method for purifying the uranium from a natural uranium concentrate
JPH044983B2 (en)
RU2782220C2 (en) Carbamides for separation of uranium (vi) and plutonium (iv) without plutonium (iv) reduction
US2882124A (en) Solvent extraction process for plutonium
EP2459522B1 (en) Dialkyldiaza-tetraalkyloctane diamide derivatives useful for the separation of trivalent actinides from lanthanides and process for the preparation thereof
US2982600A (en) Uranium decontamination with respect to zirconium
US3836625A (en) Reprocessing of spent nuclear fuel
JP4338898B2 (en) Spent fuel reprocessing method and Purex reprocessing method
Wilden et al. Process development studies and demonstration of an r-SANEX process using C5-BPP–selective separation of trivalent actinides from lanthanides
RU2513040C2 (en) Uranium and plutonium extraction method
Egorova et al. Extraction of uranyl nitrate with a binary extractant based on di (2, 4, 4-trimethylpentyl) phosphinic acid
Guoan et al. R&D activities on actinide separation in China
JP4338899B2 (en) Spent fuel reprocessing method, purex reprocessing method, method of reducing Np (VI) to Np (V), and method of reducing Pu (IV) to Pu (III)
JPS5847040B2 (en) Plutonium separation method
Otsuka Process for the separation of zirconium and hafnium
Ruhela et al. ICONE15-10193 Trivalent actinide-lanthanide separation with diglycolamide and a novel aza-amide based extractant
Xing-Lu et al. Thermodynamics of the Extraction of U (VI) by N, N′-Didecanoylpiperazine