[发明专利]尤其用于分离铀(VI)和钚(IV)的不对称N,N-二烷基酰胺，其合成及用途

说明书

本发明涉及式(I)的新型不对称RN,N‑二烷基酰胺，其中：R¹代表C₁～C₄直链烷基，R²代表C₁～C₁₀直链烷基，R³代表C₆～C₁₅直链或支链烷基；条件是当R¹代表正丁基且R²代表乙基时，R³不是正辛基、正癸基、正十二烷基、2‑乙基己基和2‑乙基辛基。本发明还涉及合成所述N,N‑二烷基酰胺的方法，以及其用于从酸水性溶液中萃取铀和/或钚或使酸水性溶液且尤其是废核燃料溶解在硝酸所得到的溶液所含的钚与铀部分或完全分离的用途。本发明还涉及处理由废核燃料溶解在硝酸中所得到的水性溶液的方法，该方法能够在单次循环中萃取、分离和净化该溶液中所含的铀和钚，而无需必须进行还原钚操作，并且其中所述N,N‑二烷基酰胺中的一种或其混合物用作萃取剂。本发明适用于处理废核燃料。

技术领域

本发明涉及新型不对称N,N-二烷基酰胺及能够合成该新型不对称N,N-二烷基酰胺方法。

本发明还涉及这些N,N-二烷基酰胺作为萃取剂的用途，用于从酸水性溶液中，且尤其是从废核燃料溶解在硝酸中所得到的水性溶液中萃取铀(VI)和/或钚(IV)。

本发明进一步涉及这些N,N-二烷基酰胺作为萃取剂的用途，以从酸水性溶液中分离钚(IV)中的全部或部分铀(VI)，特别是废核燃料溶解在硝酸中所得到的水性溶液中分离出铀(VI)。

本发明进一步涉及一种对从废核燃料溶解在硝酸中所得到的水性溶液进行处理的方法，从而能够在单循环中萃取、分离和净化该溶液中所含的铀(VI)和钚(IV)，而无需借助于任何还原钚(IV)的操作，并且其中，N,N-二烷基酰胺中的一种或其混合物用作萃取剂。

本发明特别适用于处理含铀(特别是铀氧化物-UOX)，或含铀和钚(特别是铀和钚的混合氧化物-MOX)的废核燃料。

背景技术

在全球现有的所有废核燃料处理厂(法国的La Hague、日本的Rokkasho、英国的Sellafield等)采用的PUREX工艺使用磷酸三正丁酯(或TBP)作为萃取剂通过液-液萃取从这些燃料溶解在硝酸中所得到的水性溶液中回收铀和钚。

在该工艺中，所使用的TBP为其在有机稀释剂(氢化四丙烯(TPH)或正十二烷)中30％(v/v)的溶液形式使用。该有机溶液在所考虑的领域中通常称为“溶剂”。

采用PUREX工艺回收铀和钚通过数个循环进行：

铀和钚的第一纯化循环(称为“1CUPu”)，旨在相对于镅、锔和裂变产物来对铀和钚进行净化，其中在该第一循环中通过对钚进行还原性提取来将铀和钚分配成两个水性流；

铀的第二纯化循环(称为“2CU”)，旨在完成对铀的净化，以达到ASTM标准规定的铀作为最终产品的规范；和

钚的二次循环以及在一些工厂中钚的第三纯化循环(分别称为“2CPu”和“3CPu”)，旨在完成对钚的净化，以达到ASTM标准规定的钚作为最终产品的规范和转化为氧化物前的浓度的规范。

PUREX工艺提供的性能是令人满意的，并且从工厂启动应用该工艺以来获得的经验反馈是积极的。

然而，TBP的使用具有局限性，妨碍了使用这种萃取剂达到未来核燃料废弃物处理厂设定的简单、简洁和安全性改善的目标，这些目标特别针对在不使用还原剂下将铀和钚分配为两个水性流。

这些限制如下：

在第一纯化循环结束时，相对于一些裂变产物(锝和钌)和超铀元素(Np)的铀和钚净化因子是不足的，因此通过TBP无法得到在单循环中达到符合上述规范的最终产品的方案；