СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ АМЕРИЦИЯ ОТ ДРУГИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, ПРИСУТСТВУЮЩИХ В КИСЛОТНОЙ ВОДНОЙ ИЛИ ОРГАНИЧЕСКОЙ ФАЗЕ, И ВАРИАНТЫ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ

1. Способ отделения америция от других металлических элементов, присутствующих в фазе Р1, который включает одну или более операций, каждая из которых включает стадии, в которых фазу Р1 приводят в контакт с фазой Р2, которая не смешивается с фазой Р1, и затем отделяют фазу Р1 от фазы Р2, причем одна из фаз Р1 и Р2 является кислотной водной фазой, а другая из фаз Р1 и Р2 представляет собой органическую фазу, которая включает по меньшей мере один экстрагирующий реагент в органическом разбавителе, отличающийся тем, что кислотная водная фаза включает производное этилендиамина, отвечающее приведенной ниже общей формуле (1):
1
2
3
4
в которой фрагменты А, А, А и А, которые являются одинаковыми или различными, представляют группу приведенной ниже общей формулы (II):
в которой:
1
2
4
1
2
4
3
3
2
2
3
2
2
3
2
3
2
3
2
3
3
3
3
2
3
2
2
2
n
2
2
n
3
либо Х представляет атом азота или серы, и в таком случае один из R, R и R представляет комплексообразующую группу, выбранную из групп -COOH, -SOH, -POH, -CONH и -CON(CH), тогда как другие из R, R и R представляют, независимо друг от друга, атом водорода или группу, выбранную из групп -OH, -NH, -N(CH), -COOH, -COOCH, -CONH, -CON(CH), -SOH, -SOCH, -POH, -PO(OCH), -О(CHCH)-OH и -О(CHCH)-OCH, причем «n» представляет целое число, равное или больше 1;
3
1
2
3
4
1
2
3
4
3
3
2
2
3
2
2
3
2
3
2
3
2
3
3
3
3
2
3
2
2
2
n
2
2
n
3
либо Х представляет атом углерода, несущий атом водорода или группу R, и в таком случае один из R, R, R и R представляет комплексообразующую группу, выбранную из групп -COOH, -SOH, -POH, -CONH и -CON(CH), тогда как другие из R, R, R и R представляют, независимо друг от друга, атом водорода или группу, выбранную из групп -OH, -NH, -N(CH), -COOH, -COOCH, -CONH, -CON(CH), -SOH, -SOCH, -POH, -PO(OCH), -O(CHCH)-OH и -O(CHCH)-OCH, причем «n» представляет целое число, равное или больше 1;
или его соль.
1
2
3
4
3
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в общей формуле (I) все А, А, А и А представляют группу общей формулы (II), в которой Х представляет атом азота или атом углерода, несущий атом водорода или группу R.
2
2
n
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в общей формуле (II) Х представляет атом азота или атом углерода, несущий атом водорода, группу -ОН или группу -О(CHCH), в которой «n» представляет целое число, равное или больше 1.
1
2
4
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в общей формуле (II) по меньшей мере один из R, R и R представляет комплексообразующую группу -СООН.
1
2
4
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в общей формуле (II) другие из R, R и R представляют атом водорода.
1
2
3
4
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в общей формуле (I) А, А, А и А являются идентичными друг другу.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что производное этилендиамина общей формулы (I) выбирают из:
N,N,N',N'-тетракис[(6-карбоксипиридин-2-ил)метил]этилендиамина;
N,N,N',N'-тетракис[(6-карбокси-4-гидроксипиридин-2-ил)метил]этилендиамина;
N,N,N',N'-тетракис[(6-карбокси-4-полиэтиленгликольпиридин-2-ил)метил]этилендиамина; и
N,N,N',N'-тетракис[(6-карбоксипиразин-2-ил)метил]этилендиамина.
8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что кислотная водная фаза представляет собой азотнокислую водную фазу, включающую от 0,001 до 3 моль/л азотной кислоты.
-5
-1
9. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что производное этилендиамина общей формулы (I) или его соль присутствует в кислотной водной фазе в концентрации, варьирующей от 10 до 10 моль/л.
10. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что экстрагирующий реагент, присутствующий в органической фазе, выбирают из сольватирующих экстрагирующих реагентов и катионообменных экстрагирующих реагентов.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что экстрагирующий реагент выбирают из малонамидов, N,N,N',N'-тетраалкил-3,6-диоксаоктандиамидов, липофильных дигликольамидов, алкилфосфиноксидов, карбамоилфосфиноксидов, карбамоилфосфонатов, диалкилсульфидов, замещенных пиридинов, 2,2'-дибензимидазолов, алкиловых сложных эфиров бисфенилфосфоновой кислоты, алкилфосфорных кислот, алкилфосфонатов, алкилфосфиновых кислот, липофильных карбоновых кислот, сульфоновых кислот, тиофосфорных кислот, тиофосфоновых кислот, тиофосфиновых кислот, тиофосфористых кислот, липофильных гидроксиоксимов и липофильных β-дикетонов.
12. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что органическая фаза дополнительно включает по меньшей мере один модификатор фазы.
13. Способ селективного извлечения америция из кислотной водной фазы, включающей америций и металлические элементы, иные, нежели америций, отличающийся тем, что он включает исполнение способа отделения америция по любому из пп.1-7.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что кислотная водная фаза представляет собой азотнокислую водную фазу, которая включает в качестве других металлических элементов, иных, нежели америций, по меньшей мере кюрий и продукты ядерного деления, включающие лантаниды, но которая не содержит урана, плутония и нептуния, или содержит эти три последних элемента только в следовых количествах.
TM
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что кислотная водная фаза представляет собой рафинат, происходящий из первого цикла очистки процесса переработки использованных ядерных топлив PUREX или COEX.
16. Способ по п.13, отличающийся тем, что он включает по меньшей мере следующие стадии, в которых:
а) проводят экстракцию америция и всех или части металлических элементов, иных, нежели америций, которые присутствуют в кислотной водной фазе, причем экстракция включает по меньшей мере одну операцию, в которой кислотную водную фазу приводят в контакт с органической фазой, которая не смешивается с кислотной водной фазой, и которая включает по меньшей мере один экстрагирующий реагент в органическом разбавителе, и затем отделяют от органической фазы; и
b) селективно вымывают америций, присутствующий в органической фазе, происходящей из стадии а), причем вымывание включает по меньшей мере одну операцию, в которой органическую фазу приводят в контакт с кислотной водной фазой, включающей производное этилендиамина общей формулы (I) или его соль, и затем отделяют от кислотной водной фазы.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что кислотная водная фаза, используемая на стадии а), включает по меньшей мере один комплексообразующий реагент.
18. Способ по п.16, отличающийся тем, что:
- стадия а) дополнительно включает, после разделения органической и кислотной водной фаз, по меньшей мере одну операцию, в которой проводят промывание органической фазы кислотной водной фазой; и/или
- стадия b) дополнительно включает, после разделения органической и кислотной водной фаз, по меньшей мере одну операцию, в которой промывают водную фазу органической фазой, имеющей такой же состав, как органическая фаза, использованная на стадии а).
19. Способ по п.16, отличающийся тем, что он дополнительно включает стадию с), в которой вымывают металлические элементы, присутствующие в органической фазе, происходящей из стадии b), причем стадия, в которой проводят вымывание, включает по меньшей мере одну операцию, в которой органическую фазу приводят в контакт с кислотной водной фазой, и затем отделяют от кислотной водной фазы.
20. Способ по п.16, отличающийся тем, что органическая фаза, используемая на стадии а), включает смесь малонамида и алкилфосфорной кислоты, или дигликольамидный экстрагирующий реагент.
21. Способ по п.13, отличающийся тем, что он включает по меньшей мере одну стадию а) селективной экстракции всех металлических элементов, иных, нежели америций, присутствующих в кислотной водной фазе, причем экстракция включает по меньшей мере одну операцию, в которой кислотную водную фазу приводят в контакт с органической фазой, которая не смешивается с кислотной водной фазой, и которая включает по меньшей мере один экстрагирующий реагент в органическом разбавителе, и затем отделяют от органической фазы, и данную экстракцию проводят после добавления или одновременно с добавлением по меньшей мере одного производного этилендиамина общей формулы (I) или его соли к кислотной водной фазе.
22. Способ по п.21, отличающийся тем, что стадия а) дополнительно включает, после разделения органической и водной фаз, по меньшей мере одну операцию, в которой проводят промывание органической фазы приведением органической фазы в контакт с кислотной водной фазой, содержащей то же производное этилендиамина общей формулы (I), что и производное, используемое в селективной экстракции всех металлических элементов, иных, нежели америций.
23. Способ по п.21, отличающийся тем, что он дополнительно включает стадию b), в которой проводят вымывание металлических элементов, присутствующих в органической фазе, происходящей из стадии а), причем вымывание включает по меньшей мере одну операцию, в которой органическую фазу приводят в контакт с кислотной водной фазой, и затем отделяют от кислотной водной фазы.
24. Способ по п.23, отличающийся тем, что кислотная водная фаза, используемая на стадии b), содержит по меньшей мере один комплексообразующий реагент.
25. Способ по п.21, отличающийся тем, что органическая фаза, используемая на стадии а), содержит экстрагирующий реагент на основе алкилфосфорной кислоты, смешанный с модификатором фазы, или дигликольамидный экстрагирующий реагент.
26. Способ по п.16, отличающийся тем, что производное этилендиамина общей формулы (I) представляет собой N,N,N',N'-тетракис[(6-карбоксипиридин-2-ил)метил]этилендиамин.
27. Способ по п.21, отличающийся тем, что производное этилендиамина общей формулы (I) представляет собой N,N,N',N'-тетракис[(6-карбоксипиридин-2-ил)метил]этилендиамин.