PENYERAPANLOGAM DEN GAN TANNIN

Transkripsi

1 PENYERAPANLOGAM DEN GAN TANNIN Subiarto Pusat Pengembangan Pengelolaan Limbah Radioaktif, BAT AN PENDAHULUAN Ada banyak jenis adsorben yang dapat digunakan untuk menyerap uranium clan unsur-unsur transuranium seperti Pu, Am clan Cm, pada pengolahan limbah radioaktif cair, serta untuk mendapatkan kembali uranium dati air taut. Material adsorben yang dapat digunakan untuk keperluan penyerapan itu salah satunya adalah tannin (insoluble tannin). Keuntungan penggunaan bahan ini adalah keramahannya terhadap lingkungan. Gas yang dihasilkan selama insinerasi tidak berbahaya, karena hanya terdiri dari karbon, hidrogen clan oksigen. Disamping itu, tannin yang telah menyerap logam, jika diinsenerasi akan menghasilkan reduksi volume yang besar. Bahan komersial ini dalam dunia industri dikenal dengan nama "TANNIX". [I] Tannin, juga dikenal sebagai asam tannin, adalah nama umum untuk sejenis kelompok dari produk sayursayuran, baik amorf ataupun krista!, diperoleh dari berbagai tanaman, clan penggunaan komersialnya yang penting selama ini adalah dalam industri penyamakan kulit. Tannin mempunyai komposisi yang bervariasi. Beberapa jenis tannin, disebut "condensed tannins", adalah renal dari struktur t'i//d/iju/1t',,1/1 Vd Na kompleks menengah, clan yang lainnya adalah ester dati glukose atau gula lainnya dengan satu atau lebih asam trihidroksibenzoat (trihydroxybenzoi c acids). Rumus empiris C1Ml4011 adalah rumus yang biasanya dikenakan pada tannin umumnya. Tannin terdapat dalam banyak tumbuhan, dan sumber terbaik untuk mendapatkannya adalah kantungkantung pada pohon ek (oak galls) dan kulit kayu pohon "sumac". Ekstraksi dengan air atau air dan alkohol adalah langkah pertama dalam memproduksi tannin. Pengendapan, diikuti dengan evaporasi pada temperatur rendah, adalah langkah berikutnya untuk menghasilkan produk komersial tannin. [2] KARAKTERISASI TANNIN Tannin dikenal baik sebagai "astringent" dati buah kesemak dan daun teh. Tannin adalah campuran kompleks dati fenol. Tannin menghasilkan endapan bila kontak dengan logam berat, tapi bahan ini belum pernah digunakan untuk memisahakan logam berat dalam cairan karena ia larut dalam air. Agar tidak larut dalam air, tannin hams

2 ditransfonnasikan ke dalam bentuk yang tidak larot dengan cara polimerisasi "wattle tannin" (condensed tannins), salah satunya dengan aldehid. "Wattle tannin" dilarotkan dalam larotan alkali, ditambahkan fonnalin, kemudian dipanaskan. Proses ini menghasilkan tannin tak larot secara massal. Setelah itu tannin digerus menjadi kepingan-kepingan clan disaring untuk penggunaannya. Spesifikasi produk (tannix) yang dihasilkan dati proses ini ditunjukkan da1am Tabel I dibawah ini. Tannix memiliki karakteristik yang bagus, yaitu, gas yang dihasilkannya selama proses insinerasi (bila menggunakan adsorb en ini pada proses penyerapannya) tidak berbahaya bagi lingkungan, karena unsurnya hanya terdiri dari karbon, hidrogen clan oksigen. Selain itu reduksi volume yang sangat besar dari proses insenerasi dapat diperoleh, clan kemampuan serapnya terhadap logam berat dari larotan sangat efektif.[l] PENGGUNAAN TANNIN UNTUK PEMISAHAN URANIUM Dari proses rekonversi di Mitsubishi Nuclear Fuel Co.,Ltd. dilepaskan m3 per hari larutan yang mengandung uranium. Percobaan dilakukan dengan cara "batch" calli dan cara kolom dalam skala kecil. Pada percobaan "batch", larutan yang mengandung U, Np, Am, dan Cm dipersiapkan. Setiap nuklida tersebut diserap dengan baik oleh tannix. Pada percobaan kolom skala kecil, larutan limbah dengan kandungan uranium dialirkan melewati kolom dan metode kolom ini terbukti layak dioperasikan dalam industri. Data percobaan menunjukkan bahwa adsorpsi maksimum uranium per berat tannix (dalam keadaan kering) sebesar 1,7. Tabell. Spesifikasi Tannix [ill /nl.//1t'ai1 Vd:J' No..z.zaxJ

3 Gambar 1. Stroktur Molekul Tannin - ;1 ColUmn.Column S&mUnI of 1 2 Liquid w Traled m COQ (SampliDa Location w) PO.7 SampIiDg of Liquid W ute 't 1'eIted in Column 1 ':a(j)) Gambar 2. Bagan Percobaan Penyerapan Uranium oleh Tannix,. un COBA ALIRAN Untuk mengolah 3080 m3 cairan/hari, kecepatan linear cairan yang diperlukan adalah 40 cm/menit. Untuk mengetahui kehilangan tekanan (pressure loss) bed tannix didalam kolom, kita mengukumya selagi larutan limbah mengalir melewati kolom berdiameter 10 cm dengan tinggi t'ti/d/nl./i'1t'ai1 Va( Na.z tannix 200 cm. Cairan limbah disuplai dari bawah pada berbagai kecepatan linear. Hasilnya adalah bahwa kehilangan tekanan bertambah mendekati proporsional ke kecepatan linear, yaitu 0,05 MPa pada kecepatan 40 crn/menit. Nilai ini sudah cukup rendah dibandingkan dengan kapasitas sebuah pompa. [1t]

4 .::[[::i:iiii! :::::::::::::i:ii1:? ARTIKEL Dalam uji coba ini, parameter utama yang digunakan adalah sebagai berikut: Diameter kolom 10 cm Tinggi bed tannix 200 cm Volume tannix 1,57x104 m3 Laju aliran 3,2x103 m3/mnt Kecepatan linear 40 crn/menit Kemampuan serap tannin terhadap logam-logam berat ditunjukkan dalam tabel berikut ill. Tabel 2. Perbandingan Kemampuan Serap antara Tannin dad Resin Penukar Ion :[[::j Uranium clan UO22+ Transuranium Logam Alkali clan Alkali T anall NpO?+ Am3+ Cm3+ Cd2+ - 9,38.10;; 4, , , ,5 976, 96,7 96,1 Logam Berat 4,95.10" 99,0 Pb2+ >9500 >95 4 Cr6+ 4, , :9 Logam Transisi Fe3+ 99,0M CO2+ CS+ *) Mitsubishi Nuclear Fuel Co., Ltd , ,6 510 > (C) ,5 >95,2 69,3 94,7 94, Tabel 3. Kemampuan Scrap Tannix terhadap Aktinida U Np Am Cm Pu *) Mitsubishi Nuclear Fuel Co., Ltd. 9,38.10' 4, , , ,5 97,6 96,7 96,1 >99 00 Pu/dlnUt1PI1I1 vat: No..z.zO(X)

5 Dapat dilihat dari Tabel 2 di atas, bahwa kemampuan serap dari tannin terhadap kation jauh melebihi kemampuan serap resin penukar ion yang selama ini telah banyak dikenal. Dari Tabel 3 di bawah ini, tampak bahwa kemampuan serap tannin terhadap aktinida (U, Np, Am, Cm clan Pu) sangat bagus. Laju adsorpsi lebih besar dari 96 %, clan koefisien distribusi diatas Dengan melihat potensi kemampuan serapnya, maka bahan tannin ini menjanjik$ prospek yang baik untuk penyerapan uranium clan logam-logam beracun lainnya dati limbah radioaktif cair. PENUTUP Tannix mempunyai daya serap yang besar terhadap U, Np, Am, Cm, Pu dan logam berat. Kemampuan serap tannix lebih besar dibandingkan resin penukar ion. Mengingat keunggulan-keunggulan itu dan keunggulan lainnya, seperti tidak menimbulkan gas yang berbahaya bagi lingkungan, maka tannix layak digunakan dalam pengolahan limbah. DAFTARPUSTAKA [1] [2] Yoshinobu Nakamura et.a1.: "Experience on Tratment of Liquid Waste from VF6 to VOl Conversion Process with Insoluble Tannin", Mitsubishi Nuclear Fuel Co. Ltd., "Tannins", bahan dari Internet htid:// articleslt/ t fhtm C'l/IdI/JJ./I1t'AIt Va{ No