KUMPULAN LAPORAN BASIL PENELITIAN TABUN 2005 rsbn.978-979-99141-2-5 PENGOLAHAN BIJIH URANIUM RIRANG: PENINGKATAN KADAR U MENGGUNAKAN KNELSON KONSENTRATOR (P2BGGN/PGN- TPBGN/P/0912005) Oleh : Sujono, Sugeng Walujo, Mukhlis ABSTRAK PENGOLAHAN BIJIH URANIUM RIRANG : PENINGKATAN KADAR U MENGGUNAKAN KNELSON KONSENTRATOR. Telah dilakukan pemisahan mineral uranium dari bijih U Rirang berkadar 5.426,25 ppm menggunakan alat Konsentrator Knelson. Tujuan pene1itian ini adalah peningkatan kadar U dalam konsentrat sehingga akan mengurangi pengotor pada bijih dan menurunkan konsumsi reagen pada pengolahan uranium selanjutnya. Variabel yang diamati adalah tekanan fluida dan ukuran bijih. Hasil percobaan diperoleh kondisi optimal sebagai berikut : tekanan fluida 3,0 psi dengan ukuran bijih - 100 + 150 mesh pada kondisi tetap kecepatan alir 130 gram/menit, berat umpan 500 gram dan persen solid 50 % serta didapat distribusi U 28,63 % dengan kadar U dalam konsentrat sebesar 5.785,17 ppm atau peningkatan 22,05 % dan berat konsentrat sebesar 23,46 % dari berat umpan. Dari hasil percobaan diatas menunjukan bahwa peningkatan kadar U menggunakan Konsentrator Knelson tidak layak digunakan. Kata kunci : Pengolahan, U Rirang, peningkatan radon. ABSTRACT PROCESSING OF URANIUM RIRANG ORE : INCREASMENT U CONTENT USING KNELSON CONSENTRATOR. Separation ofu mineral from 5,426.25 ppm ofu Rirang ore using Knelson Concentrator has been done. The separation process is objectived. This experiment is aimed to increase U content within concentrate, involving observed will to remove the impurities within its ore in order to decrease reagen consumption in continuous processing of uranium Variabele such as fluid pressure and size of ores.the experiment yileds optimally condition as follow: 3.0 psi of fluid pressure,- 100+ 150 of ore size in stable flow rate of 130 gr/min,500 gr of feed weight and 50 % of solidity percentage,furthermore from the experiment obtained 28.63 % of U distribution by U content within concentrate as much as 5,785,17 ppm or increasing 22.05 % and 23.46 % of concentrate weight of its feed. Therefore, the experiment using Knelson concentrator in order to increase U content is not feasible. Key word: U Processing, Rirang ores, upgrading PUSA T PENGEMBANGAN GEOLOGI NUKLIR-BA TAN 101
KUMPULAN LAPORAN HASIL PENELITIAN TAHUN 2005 ISBN.978-979-99141-2-5 PENDAHULUAN Bijih uranium asal Rirang Kalimantan Barat terdiri dari 2 (dua) tipe yaitu tipe monas it dan tipe turmalin. Kedua tipe masing-masing mempunyai perbedaan pada jumlah kandungan elemen penyusunnya. Bijih tipe turmalin mengandung uranium kadar tinggi, logam tanah jarang kadar rendah serta mengandung mineral organik. Bijih tipe monasit mengandung uranium kadar rendah, unsur tanah jarang kadar tinggi dan tidak mengandung mineral organik [\]. Busch dkk melaporkan kandungan unsur dalam bijih Rirang terdiri dari uranium dengan kadar 0,52 %, unsur tanah jarang 63,03 %, fosfat 24,25 %, torium 0,02 % dan molibdenum 0,24 % [I]. Salah satu cara untuk menurunkan konsumsi reagen pada pengolahan bijih uranium diantaranya dengan meningkatkan kadar U dalam bijih. Hal tersebut dapat dilakukan dengan beberapa cara diantaranya dengan metoda konsentrasi gravitasi [2]. Pada penelitian peningkatan kadar bijih uranium asal Eko Remaja yang telah dilakukan di laboratorium Cogema Prancis oleh G. Lyaudet, bijih uranium setelah dihancurkan menggunakan crusher didapatkan bijih dengan ukuran - 30 mm dan + 30 mm. Bijih dengan ukuran - 30 mm dihaluskan kemudian dilakukan pemisahan dengan metoda pemisahan gravitasi menggunakan Konsentrator Knelson, sedangkan yang ukuran + 30 mm dipisahkan secara "Radiometri Ore Sorting" (ROS). Hasil percobaan Knelson pada bijih Eko Remaja berkadar 1.802-1.862 ppm, kecepatan umpan 300 kg/jam dan tekanan fluida 10 psi didapatkan konsentrat 3,3 % berat dengan kadar U 26.948 ppm dan tailing 96,7 % berat dengan kadar U 944 ppm. Distribusi U pada konsentrat dan tailing masing masing 47,3 % dan 50,7 % [3]. Sedangkan ukuran bijih seperti yang ditulis oleh Clovis Caliex [4] menyebutkan bijih - 30 mm dihaluskan sampai 500 micron ( 35 mesh ), kemudian ditentukan tekanan fluida terbaik untuk mendapatkan konsentrat berkadar U tinggi. Pada penelitian ini dilakukan peningkatan kadar U dalam konsentrat dari bijih U Rirang menggunakan Konsentrator Knelson.Kondisi tetap percobaan berdasarkan data dari percobaan bijih uranium Eko Remaja yaitu kecepatan alir = 130 gr/menit dan persen solid = 50 %, tekanan fluida 2,5 psi, ukuran butir (- 100 + 150) mesh mendapatkan distribusi U 84,6 % dengan kadar U dalam konsentrat sebesar 16.176,47 ppm atau peningkatan kadar 102 PUSAT PENGEMBANGAN GEOLOGI NUKLIR-BATAN
KUMPULAN LAPORAN HASIL PENELITIAN TAHUN 2005 ISBN.978-979-991 41-2-5 1.476 % dan berat konsentrat sebesar 5,75 % dari berat umpan [5].. Parameter percobaan meliputi tekanan tluida dan ukuran bijih dengan berat umpan tetap. Tujuan percobaan ini adalah untuk meningkatkan kadar U dalam konsentrat sehingga diharapkan dapat mengurangi pengotor pada bijih dan dapat menurunkan konsumsi reagen pada pengolahan selanjutnya. TAT A KERJA Bahan. Bahan yang digunakan dalam percobaan ini terdiri dari : Bijih uranium asal Rirang, air dan bahan analisis. Alat Crusher, Grinder,"sample devider", ayakan, konsentrator knelson dan peralatan gelas. Metoda kerj a. 1. Persiapan umpan. Bijih uranium Rirang dengan ukuran 10 em dipecah dengan menggunakan "crusher" sampai ukuran - 8 mesh, kemudian dihaluskan dengan menggunakan "grinder". Bijih yang sudah halus diayak sesuai dengan ukuran yang diinginkan. Bijih dengan ukuran tertentu di "blending" supaya homogen, kemudian disampling menggunakan "sample devider". Bijih hasil sampling dianalisis dan digunakan sebagai umpan percobaan pada Konsentrator Knelson. Hal ini dapat dilihat pada blok diagram Gambar 1. 2. Proses penelitian. Pengaruh tekanan. Bijih dengan ukuran -48 + 65 mesh dan berat tertentu dicampur dengan air (50 % solid) disiapkan sebagai umpan. Alirkan air tluidisasi dengan membuka kran tluidisasi, kemudian hidupkan motor pemutar kerucut, atur kran sehingga didapatkan tekanan "air tluidisasi" tertentu ( 1,0 ; 1,5 ; 2,0 ; 2,5 ; dan 3,0 ) psi.dengan berat umpan tetap. Tuangkan bijih (umpan) pada "feed pan" dengan waktu tertentu. Konsentrat percobaan dikeringkan, ditimbang dan dianalisis kadar U. dan tailing hasil PUSAT PENGEMBANGAN GEOLOGI NUKLIR-BATAN 103
KUMPULAN LAPORAN HASIL PENELlTlAN TAHUN 2005 ISBN.978-979-99141-2-5 Pengaruh ukuran bijih. Lakukan percobaan tersebut diatas pada percobaan dengan variasi tekanan fluida dipakai pada percobaan variasi ukuran bijih ( - 65 + 100; - 100 + 150; - 150 + 200 dan - 200 ) mesh dengan berat umpan tetap. Konsentrat dan tailing hasil percobaan dianalisis kadar U. Bijih U Rirang 10 em Crushing Grinding! Sizing Konsentrat Sampling 1 Knelson Konsentrator Analisis ~ Blending 1 I! Analisis kimia Kimia Tailing Gambar 1. Blok diagram percobaan dengan Konsentrator Knelson 104 PUSAT PENGEMBANGAN GEOLOGI NUKLIR-BATAN
KUMPULAN LAPORAN HASIL PENELlTlAN TAHUN 2005 ISBN.978-979-99141-2-5 HASIL Hasil percobaan dengan kondisi operasi : Berat umpan 500 gram, % Solid 50 % dan kecepatan alir air 130 gr/menit dapat dilihat pada tabel dibawah ini : Tabel 1. Pengaruh ukuran butir bijih dan tekanan pada distribusi U dan peningkatan kadar kadar Fraksi - 48 65 \00 Konsentrat Konscntrat % Tekanan Distribusi Kadar Peningkat butir 4.2\0,46 4.162,01 4.536,05 23,80 5.222,50 4.587,31 4.087,32 4.208,24 4.336,79 3.398,75 23,62 5.168,25 4.603,87 24,86 4.646,94 28,24 3.706,25 4.485,64 24,08120,4 4.828,07 24,12120,6 4.820,06 4.035,67 3.997,29 24,30121,5 3.801,25 4.419,65 4.657,50 26,92134,6 3.793,75 26,76133,9 4.442,50 3.759,62 4.416,25 3.681,25 25,44 5.187,50 28,76 23,46 5.785,17 5.562,50 5.021,25 26,06 75,92 73,94 74,56 76,20 75,88 75,14 76,38 71,76 73,08 76,54 71,24 73,22 75,70 73,24 bijih + Umpan ( berat Fluida Serat 372,8 381,0 379,4 375,7 U an Ukuran (psi) 381,9 + 358,8 365,4 382,7 379,6 356,2 369,7 366,1 378,5 366,2 653.942,50 ( ppm \00 4.740,00 22,05 4.357,50 18,13 119,0 28,60 19,85 127,2 27,84 24,79 117,3 28,63 118,1 27,72 17,35 120,6 26,29 124,3 26,33 141,2 26,53 26,68 10,80 10,62 21,19 133,8 25,90 30,18 12,68 130,3 143,8 31,61 26,40 9,44 ppm 9,03 5,93 150 (% - ) )) 1,0 Gram Kadar PUSAT PENGEMBANGAN GEOLOGJ NUKLJR-BATAN 105
KUMPULAN LAPORAN HASIL PENELITIAN TAHUN 2(J(}5 JSBN.978-979-99141-2-5 kadar tan Distribusi Tekanan Peningka Fraksi - 200 I50 Konsentrat 6.078,75 % Kadar butir 5.452,02 4.797,12 4.954,53 4.537,78 4.702,30 5.952,58 5.884,30 6.070,85 4.745,65 5.907,25 4.966,18 4.451,61 4.937,73 4.901,25 5.604,06 4.450,56 4.486,18 4.957,50 5.033,75 17,8489,2 21,86 23,56 21,72108,6 23,26 23,12 19,2096,0 21,10105,5 20,76 22,76 Umpan 78,14 78,90 79,24 76,74 77,24 76,88 76,44 78,28 80,80 82,16 ( bijih U(% Fluida 6,85 12,15 Berat Ukuran (psi) + 3,86 U ( ppm berat 21,60 21,36 21,58 384,4 386,2 21,31 404.0 410,8 21,41 18,24 19,06 396,2 383,7 18,39 18,44 18,70-382,2-390,7-391,4-394,5 4.846,25 5.688,75-200 109,3 117,8 113,8 116,3 115,6 103,8 ))) ) 1,0 Gram Kadar PEMBAHASAN. Gerakan bijih dipengaruhi oleh 3 gaya yaitu ; gaya gravitasi yang besamya tetap, gaya sentripetal yang disebabkan oleh putaran knelson yang besamya tetap dan gaya tekan keatas yang disebabkan oleh tekanan fluida yang besarnya tidak tetap. Semakin besar tekanan fluida berarti gaya tekan keatas semakin besar dan ini mengakibatkan bijih semakin banyak yang terlempar keluar, sehingga konsentrat yang dihasilkan semakin sedikit seperti terlihat pada Tabel.1. Mineral berat clan ringan akan terseleksi, mineral berat akan lebih lambat terlempar keatas sehingga diharapkan akan tertinggal dilekukan kerucut knelson, hal ini terlihat dari kadar uranium di konsentrat yang semakin besar dengan meningkatnya tekanan fluida. 106 PUSAT PENGEMBANGAN GEOLOGJ NUKLIR-BATAN
KUMPULAN LAPORAN HASIL PENELlTlAN TAHUN 2005 ISBN.978-979-99141-2-5 Peningkatan tekanan fluida dari 1,0 psi sampai dengan 3,0 psi, peningkatan kadar uranium hanya 22,05 % pada ukuran butir - 100 + 150 mesh. Pada Tabe1 1 juga terlihat bahwa semakin keci1 ukuran butir semakin sedikit berat konsentrat yang dihasilkan, hal ini disebabkan karena semakin kecil ukuran butir maka semakin ringan berat butir tersebut, sehingga akan semakin mudah untuk terlempar keluar dari tempat konsentrat (kerucut kne1son). Distribusi uranium dalam konsentrat relatif kecil yaitu 18,24 % sampai dengan 31,60 % atau peningkatan kadar hanya 22,05 % berarti tidak ada peningkatan kadar yang signifikan apabila dibandingkan percobaan Amir E dkk tentang peningkatan kadar uranium dalam konsentrat bijih Eko Remaja menggunakan konsentrator knelson, dimana distribusi U 84,6 % dengan kadar u dalam konsentrat sebesar 16.176,47 ppm atau peningkatan kadar 1.476 % dan berat konsentrat sebesar 5,75 % dari berat umpan. Hal ini kemungkinan besar diakibatkan oleh perbedaan berat jenis ( density contrast) mineral uranium dengan mineral penyusun batuan 1ainnya pada bijih Rirang tidak berbeda satu dengan yang lainnya sehingga pemisahan secara fisik sulit dilakukan. KESIMPULAN. Peningkatan kadar uranium menggunakan Knelson Konsentrator menghasilkan konsentrat 23,46 % berat, distribusi uranium dalam konsentrat dan tailing masing-masing 28,63 % dan 71,37 % dengan kadar 5.785,17 ppm dan 4.419,65 ppm, peningkatan kadar relatif kecil sebesar 22,05 % dengan kondisi optimal proses: tekanan fluida 3,0 psi dan ukuran butir - 100 + 150 mesh kecepatan umpan 130 gr/menit, sehingga peningkatan kadar uranium menggunakan Konsentrator Knelson untuk bijih Rirang tidak layak di1akukan.. PUSA T PENGEMBANGAN GEOLOGI NUKLIR-BA TAN 107
KUMPULAN LAPOBAN HASIL PENELITIAN TAHUN 2()()5 ISBN.978-979-9914 1-2-5 DAFT AR PUST AKA. 1. BUSCH, KLAUS, SOEPRAPTO, DJA WADI, " Investigation of Uranium Mineralization in The Rirang Valley", West Kalimantan, Indonesia, ( 1986 ). 2. BA, WILLS, " Mineral Processing Technology", 3 Edition, Perganon Press, Oxford, New York ( 1985 ). 3. G. LLYAUDET, " Eko are: Uranium Recovery in minus 30 mm Fraction ", Cogema ( 1992 ). 4. CLOVIS CALEIK, " Kalan Uranium Deposit Profitability Expectation ", National Atomik Energy Agency, Meeting on Uranium Exploration, Mining, and Extraction, MNDC, Jakarta ( 1995 ). 5. AMIR EFENDI, DKK, " Peningkatan Kadar Uranium Dalam Konsentrat Bijih Eko Remaja Menggunakan Konsentrator Knelson ", Proseding Seminar Pranata Nuklir Dan Litkayasa PPBGGN BATAN, Jakarta, 2 September ( 1998). 108 PUSAT PENGEMBANGAN GEOLOGI NUKLIR-BATAN