PROSES EKSTRAKSI-STRIPPING UO2(NO3)2 BERIMPURITAS HASIL PELARUTAN DARI YELLOW CAKE

dokumen-dokumen yang mirip
PROSES EKSTRAKSI-STRIPPING UO2(NO3)2 BERIMPURITAS HASIL PELARUTAN DARI YELLOW CAKE

EKSTRAKSI STRIPPING URANIUM MOLIBDENUM DARI GAGALAN PRODUKSI BAHAN BAKAR REAKTOR RISET

PROSES PEMURNIAN YELLOW CAKE DARI LIMBAH PABRIK PUPUK

Kata kunci : pelarutan, yellow cake, asam nitrat, konsentrasi, temperatur, laju pengadukan.

ANALISIS UNSUR-UNSUR PENGOTOR DALAM YELLOW CAKE DARI LIMBAH PUPUK FOSFAT SECARA SPEKTROMETRI SERAPAN ATOM

OPTIMALISASI PROSES PEMEKATAN LARUTAN UNH PADA SEKSI 600 PILOT CONVERSION PLANT

PENYIAPAN LARUTAN URANIL NITRAT UNTUK PROSES KONVERSI KIMIA MELALUI EVAPORASI

ANALISIS UNSUR Pb, Ni DAN Cu DALAM LARUTAN URANIUM HASIL STRIPPING EFLUEN URANIUM BIDANG BAHAN BAKAR NUKLIR

PROSES RE-EKSTRAKSI URANIUM HASIL EKSTRAKSI YELLOW CAKE MENGGUNAKAN AIR HANGAT DAN ASAM NITRAT

PENENTUAN EFISIENSI EKSTRAKSI URANIUM PADA PROSES EKSTRAKSI URANIUM DALAM YELLOW CAKE MENGGUNAKAN TBP-KEROSIN

PENENTUAN KANDUNGAN PENGOTOR DALAM SERBUK UO2 HASIL KONVERSI YELLOW CAKE PETRO KIMIA GRESIK DENGAN AAS

ANALISIS UNSUR PENGOTOR Fe, Cr, DAN Ni DALAM LARUTAN URANIL NITRAT MENGGUNAKAN SPEKTROFOTOMETER SERAPAN ATOM

KENDALI KUALITAS SERBUK UO2 HASIL UJI FUNGSI PILOT CONVERTION PLANT (PCP) DI INSTALASI ELEMEN BAKAR EKSPERIMENTAL

Ngatijo, dkk. ISSN Ngatijo, Pranjono, Banawa Sri Galuh dan M.M. Lilis Windaryati P2TBDU BATAN

PENGARUH KEASAMAN UMPAN, PENGADUKAN, WAKTU, DAN SUHU TERHADAP EFISIENSI PROSES EKSTRAKSI-STRIPPING URANIUM-MOLIBDENUM/ALUMINIUM

ANALISIS KANDVNGAN PENGOTOR DALAM PELET VOz SINTER

EKSTRAKSI Th, La, Ce DAN Nd DARI KONSENTRAT Th LOGAM TANAH JARANG HASIL OLAH PASIR MONASIT MEMAKAI TBP

PEMISAHAN U DARI Th PADA MONASIT DENGAN METODE EKSTRAKSI PELARUT ALAMINE

PENGARUH KANDUNGAN URANIUM DALAM UMPAN TERHADAP EFISIENSI PENGENDAPAN URANIUM

SETTING DAN KALIBRASI INSTRUMEN PROSES PADA TANGKI DI-301 INSTALASI PEMURNIAN DAN KONVERSI

Eksplorium ISSN Volume XXXII No. 155, Mei 2011 : 47-52

PENGARUH FORMALDEHIDA TERHADAP PENURUNAN KONSENTRASI ASAM NITRAT DAN KENAIKAN KADAR URANIUM DALAM EFLUEN PROSES DI IEBE

PEMBUATAN ZIRKONIL NITRAT DARI ZIRKON OKSIKLORID UNTUK UMPAN EKSTRAKSI ZR-HF DENGAN MIXER-SETTLER (MS)

PENGARUH UNSUR Al, Mg, DAN Na PADA ANALISIS URANIUM SECARA POTENSIOMETRI

EKSTRAKSI BERTINGKAT PEMISAHAN Th DAN Nd DARI KONSENTRAT Th-LTJ OKSALAT HASIL OLAH PASIR MONASIT MENGGUNAKAN TBP

PENGARUH SENYAWA PENGOTOR Ca DAN Mg PADA EFISIENSI PENURUNAN KADAR U DALAM AIR LIMBAH

PENGARUH GARAM Al(NO 3 ) 3 TERHADAP EKSTRAKSI ITRIUM DARI KONSENTRAT LOGAM TANAH JARANG

Pemungutan Uranium Dalam Limbah Uranium Cair Menggunakan Amonium Karbonat

Ngatijo, Pranjono, Torowati, Waringin Margi Yusmaman

KARAKTERISASI LIMBAH RADIOAKTIF CAIR UMPAN PROSES EVAPORASI

PENENTUAN RASIO O/U SERBUK SIMULASI BAHAN BAKAR DUPIC SECARA GRAVIMETRI

Abstrak. 1. Pendahuluan. 2. Penelitian

PENGARUH KONSENTRASI ELEKTROLIT, TEGANGAN DAN WAKTU TERHADAP KADAR URANIUM PADA ELEKTROLISIS PEB U 3 Si 2 -Al

PENGOLAHAN BIJIH URANIUM ASAL RIRANG SECARA BASA PEMURNIAN URANIUM HIDROKSIDA OAR I L T J

UJI KINERJA LARUTAN HCL PADA PROSES LEACHING LOGAM KOBALT DARI LIMBAH BATERAI LITHIUM-ION. Yuliusman dan Muhammad Resya Hidayatullah

METODA GRAVIMETRI. Imam Santosa, MT.

KARAKTERISASI SERBUK UO 2 DARI YELLOW CAKE LIMBAH PUPUK FOSFAT MASRIPAH UNIVERSITAS INDONESIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

PREPARASI LIMBAH RADIOAKTIF CAIR EFLUEN PROSES PENGOLAHAN KIMIA UNTUK UMPAN PROSES EVAPORASI

MORFOLOGI SERBUK AMONIUM DIURANAT (ADU) DAN AMONIUM URANIL KARBONAT (AUK) HASIL PEMURNIAN YELLOW CAKE COGEMA

PERBAIKAN DAN VJI FVNGSI PEMVRNIAN VRANIL NITRAT SEKSI 400

PEMUNGUTAN URANIUM DI DALAM KERAK CaF2 DENGAN PELARUT ASAM NITRAT

ANALISIS KADAR URANIUM DALAM YELLOW CAKE DENGAN TITRASI SECARA POTENSIOMETRI

PENENTUAN NILAI LIMIT DETEKSI DAN KUANTISASI ALAT TITRASI POTENSIOMETER UNTUK ANALISIS URANIUM

PERBAIKAN DAN VJI FVNGSI SVB SISTEM SEKSI 800

PEMUNGUTAN SERBUK U 3 Si 2 DARI GAGALAN PRODUKSI PEB DISPERSI BERISI U 3 Si 2 -Al SECARA ELEKTROLISIS MENGGUNAKAN ELEKTRODA TEMBAGA

PENGARUH HNO 3 DAN TINGKAT EKSTRAKSI PADA PENINGKATAN Ce DALAM KONSENTRAT CERI HIDROKSIDA MEMAKAI TBP

APLIKASI METODA ELEKTRODIALISIS UNTUK PEMISAHAN URANIUM DARI EFLUEN PROSES

Pengaruh penjeratan asam-asam terhadap penurunan kadar uranium dan impuritas dalam efluen proses

KARAKTERISASI MORFOLOGI DAN STRUKTUR KRISTAL SERBUK UO 2 DARI YELLOW CAKE DENGAN VARIASI TEMPERATUR PENGENDAPAN ADU

ANALISIS KOMPOSISI KIMIA SERBUK HASIL PROSES HYDRIDING-DEHYDRIDING PADUAN U-Zr

PENGARUH HNO 3 DAN TINGKAT EKSTRAKSI PADA PENINGKATAN Ce DALAM KONSENTRAT CERI HIDROKSIDA MEMAKAI TBP

PEMUNCUTAN U3Si2 OARI CACALAN PROOUKSI PEB OISPERSI BERISI U3Si2 - AI MENCCUNAKAN TEKNIK ELEKTROLISIS

PENGENALAN DAUR BAHAN BAKAR NUKLIR

PREDIKSI DOSIS PEMBATAS UNTUK PEKERJA RADIASI DI INSTALASI ELEMEN BAKAR EKSPERIMENTAL

ANALISIS SERBUK UMO UNTUK PEMBUATAN PELAT ELEMEN BAKAR DENGAN TINGKAT MUAT TINGGI

PENGARUH UNSUR AL DAN MO TERHADAP HASIL ANALISIS URANIUM DALAM PELAT ELEMEN BAKAR U-MO/AL DENGAN METODE POTENSIOMETRI

PENGARUH PELARUT ORGANIK PADA PROSES PERTUKARAN ANION DALAM PEMISAHAN URANIUM DARI LARUTAN PEB U 3 Si 2 /Al PASCA IRADIASI

Uji Kinerja Ekstraktan Cyanex 272 dalam Me-recovery Logam Nikel dari Limbah Ni-Cd dengan Metode Ekstraksi Cair-Cair

ANALISIS KADAR URANIUM DAN UNSUR PENGOTOR DI DALAM SERBUK AUK DAN UO 2

PENGELOLAAN DAN PENANGANAN GAGALAN PRODUKSI BAHAN BAKAR TIPE MTR DAN EFLUEN

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

PENENTUAN KADAR URANIUM DALAM SERBUK UO 2 DARI YELLOW CAKE SECARA POTENSIOMETRI DAN GRAVIMETRI

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

PEMUNGUTAN URANIUM DALAM EFLUEN PROSES MENGGUNAKAN KOMPOSIT MAGNETIK-KARBON AKTIF

KAJIAN KESELAMATAN PADA PROSES PRODUKSI ELEMEN BAKAR NUKLIR UNTUK REAKTOR RISET

PEMUNGUTAN LANTANUM DARI MINERAL MONASIT BANGKA DENGAN TEKNIK MEMBRAN CAIR BERPENDUKUNG BERTINGKAT

PENGARUH WAKTU PELINDIAN PADA PROSES PEMURNIAN SILIKON TINGKAT METALURGI MENGGUNAKAN LARUTAN HCl

MEKANISME TRANSPOR LANTANUM MELALUI MEMBRAN CAIR BERPENDUKUNG (SLM) DENGAN PENGEMBAN CAMPURAN D2EHPA (ASAM DI-(2- ETILHEKSIL) FOSFAT) DAN TBP

DOBEL SOLVEN UNTUK EKTRAKSI KONSENTRAT LOGAM TANAH JARANG

PENGUKURAN TINGKAT KONTAMINASI PERMUKAAN MESIN BUSUR LISTRIK PASCA PELEBURAN LOGAM U-Zr

BAB I PENDAHULUAN 1.1 L atar Belakang

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

PENGARUH TEMPERATUR, WAKTU OKSIDASI DAN KONSENTRASI ZrO 2 TERHADAP DENSITAS, LUAS PERMUKAAN DAN RASIO O/U HASIL REDUKSI (U 3 O 8 +ZrO 2 )

Prarancangan Pabrik Tritolyl Phosphate dari Cresol dan POCl3 Dengan Kapasitas Ton/Tahun BAB I PENGANTAR. A. Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

KARAKTERISASI INGOT PADUAN U-7Mo-Zr HASIL PROSES PELEBURAN MENGGUNAKAN TUNGKU BUSUR LISTRIK

Pemurnian uranil nitrat hasil pelarutan yellow cake menggunakan metoda elektrodialisis

PENGARUH LAJU ALffi DAN SURU P ADA STRIPPING URANIUM PROSES PUREX SIKLUS SA TU SECARA

PENGGUNAAN METODA ELEKTRODIALISIS DALAM PEMISAHAN URANIUM DARI EFLUEN PROSES

KROMATOGRAFI PENUKAR ION Ion-exchange chromatography

ANALISIS KADAR URANIUM DAN IMPURITAS DALAM PADUAN U-7MO-XTI DAN U-7MO-XZR

PENENTUAN KONSENTRASI SULFAT SECARA POTENSIOMETRI

II. DESKRIPSI PROSES

PEMANTAUAN RADIOAKTIVITAS UDARA BUANG IEBE TAHUN 2009

UPAYA KEMANDIRIAN AMMONIUM PERKHLORAT DALAM RANGKA MENUNJANG ROKET PELUNCUR SATELIT

PENGOLAHAN LOGAM BERAT DARI LIMBAH CAIR DENGAN TANNIN. Djarot S. Wisnubroto Pusat Pengembangan Pengelolaan Limbah Radioaktif

PENENTUAN MASSA RESIN TERKHELAT DAN ph LARUTAN OPTIMAL PADA PEMUNGUTAN URANIUM DALAM EFLUEN PROSES

OPTIMASI TRANSPOR Cu(II) DENGAN APDC SEBAGAI ZAT PEMBAWA MELALUI TEKNIK MEMBRAN CAIR FASA RUAH

EKSTRAKSI DAN STRIPPING TORIUM DARI RAFINAT HASIL EKSTRAKSI URANIUM MONASIT BANGKA

DEKONTAMINASI MESIN BUSUR LISTRIK CENTORR FURNACES DI HR-16 IEBE PTBN

UJI FUNGSI COMBINED Pt-RING ELECTRODE METROHM

Setiap system kesetimbangan melibatkan reaksi-reaksi endoterm dan eksoterem. Kenaikan suhu system akan menguntungkan reaksi eksoterem

EKSTRAKSI CAIR-CAIR. Bahan yang digunkan NaOH Asam Asetat Indikator PP Air Etil Asetat

ID PENGOLAHAN BIJIH URANIUM ASAL RIRANG PEMISAHAN LTJ DARI HASIL DIGESTI BASA

TINGKAT PERGURUAN TINGGI 2017 (ONMIPA-PT) SUB KIMIA FISIK. 16 Mei Waktu : 120menit

ANALISIS LIMBAH RADIOAKTIF CAIR DAN SEMI CAIR. Mardini, Ayi Muziyawati, Darmawan Aji Pusat Teknologi Limbah Radioaktif

TEKNOLOGI PEMBUATAN BAHAN BAKAR PELET REAKTOR DAYA BERBASIS THORIUM OKSIDA PURWADI KASINO PUTRO

PENGAMBILAN ASAM PHOSPHAT DALAM LIMBAH SINTETIS SECARA EKSTRAKSI CAIR-CAIR DENGAN SOLVENT CAMPURAN IPA DAN n-heksan

Prarancangan Pabrik Nitrogliserin dari Gliserin dan Asam Nitrat dengan Proses Biazzi Kapasitas Ton/ Tahun BAB II DESKRIPSI PROSES

Transkripsi:

PROSES EKSTRAKSI-STRIPPING UO2(NO3)2 BERIMPURITAS HASIL PELARUTAN DARI YELLOW CAKE Anwar Muchsin, Ghaib Widodo Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir BATAN Kawasan Puspiptek, Serpong, Tangerang Selatan, 15314 e-mail : anwar_muchsin@batan.go.id (Naskah diterima: 30-12-2016, Naskah direvisi: 25-01-2017, Naskah disetujui: 13-02-2017) ABSTRAK PROSES EKSTRAKSI-STRIPPING UO 2(NO 3) 2 BERIMPURITAS HASIL PELARUTAN DARI YELLOW CAKE. Uranil nitrat/uo2(no3)2 merupakan bahan dasar atau umpan yang dipakai sebagai bahan bakar baik reaktor riset maupun reaktor daya. Di dalam UO2(NO3)2 masih terdapat impuritas sehingga untuk mendapatkan larutan UO2(NO3)2 yang memenuhi persyaratan sebagai bahan bakar murni nuklir (nuclear grade) perlu dilakukan pemurnian dengan menggunakan metode ekstraksi-stripping. Metode ekstraksi stripping dilakukan dengan menggunakan 3 (tiga) parameter yaitu laju alir umpan, keasaman umpan pada proses ekstraksi, dan keasaman. Mekanisme proses ekstraksi menyebabkan UO2(NO3)2 masuk ke dalam fasa organik TBP (tributylphospat), sedangkan impuritasnya berada dalam fasa air (rafinat). Pemungutan uranium dalam fasa organik dilakukan dengan proses stripping dengan cara menentukan keasaman (sebagai parameter), sehingga diperoleh larutan campuran UO2(NO3)2 murni nuklir (nuclear grade). Larutan uranil nitrat hasil pelarutan dengan kadar uranium 225,6282 gu/liter digunakan sebagai umpan. Hasil proses ekstraksi diperoleh laju alir umpan sebesar 15 L/jam, keasaman umpan pada proses ekstraksi sebesar 3 M dan diperoleh kadar uranium sebesar 48,5365 gu/l, sedangkan melalui proses stripping diperoleh UO2(NO3)2 sebesar 64,7860 gu/l pada keasaman 0,04 M. Kata Kunci: ekstraksi, stripping, laju alir umpan, perbandingan TBP/kerosin, keasaman. 23

Urania Vol. 23 No. 1, Februari 2017: 1-66 ABSTRACT EXTRACTION-STRIPPING PROCESS OF UO2(NO3)2 IMPURITIES DISSOLUTION FROM YELLOW CAKE. Uranyl nitrate/uo 2(NO 3) 2 is a basic material/bait that is used as fuel both a research reactor fuel and power reactors. The process of extraction-stripping necessary to UO 2 (NO 3) 2, because in the UO 2(NO 3) 2 is still contained impurities are entrained during the dissolution process yellow cake. To obtain a solution of UO 2 (NO 3) 2 which meets the requirements of pure nuclear (nuclear grade), it should be a process of purification by extraction-stripping using three (3) parameters of the feed flow rate, the acidity of the feed to the extraction process, and acidity in the stripping process. The mechanism of the extraction process takes UO 2 (NO 3) 2 will go into the organic phase TBP, whereas impurity are in the water phase (refined). Uranium in the organic phase stripping process is carried out by determining the acidity (as a parameter), in order to obtain a mixed solution UO 2 (NO 3) 2 pure nuclear (nuclear grade). As a bait used uranyl nitrate solution with levels of uranium amounted to 225.6282 gu/l. The results extraction process obtained the rate of feed water 15 L/h, the acidity of the feed to the extraction process by 3 M and obtained levels of uranium amounted to 48.5365 gu/l, while the stripping process is obtained UO 2 (NO 3) 2 amounted to 64.7860 gu/l the acidity of 0.04 M. Keywords: extraction, stripping, feed rate, ratio of TBP/kerosene, acidity. 24

Proses Ekstraksi-Stripping UO 2(NO 3) 2 Berimpuritas Hasil Pelarutan Dari Yellow Cake (Anwar Muchsin, Ghaib Widodo) PENDAHULUAN Instalasi Pilot Conversion Plant (PCP) merupakan salah satu instalasi yang dimiliki oleh Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir (PTBBN)-BATAN, Serpong. PCP ini telah direvitalisasi selama hampir 5 tahun dengan berbagai upaya dan modifikasi, sehingga pada awal tahun 2014 telah dapat dioperasikan. Sebelum PCP dioperasikan, terlebih dahulu harus dilakukan beberapa uji fungsi terhadapnya, seperti commissioning, kalibarasi peralatan (tangki, alat unjuk kerja/level indicator), flushing, tes kebocoran sambungan pipa dan lain-lain. Selain uji fungsi, untuk pengoperasian PCP harus dilakukan pembuatan LAK (Laporan Analasis Keselamatan) sebagai persyaratan untuk mendapatkan izin operasi dari BAPETEN (Badan Pengawas Tenaga Nuklir) [1-3]. Kegiatan proses pada instalasi PCP meliputi 6 (enam) jalur proses yaitu proses pelarutan (dissolution process), ekstraksistripping (extraction stripping), evaporasi (evaporation), pengendapan (precipitation process), kalsinasi (calcinations process) dan proses reduksi (reduction process). Seluruh jalur proses ini harus dilalui oleh bahan dasar atau umpan untuk memproduksi bahan bakar nuklir, seperti bahan bakar bentuk serbuk (UO2, U3O8) atau bentuk logam uranium. Kegiatan pengoperasian instalasi PCP diawali dengan proses pelarutan yellow cake (YC). Reaksi proses pelarutan bahan baku YC (UO2 dan U3O8 merupakan penyusun YC) dalam HNO3 (asam nitrat) seperti yang ditunjukkan pada persamaan reaksi 1 dan 2 [4-8]. UO2 + 4HNO3 UO2(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O (1) U3O8 + 8HNO3 3UO2(NO3)2 + 2NO2 + 4H2O (2) Hasil pelarutan dari YC berupa UO2(NO3)2 masih berimpuritas (sangat kotor) karena banyak unsur-unsur yang terikut atau larut dalam HNO3. Apabila impuritas ini tidak diturunkan hingga batas ambang, akan menyebabkan UO2(NO3)2 hasil pelarutan YC belum dapat digunakan sebagai umpan pada proses pengendapan (precipitation process) karena belum memenuhi persyaratan sebagai bahan bakar nuklir. Untuk mendapatkan umpan bahan bakar nuklir (bahan dasar) yang berkualitas, maka diperlukan bahan uranium yang mempunyai kemurnian tinggi (nuclear grade). Salah satu proses yang dilakukan adalah proses ekstraksi-stripping dengan sistem mixer-settler (pengaduk pengenap). Adapun rangkaian peralatan proses ekstraksi-stripping seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1 dan alat mixer-settler yang digunakan ditunjukkan pada Gambar 2 : Gambar 1. Rangkaian sistem alat proses ektraksi-stripping. Gambar 2. Alat Mixer-Settler (Pengaduk Pengenap) Dalam usaha untuk mendapatkan larutan UO2(NO3)2 yang memiliki tingkat kemurnian berderajat nuklir (nuclear grade) yang dipersyaratkan sebagai bahan bakar nuklir, maka harus dilakukan proses pemurnian dengan proses ekstraksi- 25

Urania Vol. 23 No. 1, Februari 2017: 1-66 stripping. Oleh karena itu, percobaan ini dilakukan dengan tujuan untuk memurnikan larutan UO2(NO3)2 melalui proses ekstraksistripping, agar diperoleh umpan yang memenuhi persyaratan sebagai bahan bakar nuklir. hasil pelarutan YC adalah metode proses ekstraksi-stripping dengan sistem pengadukpengenap (mixer-settler) dan solvent yang digunakan adalah TBP/kerosin. Proses ekstraksi berlangsung mengikuti persamaan reaksi (3) [9-12]. Metode yang diterapkan pada proses pemurnian UO2(NO3)2 berimpuritas Ekstraksi UO2(NO3)2 impuritas + 2TBP UO2(NO3)2 2TBP + impuritas (rafinat) (3) Dalam proses ekstraksi seperti pada persamaan reaksi (3), uranil nitrat, UO2(NO3)2 masuk ke fasa organik dalam solvent TBP/kerosin, sedangkan impuritas dalam fasa air lepas dari larutan UO2(NO3)2 menjadi rafinat. Untuk meningkatkan efisiensi proses ekstraksi-stripping ada beberapa hal yang harus diperhatikan yaitu keasaman umpan pada proses ekstraksi dan proses stripping, perbandingan TBP dengan kerosin, jenis kerosin yang digunakan, waktu pengadukan, keasaman, temperatur air bebas mineral dan lainnya. Proses stripping dapat berlangsung mengikuti persamaan reaksi (4) [9-12] UO2(NO3)2 2TBP + 6 H2O UO2(NO3)2 6H2O + 2 TBP (recycle) (4) Pada proses stripping dengan menggunakan air bebas mineral pada keasaman 0,05N, waktu proses stripping pada persamaan reaksi (4) berlangsung selama 20 hingga 60 menit. Pada waktu tersebut diperoleh hasil stripping U(VI) paling baik. Hasil stripping untuk U(VI) dicapai dengan waktu 60 menit dengan hasil efisiensi sebesar 98 %. Hasil U(VI) yang diperoleh dari proses stripping dengan waktu yang lebih lama dari 60 menit sudah tidak efisien lagi. Pada keadaan ini dapat dikatakan bahwa proses stripping telah terkontaminasi oleh U(VI). Proses stripping berlangsung baik pada temperatur antara 60-70 o C di bawah temperatur didih air (100 o C), supaya terlepas extractant secara pelahan-lahan. Hal tersebut sesuai dengan yang diuraikan pada pustaka [12-14]. Untuk menjaga kondisi ph dan proses stripping tetap berlangsung dan diproleh hasil U(VI) yang baik, maka digunakan Na2CO3 dengan 2,5 % berat. METODOLOGI Efisiensi proses ekstraksi-stripping dapat ditingkatkan dengan memperhatikan beberapa persyaratan baik design bentuk estraksi-stripping maupun parameter kondisi proses yang akan dilakukan. Umpan larutan UO2(NO3)2 yang berimpuritas dari hasil pelarutan yellow cake dan berkadar uranium 288,545 gu/l dengan keasaman bervariasi dipompa masuk ke kolom mixer settler dan dengan waktu bersamaan TBP/kerosin dengan perbandingan 30/70 % dipompakan dengan berlawanan arah masuk ke kolom mixer settler juga. Percobaan ini dilakukan dengan menggunakan 3 (tiga) parameter yaitu laju alir umpan UO2(NO3)2, yang dimulai dari 10 hingga 22,5 L/jam (interval 2,5 L/jam), keasaman umpan dari 2; 2,5 ; 3; 4; 5 dan 5,5 M dan keasaman stipper pada proses strippimg yang dilakukan pada keasamaan 0,01 s/d 0,06 M dengan interval 0,01 M. Langkah selanjutnya dilakukan analisis kadar uranium dengan menggunakan alat potensiometri, kadar impuritas menggunakan alat AAS, sedangkan kadar asam sisa yang terikut dianalisis secara titrimetri. Analisis dilakukan pada setiap parameter dan interval percobaan. Proses percobaan ekstraksi-stripping diperlihatkan 26

Proses Ekstraksi-Stripping UO 2(NO 3) 2 Berimpuritas Hasil Pelarutan Dari Yellow Cake (Anwar Muchsin, Ghaib Widodo) pada Gambar 1 dan untuk mendapatkan umpan bahan bakar uranium dengan kemurnian tinggi (nuclear grade) dilakukan proses ekstraksi-stripping menggunakan sistem mixer-settler seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. HASIL DAN PEMBAHASAN Telah dilakukan proses ekstraksistripping dengan menggunakan 3 (tiga) parameter. Ada 2 (dua) parameter pada proses ekstraksi yaitu pengaruh laju alir umpan dan pengaruh keasaman umpan UO2(NO3)2 dan 1 (satu) parameter dilakukan pada proses stripping yaitu pengaruh keasaman. Proses ekstraksi-stripping dari UO2(NO3)2 dengan menggunakan 3 (tiga) parameter diperoleh hasil yang dapat dijelaskan sebagai berikut. Pengaruh Laju Alir Umpan Hasil analisis kadar uranium pada proses ekstraksi UO2(NO3)2 dengan variasi parameter laju alir umpan sebesar 10,0; 12,5; 15,0; 17,5; 20,0 dan 22,5 L/jam diperlihatkan pada Gambar 3. Gambar 3. Hubungan antara kadar U terhadap laju alir umpan UO2(NO3)2. Gambar 3 menunjukkan terjadinya proses ekstraksi yang dapat dijelaskan bahwa dalam kolom mixer-settler terjadi kontak (transfer massa) antara UO2(NO3)2 sebagai fase air (fa) dengan TBP/kerosin sebagai fase organik (fo). Mekanisme transfer massa berbentuk larutan kompleks dari UO2(NO3)2 2TBP sebagai fasa organik mengikuti persamaan reaksi 3 dan 4. Larutan kompleks UO2(NO3)2 2TBP maupun rafinat, selanjutnya dianalisis kadar uraniumnya dengan menggunakan alat potensiometer. Hasil analisis uranium yang masuk ke dalam fasa organik diperoleh sebesar 24,3581 gu/l, karena pada laju alir sebesar 10 L/jam mulai terjadi pengikatan kandungan uranium oleh TBP seperti ditunjukkan pada persamaan reaksi 3. Apabila laju alir umpan semakin ditingkatkan hingga 15 L/jam, maka uranium yang terikat semakin naik hingga 49,8025 gu/l. Hal itu berarti semakin banyak uranium masuk ke dalam fasa organik yang diikat oleh TBP atau dengan kata lain kadar uranium masuk ke dalam fasa air (rafinat) semakin menurun. Bila laju alir umpan UO2(NO3)2 dinaikkan hingga diatas 15 L/jam atau sekitar 17,5 hingga 22,5 L/jam kadar uranium dalam fasa organik yang diperoleh justru semakin menurun. Hal tersebut kemungkinan disebabkan oleh kontak atau transfer massa antara UO2(NO3)2 dengan TBP masuk ke fasa organik semakin kecil, karena transfer massa akan terjadi secara pelahan-lahan dan membentuk ikatan yang kuat. Akibat kenaikan laju alir menyebabkan banyak uranium ikut masuk ke dalam fasa air (rafinat) semakin banyak, sehingga dapat menyebabkan efisiensi proses ekstraksi semakin menurun. Hasil analisis dengan menggunakan alat AAS terhadap kadar impuritas yang masuk ke dalam fasa organik ditunjukkan pada Tabel 1. 27

Urania Vol. 23 No. 1, Februari 2017: 1-66 Tabel 1. Hasil analisis kadar impuritas dalam efluen proses dan ekstrak Kadar Impuritas, ppm No. Unsur Efluen proses Batasan maksimum yang Ekstrak (Umpan) diizinkan [1] 1 Ag 0,40 0,034 1 2 Al 165,30 0,590 50 3 Ca 113,54 2,160 50 4 Cd 0,15 < 0,007 0,20 5 Co 0,35 < 0,007 75 6 Cr 13,95 0,316 100 7 Cu 5,45 0,063 20 8 Fe 107,90 5,185 100 9 Mg 21,99 0,489 50 10 Mn 2,60 0,060 10 11 Mo < 2,50 < 0,030 50 12 Ni 18,70 0,225 30 13 Pb 0,50 < 0,015 200 14 Si < 5,50 < 0,020 60 15 Sn 5,00 < 0,031 60 16 V < 0,006 < 0,050 5 17 Zn 23,365 0,578 100 Dari Tabel 1 dapat dijelaskan bahwa hasil analisis unsur-unsur yang terkandung dalam efluen proses (umpan) dan ekstrak mengalami penurunan yang cukup signifikan. Kandungan impuritas dalam ekstrak diperoleh masih di bawah batasan maksimum yang diizinkan [2]. Hal ini berarti proses ekstraksi-stripping dari UO2(NO3)2 berhasil dengan baik karena kandungan impuritas yang diperoleh memenuhi persyaratan. Dengan demikian bahwa hasil proses ekstraksi-stripping UO2(NO3)2 dapat diproses lebih lanjut hingga diperoleh serbuk UO2 berderajat nuklir sebagai bahan dasar pembuatan bahan bakar nuklir. Besarnya reaksi pembentukan salting out agent antara solvent TBP/kerosin dengan HNO3 ditunjukkan pada persamaan reaksi (5-6) [9-13]. HNO3 + TBP HNO3.TBP (5) HNO3.TBP + TBP HNO3. 2 TBP (6) Hasil analisis kadar uranium pada percobaan proses ekstraksi UO2(NO3)2 dengan parameter pengaruh keasaman umpan diperlihatkan pada Gambar 4. Pengaruh keasaman umpan Dalam proses ekstraksi pengaruh keasaman umpan (HNO3) berperan aktif setelah bereaksi dengan TBP, karena dapat bertindak sebagai salting out agent dan larutan kompleks antara HNO3 dengan TBP seperti ditunjukkan pada persamaan reaksi 5 dan 6. Terbentuknya salting out agent tersebut, maka impuritas yang ada dalam uranium akan didorong keluar bersama dengan rafinat sebagai fasa air, sehingga efisiensi ekstraksi bertambah besar. Gambar 4. Hubungan antara kadar U dengan keasaman umpan. Hubungan antara UO2 +2 sebagai fa terhadap UO2 +2 sebagai fo pada berbagai parameter penggunaan asam nitrat dan TBP [6] ditunjukkan pada Gambar 5. 28

Ektraksi, % Proses Ekstraksi-Stripping UO 2(NO 3) 2 Berimpuritas Hasil Pelarutan Dari Yellow Cake (Anwar Muchsin, Ghaib Widodo) mengakibatkan ekstraksi gagal dan efisiensi ekstraksi yang diperoleh akan menurun. Gambar 5. Hubungan UO2 +2 fa dengan UO2 +2 fo pada berbagai variasi asam dan TBP [8,11-13] Gambar 5 menunjukkan bahwa faktor keasaman umpan tidak boleh lebih besar dari 3 M, karena akan berakibat pada terjadinya kerusakan solvent TBP yang disebabkan terdekomposisi menjadi DBP (dibutylphosphat) dan MBP (monobutylphosphat). Hal ini dapat merusak kerosin sebagai pengencer atau diluents, karena akan terhidrolisis menjadi derivat derivat nitro dan asam karboksilat dan terbentuknya senyawa kompleks HNO3-TBP seperti ditunjukkan pada persamaan reaksi 5 dan 6. Fenomena ini akan mengakibatkan efisiensi proses ekstraksi bertambah besar seperti diperlihatkan pada Gambar 6 [10-13]. Efisiensi proses ekstraksi akan bertambah besar apabila rasio distribusi uranium meningkat. Hal ini tergantung beberapa faktor, terutama konsentrasi awal ion nitrat dan TBP. Peningkatan konsentrasi TBP akan meningkatkan efisiensi ekstraksi uranium karena jumlah kelebihan TBP akan membentuk senyawa kompleks dari UO2(NO3)2 2TBP, dan HNO3 TBP, serta HNO3 2TBP seperti yang ditunjukkan pada persamaan reaksi (7) [10-13]. Ekstraktan TBP memiliki kemampuan untuk mengekstrak uranium secara spesifik, tetapi TBP memiliki densitas dan viskositasnya yang relatif tinggi (hampir sama dengan air) sehingga akan memperlambat waktu pengendapan. Dalam usaha untuk mengatasi hal tersebut, dalam penggunaannya TBP terlebih dahulu harus dilakukan pengenceran dengan senyawa organik sejenis yang memiliki densitas dan viskositas lebih kecil sehingga waktu proses pengendapan menjadi lebih cepat. Umumnya digunakan senyawa kerosin sebagai pengencer/diluent. (NO3 - )fo= (HNO3 TBP)fo + (HNO3 2TBP)fo + 2(UO2(NO3)2 2TBP)fo (7) Konsentrasi TBP, % Dalam sistem solvent ekstraksi dimana garam nitrat berfungsi sebagai salting out agent, ketika konsetrasi asam nitrat meningkat, akan terbentuk ikatan kompleks yang lebih banyak sehingga mengakibatkan distribusi uranium mejadi turun dengan cepat. Hal ini mengakibatkan efisiensi proses ekstraksi menjadi lebih rendah seperti yang telah dijelaskan pada Gambar 4. Gambar 6. Hubungan antara efisiensi ekstraksi dengan konsentrasi TBP [10-13] Namun apabila keasaman umpan kurang dari 3 M, impuritas akan lebih banyak terikut ke fasa organik, sehingga Pengaruh keasaman dalam proses stripping Hasil analisis kadar uranium pada proses stripping (UO2(NO3)2 2TBP) fasa organik mengikuti persamaan reaksi 3 dan 7 menggunakan stripper asam nitrat dengan air bebas mineral pada temperatur antara 29

Efisiensi stripping % Urania Vol. 23 No. 1, Februari 2017: 1-66 60-70 o C dengan parameter keasaman umpan pada proses stripping diperlihatkan pada Gambar 7. proses stripping paling tinggi. Hasil analisis kadar impuritas yang masuk dalam UO2(NO3)2 fasa air sebagai hasil ekstraksistripping ditunjukkan dalam Tabel 1. Gambar 7. Hubungan antara kadar U dengan keasaman proses stripping Pada keasaman stripper 0,010-0,040 M kadar uranium dari hasil stripping semakin naik dengan hasil maksimum pada keasaman 0,04 M dan kadar uranium sebesar 64,7860 gu/l. Namun apabila konsentrasi keasaman stripper dinaikkan lebih tinggi sampai dengan 0,60 M, hasil uranium yang diperoleh akan cenderung menurun. Hal itu dimungkinkan karena semua uranium pada (UO2(NO3)2 2TBP) fasa organik dapat berubah menjadi uranium (UO2(NO3)2 6H2O) fasa air, karena telah mengalami kejenuhan seperti ditunjukkan pada persamaan reaksi 4. Keasaman umpan proses stripping (UO2(NO3)2 2TBP) fasa organik dapat juga digunakan untuk menentukan koefisien distribusi uranium, karena berfungsi untuk menentukan equilibrium stage number dalam prarancangan kolom mixer-settler. Apabila keasaman umpan proses stripping digunakan selain HNO3 dapat dibandingkan dengan penggunaan HCl, H2SO4, atau CH3COOH, fenomena ini sesuai dengan saran dan petujuk pustaka [10-13]. Hubungan efisiensi proses stripping terhadap parameter keasaman ditunjukkan pada Gambar 8. Dari Gambar 8 menunjukkan bahwa HNO3 tepat pada keasaman 0,40 M sebagai keasaman umpan proses stripping, karena dapat memberikan hasil efisiensi Keasaman, M Gambar 8. Hubungan antara efisiensi stripping dengan konsentrasi asam [10-13] SIMPULAN Parameter optimal pengoperasian proses ekstraksi-stripping UO2(NO3)2 yang dilakukan dengan perbandingan antara TBP/kerosin sebesar 30/70% diperoleh hasil berturut-turut laju umpan UO2(NO3)2 sebesar 15 L/jam, keasaman umpan sebesar 3 M dan diperoleh kadar UO2(NO3)2 sebesar 48,5365 gu/l, sedangkan dengan menggunakan proses stripping diperoleh UO2(NO3)2 murni sebesar 64,7860 g/l pada keasaman 0,04 M. SARAN Kekurangan parameter-parameter yang digunakan dalam percobaan ini akan dapat diminimalis apabila proses ekstraksistripping dioperasikan secara menerus sehingga diperoleh kondisi proses ekstraksistripping yang optimal. UCAPAN TERIMAKASIH Penulis ucapkan terima kasih yang sebesarnya kepada yang terhormat: Ka. Bidang Fabrikasi Bahan Bakar Nuklir, seluruh tim revitalisasi dan karyawan yang tak dapat penulis sebut satu per satu yang 30

Proses Ekstraksi-Stripping UO 2(NO 3) 2 Berimpuritas Hasil Pelarutan Dari Yellow Cake (Anwar Muchsin, Ghaib Widodo) telah ikut berpartisipasi dan bekerjasama hingga PCP dapat beroperasi dengan baik. DAFTAR PUSTAKA [1] PTBN-BATAN, (2013), Laporan analisis keselamatan (LAK) Instalasi Elemen Bakar Eksperimental (IEBE), No. dok: KK32 J09 002 Revisi : 7, Serpong. [2] Matteson, B.S. (2010), The Chemistry of Acetohydroxame Acid Related to Nuclear Fuel Reprocessing, In Partial Fulfilment of the Requirement for the Degree of Doctor of Philosophy, Oregon State University. [3] Sawada. K, Enokida. Y, Kamiya. M, Koyama. T, and Aoki. K, (2009), Distribution Coefficients of U(VI), Nitric Acid and FP Elements in Extractions from Concentrated Aqueous Solutions of Nitrates by 30% Tri-n-butylphosphate Solution, Journal of Nuclear Science and Technology, Vol. 46, No. 1, Japan. [4] J. Rydberg, G.R. Choppin, C. Musikas, and T. Sekine, (2004), Solvent Extraction Equilibria, First. Edition, Taylor & Francis, LLC, 2004. [5] Ghaib Widodo, (2010), Kajian Pemungutan Uranium Dari Gagalan Kandidat Bahan Bakar UMo-Al Tipe Pelat, Prosiding Seminar Nasional ke 44, Temu-Ilmiah Jaringan Kerjasama Kimia Indonesia Seminar Nasional XIII, ISSN : 0854 4778, Jogjakarta, hal. 277-282. [6] Ghaib Widodo, (2013), Ekstraksi- Stripping Uranil Nitrat dari Hasil Pelarutan Uranium Nitrida (UN) Kandidat Bahan Bakar Reaktor Riset, Prosiding Seminar nasional Kimia Terapan Indonesia 2013, Vol. 6, Solo, 23 Mri. [7] Anwar Muchsin dan Ghaib Widodo, (2014), Pengaruh Konsentrasi Asam Nitrat, Temperatur Proses, Laju Pengadukan Terhadap Kadar Uranium Hasil Proses Pelarutan Padatan Yellow Cake Pada Seksi 300 Di IEBE, Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir URANIA, PTBBN- BATAN,Vol 20, No. 2 ISSN 0852-4777, Akreditasi No. 395/AU2/P2MI- LIPI/ 04/2012. [8] Ghaib Widodo, Guntur Sodikin, (2015), Pemurnian Uranil Nitrat Hasil Pelarutan Yellow Cake Menggunakan Metode Elektrodialisis, Jurnal Teknologi Bahan Nuklir, Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir, ISSN1907-2635,616/AU3/P2MI- LIPI/03/2015, Vol.11, No. 1,Serpong. [9] Ghaib Widodo, Sigit, (2014), Pengaruh Keasaman Umpan, Pengadukan, Waktu, dan Suhu Terhadap Efisiensi Proses Ekstraksi- Stripping Uranium Molibdenum /Aluminium, Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir URANIA' PTBBN- BATAN,Vol 19, No. 3,ISSN 0852-4777, Akreditasi No. 395/AU2/P2MI- LIPI/ 04/2012. [10] J. Rydberg, G.R. Choppin, C. Musikas, and T. Sekine, (2004), Solvent Extraction Equilibria, First Edition, Taylor & Francis, LLC, 2004. [11] Jamal Stas, Ajaj Dahdouh and Habib ShlewiT, (2004), Extraction of Uranium (VI) Nitric Acid and Nitrate Solutions By Tributylphosphate and Kerosene, Department of Chemistry Atomic Energy Commission of Syria, Damascus, P.O.Box 6091, Syria Received : Oct. 11, 2004. [12] Jing Fu, Qingde Chen & Xinghai Shen, (2015), Stripping of uranium from an ionic liquid medium by TOPOmodified supercritical carbon dioxide, 31

Urania Vol. 23 No. 1, Februari 2017: 1-66 Beijing National Laboratory for Molecular Sciences (BNLMS), Fundamental Science on Radiochemistry and Radiation Chemistry Laboratory, College of Chemistry and Molecular Engineering, March 2015 Vol.58 No.3: 545 550 DOI : 10.1007/s11426-014-5162-3, Peking University, Beijing 100871, China. [13] S. Yu. Skripchenkoa), S. M. Titova, A. L. Smirnov And V. N. Rychkov, (2016) Uranium Stripping from Tributyl Phosphate by Urea Solutions, Department of Rare Metals and Nanomaterials, Institute of Physics and Technology, Ural Federal University, 19 Mira St.,Ekaterinburg, 620002, Russian Federation, Citation: 1767, 020019 (2016); DOI: 10.1063/1.4962603. [14] A.H. Orabi, (2013), Determination of Uranium After Separation Using Solvent Extraction from Slightly Nitric Acid Solution and Spectrophotometric Detection, Journal of Radiation Research and Applied Sciences, Volume 6, Issue 2, October 2013, Pag.1-10. 32