• Tidak ada hasil yang ditemukan

Pemisahan Torium dan Uranium dari Pasir Monazit Pulau Bangka dengan Metode Destruksi dan Pengendapan

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2017

Membagikan "Pemisahan Torium dan Uranium dari Pasir Monazit Pulau Bangka dengan Metode Destruksi dan Pengendapan"

Copied!
31
0
0

Teks penuh

(1)

PEMISAHAN TORIUM DAN URANIUM DARI PASIR

MONAZIT PULAU BANGKA DENGAN METODE

DESTRUKSI DAN PENGENDAPAN

ANNISA AMELIA

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)
(3)

PERNYATAAN MENGENAI SKIRIPSI DAN SUMBER

INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pemisahan Torium dan Uranium dari Pasir Monazit Pulau Bangka dengan Metode Destruksi dan Pengendapan adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

(4)
(5)

ABSTRAK

ANNISA AMELIA. Pemisahan Torium dan Uranium dari Pasir Monazit Pulau Bangka dengan Metode Destruksi dan Pengendapan. Dibimbing oleh CHARLENA dan MUHAMAD FARID.

Torium dan uranium dapat dipisahkan dari pasir monazit menggunakan metode destruksi dan pengendapan. Destruksi dilakukan dengan NaOH menggunakan metode destruksi basah dan kering. Hasil destruksi yang berupa padatan dilarutkan dengan HCl pekat kemudian dilakukan pengendapan torium dan uranium menggunakan larutan NH4OH pada pH 4 dan 7. Endapan tersebut

dicirikan dengan fluoresensi sinar X. Kadar torium dan uranium dengan metode destruksi kering, yaitu 2.40% dan 0.137%, sedangkan destruksi basah, yaitu 3.52% dan 0.161%. Unsur torium dan uranium memiliki kelarutan yang lebih tinggi dengan metode destruksi basah, dibandingkan dengan metode destruksi kering. Dengan destruksi basah endapan tidak diperoleh pada pH 4, sedangkan pada pH 7 endapan diperoleh dengan kadar torium yang lebih kecil tetapi kadar uranium yang lebih rendah, dibandingkan yang pada destruksi kering. Kadar torium dan uranium dengan kedua metode yang digunakan belum menunjukkan hasil yang memuaskan sebagai luaran pemisahan.

Kata kunci: destruksi, monazit, pengendapan, torium, uranium.

ABSTRACT

ANNISA AMELIA. Separation of Thorium and Uranium from Monazite Sand of Bangka Island through Destruction and Precipitation method. Supervised by CHARLENA and MUHAMAD FARID.

Thorium and uranium can be separated from monazite sand by destruction and precipitation method. Destruction was carried out using NaOH by wet and dry destruction method. Solids as the destruction result were diluted in concentrated HCl, followed by precipitation using NH4OH at pH 4 and 7. The precipitates

were characterized by x-ray fluorescence. Thorium and uranium content from dry destruction were 2.40% and 0.137%, while those from wet destruction were 3.52% and 0.161%, respectively. Thorium and uranium from wet destruction had higher solubility than those from dry destruction method. By wet destruction methods the precipitates could not be obtained at pH 4, while at pH 7 the precipitates showed higher thorium content but lower uranium content than those by dry destruction. Based on thorium and uranium contents, the two methods did not give satification as separation output.

(6)

PEMISAHAN TORIUM DAN URANIUM DARI PASIR

MONAZIT PULAU BANGKA DENGAN METODE

DESTRUKSI DAN PENGENDAPAN

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

pada Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(7)

Judul Skripsi : Pemisahan Torium dan Uranium dari Pasir Monazit Pulau Bangka dengan Metode Destruksi dan Pengendapan

Nama : Annisa Amelia NIM : G440080016

Disetujui oleh

Dr Charlena, MSi Pembimbing I

Drs Muhamad Farid, MSi Pembimbing II

Diketahui oleh

Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS Ketua Departemen

(8)
(9)

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian ini dilaksanakan dari bulan April 2012 sampai Desember 2012 yang bertempat di Laboratorium Kimia Anorganik, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam dan Laboratorium Terpadu, Institut Pertanian Bogor .

Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr Charlena, MSi dan Drs Muhamad Farid, MSi selaku pembimbing, serta Bapak Buchari yang telah banyak memberi saran. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Edi dari Pusat Sumber Daya Geologi Bandung, Ibu Evi dari Balai Tanah Bogor, Bapak Sulis serta Ibu Patmawati dari Pusat Pengembangan Bahan Galian dan Geolologi Nuklir Serpong, yang telah membantu selama pengumpulan data. Terima kasih kepada Bapak Syawal beserta seluruh staf Laboratorium Kimia Anorganik IPB, Bapak Yono beserta seluruh staf Laboratorium Terpadu, dan Bapak Agus yang telah membantu penulis dalam pemakaian alat dan bahan di laboratorium. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Ayah, Ibu, Panji Anom Umboro, adik-adik (Istiqomaah, Dimas, dan Ridho), dan seluruh keluarga atas dukungan dan kasih sayangnya. Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada Anna, Hafid, Agita, Hapsah, Debby, Anissa, Ade Irawan, Linda, Wide, Cahya, Taufik, Indah, Suyono, Doni, Fudail, dan Deffy yang telah memberikan semangat, motivasi dan dorongan dalam menyusun karya ilmiah ini.

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

(10)

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR viii

DAFTAR LAMPIRAN viii

PENDAHULUAN 1

METODE 2 Analisis Pendahuluan Pasir Monazit dengan XRF 3

Destruksi Kering Pasir Monazit dengan Pelet NaOH 3 Destruksi Basah Pasir Monazit dengan Larutan NaOH 50% 3 Penentuan Daya Pelarutan Uranium dan Torium dengan HCl 37% 3 Penentuan pH Pengendapan Uranium dan Torium 4

Pencirian dengan XRF 4

HASIL DAN PEMBAHASAN 4

Komponen Pasir Monazit dengan XRF 4

Kadar Torium dan Uranium setelah Destruksi Kering 5

Kadar Torium dan Uranium setelah Destruksi Basah 7

Kelarutan Torium dan Uranium dalam HCl 37% 9

Kadar Torium dan Uranium setelah Pengendapan 9

SIMPULAN DAN SARAN 12

Simpulan 12 Saran 12

DAFTAR PUSTAKA 12

(11)

DAFTAR GAMBAR

1 Komponen pasir monazit Bangka sebelum proses destruksi 5

2 Kurva TGA/DTA pasir monazit 6

3 Perubahan kadar unsur dalam pasir monazit sebelum destruksi dan sesudah destruksi dengan peleburan

7 4 Perubahan kadar unsur dalam pasir monazit sebelum destruksi dan

sesudah destruksi dengan pembakar bunsen

8 5 Kelarutan torium dan uranium serta logam pengganggu dalam HCl

37%

10 6 Pengendapan torium dan uranium serta logam pengganggu dengan

NH4OH 2N menggunakan metode destruksi kering

11 7 Pengendapan torium dan uranium serta logam pengganggu dengan

NH4OH 2N menggunakan metode destruksi basah

11

DAFTAR LAMPIRAN

1 Diagram alir penelitian 15

2 Hasil analisis pasir monazit dengan metode destruksi kering dan basah dengan XRF

16 3 Hasil analisis kelarutan logam-logam dalam HCl 37% dengan

metode destruksi basah dan kering menggunakan ICP-OES dan AAN 17 4 Hasil analisis pengendapan logam-logam dengan NH4OH 2N

menggunakan XRF

(12)
(13)

1

PENDAHULUAN

Perkembangan pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) di dunia saat ini semakin meningkat sehingga berdampak terhadap kebutuhan uranium dan torium sebagai bahan bakar nuklir. Unsur-unsur uranium, torium, dan logam tanah jarang dapat diperoleh sebagai hasil samping pengolahan timah. Salah satu daerah penambangan timah terbesar di Indonesia terdapat di Pulau Bangka. Di daerah ini, unsur-unsur uranium, torium, dan tanah jarang ditemukan dalam bentuk pasir monazit berupa senyawa fosfat logam tanah jarang ([Ce,La,Y,Th]PO3). Menurut

Arif (2007), pasir monazit Bangka dijual ke negara tetangga dengan harga Rp 800 000 per ton. Harga ini tidak sebanding dengan potensinya. Nilai jual pasir monazit akan jauh lebih tinggi setelah diolah dalam bentuk torium oksida murni. Harga monazit dalam bentuk torium oksida bisa mencapai $82.50/kg, sedangkan dalam bentuk torium nitrat mencapai $27.00 per kilogram (Hedrick 2004).

Monazit (Ce, La, Y, Th) PO3) merupakan senyawa fosfat logam tanah

jarang yang mengandung 50-70% oksida logam tanah jarang (LTJ) dan merupakan sumber penting dari torium, lantanum, dan serium. Monazit memiliki kandungan torium yang cukup tinggi sehingga mineral tersebut memiliki sinar α bersifat radioaktif dan memancarkan radiasi tingkat rendah (Suprapto 2009). Monazit merupakan salah satu mineral ikutan pada proses penambangan timah. Di alam, monazit terdapat dalam campuran dengan mineral lain seperti cassiterite (SnO2), zirkon (ZrSiO4), ilmenite (FeTiO3), rutile (TiO2), magnetit, dan garnet.

Persentase monazit dalam campuran ini biasanya sangat rendah (1-5%) sehingga hanya merupakan suatu hasil samping dari produksi mineral lainya. Pemisahan monazit dari mineral lainnya dapat dilakukan berdasarkan perbedaan bobot jenis atau sifat magnet (Spedding & Daane 1961). Monazit memiliki kemagnetan yang sangat kecil sehingga hanya tertarik oleh magnet yang sangat kuat. Bijih-bijih lainnya dipisahkan dengan magnet yang lebih lemah dan sisanya tidak bersifat magnet (non magnet). Konsentrat monazit dapat diperoleh hingga 60% monazit. Monazit sebagai limbah dari penambangan timah di Bangka mengandung unsur torium dalam bentuk oksida atau garam torium-fosfat yang selalu disertai dengan unsur-unsur logam tanah jarang dengan konsentrasi relatif tinggi maupun yang konsentrasinya rendah. Unsur uranium, torium, dan logam tanah jarang dapat dipisahkan dari monazit melalui pengolahan kimiawi.

Cadangan torium secara global jauh lebih besar sekitar 4 atau 5 kali dari cadangan uranium di alam (IAEA 2005). Uranium oksida (U3O8) merupakan

salah satu bahan baku untuk pembuatan bahan bakar nuklir. Uranium oksida dapat diperoleh dari pasir monazit dengan melakukan proses destruksi, pengendapan, dan ekstraksi. Serbuk U3O8 harus diketahui kadarnya dan

kandungan unsur-unsur pengotor yang ada pada serbuk U3O8 (Boybul 2008).

Torium merupakan bahan fertil yaitu bahan yang dapat digunakan untuk membuat bahan bakar nuklir setelah mengalami penembakan oleh neutron (0n1).

Torium yang ditembakkan oleh neutron akan menghasilkan bahan fisil U233 yang

merupakan bahan untuk membuat bahan bakar nuklir.

(14)

pengendapan. Menurut Faizal et al. (1998), pengendapan uranium dengan reagen NH4OH pada kondisi pH 7,0 didapat hasil nilai pemulihan uranium sebesar

67.55% dan torium sebesar 1.23% dengan (RE)2O3 tidak terdeteksi. Reaksi

pengendapan uranium hidroksida dan torium hidroksida secara sempurna terjadi pada pH (5.7-6.4), jika pH>6.4 nilai pemulihan uranium dan torium hidroksida akan mengalami penurunan (Cuthbert 1958). Menurut Erni et al. (1998), kondisi terbaik untuk pengendapan uranium dan torium terjadi pada pH 6.4 selama 1 jam dengan konsentrasi NH4OH 2 N. Kondisi tersebut menghasilkan nilai pemulihan

uranium sebesar 98.99%, torium sebesar 95.00%, logam tanah jarang sebesar 8.03%, dan fosfat tidak terdeteksi. Menurut Amaral et al. (2010) pemisahan Th dan U dari unsur rare earth (RE), yaitu Th dan U diekstraksi secara simultan dari larutan sulfur monazit dengan menggunakan campuran Primene JM-T (amina primer) dan Alamine 336 (amina tersier). Hasil ekstraksi lebih tinggi dari 99.9% untuk torium dan 99.5% untuk uranium, sedangkan ekstraksi unsur tanah jarang di bawah 0.1%.

Destruksi pasir monazit dapat dilakukan dengan menggunakan HF dan HNO3. Destruksi dengan menggunakan HF dapat memberikan efek samping yang

tidak menguntungkan, yaitu kemungkinan terbentuknya endapan dari senyawa lantanida fluorida yang akan mengurangi efektivitas destruksi (Senovita 2008). Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan destruksi untuk memisahkan torium, uranium, dan logam tanah jarang dari P2O5 dan SiO2 dengan NaOH

menggunakan metode destruksi kering dan destruksi basah. Setelah itu, dilakukan pengayaan torium dan uranium dengan metode pengendapan menggunakan NH4OH.

BAHAN DAN METODE

Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan adalah oven gelombang mikro, fluoresensi sinar X (XRF) tipe ARL Advent+ XP, alat pembuat pelet, cincin pelet, Agilent technologies 700 series Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES), dan analisis aktivasi neutron (AAN). Bahan-bahan yang digunakan adalah pasir monazit Bangka PT Koba Tin, polivinil alkohol, dan asam borat

Metode

(15)

3

Analisis pendahuluan pasir monazit dengan XRF

Preparasi contoh dilakukan di Pusat Survei Geologi Bandung. Contoh berdiameter ±0.1 mm digerus dengan mesin penggerus otomatis lalu diayak 200 mesh (125µm) kemudian diukur dengan XRF.

Destruksi kering pasir monazit dengan pelet NaOH

Pasir monazit yang digunakan dalam destruksi kering adalah pasir monazit yang telah digerus dan diayak dengan ayakan 200 mesh. Sebanyak 3 gram pasir monazit dicampur dengan 18 g pelet NaOH dalam krus besi kemudian di bakar menggunakan bunsen lalu dilebur dalam tanur pada suhu 700 °C selama 2 jam. Setelah itu, suhu dinaikkan pada 800 °C selama 2 jam, kemudian krus besi yang berisi sampel dikeluarkan dan dibiarkan dingin. Sebanyak 250 mL akuades panas dimasukkan ke dalam krus besi secara perlahan-lahan. Larutan dalam krus besi dituang ke dalam gelas piala sehingga terdapat fase padat dan cairan. Setelah itu, dilakukan pengendaptuangan untuk mendapatkan fase padatnya. Fase padat tersebut dilakukan pencucian menggunakan akuades panas sebanyak 250 mL hingga pH 13 kemudian dikeringkan menggunakan oven dan ditimbang fase padatnya, sedangkan fase cairannya ditampung. Fase padat dianalisis menggunakan XRF.

Destruksi basah pasir monazit dengan larutan NaOH 50%

Pasir monazit yang telah digerus dan diayak dengan ayakan 200 mesh. Sebanyak 30 g pasir monazit dicampur dengan 300 mL NaOH 50% di dalam labu Khedjahl 500 mL kemudian dipanaskan menggunakan bunsen hingga larutan NaOH 50% hampir habis menguap. Setelah larutan NaOH 50% hampir habis, dilakukan dekstrusi kembali dengan NaOH 50% sebanyak 300 mL hingga larutan NaOH 50% hampir habis menguap. Larutan tersebut dituang di dalam gelas piala 600 mL sehingga terdapat fase padat dan cairan. Setelah itu, dilakukan pengendaptuangan untuk mendapatkan fase padatnya. Fase padat tersebut dilakukan pencucian menggunakan akuades panas sebanyak 1600 mL hingga pH 7 kemudian dikeringkan menggunakan oven dan ditimbang fase padatnya, sedangkan fase cairannya ditampung. Fase padat dianalisis menggunakan XRF.

Penentuan daya pelarutan uranium dan torium dalam HCl 37%

(16)

sedangkan fase padatnya dikering pada suhu ruang di dalam lemari asam. Fase cairan dianalisis menggunakan ICP-OES dan AAN. Tahapan yang sama dilakukan menggunakan sampel hasil destruksi basah dengan larutan NaOH 50%.

Penentuan pH pengendapan uranium dan torium

Larutan HCl yang mengandung torium dan uranium yang terbaik ditambahkan NH4OH 2N tetes demi tetes hingga pH 4. Pengukuran pH dikontrol

menggunakan pH universal. Larutan pH 4 tersebut diaduk selama 1 jam kemudian disentrifius. Endapan hasil sentrifius dikeringkan dalam oven kemudian ditimbang dan dianalisis dengan XRF. Larutan sisa pH 4 ditambahkan NH4OH 2 N hingga

pH 7 kemudian diaduk selama 1 jam kemudian disentrifugasi. Endapan hasil sentrifugasi dikeringkan dalam oven kemudian ditimbang dan dianalisis dengan XRF.

Pencirian dengan XRF

Tahapan penyiapan menggunakan XRF sebagai berikut, pasir monazit (sebelum perlakuan dan sesudah perlakuan pelindihan) sebanyak 5 g yang sudah berukuran 200 mesh ditimbang, ditambahkan polivinil alkohol sebanyak 1 g kemudian dicampurkan dengan cara digerus di mortar. Setelah itu dilakukan tekan dengan alat pembuat pelet. Cincin pelet dipanaskan terlebih dahulu dalam oven sekitar 15 menit kemudian dipasang dan ditambahkan asam borat 2 g lalu diisi dengan sampel yang sudah digerus. Cross bar ditutup dan tombolnya ditekan maka akan muncul gaya tekan yang diberikan dan waktu yang diperlukan untuk terjadinya pelet. Setelah itu dibuka cross bar. Pelet yang sudah jadi diambil dan dimasukan oven selama 15 menit yang selanjutnya dianalisis menggunakan XRF, alat tekan pelet dibersihkan dengan penyedot debu serta alkohol.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Komponen pasir monazit dengan XRF

Pemisahan torium dan uranium serta logam tanah jarang dari pasir monazit sulit dilakukan karena pembentukan unsur tanah jarang di alam bersamaan dengan terbentuknya mineral berat lainnya seperti zirkon dan ilmenit. Hal tersebut juga disebabkan kelompok unsur logam tanah jarang mempunyai sifat-sifat kimia dan fisika yang mirip. Menurut Cuthbert (1958), konsentrat pasir monazit biasanya mengandung 60% (RE)2O3, 5-10% Th, dan 25% P2O5.

Menurut Graeser & Schwander (1987), ada 3 jenis monazit berbeda bergantung pada komposisi unsur relatif mineral, yaitu monazit-Ce (Ce, La, Pr, Nd, Th, Y) PO4; monazit-La (La, Ce, Nd, Pr) PO4; dan monazit-Nd (Nd, La, Ce,

(17)

5

m pengotor ung logam ampel pasir besar 3.27% % (Lampiran suk monaz n mirip deng

besar 0.4%, mengandun

sebesar 93 pengotor 9 r monazit s %, uranium s n 2). Sampe it-La karen gan jenis mo

dan logam ng torium s 3.99%. Mon 99.83% dan sebelum did sebesar 0.19 el pasir mon na dilihat d onazit-La (G

pengotor s sebesar 4.51

nazit-Nd (N n tidak terd destruksi me 9%, dan log nazit yang d dari kompo m sebesar 0.

, Pr) PO4 h

m dan uran n XRF dipe

pengotor se dalam pene el monazit

zit-La n torium da

struktur m isa fosfat. P NaOH memb uk natrium t gam transisi dengan reak PO4 (s) + 3N

002). bah jumlah akan karena utuhkan 6 k n yang telah destruksi di ini disebab elum samp analisis th DTA). TG

Komponen p

torium dan

sfat (8.50%) t dari hasi an uranium. monazit seh Proses destr bentuk silik trifosfat, se i dan oksida

si sebagai b NaOH(s)

sampel den a kadar silik kali dari jum h dilakukan

iperoleh pa kan kadar el dilebur p hermal grav Oleh karen hingga diha

ruksi dengan ka alkali ya edangkan se

a alkali tana berikut:

Na ngan NaOH ka dan fosfa mlah sampe n oleh Prati ada nisbah j silika dan pada suhu vimetry ana an untuk me it-Ce monasi

ponen pasir m

zit Bangka s

setelah des

10%), dan z konsentrat na itu, perlu arapkan pad n NaOH m ang dapat l enyawa lant ah bereaksi a3PO4 (aq) +

pada saat d fat yang ting el untuk me

wi (2012) m jumlah sam

fosfat dala yang berag alysis (TGA elihat perub

torrium

uraanium

loggam pengotor

it-La monasiit-Nd

monasit

sebelum prooses destrukksi

struksi keriing

zirkon (7.60 timah dap u dilakukan da tahap aw

enyebabkan n destruksi u

wal sudah n silikat ber an air dan f ereaksikan s menyatakan mpel dengan

am sampel

dalah 1:6. N ga jumlah N

silika dan f n bahwa ko ferential te

(18)

temperatur. Sampel pasir monazit yang diukur dengan TGA dan DTA adalah sampel yang direaksikan dengan pelet NaOH berupa serbuk yang merupakan hasil pembakaran menggunakan pembakar gas dan pengeringan pada oven. Kurva TGA pasir monazit pada Gambar 2 menunjukkan garis yang menurun tajam (garis putus-putus) sampai pada suhu 350 °C. Penurunan garis tersebut disebabkan oleh terdekomposisinya molekul air yang terikat secara kimia sehingga yang tersisa adalah logam-logam dalam bentuk oksida. Kurva DTA ditunjukkan garis yang berwarna hitam, garis tersebut sedikit menurun pada suhu 91.12 °C (puncak endoterm) menunjukkan proses lepasnya air terikat secara fisik, kemudian garis tersebut meningkat perlahan-lahan hingga suhu 794.37 °C (puncak eksoterm) lalu menurun tajam dengan berat sampel berkurang sebesar 23.051%. Hal ini disebabkan oleh proses dekomposisi logam-logam dalam bentuk hidroksida menjadi oksida-oksida dan atom logam bebas pada suhu 794.37 °C. Hasil analisis TGA/DTA menunjukkan suhu optimum peleburan monazit ialah 800 °C dilihat dari puncak kurva DTA yang tertingi.

Gambar 2 Kurva TGA /DTA pasir monazit

(19)

timbal dan

n belerang l torium dan ut dengan N

um, yaitu 16 dapat meng al ini unsur tan terjadi k

mengguna dan mengen ggu proses dak dilakuka a NaOH yan

Perubahan sesudah de

Kadar

truksi basa kan struktur sa fosfat. H e, P, dan U

36%, 5.19% da yang iku bkan peluruh ika dan fo

kering. Ha ) lebih kec ka energi ki

om natrium an pencuci ng ikut meng

n kadar unsu estruksi deng

torium dan

ah pasir r monazit s Hasil destruk setelah des %, dan 0.003 ut larut da han menjad sfat lebih al ini didug cil dibandin

inetik akan m dengan s

dengan Na OH pada suh

Fe Mn Ca

urna dengan Selain terja buran ini jug

13.28% (G roses pelaru miliki kelaru s yang digu yang ting ma sampel. n torium d an dengan gendap dala

ur dalam pa gan pelebur

n uranium

monazit d sehingga dih ksi basah m

struksi basa 34% (Gamb alam NaOH di logam-log tinggi pada ga karena s ngkan destru n semakin b silika dan OH akan l hu yang ting

a Na P ga terjadi pe

ambar 3). K

gam lain sep a destruksi suhu yang m destruksi ke

h destruksi ker

ingga tidak nan senyaw

eningkatan Kadar unsur m dan uran

tinggi dida ah krus bes babkan kru ur natrium m. Peningk ngga pH 6.

ikut menge wa-senyawa

kadar unsur r besi menin nium dalam

alam HCl p si. Ketika p us besi ter yang tinggi katan ini te

Oleh karen

t sebelum de

struksi bas

rutan NaO ada tahap a n penurunan turut, yaitu urunan kadar nya reaksi perti nikel d basah dib awal sudah n kadar uns u 3.18%, 0. r uranium te

inti atom dan molible bandingkan

destruksi b Semakin t erjadi tumb yebabkan p purna. Peleb ka dan fosfa

(20)

pada

a pasir mon um silikat yatakan bah ingkat. Be ikkan maka g memiliki e Mn, dan S ndingkan p ngkatan kad ruksi kuran m larutan N sedikitnya m tanah j culnya unsu gikisan labu

nazit akan dan natrium hwa jika su erdasarkan

a laju reaks energi lebih larut semp m dan urani

utan NaOH 5 telah destru

dan 0.25 ampel yang

pengambila m trifosfat. uhu semakin distribusi si akan men h tinggi dari

purna deng ium. Selain 50% juga te uksi basah b 5% (Gamba an kadar Ca

torium m i energi akti gan NaOH n terjadi pen

erjadi penin berturut-turu

ar 4). Pen n kemungki yang digu an Sn dikar

a senyawa hat dari per at maka nil energi m ut, yaitu 0.0 ningkatan k nan memili unakan pad renakan pen -senyawa t an kadar Si, Hf, dan Sn Peningkata n nikel sebe ma destruksi

eh NaOH m rsamaan k= lai e-Ea/R.T d molekuler,

in banyak t vita 2008). idak ikut m enyawa-seny dar Ca, Na, Z

052%, 0.55 kadar toriu iki kadar y da destruk yang tinggi ksi kering.

dapan hasil edikit larut e, P, dan U

bkan kadar zirkon dan

disebabkan h lebih baik ar besi dan

uranium me

bahan kada dah destruks ium dan ura g (Lampira g lebih kec k dibanding

natrium pa enurun.

Al Fe Mn

ar unsur dala si dengan pe anium lebih an 2). Nam

am pasir mo embakar bun

tinggi deng mun, jumla ingkan dest ksi kering. si kering ya

S Pb Zr

ponen dalam destruksi basa estruksi basa

onazit sebel nsen gan destruks ah kadar lo truksi basa

Hal ini dik ang mengak a

Hf Nb Snn Ni Mo LTTJ Th U

sampel

lum destrukksi dan

si basah dib ogam peng ah sehingga arenakan pe kibatkan ka

(21)

9

Kelarutan torium dan uranium dalam HCl 37%

Pelarutan logam tanah jarang, uranium, torium, dan fosfat hasil destruksi kering dan destruksi basah dengan HCl menurut reaksi sebagai berikut:

LTJ(OH)3 + 3HCl LTJCl3 + 3H2O

Th(OH)4 + 4HCl ThCl4 + 4H2O

UO2(OH)2 + 2HCl UO2Cl2 + 2H2O (Erni et al. 1998).

Unsur-unsur tersebut dan logam-logam pengotor dapat larut dengan HCl bila dalam bentuk senyawa hidroksida atau fosfat dan terdekomposisi secara sempurna. Faktor yang berpengaruh terhadap kelarutan torium dan uranium, yaitu jumlah HCl yang digunakan, suhu, dan waktu pelarutan optimal. Jumlah HCl yang semakin banyak, suhu semakin tinggi dan waktu semakin lama maka nilai pemulihan pelarutan logam tanah jarang, torium, dan uranium semakin tinggi (Erni et al. 1998).

Pelarutan hasil destruksi kering dalam HCl 37% menggunakan oven gelombang mikro dengan variasi daya sedang dan tinggi selama 30 menit, sedangkan destruksi basah dengan variasi daya, yaitu rendah, sedang, dan tinggi. Penggunaan oven gelombang mikro dalam proses pelarutan bertujuan untuk mempercepat proses pelarutan dengan pemanasan menggunakan daya rendah, sedang, dan tinggi. Hasil analisis destruksi kering menggunakan AAN pada daya sedang diperoleh uranium sebesar 0.05% dan torium sebesar 0.35%, daya tinggi diperoleh uranium sebesar 0.06% dan torium sebesar 0.44%, (Gambar 5). Hasil tersebut menunjukkan kadar uranium dan torium yang tinggi pada daya tinggi. Hal ini dikarenakan pada energi tinggi kalor yang dikeluarkan lebih tinggi sehingga suhu yang dihasilkan juga tinggi. Semakin tingginya suhu akan meningkatkan kelarutan uranium dan torium dalam HCl pekat. Kadar logam-logam pengotor hasil pelarutan ini dengan variasi daya sedang dan tinggi, yaitu 44.21% dan 47.89% (Lampiran 3). Unsur besi yang memiliki kelarutan yang tinggi dalam HCl 37% menyebabkan logam pengotor lebih banyak pada destruksi kering. Hal ini dikarenakan unsur besi masih berada dalam bentuk hidroksida atau fosfat sehingga larut dalam HCl pekat.

(22)

peng

gotor yang i Fe. Unsur u ruksi basah gotor mem ndingkan de uk hidroksid

ikut larut da uranium da h dibanding miliki kelar estruksi bas da atau fosf

alam HCl 3 an torium m gkan denga rutan yang sah karena fat sehingga

37% seperti memiliki kel

an destruks g lebih tin

logam-loga a larut dalam

i logam tana larutan yan

i kering. N nggi deng am pengotor m HCl peka

ah jarang, H g lebih ting Namun, log an destruk r masih ber t.

Hf, Ca, Zr, ggi dengan gam-logam ksi kering rada dalam logaam pengotor

logam terlarut (%

)

capai pH ya at menyeba OH)3 sehin

gendapan ur u ruang sela

ruksi kering ngkan pada 61% (Gamb dikarenakan nya reaksi i rti wolfram apan torium

ium memil ium menge hat kadar e gotor. Kadar dar logam p gi pada pH besi pada p

larutan toriu inti atom y m, barium, m memiliki iki kadar t endap pada

endapan to r logam pen pengotor seb 4 dibanding pH 4 lebih t

destruksi (low)

um dan uran

um dan ura

h dan destru sebut diend

karena ko n yang bany

kan, sedang entuknya n bersama-n torium dil m pada pH H 4 sebesa r endapan u ar torium da a torium da yang menye

kromium, i kadar yan tertinggi pa

pH 4,64 d rium dan u ngotor pada

besar 5.20% gkan pada p tinggi diban

destruksi

(medium) d

nium serta l

anium setel

uksi kering d dapkan den onsentrasi N

yak sehingg gkan konset

impuritis y -sama men lakukan den 4 dan 7. K ar 0.0024% uranium seb

an uranium an uranium

ebabkan pe sesium, ma ng tinggi p ada pH 7. H

agnesium, k pada pH 4,

Hal ini dik ari perhitung

otor dalam

ndapan

dengan HCl OH 2N. P ebih rendah ukan waktu H lebih ting limuti oleh (Erni et a meter NH4O

apan uraniu um sebesa 0% dan toriu

roleh sangat k ikut meng enjadi loga kalium, dan , sedangkan karenakan t

gan nilai K t kadar log %, sedangka logam peng akan kadar Tingginya k

(23)

11 dari 6 berd

besi karen ang lebih ba ikarenakan dasarkan nil

na suasana dak ikut ter

erbium, r, yodium, s

utesium, tu

or, vanadin anyak tidak

kebanyakan lai Ksp.

pH 4 ter redapkan p tulium, d sesium, bari ulium, terbi

, wolfram, mengendap n logam tan

rmasuk sua nah jarang

asana asam , yaitu terb , samarium olfram , sed um, nlobium

gkan pada p p pada pH terdapat e uranium, d

il analisis p estruksi bas

pan torium N mengguna pengendapa sah diperole ). Pengenda ada pH ters at kadar loga

pan torium H4OH 2N m

logam pengoto

m pengotor

K

dan uranium akan metod an torium d eh kadar tor apan pada pH

sebut. Selai

m serta loga de destruksi dan uranium rium dan u H 4 tidak d in melihat pengotor seb

m serta loga n metode d Th

n dalam sam

h ukan karena

(24)

Unsur torium lebih mengendap pada pH 7 dengan metode destruksi basah dibandingkan pada pH 4 dan 7 dengan metode destruksi kering, tetapi unsur uranium lebih mengendap pada pH 7 dengan metode destruksi kering. Logam-logam pengotor berupa Logam-logam tanah jarang lebih banyak pada pH 7 dengan destruksi basah dan kering dibandingkan pada pH 4 dengan destruksi kering.

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Kadar uranium mengalami penurunan setelah destruksi kering dan basah, sedangkan kadar torium mengalami kenaikkan setelah destruksi basah dan mengalami penurunan setelah desttuksi kering. Kadar silikat dan fosfat pada destruksi kering lebih kecil dibandingkan destruksi basah. Unsur torium dan uranium memiliki kelarutan yang lebih tinggi dengan metode destruksi basah, yaitu 1.51% dan 0.214%, dibandingkan dengan metode destruksi kering, yaitu 0.44% dan 0.065%. Unsur torium lebih mengendap pada pH 7 dengan metode destruksi basah dan uranium lebih mengendap pada pH 7 dengan metode destruksi kering dibandingkan pada pH 4 dengan metode dekstruksi kering. Logam-logam pengotor berupa logam tanah jarang lebih banyak pada pH 7 dengan destruksi basah dan kering dibandingkan pada pH 4 dengan destruksi kering. Kadar torium dan uranium dengan kedua metode yang digunakan belum menunjukkan hasil yang memuaskan sebagai luaran pemisahan.

Saran

Dalam penelitian ini perlu dilakukan perlu dilakukan ekstraksi TBP dalam kerosen untuk memisahkan torium dan uranium dari logam-logam pengotor. Selain itu, perlu dilakukan modifikasi dengan penggabungan destruksi basah dan destruksi kering. Selama proses destruksi disarankan tidak menggunakan krus besi dan labu Kjeldahltetapi menggunakan alat-alat yang tahan terhadap NaOH seperti cawan platina.

DAFTAR PUSTAKA

Amaral J, Morais CA. 2010. Thorium and uranium eXtraction from rare earth elements in monazite sulfuric acid liquor through solvent eXtraction. J Minerals Eng 23: 498-503.

(25)

13

Boybul, Indaryati S, Haryati I. 2008. Analisis pengotor Cd, Be, Co, dan Al dalam serbuk U3O8 dengan spektrofotometer serapan atom. Hasil-hasil Penelitian EBN. Hlm 622-629.

Cuthbert FL. 1958. Thorium Production Technology. Massachusetts : Addison-Wesley.

Erni RA, Rudi P, Zahardi, Susilaningtyas. 1998. Pengolahan bijih uranium asal rirang: pemisahan LTJ dari hasil digesti basah. Di dalam: Prosiding Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir V; 2000 Feb 22; Jakarta, Indonesia. Jakarta (ID): Pusat Pengembangan Bahan Galian Nuklir Batan. Hlm 94-101.

Erni RA, Sumiarti, Widowati, Susilaningtyas. 1998. Pengolahan bijih uranium asal rirang: pengendapan RE dari larutan RE(Cl)3. Di dalam: Prosiding

Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir VI; 2001 Nov 7-8; Jakarta, Indonesia. Jakarta (ID): Pusat Pengembangan Bahan Galian Nuklir Batan. Hlm 55-60.

Faizal R, Hafni LN, Budi S, Sugeng W, Susilaningtyas. 1998. Pengolahan bijih uranium asal rirang secara basah pemurnian uranium hidroksida dari LTJ. Di dalam: Prosiding Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir V; 2000 Feb 22; Jakarta, Indonesia. Jakarta (ID): Pusat Pengembangan Bahan Galian Nuklir Batan. Hlm 102-108.

Graeser S, Schwander. 1987. Gasparite-(Ce) and monazite-(Nd): two new minerals to the monazite group from the Alps. Schweiz Mineral Petrog Mitt 67: 103–113.

Hendrick JB. 2004. Geological Survey Minerals Yearbook. USA: US Geological Survey.

[IAEA] International Atomic Agency. 2005. Thorium Fuel Cycle-potential Benefits and Challenges. Vienna: IAEA.

Pratiwi F. 2012. Pengembangan metode destruksi unsur logam tanah jarang dari tailing pasir timah pulau Bangka [skripsi]. Bogor (ID): Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

Rehim AAM. 2002. An innovative method for processing Egyptian monazite. Hydrometallurgy 67: 9-17.

Senovita R. 2008. Optimasi destruksi mineral monazit bangka untuk pemungutan unsur tanah jarang [skripsi]. Bandung (ID): Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung.

Spedding FH, Daane AH. 1961. The Rare Earth Elements. New York : Jhon Wiley.

(26)
(27)

15

Lampiran 1 Diagram alir penelitian

Preparasi sampel dan analisis pendahuluan dengan XRF

Penentuan daya pelarutan endapan uranium dan torium

dalam HCl 37% dengan variasi rendah, sedang, dan

tinggi

Analisis larutan dengan AAN

Pengendapan larutan dengan NH4OH 2 N

pada pH 7 Destruksi kering pasir

monazit dengan pelet NaOH

Destruksi kering pasir monazit dengan larutan

NaOH 50%

Pencuciaan endapan dengan akuades

Pencuciaan endapan dengan akuades

Penentuan daya pelarutan endapan uranium dan torium dalam HCl 37% dengan variasi rendah,

sedang, dan tinggi

Analisis larutan dengan AAN Analisis endapan

dengan XRF Analisis endapan

dengan XRF

Pengendapan larutan dengan NH4OH 2 N

pada pH 4 dan 7

Analisis endapan dengan XRF

(28)

Lampiran 2 Hasil analisis pasir monazit dengan metode destruksi kering dan basah dengan XRF

ttd= tidak terdeteksi

Unsur Pasir monazit

(%)

Destruksi kering (%)

Destruksi basah (%) Analat (Logam

target)

Th 3.2700 2.4000 3.5200

U 0.1950 0.1370 0.1610

Matriks (logam pengotor)

Si 6.1000 0.7050 2.9200

Ti 3.0600 1.6800 3.0400

Al 1.4100 0.1290 1.0400

Fe 1.6000 17.9500 1.2400

Mn 0.0747 0.0177 ttd

Ca 0.1070 0.0702 0.1590

Na 0.1440 13.4200 0.6930

P 8.5200 0.1500 3.3300

S 0.0286 ttd ttd

Pb 0.0297 ttd ttd

Zr 7.6000 3.6100 8.8800

Hf 0.1190 0.0560 0.2280

Nb 0.0422 0.0294 ttd

Mo ttd ttd 0.0907

Sn 0.4180 0.1740 0.5470

Ni ttd ttd 0.1150

Gd 0.7270 0.7660 0.9410

Y 5.4700 4.1200 6.6800

Nd 5.2000 3.7700 6.9400

La 6.2000 4.0200 7.6800

Lu 0.0515 0.0394 ttd

Yb 0.4600 0.4250 0.5990

Er 0.4450 0.3780 0.6490

Pr 1.0400 0.9620 1.4900

Dy 0.6790 0.6490 0.8720

Sm 0.5850 0.6600 0.8970

Ce 13.450 9.5100 17.5500

Tb ttd 0.1030 ttd

Ho ttd 0.1210 ttd

Tm ttd 0.0331 ttd

(29)

17

Lampiran 3 Hasil analisis kelarutan logam-logam dalam HCl 37% dengan metode destruksi basah dan kering menggunakan ICP-OES dan AAN

ttd= tidak terdeteksi

Unsur

Daya destruksi kering (%)

Daya destruksi basah (%)

Sedang Tinggi Rendah Sedang Tinggi

Analat (Logam target) dengan

AAN

Th 0.3500 0.4400 1.5300 1.6100 1.5100 U 0.0550 0.0650 0.2130 0.2140 0.2140

Matriks (logam pengotor) dengan

ICP-OES

Fe 16.4900 17.6700 ttd ttd ttd

Ca 0.1500 0.1900 0.1200 0.1300 0.1800

Na ttd ttd ttd ttd ttd

Zr 4.2800 4.4900 0.0700 0.0100 0.0400 Hf 0.0800 0.0900 0.0200 0.0100 0.0060

Nb ttd ttd ttd ttd ttd

Gd 0.5800 0.6400 0.5800 0.6200 0.6500 Y 0.7100 0.7900 0.7900 4.8000 5.2200 Nd 3.1000 3.3900 4.5700 5.1500 5.2500 La 6.6600 7.0200 7.3900 8.3800 8.5000 Lu 0.0800 0.0800 0.0200 0.0100 0.0100 Yb 0.5900 0.6400 0.0500 0.0500 0.0400 Er 0.6100 0.6900 0.2000 0.2000 0.2000 Pr 2.9200 3.2300 4.1100 4.6000 4.7200 Dy 0.7800 0.8600 0.2900 0.3100 0.3100

Sm 0.7400 0.8500 1.0700 1.1800 1.1900

Ce 6.1200 6.9400 12.0200 13.4100 13.8300 Tb 0.1300 0.1200 0.0900 0.0900 0.1000 Ho 0.1900 0.2000 0.1300 0.1400 0.1300

Tm ttd ttd ttd 0.0600 0.0600

Jumlah matriks (logam pengotor)

(30)

Lampiran 4 Hasil analisis pengendapan logam-logam dengan NH4OH 2N

menggunakan XRF

ttd= tidak terdeteksi

Unsur Destruksi kering (%) Destruksi basah (%)

pH 4 pH 7 pH 7

Analat (Logam target)

Th 0.1020 0.0061 0.5440

U 0.0024 0.0070 0.0023

Matriks (logam pengotor)

Si 0.1510 0.0171 0.0801

Ti 0.2920 0.0085 0.172

Al 0.0735 0.0143 0.0549

Fe 1.7400 0.0981 0.0377

Ca 0.0069 0.0009 0.0025

Mg 0.0701 0.0078 0.0027

Na 0.1660 0.0227 0.0203

K 0.0060 ttd 0.0015

P 0.0127 ttd 0.0076

S 0.0053 ttd 0.0037

V 0.0009 ttd ttd

Zr 0.5570 0.0225 0.0198

Hf 0.0047 ttd ttd

Nb 0.0027 ttd ttd

Mo 0.0019 ttd 0.0057

Sn 0.0381 0.0022 ttd

Cl 13.4500 4.9000 10.4900

Br 0.0014 ttd 0.0010

I ttd 0.0029 ttd

Cr 0.0129 ttd ttd

F ttd ttd 0.0620

Cs ttd 0.0049 0.0071 Ba ttd 0.0089 0.0126

W ttd ttd 0.0022

Gd ttd 0.0029 0.0306

Y 0.0148 0.0303 0.0382

Nd 0.0102 0.0141 0.2120

La 0.0143 0.0058 0.0575

Lu ttd ttd ttd

Yb ttd 0.0068 ttd

Er ttd 0.0039 0.0030 Pr ttd 0.0028 0.0481 Dy ttd 0.0045 0.0131 Sm ttd 0.0023 0.0556

Ce 0.0381 0.0190 0.4380

Tb ttd ttd 0.0026

Ho ttd ttd ttd

Tm ttd ttd ttd

Jumlah matriks (logam pengotor)

(31)

19

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Koba pada tanggal 11 Januari 1990 dari Bapak Amir dan Ibu Istyah. Penulis merupakan anak pertama dari empat bersaudara. Penulis menyelesaikan studi di SMA 1 Koba pada tahun 2008. Pada tahun yang sama penulis diterima di Institut Pertanian Bogor (IPB) pada Program Studi Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

Gambar

Gambar 1  KGKomponen ppasir monazzit Bangka ssebelum prooses destrukksi
Gambar 2  Kurva TGA /DTA pasir monazit
Gambar 6  Pengendappan torium

Referensi

Dokumen terkait

Dari hasil penelitian eksperimen ini, dapat diambil kesimpulan: (1) instalasi infrastruktur Grid computing membutuhkan konfigurasi DNS server yang benar; (2) Certificate Authority

Kebutuhan atas keempat panduan tersebut kemudian diusulkan untuk dikemas menjadi sebuah buku panduan TA yang diberi judul Panduan Tugas Akhir Mahasiswa Desain

Hasil dari UML pada penelitian ini, adalah Use Case Diagram Sistem E-Commerce TB.Purnama, yang terdiri dari Use Case Scenario, Activity Diagram, dan Sequence Diagram dengan

2) Menyiapkan konsep surat tugas peliputan dan SPPD untuk pranata humas. 3) Meminta naskah berita atau laporan peliputan kegiatan... Menjalankan tugas-tugas rutin administratif

Secara umum untuk semua kalangan yang membaca penelitian ini dapat menambah khazanah wawasan dan ilmu pengetahuan di bidang agama dan sastra mengenai penafsiran

Pada sistem di mana terjadi proses perubahan wujud atau pertukaran energi, termodinamika klasik tidak berhubungan dengan kinetika reaksi (kecepatan suatu proses reaksi

Dalam sistem lelang, penjual tidak diperkenankan menyebutkan terlebih dahulu harga barang yang dilelang, karena dikhawatirkan ada orang yang mendengar dari jauh dan mengira barang

Khamir adalah mikroorganisme eukariotik bersel tunggal yang tergolong Khamir adalah mikroorganisme eukariotik bersel tunggal yang tergolong fungi. Berukuran antara 5