PENGARUE[ ADITIF BAHAN KIMIA DAN IRADIASI GAMMA TERHADAF' KARAKTERISTIK MONO LIT BLOK HASIL SEMENTASJ LIMBAH URANIUJ\'f KONSENTRAT
SEVAPORATOR. 1.2.
Endro Kismolo, 19B. Djoko Sardjono, Isman MT
P3TM-BATAN, Yogyakarta
ABSTRAK
PENGARUH ADIT/F BAHAN KIMIA DAN /RAD/ASI GAMMA TERHADAP KARAKTER/ST/K
MONOLIT BLOI<' HASIL SEMENTAS/ LIMBAH URANIUM KONSENTRAT EVAPORATOR.
Te/ah di/akukan pene/itian pengaruh aditif bahan kimia dan iradiasi gamma terhadap
karakteristik mono/it b/ok hasi/ sementasi /imbah uranium konsentrat evaporator. Pene/itian ini berlujuan untuk mengetahui pengaruh uji kimia dan iradiasi gamma terhadap mutu monolit b/ok
yang dihasi/kan daTi proses sementasi /imbah uranium konsentrat evaporator. Pene/itian
di/akukan dengan cara mencampur semen, air; limbah uranium konsentrat evaporator yang mengandung EDTA 0,6 % dan aditif CaCO3 pada perbandingan air dan semen (A/S = 0,35) di
da/am ge/as beker yang diikuti dengan pengadukan menggunakan mixer. Adonan yang
diperoleh dimasukkan ke da/am tabung polietilen yang mempunyai ukuran diameter dan tinggi
3,5 cm. Adonan da/am tabung po/yeti/en diperam se/ama 28 hari, se/anjutnya di/akukan uji
ketahanan tekan dan uji /indi da/am media /indi akuades, air sungai dan air /aut pada kondisi sebelum dan sesudah iradiasi gamma pada /aju dosis 4,78 x 108 mrad/jam. Konsentrasi /imbah konsentrat divariasi daTi 0,0 %, 2,0 %, 4,0 %, 6,0 %, 8,0 %, 10,0 %, 12,0 %, 14,0 %, 16,0 %,
18, o % dan 20, o %. Aditif kalsium karbonat yang ditambahkan divariasi yaitu 0,2 %, 0,4 %, 0,6 %, 0,8 % dan 1,0 %.. Sedangkan pH media lindi akuades divariasi pada (pH = 5, pH 6, pH 7 dan pH = 9). DaTi percobaan dipero/eh kesimpu/an bahwa kondisi terbaik proses sementasi /imbah radioaktif cair konsentrat evaporator yang mengandung EDTA 0,6 %, pH /imbah 8,0,
pada harga A/S 0,35 untuk beban /imbah 14,0 % dicapai pada penambahan aditif CaCO3
sebanyak 0,2 % , terhadap sampe/ yang tidak diiradiasi dan yang diiradiasi gamma 4,78 x 108
mRad/jam. Pada kondisi ini diperoleh karakteristik mono/it b/ok yang mampu memberikan
harga ketahanan kuat tekan antara (22,376 N/mm2 sampai dengan 21,024 N/mm2). Harga kecepatan pe/indian terendah dicapai untuk media /indi akuades pada pH 6,0 yaitu sebesar 0,743 x 10-3 gram cm-2hari-1 untuk sampel yang tidak diiradiasi gamma dan 0,878 x 10-3 gram cm-2han-1 untuk sampe/ sesudah diiradiasi gamma. Sedangkan da/am media lindi air sungai dan air /aut, terhadap sampel yang tidak diiradiasi dan yang diiradiasi gamma masing-masing
memberikan harga kecepatan pelindian rerata sebesar 1,23 dan 1,55 kali lebih besar hila
dibandingkan dengan harga kecepatan pelidian da/am media lindi akuades.
ABSTRACT
THE INFLUENCE OF GAMMA IRRADIATION AND CHEMICAL ADDITIVE TO THE
CHARACTERISTIC OF MONOL/TE BLOCK FROM THE CEMENTATION PRODUCT OF THE
EVAPORATOR C;ONCENTRATES URANIUM WASTE. Research on the investigation of the
influence of gam/irJa ilT8diation and chemical test to the characteristic of monolith block from the
cementation product of the uranium waste of evaporator concentrates has been done. The
purpose of this research is to detennine the effect of chemical testing and gamma irradiation to
the monolit result quality. The experiment was conducted by mixing of cement, water;
radioactive waste to contain EDTA 0.6 % of evaporator concentrate and calcium carbonate in
the beaker glass. The comparison of water and cement is 0.35. Dense homogeneous
compound resultpoused was in to polyethylene tube which 3.5 cm diameter and height. Dense
compound in the polyethylene tube was cured 28 days, and then tested by Paul Webber
compress machine to test its compressive strength, leaching test in akuades, river water and
sea water; befol'e and after gamma ilT8diation 4.78 x 108 mrad/hour. Concentration of
concentrated wa~~tes are variated from 2 %,4 %,6 %,8 %, 10 %, 12 %, 14 %, 16 %, 18 % and 20 %. Additive of calcium carbonate was added to variation the compound in of 0.2 %, 0.4 %,
Endro Kismolo, dkk
Pengolahan Limbah Radioaktif & Lingkungan
Prosiding Perlemuan dan Presentasi Ilmiah
P3TM-BATAN, Yogyakarta 14-15Juli 1999 Buku II 487
0.6 %, 0.8 % and 1 %. Than pH of akuades for leaching media are variated the pH of 5, 6, 7 and 9. From the experiments data can be concluded that the best result was obtained at the process condition of 0.6 % EDTA, 8 of pH waste. The concentration of waste is 14 %, the additive CaCO:~ is 0.2 %. That was obtained for the sample being irradiated and unirradiated and irradiation the gamma radiation on 4.78 x 108 mRadlhour. The characteristic of monolith block with the compressive strength of (22.376 N/mm2 to 21.024 N/mm2) was obtained at those condition'. The lowest value of leaching rate, that obtained on the aquatic leaching medium pH of 6, are 0.743 x 10-3 gram cm-2day-1 for the un-irradiated gamma sample and 0.878 x 10-3gram cm-2day-1 for gamma irradiated sample. While on the leaching medium water of river aj'Jd sea water, for the un-irradiated sample and irradiated sample, leaching rate value are more 1.23 and 1.55 than if they compared to leaching rate in the aquatic leaching medium.
PENDAHULUAN
N ilai kungkung blok semen terhadap
radionuklida sangat dipengaruhi oleh basil
reaksi hidrasi semen pada proses sementasi. Reaksi hidrasi semen akan menghasilkan immobilan semen yang mempunyai karakteristik kungkung yang tinggi apabila subtansi tambahan dalam proses sementasi tidak mempengaruhi reaksi hidrasi semen. Keberadaan limbah radioaktif konsentrat evaporator dalam proses sementasi dapat merupakan subtansi pengganggu dalam reaksi hidrasi semen meskipun jumlahnya sangat sedikit. Oleh karena itu pada proses sementasi perlu ditambahkan bahan aditif tertentu yang bertujuan untuk menekan pengaruh dari penambahan limbah konsentrat tersebut dan selanjutnya tidak mengganggu tahapan proses reaksi hidrasi semen sampai terbentuk blok monolir1,2).
Demikian juga senyawa EDT A yang terdapat dalam limbah konsentrat evaporator dapat memperburuk immobilan semen yang dihasilkan mengingat EDT A adalah senyawa yang reaktif terhadap logam alkali seperti kalsium yang dalam proses hidrasi semen merupakan unsur penting untuk terjadinya immobilan yang mono lit. Karena sifat EDT A yang demikian, maka keberadaannya dalam limbah konsentrat harus diantisipasi dengan menambahkan sejumlah tertentu aditif untuk memperbaiki kwalitas immobilan. Pada penelitian ini dipergunakan konsentrat evaporator yang mengandung EDT A 0,60 % dan aditif kalsium karbonat yang sangat wnum digunakan untuk aditif dalam proses sementasi, karena kemampuannya dalam memperbaiki basil sementasi terutama dapat memperkecil terjadinya pengerasan semen yang terlalu cepat flash set dan merupakan stabilisator alkali semen untuk Ca(OH)2 pada reaksi hidrasi semen sehingga dapat dihasilkan monolit blok yang mempunyai rentan pengerasan normal (3,4).
Pada proses hidrasi semen, maka hidrasi silikat akan menghasilkan jel kalsium silikat hidrat (C3S2H3) atau C-S-H daD kalsium hidroksida sebagai kapUT bebas dimana C3S melepas 3 kali lebih banyak daTi pada C2S. Reaksi tersebut disertai pelepasan sejumlah panas daD berlangsung lambat antara 2-5 jam sebelum mengalami percepatan setelah kulit permukaan pecah. Jel C-S-H merupakan suatu butiran koloid kristal sangat halus yang memiliki luas permukaan amat besar. Pada tahapan reaksi hidrasi selanjutnya, pasta semen yang terdiri daTi jel, kalsium hidroksida, air, sisa-sisa semen yang tidak bereaksi serta adanya beberapa senyawa-senyawa lain, kristal-kristalnya membentuk suatu rangkaian tiga demensi yang melekat random daD sedikit demi sedikit mengisi ruangan yang semula ditempati oleh air, lalu menjadi kaku daD mengeras menjadi benda yang padat dan kuat (monolit) (5,9)
Produk hidrasi semen yang padat akan menempati volume yang lebih kecil daTi penjumlahan volume absolut semen kering daD volume air gabungan, sehingga terdapat ruangan sisa di dalam volume bruto pasta semen. Ruangan sisa yang terbentuk selama hidrasi berlangsung sebagai porositas dalam semen berwujud suatu pori-pori kapiler. Di dalam pori-pori-pori-pori inilah ada dugaan bahwa kelebihan senyawa kalsium yang ada selama hidrasi akan tinggal, mengisi ruangan kosong sehingga dapat meningkatkan kuat tekannya. Tetapi kelebihan senyawa kalsium dalam proses hidrasi akan menyebabkanflash set dimanajel-jel senyawa
silikat terlalu cepat mengeras daD akan menghasilkan blok monolit yang rapuh daD higroskopis sehingga kuat ketahanan tekannya menjadi turun (5,6)
Secara umum kestabilan monolit blok basil sementasi limbah radioaktif tersebut sangat ditentukan oleh tingkat monolitas basil hidrasi semen dalam mengungkung senyawa-senyawa yang ada di dalamnya. Untuk itu perlu dilakukan beberapa pengujian baik uji kimia maupun uji fisika
ISSN 0216-3128
Pengolahan Limbah Radioaktif & Lingkungan
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah P3TM-BATAN, Yogyakarta 14-15Juli 1999
488 Buku II
yaitu antara lain dengan uji ketahanan terhadap berbagai macam kondisi air lindi dan uji ketahanan terhadap radiasi. Pengkondisian air lindi pada uji lindi dengan memvariasi pH dan jenis air lindi perin dilakukan untuk mengetahui tingkat kestabilan monolit blok semen dalam mengungkung senyawa-senyawa selain semen yang terdapat dalam monolit blok. Adanya pori-pori dalam monolit blok menyebabkan proses pelindihan radionuklida lebih dipercepat, apalagi proses pelindihan dalam air lindi yang mempunyai kandungan senyawa dengan harga kelarutannya yang sesuai dengan senyawa yang ada di dalam pori di dalam pasta semen. Sedangkan radiasi diduga dapat menyebabkan terjadinya proses hidrolisa terhadap air di dalam rase air-semen (F AS) yang apabila ini terjadi dapat mengganggu proses pengerasan lanjut selama pemeraman (1,8)
Oleh karena itu dengan memvariasi jumlah beban limbah konsentrat, pH dan jenis media lindi , serta irradiasi gamma diharapkan dapat diperoleh monolit blok basil sementasi limbah konsentrat evaporator yang memenuhi karakteristik immobilan limbah radioaktif sehingga penyebaran radioanuklida ke lingkungan dapat diatasi.
air ke dalam gelas beker 1000 ml yang diikuti dengan pengadukan menggunakan mixer tangan sampai terbentuk adonan yang homogen. Adonan yang diperoleh dimasukkan ke dalam tabung polietilen dengan ukuran diameter dan tinggi = 3,5 cm , selanjutnya dilakukan pemeraman selama 28 hari. Blok monolit yang diperoleh diirradiasi gamma, selanjutnya dilakukan uji ketahanan tekan menggunakan alat tekan Paul Webber daD uji lindi dalam media lindi akuades.
3. Penentuan pengaruh penambahan CaCO3 Kondisi terbaik dari percobaan (2), selanjutnya dengan cara yang sarna (2) ke dalam adonan ditambahkan CaCO3 yang bervariasi yaitu 0,2 %,0,4 %, 0,6 %, 0,8 % dan 1,0 %. Blok monolit yang diperoleh diirradiasi gamma dan selanjutnya dilakukan uji ketahanan tekan menggunakan alat tekan Paul Webber daD uji lindi dalam media lindi akuades.
4. Penentuan pengaruh media lindi daD uji radiasi gamma
Kondisi terbaik dari percobaan (2) dan (3), selanjutnya dilakukan iradiasi gamma menggunakan fasilitas Beam-Port Reaktor Kartini. Blok monolit yang diperoleh diirradiasi gamma (4,78 x 108 mRad/jam), kemudian dilakukan uji lindi dalam media lindi akuades (pH 5, pH 6, pH 7 daD pH = 9) serta dalam media lindi air sungai komplek P3TM-BATAN daD air laut Pantai Parangtritis.
TATA KERJA
HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Percobaan pengaruh penambahan limbah konsentrat
Hasil percobaan pengaruh penambahan limbah konsentrat terhadap karakteristik monolit blok basil sementasi dapat dilihat pacta tabel 1 daD tabel 2. Dari tabel 1 dapat di lihat pengaruh beban limbah konsentrat terhadap ketahanan kuat tekan. Dari 'percobaan diperoleh informasi bahwa semakin banyak limbah konsentrat yang ditambahkan ke dalam adonan semen mengakibatkan turunnya harga ketahanan tekannya. Hubungan antara ketahanan tekan terhadap jumlah limbah yang ditambahkan memberikan harga koefisien korelasi (R = -0,965). Terjadinya penurunan ketahanan tekan dari immobilan tersebut dimungkinan karena semakin banyak limbah konsentrat yang ditambahkan ke dalam adonan semen dapat menyebabkan jarak antar partikel semen semakin besar daD mengurangi tingkat monolitas blok semen sehingga kuat tekannya menjadi turun. Beban limbah yang terlalu' besar dapat mengganggu reaksi hidrasi semen Peralatan yang digun~lkan
Mixer tangan, peralatan cacah alpha schlumberger, tabung polietilen, piranti gelas, timbangan Sartorius, fasilitas irradiasi gamma (Beam Port ), peralatan uji tekan Paul Webber Bahan yang digunakan
Semen tipe I merk Nusantara, akuades, air sungai selokan P3TM daD air laut pantai parang tritis, limbah konsentrat evaporator (0,6 % EDTA) pH = 8), bahan kimia : kalsium karbonat teknis daD natrium hidroksida teknis
Cara Kerja
1. Preparasi limbah konsentrat
Sebelum limbah konsentrat evaporator (0,6 % EDT A) di immobilisasi , terlebih dahulu diatur pH-nya menggunakan natrium hidroksida sampai pH=8.
2. Penentuan penl~aruh beban limbah konsentrat.
Dibuat adonan yang terdiri daTi semen, air daD limbah konsentrat evaporator (0,6 % EDTA) dengan beban limbah konsentrat divariasi terhadap berat total yaitu 0 %, 2 %, 4 %, 6 %, 8 %, 10 %, 12 %, 14 %, 16 % 18 % daD 20 % pada pH limbah konsentrat 8,0. Pembuatan adonan dilakukan dengan menuangkan limbah konsentrat, semen daD
Pengolahan Limbah Radioaktif & Lingkungan Endro Kismolo, dkk
Prosiding Pertemuan den Presentasi llmiah
P3TM-BATAN, Yogyakarta 14-15Juli 1999 Buku II 489
Tabel 2. Pengaruh penambahan lirnbah konsentrat terhadap karakteristik uji pelindihan (hari ke 90) pada kondisi NS = 0,35, konsentrasi aditif CaCO) = 0 %, pH lirnbah = 8,0 clan dosis radiasi gamma = 4,78 x 10. mRad/jam.
Kans.
I Limbah, ( %)
K~eDt. lindi (x 10-:Sc!am cm-2.han-1) No Sebelum iradiasi 0,542 0,661 0,692 0,742 0,792 0,821 0,892 0,940 0,980 retak retak Setelah iradiasi 0,741 0,834 0,846 0,929 0,981 0,974 1,106 0,984 retak retak retak 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10 11 terutama pada pembentukan senyawa C-S-H karena pengenceran air oleh limbah sehingga mono lit yang diperoleh bersifat "brittle" yang tentunya tidak
tahan terhadap tekanan. Dari percobaan
menunjukkan bahwa pada kondisi jumlah
penambahan limbah lconsentrat yang sarna, maka rerata penurunan harga ketahanan tekan basil
immobilisasi terhadap immobilan yang tidak
diirradiasi gamma adalah 1,035 kali lebih besar bila di bandingkan dengan immobilan yang dikenakan irradiasi gamma dengan dosis radiasi 4,78 x 108 mRadljam atau mempunyai penurunan kuat tekan rerata sebesar 3,125 %. Hal ini menunjukkan bahwa
irradiasi gamma pada dosis tersebut sudah
mempengaruhi kualitas monolit blok pada
sementasi limbah konsentrat.
Tabell. Pengaruh penambahan limbah konsentrat
terhadap karakteristik ketahanan tekan immobilan pada kondisi AIS = 0,35, konsentrasi aditif CaCO) = 0 %, pH limbah konsentrat = 8,0 daD dosis irradiasi gamma = 4,78 x 108 mRad/jam. I I Kans. Limbah, ( %) No Ketahanan Tekan N/mm2 Setelah Iradiasi 35,461 33,540 28,274 25,893 24,012 I 22,724 I 19,403 i 16,924 13,924 10,426 ~ 9.134 ~IIJm iradiasi 37,721 34,231 29,402 27,178 24,614 24,026 21,049 18,643 14,246 11,631 11,M2 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20.0 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10 11
Dari tabel 2 dapat dilihat bahwa semakin besar konsen~i limbah konsenuat yang ditambahkan ke dalam adonan, maka harga kecepatan pelindiannya semakin besar. Hal ini terjadi karena penambahan limbah konsentrat yang semakin banyak akan mengakibatkan peningkatan kekeroposan monolit blok yang dalam hal ini juga ditentukan oleh adanya subtansi selain komponen semen yang dicampurkan. Kemampuan maksimum sampai hari ke 90 dari semua sampel monolit blok basil proses sementasi limbah konsenuat yang mengandung EDTA = 0,6 % terhadap media lindi akuades dan dikenakan irradiasi gamma pada dosis 4,78 x 108 mRad/jam dicapai pada beban limbah konsentrat 14 % dengan kecepatan pelindihan 0,984 x 10-3 gram cm-2hari-l.
Di atas harga tersebut sampel mengalami kerusakan atau retak pada proses pelindian. Dari tabel 2 juga dapat dilperoleh informasi adanya perbedaan tingkat ketahanan immobilan terhadap media lindi untuk sampel sebelum diiradiasi dan
sampel yang sudah diiradiasi gamma pada dosis 4,78 x 10. mRad/jam. Perbedaan tingkat ketahanan immobilan tersebut dapat dimungkinkan adanya proses pengerasan semen selama pemeraman yang berbeda. Sampel yang dikenai radiasi gamma pada dosis tersebut mempunyai ketahanan pelindian yang lebih rendah bila dibandingkan dengan sampel yang tidak diiradiasi. Hal ini terjadi karena adanya dugaan terhidrolisanya sejumlah air dalam rase air
semen selama pemeraman, sehingga proses pengerasan lanjut terganggu dalam hal ketersediaann rase air dalam proses hidrasi Ian jut.
Kondisi yang demikian dapat menyebabkan terjadinya kapilarisasi monolit blok sehingga kecepatan pelindiannya menjadi lebih besar.
Ketahanan leksn, N/mm3 40
~
30 ~:::~==::t:~"""=
20-e-Sebelum iradiasi -E-Setal,.h iradiasi
10
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Konsentrasi Umbah. %
Gambar 1. Hubungan lmtara konsentrasi /imbah konsentrat dengan kuat tekan pada sementasi /imbah konsentrat evaporator. Sedangkan pengaruh penambahan limbah konsentrat terhadap karakteristik pelindihan dalam media lindi akuades dapat dilihat pada tabel 2.
20
ISSN 0216-3128
Pengolahan Limbah Radioaktif & Lingkungan Endro Kismolo, dkk
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah P3TM-BATAN, Yogyakarta 14-15Juli 1999
490 Buku II
Kecepatan lindi, x 10-3gram.cotl-2.harI-1 1,2
~
~ --~ 0,8 ~~
~ x.-0,6 0,4 ~Sebelum iradiasi -e-Setelah iradiasi 0,2 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Korn,entrasi limbah, %Gambar 2. Hubungan an tara konsentrasi limbah dengan kecepatan pelindian pada sementasi limbah konsentrat evaporator
Percobaan pengaruh I[>enambahan CaCO3.
Pengaruh penambahan aditif CaCO)
terhadap kualitas mono lit blok basil sementasi limbah konsentrat evaporator dapat dilihat pada tabel3 clan tabel4.
Tabel 3. Pengaruh penambahan aditif CaCO3 terhadap karakteristik ketahanan tekan immobilan pada kondisi A/S = 0,35, kon-sentrasi limbah konsentrat 14 %, pH lim-bah = 8, dosis radiasi y = 4,78xl08 mRad/jam. No 1. 2. 3. 4. 5.
~
konsentrasi CaCO3 tertentu harga ketahanan kuat
tekan menjadi turun. Untuk immobilan basil
sementasi limbah konsentrat yang tidak dikenai
radiasi gamma maka penambahan CaCO3
maksimum sebesar 0,2 % yaitu memberikan harga ketahanan kuat tekan sebesar 22,376 M/rnm2. Sedangkan monolit blok basil sementasi limbah konsentrat yang dikenai radiasi gamma pada dosis 4,78 x 108 mRad/jam, maka penambahan CaCO3 sebesar 0,2 % memberikan harga ketahanan kuat tekan sebesar 21,024 N/mm2. Diatas harga-harga tersebut kuat tekannya menjadi turun. Hal ini disebabkan karena pada konsentrasi tertentu aditif CaCO) dapat sebagai "filler" pada pori monolit blok basil reaksi hidrasi dan sebagai penyerap rase air lebih sehingga harga ketahanan tekannya menjadi
naik. Tetapi pada konsentrasi CaCO3 yang
berlebihan justru akan mengganggu reaksi hidrasi semen dalam hal pembentukan jel C-S-H dan akan dapat menyebabkan terjadinya proses pengerasan yang terlalu cepat akibat kekurangan rase air dan pori yang terbentuk semakin banyak sehingga ketahanannya menjadi turun. Selain itu dalam pori-pori ini ada dugaan bahwa kelebihan senyawa kalsium dalam proses hidrasi akan menyebabkan "flas sel" dimanajel-jel senyawa silikat terlalu cepat mengeras dan akan menghasilkan blok mono lit yang rapuh dan higroskopis sehingga kuat tekannya menjadi turun. Ketahanan tekan, N/mm3 25 --16; 21,' 20, 19; 16,. 15, 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1.0 17, 22, 22, 21,. 19, 17,
::::::~~
---~
~
~
20 --y -s-15Tabel 4. Pengaruh penambahan aditif CaCO] terhadap karakteristik ketahanan pelindian immobilan pacta kondisi NS = 0,35, konsentrasi limbah konsentrat 14 %, pH limbah = 8 dan dosis radiasi gamma = 4,78 x 108 mRad/jam.
-s-Sebelum irediasi -t:-Setelah iradiasi 5
0
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Konsentrasi CaCO3, %
Gambar 3. Hubungan antara konsentrasi aditif
CoCO 3 dengan kuat tekan pada
sementasi limbah konsentrat evaporator Sedangkan daTi tabel 4 dapat dilihat pengaruh penambahan CaCO] terhadap karakteristik kecepatan pelindian immobilan basil sementasi limbah konsentrat evaporator sebelum clan sesudah irradiasi gamma. Di samping itu aditif CaCO] dapat memperbaiki ketahanan pelindian dari mono lit blok basil sementasi limbah konsentrat, baik untuk immobilan yang dikenai radiasi gamma maupun immobilan yang tidak dikenai radiasi gamma. Hal ini dibuktikan dengan turunnya harga kecepatan pelindian setelah penambahan aditif CaCO] ke Ketahanan T ekan ( N/mm2)
No Kans.
CaCO3. (%) I SetJelum i~I::::§~telah iradiasl I 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8
~&
0,940 0,763 0,872 0,989 1,054 1,424 0,984 0,921 0,943 1,441 Retak retak1.
2. 3. 4.5. 6Dari tabel :3 dapat dilihat pengaruh penambahan aditif CaCO] terhadap ketahanan kuat tekan immobilan. Dari percobaan diperoleh
informasi bahwa aditif CaCO] dapat meningkatkan harga ketahanan kuat tekan immobilan, tetapi pada
Endro Kismolo, dkk
Pengolahan Limbah Radioaktif & Lingkungan
ISSN 0216-3128 421 024 764 861 243 543 648376 142 434724 240
/"
Prosiding Pertemuan dan Presentasi I/miah
P3TM-BA TAN, Yogyakarta 14 -15 Juti 1999 Buku II
491 dalam adonan. Tetapi pada konsentrasi tertentu
penambahan CaCO] menyebabkan kenaik-an harga kecepatan pelindian. Untuk immobilan yang dikenai iradiasi y penambahan maksimum aditif CaCO] adalah sebesar 0,6 % yaitu memberikan harga kecepatan pelindian sebesar 1,441 x 10-3 gram cm-2hari-'. Oi atas harga tersebut menyebabkan turunnya ketahanan immobilan terhadap media lindi daD terjadi kerusakan mono lit blok (retak) dalam pelindian. Hal ini terjadi karena penambahan CaCO] ke dalam adonan semen yang terlalu banyak justru akan menyebabkan kenaikan pori pada monolit blok basil sementasi serta dapat mengurangi volume absolut dari seluruh basil reaksi hidrasi semen,
sehingga dapat meningkatkan abrasi pada
permukaan mono lit dan harga kecepatan pelindian menjadi besar. Kondisi yang demikian dapat meningkatkan terjadinya intrusi air lindi ke dalam monolit melalui pori. Sedangkan untuk immobilan
yang tidak dikenai radiasi gamma, maka
penambahan maksimum CaCO] sebagai aditif adalah 0,2 % karena mampu memberikan harga kecepatan pelindian terkecil yaitu sebesar 0,763 x 10-3 gram cm-2hari-', sedangkan untuk immobilan yang dikenai radiasi gamma pada konsentrasi CaCO] yang sarna (0,2 %) memberikan harga kecepatan pelindian sebesar 0,921 x 10-3 gram cm-2hari-'.
lindi ke arab basa maka pertumbuhan Ca(OH)2 dalam reaksi hidrasi semen cukup stabil sehingga pembentukan jel C-S-H tidak terganggu. Ketika pembentukan jel C-S-H tidak terganggu maka butiran halus jel-jel kalsium silikat hidrat akan segera mengeras bersama sisa-sisa hidrasi semen dan menempati volume absolut daTi volume seluruh material reaksi hidrasi saat mengeras demikian juga pacta saat kondisi rase air berlebih (pelindian), sehingga harga kecepatan pelindian menjadi rendah Tabel 5. Pengaruh media lindi terhadap
karakteristik immobilan hasil sementasi limbah konsentrat evaporator pacta kondisi AlS = 0,35, konsentrasi limbah konsentrat = 14 %, pH limbah = 8, aditifCaCO]= 0,2 % dan irradiasi gamma pacta dosis 4,78 x
101 mRad/jam.
Untuk media lindi akuades, dari percobaan, pH media lindi terbaik adalah antara pH = 6,0 daD pH = 7,0 karena memberikan harga kecepatan pelindian yang rendah yaitu antara 0,743 x 10-3
gram.cm02.hari°l sampai 0,763 x 10-3 gra.'D.cm-2.hari-1 untuk sampel yang tidak diiradiasi gamma daD antara 0,878 x 1003 gram.cm02hari-l sampai 0,931 x
1003 gram.cm02.hariol untuk sampel yang diiradiasi gamma pada dosis 4,78 x 108 mRad/jam. Sedangkan
untuk media lindi air sungai daD air laut
memberikan harga kecepatan pelindian yang lebih besar bila dibandingkan dengan media lindi akuades. Dari percobaan untuk sampel yang diiradiasi gamma memberikan peningkatan harga kecepatan pelindian rerata sebesar 1,219 kali lebih besar terhadap sampel yang tidak diiradiasi atau mengalami peningkatan harga kecepatan pelindihan
rerata sebesar 22,65 %. Peningkatan harga
kecepatan pelindian pada penggunaan media lindi air sungai dan air laut dimungkinkan terjadi karena dalam air tersebut (khususnya air laut) mengandung senyawa-senyawa yang mempunyai harga kelarutan yang sesuai dengan senyawa-senyawa yang ada dalam pori-pori blok mono lit. Kondisi ini semakin diperburuk dengan adanya iradiasi yang diduga dapat merusak irnrnobilan dalam hal ketersediaan air dalam rase air semen ketika masa pemeraman daD pengerasan lanjut, sehingga pada percobaan pelindian diperoleh harga kecepatan pelindian yang
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Konsentrasi aditif CaCO3. %
Gambar 4. Hubungan antara konsentrasi aditif GaGa 3 dengan kecepatan Fe/indian
pada sementasi /imbah konsentrat
evaporator
Penentuan pengaruh jt~nis media lindi
Pengaruh pemakaian media lindi terhadap karakteristik immobilan basil sementasi limbah konsentrat evaporator dapat dilihat pada tabel5.
Dari tabel 5 dapat dilihat pengaruh jenis media lindi, pH media lindi terhadap terhadap
sampel basil sementasi limbah radioaktif konsentrat evaporator yang tidak diiradiasi daD yang diiradiasi gamma. Di samping itu faktor pH media lindi
terutama pada kondisi asam diduga dapat
mempengaruhi terbentuknya Ca(OH)2 dalam reaksi hidrasi tingkat lanjut. Tetapi pada kondisi pH media
Prosiding Peltemuan dan Presentasi /lmiah P3TM-BATAN, Yogyakalta 14-15Juli 1999
492 Buku 11
lebih tinggi. Dalam media lindi air sungai
memberikan harga kecepatan pelindian sebesar 0,932 x 10-3 gram cm-2hari-J untuk sampel yang tidak diiradiasi daD 1,064 :K 10-3 gram cm-2hari-J untuk sampel yang diiradiasi gamma atau 1,23 kali lebih besar bila dibandingkan dengan harga kecepatan pelindian dengan media lindi akuades. Sedangkan dalam media air laut memberikan harga kecepatan pelindian sebesar 1,041 x 10-3 gram cm-2hari-1 untuk sampel yang tidak diiradiasi daD 1,493 x 10-3 gram cm-2hari-l untuk sampel yang diiradiasi gamma pacta dosis 4,78 x 10' mRad/jam (atau 1,55 kali lebih besar bila dibandingkan dengan harga kecepatan pelindian dengan media lindi akuades).
KESIMPULAN
2. BROWNSTEIN,M., R.LEVESQUE., Experi-mence With Cemen Usage as The Binding Agent For Radwaste, ASME Publication, New York, (1979).
3. A.ANTONO,Prof. Ir., Teknologi Beton, Fakultas Teknik Jurusan Teknil Sipil UGM, Yogyakarta, (1980.
4. ENDRO,K., "Immobilisasi Limbah Konsentrat Evaporator Yang Mengandung EDTA Meng-gunakan Semen", Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir, PPNY-BATAN, (1998).
5. ZANGE,E, SCHLENTER,M, LA SCHER,
Immobilization of Waste Water Residues By Enbedding Into Concrete, IAEA-SM, 261. 6. SUPARDI, "Penelitian Fiksasi Resin Dengan
Semen", Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir, ISSN 0216-3128,
PPNY-BATAN, (1988). r
7. GARLEY MACAULY K.W, DKK, Advanced Management Methodes for Medium Active Waste, ISSN 0275-7273, (1981).
8. J.A.A YRES, Decontamination of Nuclear Reactors and Equipment, Pacific Northwest Laboratory Battelle Memorial Institute, New York, (1982).
9. NEVILLE,AM, Concrete Technology, Longman Science & Technical, Copublished in The United State with John Wiley & Sons, Inc, New York, (1987).
Dari data yang diperoleh didalam percobaan serre berdasarkan teori yang ada maka dapat diperoleh beberapa kesimpulan antara lain : Semen merk Nusantara dapat dipakai sebagai immobilan dalam proses sementasi limbah radioaktif cair konsentrat evaporator yang mengandung EDT A yaitu dengan memberikan aditif CaCOJ ke dalamnya.
Kondisi terbaik proses sementasi limbah radioaktif cair konsentrat evaporator yang mengandung EDT A 0,6 %, pH limbah 8,0; pada harga AlS 0,35 untuk beban limbah 14,0 % dicapai pada penambahan aditif CaCOJ sebanyak 0,2 % pada berbagai kondisi media lindi terhadap sampel yang tidak diiradiasi daD diiradiasi gamma pada dosis 4,78 x 10 8 mRad/jam.
Pada kondisi tersebut menghasilkan mono lit blok dengan harga ketahanan kuat tekan antara 22,376 N/mm2 untuk sampel yang tidak diiradiasi daD 21,024 N/mm2 untuk sampel yang diiradiasi daD dengan harga kecepatan pelindian masing-masing untuk media lindi akuades pH 6, 0 adalah 0,743 x 10-3 gram.cm-2.hari-1 untuk sampel yang tidak diiradiasi gamma daD 0,878 x 10-3 gram.cm-2hari-l untuk sampel yang diiradiasi gamma. Sedangkan dalam media lindi air sungai daD air laut, terhadap sampel yang tidak diiradiasi daD yang diiradiasi gamma masing-masing memberikan harga kecepatan pelindian Terata sebesar 1,23 daD 1,55 kali lebih besar hila dibandingkan dengan harga kecepatan pelidian dalam media lindi akuades.
TANYA JAWAB
Duyeh Setiawan
> Bagaimana fungsi CaCO3 dalam monolisasi limbah Uranium konsentrat evaporasi pada monolit blok?
Endro Kismolo
~ CaCO3 berfungsi:
.Mengatur ketersediaan Ca dalam proses hidrasi semen.
.Sebagai ':filter " dalam pori-pori yang terbentuk pada mono/it blok.
DAFTAR
PUSTAKA
1. SURGENT & LUNDY ENGINEER, Low Radwaste Solidification, California, (1983).
Endro Kismolo, dkk
