DIJESTI TORIUM PIROFOSFAT MENJADI TORIUM HIDROKSIDA

(1)

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2011 Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

DIJESTI TORIUM PIROFOSFAT MENJADI TORIUM HIDROKSIDA

Suyanti dan MV. Purwani

Pusat Teknolgi Akselerator dan Proses Bahan Jl. Babarsari PO BOX 6101 ykbb Yogyakarta 55281

ABSTRAK

DIJESTI TORIUM PIROFOSFAT MENJADI TORIUM HIDROKSIDA. Telah dilakukan penelitian digesti torium pirofosfat menjadi torium hidroksida. Konsentrat torium pirofosfat diperoleh dengan cara pengendapan hasil leburan pasir monasit memakai NH4OH pada pH 0,85. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mencari kondisi proses dijesti konsentrat torium pirofosfat menjadi torium hidroksida. Parameter yang diteliti adalah jenis basa (KOH dan NaOH) waktu dijesti, konsentrasi basa, suhu dijesti, perbandingan berat NaOH dengan berat konsentrat Th pirofosfat. Dijesti konsentrat Th pirofosfat menjadi torium hidroksida yang terbaik memakai NaOH padat. Proses dijesti dilakukan pada suhu didih campuran NaOH dan konsentrat Th pirophosphat yaitu 130oC. Hasil terbaik diperoleh pada perbandingan berat antara NaOH dengan konsentrat Th pirofosfat 1:1 yang didijesti selama 45 menit. Kadar Th dan logam tanah jarang setelah mengalami dijesti pada kondisi terbaik tersebut meningkat sangat tajam. Komposisi konsentrat Th pirofosfat adalah Th = 23,330%, La = 4,093%, Ce = 6,687% dan Nd = 2,307% setelah proses dijesti menjadi Th hidroksida dengan komposisi Th = 63,435%, La = 6,525%, Ce = 13,480% dan Nd = 4,226%, sedangkan berat konsentrat Th dari konsentrat Th pirofosfat umpan 4 gram menjadi konsentrat Th hidroksida mengalami penurunan yang sangat besar yaitu menjadi 0,797 gram.

Kata Kunci : Dijesti, torium pirofosfat, torium hidroksida, pasir monasit

ABSTRACT

DIGESTION OF PYROPHOSPHATE INTO THORIUM HYDROXIDE. Digestion of thorium pyrophosphate into thorium hydroxide has been done. Concentrated thorium pyrophosphate obtained by precipitation of the digested monazite sand using NH4OH at pH = 0.85. The purpose of this research is to find out condition the process of digestion of thorium pyrophosphate concentrates into thorium hydroxide. The parameters studied were type of base (KOH and NaOH), digestion time, base concentration, digestion temperature, the weight ratio of NaOH and concentrate. The best results from digestion of thorium pyrophosphate concentrate into thorium hydroxide digestion was using NaOH solid. Digestion process do at boiling point of mixed NaOH solid and thorium pyrophosphate concentrate of 130oC. The best results with the weight ratio of NaOH and Th pyrophosphate concentrate of 1:1 which is digessted for 45 minutes. The condition of Th and rare earth metals after digestion increased significantly. The composition of thorium pyrophosphate concisting of Th = 23.330%, La = 4.093%, Ce = 6.687% and Nd =2.307% after digesting into thorium hydroxide with the composition of Th = 63.435%, La = 6.525%, Ce = 13.480% and Nd = 4.226 %, where the weight of the thorium concentrate from thorium pyrophosphate feed of 4 grams into thorium hydroxide concentrate decreases significantly to ward 0.797 grams.

Keywords: digestion, thorium pyrophosphate, thorium hydroxide, monazite sand.

PENDAHULUAN

horium termasuk dalam deret aktinida dalam sistem periodik unsur – unsur. Thorium merupakan bahan fertil yang dapat digunakan sebagai bahan bakar nuklir setelah mengalami penembakan oleh netron (0n1). Apabila thorium

tertembak oleh netron akan menghasilkan bahan sisil U233 yang merupakan bahan bakar nuklir.

Di Indonesia Pasir Monasit merupakan hasil samping pencucian bijih timah oleh PT tambang Timah yang terdapat di P. Bangka dan Belitung. Pasir monasit ini hanya dibuang di sekitar pulau-pulau tersebut. Selain itu, pasir monasit juga terdapat di Singkep, Rirang dan Tanah Merah (Kalimantan).

Monasit adalah mineral yang mempunyai bentuk ikatan fosfat yang mengandung Th dan logam tanah jarang ( LTJ )Ce, La , Nd , Pr dll. Rumus kimia monasit adalah Th,(LTJ).(PO4), perbandingan Ln2O3

(lantanida) dibanding P2O5 = 70 : 30. Analisis

monasit seringkali menunjukkan logam-logam pengotor seperti besi, alumunium, kalsium, magnesium, titanium, zirkonium dan silika. Selain monasit sebenarnya mineral yang mempunyai kandungan Th sangat besar adalah Thorit dan Thorianit.

Thorium dioksida (ThO2), juga disebut

thoria dapat dipakai dalam berbagai bidang industri. Penggunaan torium oksida (ThO2) adalah untuk:

kaos lampu pada portable gas lights, kontrol ukuran butir wolfram pada lampu listrik, bahan krus tahan

T

(2)

suhu tinggi, sebagai katalisator, mengubah ammonia menjadi asam nitrat, perengkahan minyak bumi dan produksi asam sulfat.

Mengingat nilai ekonomis dan cukup tersedianya cadangan pasir monasit di Indonesia, maka sudah selayaknya dilakukan penelitian pemisahan dan pemurnian Th dari pasir monasit. Disamping dapat meningkatkan nilai tambah juga mengurangi bahan buangan.

Proses pemisahan Th dari pasir monasit diawali dengan pembentukan konsentrat Th. Hasil leburan pasir monasit memakai asam sulfat merupakan larutan Th, LTJ sulfat. Leburan ini ditambah NH4OH sampai pH 0,85, endapan yang

diperoleh merupakan campuran ThP2O7 dan

Th(OH)4. Supaya dapat diolah lebih lanjut maka

bentuk pirofofat dirubah menjadi bentuk hidroksida. Keberadaan fosfat akan sangat mengganggu proses pelarutan dan proses ekstraksi pemurnian. Analisis torium dan logam tanah jarang memakai Spektrometer pendar sinar X sedangkan analisis ion posphat dan ion sulfat menggunakan HPLC.

Rangkaian proses pembuatan konsentrat Th hidroksida dari pasir monasit adalah :

- Peleburan pasir monasit memakai asam sulfat Mengurai ikatan fosfat dengan asam sulfat supaya dapat diproses lebih lanjut.

2(LTJ)(PO4)+3H2SO4(LTJ)2(SO4)4+2H3PO4 (1)

ThSiO4 + 2H2SO4Th(SO4)2 + SiO+ H2O (2)

2ThPO4 + 3H2SO4Th2 (SO4)3 + 2 H3PO4 (3)

SiO2.XH2O+ H2SO4 SiO2 + H2SO4.xH2O (4)

- Pengenceran hasil leburan memakai es dan air. Hasil leburan yang sangat asam diencerkan dengan es untuk mengurangi panas yang berlebihan karena terjadi reaksi eksotermis

- Penyaringan

Hasil leburan yang berupa Th. LTJ sulfat dan residu SiO2 dipisahkan.

- Pengendapan pH 0,85 memakai NH4OH

Harga pKsp Th (OH)4 = 44,6 , pKsp Ce(OH)4 = 55

( berdekatan ), harga pKSp La (OH)3 =22,3, pKSp

Ce(OH)3 = 19,82 dan pKSp Nd (OH)3 = 23,3.

Untuk memisahkan Th dari unsur LTJ valensi III (La, Nd, Ce III )

Ce (IV) ikut mengendap bersama Th

Th(SO₄)2 + 4NaOH  2Th(OH)4 + 2Na2SO4 (5)

Endapan yang terbentuk selain Th.Ce hidroksida juga bentuk pirofosfat,

Th(SO₄)3 + H3PO4Th(P2O7)+ H2SO4 + H₂_{O (6)}

Hasil endapan pemisahan Th dari leburan pasir monasit dengan cara pengendapan berupa padatan konsentrat Th pirofosfat. Konsentrat Th pirofosfat ini akan dimurnikan dengan cara ekstraksi memakai TBP – Kerosen. Sebelum dilakukan ekstraksi konsentrat Th pirofosfat dilarutkan ke dalam HNO3. Konsentrat Th pirofosfat sangat sukar

pirofosfat diubah dahulu menjadi bentuk hidroksida dengan cara peleburan atau pemanasan memakai NaOH atau KOH.

Reaksi yang terjadi :

ThP2O7 + 4NaOH Th(OH)4 +Na4(P2O7) (7)

ThP2O7 + 4KOH Th(OH)4 +K4(P2O7) (8)

Hasil leburan dengan NaOH berupa padatan konsentrat Th hidroksida dan larutan Na pirofosfat. Setelah peleburan dilakukan penyaringan dan pencucian dengan air panas untuk memisahkan endapan Th(OH)4dan Na/K4(P2O7)

Untuk mengetahui kadar Th dalam endapan konsentrat Th(OH)4 memakai metoda analisis

spektrometri pendar sinar X.

TATA KERJA

Alat yang digunakan

Pengaduk pemanas Ika MAG, pH meter, alat gelas, kertas saring, spektrometer pendar sinar X, oven dan timbangan Satorius.

Bahan yang digunakan

Pasir monasit, H2SO4 teknis, NH4OH teknis, NaOH

teknis, aquades, KOH

Cara kerja

Dijesti Pasir Monasit

Pasir monasit sebanyak 250 gram dilebur dengan 500 ml asam sulfat pekat teknis pada suhu 210oC, selama lima jam. Hasil leburan pekat diencerkan dengan air sampai volume menjadi 6500 ml. Kemudian disaring sehingga diperoleh filtrat leburan encer pasir monasit.

Pembuatan Konsetrat Th Phirofosfat

Filtrat hasil leburan pasir manasit dimasukkan dalam gelas beker dan ditambahkan amoniak sambil diaduk menggunakan magnetik stirer sampai pH larutan menjadi 0.85. Endapan yang terbentuk adalah torium pirofosfat (ThP2O7) disaring

dan dikeringkan dalam oven pada suhu 1100C.

Proses Dijesti Torium Pirofosfat Menjadi

Torium Hidroksida

Dijesti menggunakan larutan KOH

Ditimbang sebanyak 2 gram konsentrat (ThP2O7) sebanyak 5 kali masing-masing

dimasukkan dalam gelas beker volume 50 mL, kemudian ditambah larutan KOH 20 mL dengan variasi konsentrasi KOH (10%, 15%, 20%, 25%, 30%). Campuran dipanaskan dan diaduk dengan variasi waktu dijesti (5’, 10’, 15’, 20’, 25’). Endapan disaring, dan dicuci dengan air panas sampai pH netral dan air cucian ditampung. Endapan dikeringakan ditimbang. Dengan cara yang sama

(3)

dilakukan variasi suhu dijesti mulai dari 70oC sampai 101oC.

Dijesti menggunakan larutan NaOH

Timbang sebanyak 2 gram konsentrat (ThP2O7) sebanyak 5 kali masing-masing

dimasukkan dalam gelas beker volume 50 mL, kemudian ditambah larutan NaOH 20 ml dengan variasi konsentrasi NaOH (10%, 15%, 20%, 25%, 30%). Campuran dipanaskan dan diaduk dengan vareasi waktu pelarutan (5’, 10’, 15’, 20’, 25’). Hasil dijesti disaring, dan dicuci dengan air panas sampai air cucian pH netral dan air cucian ditampung. Endapan dikeringakan ditimbang. Dengan cara yang sama dilakukan variasi suhu dijesti mulai dari 70oC sampai 101oC.

Dijesti menggunakan NaOH padat

Variasi perbandingan berat k

onsentrat Th pirofosfat dengan

NaOH padat

dimasukkan dalam gelas beker volume 50 ml, kemudian ditambah NaOH padat teknis dengan variasi berat NaOH ( 2, 3, 4, 6 dan 8 ) gram, Kedalam masing-masing beker gelas ditambah air suling 10 ml. Campuran dipanaskan pada suhu didihnya yaitu 1300C dan diaduk selama 60 menit. Hasil dijesti disaring dan dicuci dengan air panas sampai air cucian pH netral dan air cucian ditampung. Endapan dikeringakan ditimbang.

Variasi waktu dijesti

dimasukkan dalam gelas beker volume 50 ml, kemudian ditambah NaOH padat 4 gram (perbandingan berat konsentrat Th pirofosfat dengan NaOH padat teknis = 1:1). Kedalam masing-masing beker gelas ditambah air suling 10 ml. Campuran dipanaskan pada suhu didihnya yaitu 1300C dan diaduk dengan vareasi waktu dijesti (15’, 30’, 45’, 60’, 75’). Hasil dijesti disaring dan dicuci dengan air panas sampai air cucian pH netral dan air cucian ditampung. Endapan dikeringakan ditimbang. Seluruh endapan hasil proses dianalisis kadar Th dan LTJ dengan spektrometer pendar sinar-x.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kadar unsur dalam pasir monasit, leburan encer dan konsentrat Th pirophosphat sebagai umpan (ThP2O7) hasil analisis dengan spektrometer pendar

sinar-x adalah seperti terlihat pada Tabel 1.

Setelah dilakukan pengendapan terhadap larutan hasil leburan pasir monasit untuk pada pH

0,85 (hasi proses optimasi pembutan konsentrat Th) diperoleh konsentrat Th(P2O7) dengan kadar Th-nya

meningkat, sedangkan kadar logam tanah jarangnya (Ce,La dan Nd) menurun dibanding dengan kadar Th dan logam tanah jarang dalam pasir monasit maupun larutan leburan pasir monasit seperti yang terlihat dalam Tabel 1.

Tabel 1. Hasil analisis unsur dalam pasir monasit, leburan encer dan konsentrat Th pirophosphat dengan spektrometer pendar sinar-x Kadar unsur Th La Ce Nd Pasir monasit 1,218 % 9,715 % 17,342 % 7,847 % Larutan leburan 1708 ppm 2016 ppm 9276 ppm 2670 ppm Konsentrat Th(P2O7) 9,195 % 3,811 10,523 % 0,892 % Agar konsentrat Th pirofosfat dari hasil olah pasir monasit ini dapat dimurnikan atau diproses lebih lanjut maka ion piroposphat harus dihilangkan, yaitu dengan melarutkan ion P2O7 tersebut dalam

KOH atau NaOH dan untuk mempercepat hilangnya P2O7 dalam konsentrat Th maka hasil dijesti dicuci

dengan air panas.

Reaksi yang terjadi pada dijesti dengan NaOH atau dengan KOH adalah:

ThP2O7 + 4NaOH → Th(OH)4 +Na4(P2O7).

ThP2O7 + 4KOH → Th(OH)4 +K4(P2O7).

Dijesti dengan larutan KOH

Pada Tabel 2 sampai tampak bahwa pada berbagai waktu proses dijesti kadar Th dan logam tanah jarang yang dihasilkan tidak ada perbedaan yang berarti, walaupun terjadi peningkatan kadar Th dan LTJ dibanding konsentrat Th dalam umpan. Begitu pula berat konsentrat Th(OH)4 yang dihasilkan hampir sama beratnya pada berbagai waktu proses.

Pada Tabel 3 tampak bahwa pada berbagai konsentrasi KOH yang digunakan untuk dijesti dengan volume KOH 10 kali berat konsentrat Th pirofosfat hasil yang diperoleh kadar Th dan kadar logam tanah jarang belum menunjukkan perbedaan yang berarti, hal ini kemungkinaan dijesti belum optimal atau ion pirofosfat masih belum larut sempurna, sehingga perlu dilakukan proses dengan variabel yang lain atau penggunaan basa yang lain.

Seperti pengaruh waktu dijesti, pengaruh suhu dari 70-101oC tidak menunjukkan perubahan yang signifikan. Suhu maksimum yang dicapai pada proses dijesti ini hanya 101oC dan menurut literatur disebutkan untuk menghilangkan fosfat suhu proses adalah 140oC

(4)

Tabel 2. Pengaruh Waktu dijesti terhadap berat konsentrat Th(OH)4 dan kadar

unsur.Konsentrat Th pirofosfat (komposisi : Th = 9,195 %, La = 3,811 %, Ce =10,523 %, dan Nd =0,892 %) = 2 gram, konsentrasi KOH = 10%, suhu dijesti = 950C. No Waktu dijesti (menit) Berat konsentrat Th(OH), (gram) Kadar (%) Th La Ce Nd 1 5 0,5869 19.046 5.790 13.592 5.584 2 10 0,6099 18.876 5.316 12.342 5.097 3 15 0,5703 16.005 4.709 10.940 4.450 4 20 0,6467 16.510 4.683 10.720 4.413 5 25 0,5294 18.995 4.891 11.292 4.679 Tabel 3. Pengaruh konsetrasi KOH terhadap berat

konsentrat Th(OH)4 dan kadar unsur.

Konsentrat Th pirofosfat (komposisi : Th = 9,195 %, La = 3,811 %, Ce =10,523 %, dan Nd =0,892 %) = 2 gram, suhu dijesti = 95oC, waktu dijesti = 5 menit.

No Konsen trasi KOH (%) Berat konsentrat Th(OH), (gram) Kadar (%) Th La Ce Nd 1 10% 0,5869 17.121 4.242 11.193 4.572 2 15% 0,5312 17.771 4.248 12.118 5.085 3 20% 0,5349 19.046 5.790 13.592 5.584 4 25% 0,5627 18.046 5.592 12.818 5.378 5 30% 0,6006 17.494 5.323 12.349 5.013 Tabel 4. Pengaruh suhu dijesti terhadap berat konsentrat Th(OH)4 dan kadar unsur.

Konsentrat Th pirofosfat (komposisi : Th = 9,195 %, La = 3,811 %, Ce =10,523 % ; Nd =0,892 %) = 2 gram, konsentrasi KOH = 10%, waktu dijesti = 5 menit

No Suhu dijesti (oC) Berat konsentrat Th(OH), (gram) Kadar (%) Th La Ce Nd 1 70 0,6595 17.020 3.655 10.111 4.226 2 80 0,6104 16.883 3.496 9.214 3.795 3 90 0,7046 17.373 3.557 9.611 3.889 4 95 0,5869 17.121 4.242 11.193 4.572 5 101 0,6440 18.152 3.670 10.211 4.203

Dijesti dengan larutan NaOH

Hasil proses dijesti konsentarat Th pirophosphat terhadap kadar unsur Th, dan unsur logam tanah jarang menggunakan NaOH ditampilkan dalam Tabel 5 sampai dengan Tabel 7.

Waktu dijesti dari 5 sampai 25 menit tidak menunjukkan perbedaan kadar unsur Th, La, Ce dan

Nd. Hal ini menunjukkan bahwa Th, La, Ce, Nd tidak ikut terlebur dan tidak larut saat pencucian.

Pada Tabel 6 tampak bahwa pada berbagai konsentrasi NaOH yang digunakan untuk dijesti dengan volume NaOH 10 kali berat konsentrat Th pirofosfat hasil yang diperoleh kadar Th dan kadar logam tanah jarang belum menunjukkan perbedaan yang berarti, hal ini kemungkinaan dijesti belum optimal atau ion pirofosfat masih belum larut sempurna, sehingga perlu dilakukan variabel yang lain.

Pada variasi suhu dijesti konsentrat Th pirofosfat menggunakan NaOH ini dilakukan pada suhu 70oC sampai suhu maksimal yang dicapai pada proses dijesti yaitu 110oC. Pada Tabel 4 dapat diketahui bahwa semakin tinggi suhu dijesti kadar Th hasil proses semakin tinggi, sedangkan kadar unsur logam tanah jarang sedikit mengalami kenaikan. Suhu dijesti proses ini sangat berpengaruh terhadap upaya penghilangan ion fosfat, sehingga perlu dilakukan upaya untuk menaikan suhu proses agar ion fosfat dapat hilang dan konsentrasi Th dan logam tanah jarang terkonsentrasi menjadi konsentrat Th dengan kadar yang relatif tinggi.

Tabel 5. Pengaruh Waktu dijesti terhadap berat konsentrat Th(OH)4 dan kadar unsur

Konsentrat Th pirofosfat (komposisi : Th = 9,195 %, La = 3,811 %, Ce =10,523%, dan Nd =0,892 %) = 2 gram, konsentrasi NaOH = 10%, suhu dijesti = 950C. No Waktu dijesti (menit) Berat konsentrat Th(OH)4, (gram) Kadar unsur (%) Th La Ce Nd 1 5 0,5546 18,425 4,444 12,675 4,905 2 10 0,5431 19,184 4,558 12,731 4,848 3 15 0,5397 20,334 4,521 12,740 4,890 4 20 0,5322 18,626 4,496 12,665 4,901 5 25 0,5634 17,621 3,812 9,767 4,081 Tabel 6. Pengaruh konsentrasi NaOH terhadap

berat konsentrat Th(OH)4 dan kadar unsur

Konsentrat Th pirofosfat (komposisi : Th = 9,195 %, La = 3,811 %, Ce =10,523 %, dan Nd =0,892 %) = 2 gram, suhu dijesti = 950C, waktu dijesti = 15 menit

No Konsen trasi NaOH (%) Berat konsentrat Th(OH), (gram) Kadar (%) Th La Ce Nd 1 10% 0,5397 19,606 4,649 12,555 4,963 2 15% 0,5190 18,480 3,759 9,541 3,869 3 20% 0,5339 18,626 4,496 12,665 4,901 4 25% 0,4962 14,623 3,279 8,247 3,367 5 30% 0,5182 18,532 4,162 11,721 4,389

(5)

Tabel 7. Pengaruh suhu dijesti terhadap berat konsentrat Th(OH)4 dan kadar unsur.

(Konsentrat Th pirofosfat (komposisi : Th = 9,195 %, La = 3,811 %, Ce =10,523 %, dan Nd =0,892 %) = 2 gram, konsentrasi NaOH = 10%, waktu dijesti = 15 menit) No Suhu dijesti (oC) Berat konsentrat Th(OH)4 (gram) Kadar (%) Th La Ce Nd 1 70 0,5510 16.661 3.680 10.074 4.187 2 80 0,4722 17.752 3.884 10.893 4.513 3 90 0,5359 18.927 3.967 10.453 4.391 4 95 0,6427 20.350 4.485 12.574 4.870 5 101 0,6105 20.928 4.400 12.012 4.623

Dijesti dengan NaOH padat

Pengaruh perbandingan berat k

onsentrat

Th pirofosfat dengan

NaOH padat

Tabel 8. Pengaruh perbandingan berat konsentrat Th pirofosfat dengan NaOH padatTerhadap berat konsentrat Th(OH)4

dan kadar unsur. (Perbandingan berat konsentrat Th pirofosfat (komposisi: Th = 23,330%, La = 4,093%, Ce = 6,687% ; Nd = 2,307%) dengan NaOH = divariasi, waktu dijesti = 60 menit)

No Berat NaOH (g) Perbanding an berat Th pirophosphat dengan NaOH Berat Th (OH)4 (g) Kadar unsur (%) Th La Ce Nd 1 2 1:0,5 1.170 61,436 7,223 13,032 4,892 2 3 1:0,75 0,845 60,837 7,422 13,123 4,997 3 4 1:1 0,765 63,357 7,538 13,750 4,918 4 6 1:1,5 0,704 63,214 7,787 13,764 5,231 5 8 1:2 0,755 54,345 6,860 12,307 4,574 Pada Tabel 8. dan Tabel 9. konsentrat Th yang digunakan sebagai umpan dijesti pirofosfat memiliki kadar yang berbeda dibanding pada pemakaian NaOH cair dan KOH cair. Hal ini disebabkan karena pasir monasit yang diolah memiliki konsentrasi Th dan logam tanah jarang yang berbeda pula. Pada pemakaian NaOH padat yang digunakan untuk proses dijesti ternyata memberikan hasil yang jauh lebih baik dibanding menggunakan larutan NaOH. Semakin banyak NaOH yang ditambahkan reaksi dengan pirofosfat semakin sempurna, maka pembentukan Th(OH)4

semakin sempurna dan kadar Th semakin besar pula. Seperti terlihat pada Tabel 8. dengan bertambahnya berat NaOH yang ditambahkan, berat Th(OH)4 yang

dihasilkan (berat endapan) semakin kecil. Hal ini menunjukkan bahwa pada penambahan NaOH yang

sedikit maka ion fosfat belum seluruhnya dapat terdijesti/dihilangkan. Pada pemakaian NaOH 4 gram yang ditambahkan dalam konsentrat Th pirofosfat 4 gram atau perbandingan berat NaOH dengan konsentrat Th pirofosfat = 1:1 merupakan kondisi yang optimum untuk penghilangan ion fosfat, dan pada kondisi ini dihasilkan Th dengan kadar paling tinggi dalam konsentrat Th(OH)4. Pada pemakaian

NaOH yang lebih besar lagi kadar Th sudah tidak mengalami kenaikan lagi, ini menunjukkan bahwa dijesti ion pospat telah mencapai keseimbangan. Selain itu pemakaian NaOH yang berlebih justru akan menyulitkan proses pencucian, kareana akan memerlukan waktu dan air panas yang lebih banyak lagi untuk mencapai air cucian sampai netral.

Pengaruh waktu dijesti

Untuk kesempurnaan suatu reaksi diperlukan waktu yang cukup, maka perlu dipelajari pengaruh waktu dijesti Th pirofosfat menjadi Th(OH)4.

Tabel 9. Pengaruh waktu dijesti terhadap berat konsentrat Th(OH)4 dan kadar unsur.

(Perbandingan berat konsentrat Th pirofosfat (komposisi: Th = 23,330%, La = 4,093%, Ce = 6,687% ; Nd = 2,307%) dengan NaOH = 1:1, waktu dijesti = divariasi) No Waktu dijesti (menit) Berat Th(OH)4 (g) Kadar unsur (%) Th La Ce Nd 1 15 0,852 58,765 7,134 12,571 4,520 2 30 0,811 59,230 6,471 11,012 4,020 3 45 0,797 63,435 6,525 13,480 4,226 4 60 0,765 63,357 7,538 13,750 4,918 5 75 0,726 63,353 6,477 13,008 4,096 Seperti tampak pada Tabel 9. bahwa semakin lama sampai waktu tertentu proses dijesti semakin baik dan kadar Th dan logam tanah jarang yang dihasilkan dalam konsentrat Th(OH)4 semakin

besar dan berbanding terbalik dengan berat Th(OH)4

yang dihasilkan atau semakin lama waktu dijesti berat konsentrat Th(OH)4 semakin sedikit. Waktu

proses dijesti Th pirofosfat menjadi Th(OH)4 yang

optimum adalah 45 menit, karena pada kondisi tersebut diperoleh kadar Th dan logam tanah jarang yang relatif paling baik.

KESIMPULAN

Dijesti konsentrat Th pirofosfat menjadi torium hidroksida yang terbaik memakai NaOH padat. Proses dijesti dilakukan pada suhu didih campuran NaOH dan konsentrat Th pirophosphat yaitu 130oC. Kondisi optimum diperoleh pada perbandingan berat antara NaOH dengan konsentrat

(6)

Th pirofosfat 1:1 yang didijesti selama 45 menit. Kadar Th dan logam tanah jarang setelah mengalami dijesti pada kondisi terbaik tersebut meningkat sangat tajam. Konsentrat Th pirofosfat sebanyak 4 gram dengan kadar Th = 23,330%, La = 4,093%, Ce = 6,687% dan Nd = 2,307% setelah proses dijesti diperoleh konsentrat Th hidroksida sebanyak 0,797 gram dengan kadar Th = 63,435%, La = 6,525%, Ce = 13,480% dan Nd = 4,226%.

UCAPAN TERIMAKASIH

Penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak Djoko Sardjono yang telah membantu penulisan dan koreksi makalah ini.

DAFTAR PUSTAKA

1. M Benedict, T H Pigford and H W Levi,

“Nuclear Chemical Engineering” (2nd Ed.),

Chapter 6: Thorium, 1981, McGraw-Hill, p.283-317, ISBN: 0-07-004531-3.

2. Kazimi M.S. 2003, “Thorium Fuel for Nuclear

Energy”, American Scientist Sept-Oct 2003.

3. Morozov et al 2005, “Thorium fuel as a

superior approach to disposing of excess weapons-grade plutonium in Russian VVER-1000 reactors”. Nuclear Future. OECD NEA &

IAEA, 2006,

4. Prakash, S., “Advanced Chemistry of Rare

Earth”, S.Chand and Co., PVT, New Delhi,

1975.

5. CRC Handbook of Chemistry and Physics and the American Chemical Society.

6. Mukherjee, T.K. and Singh, H., Recovery of Uranium and Thorium From Secondary Resources, INSAC 2003, Kalpakkam.

7. Fiona M.Doyle, Mark G.Benz, Juliana C.Shei, Ding Shan Bao, Hao Xian Ku and Ni De Zhen, “ Direct Production of Mixed, Rare Earth

Oxide Feed for High Energy Product Magnet “,

Rare Earths and Actinides : Science, Technology and Applications IV, eds. R.G. Bautista and B. Mishra, TMS, Warrendale, PA, 2000, pp. 3 – 34.

TANYA JAWAB

Budi Sulistyo - PTAPB

 Untuk mencapai suhu dijesti pasir monasit 2100

C apakah perlu tekanan atau tidak ?

Suyanti

 Untuk mencapai suhu dijesti pasirmonasit

2100C tidak perlu dengan tekanan, karena suhu didih asam sulfat adalah 2900C, sehingga pemanasan menggunakan alat pemanas IKA RH-KT/C sudah dapat mencapai suhu dijesti tersebut.

Boybul – PTBN

 Berapa kemurnian Th yang dihasilkan?

 Bagaimana memisahkan Th terhadap logam tanah jarang lainnya?

Suyanti

 Kemurnian Th yang dihasilkan dalam penelitian ini adalah 63,435%

 Cara pemisahan Th terhadap logam tanah

jarang lainya adalah dengan cara

pengendapan, cara ini didasarkan pada perbedaan harga KSp Th dan logam tanah jarang.