KARAKTERISTIK KRISTALISASI CAMPURAN ASAM BORAT DAN LITHlUM HIDROKSIDA DALAM LIMBAH CAIR REAKTOR AIR RINGAN BERTEKANAN

KARAKTERISTIK KRISTALISASI CAMPURAN ASAM

BORAT DAN LITHlUM HIDROKSIDA DALAM LIMBAH

CAIR REAKTOR AIR RINGAN BERTEKANAN

Nurkhalifah Lestari

PENDAHULUAN

Pada pembangkit listrik tenaga nuklir jenis reaktor air ringan bertekanan, air

pendingin primer mengambil panas hasil reaksi fisi dalam reaktor, kemudian

panas ditransfer ke boiler untuk penguapan air pendingin sekunder. Air pendingin

primer tersebut mengandung Boron-10 dalam bentuk asam borat kadar 4000 ppm

untuk penyerap netron dan mengandung Li-6 dalam bentuk lithium hidroksida

kadar 2,2 ppm untuk pengaturan pH air [1].

Prinsip Kristalisasi

 Kristalisasi ialah pembentukan partikel padat dalam fasa homogen. Dalam kristalisasi solut dari suatu larutan terdapat dua tahapan proses yaitu terbentuknya partikel-partikel baru, nukleasi, diikuti pertumbuhan partikel tersebut menjadi ukuran makroskopis. Proses tersebut dapat terjadi oleh adanya gaya pendorong yang berupa konsentrasi lewat jenuh. Nukleasi dan pertumbuhan tersebut tidak dapat terjadi dalam larutan jenuh maupun tidak jenuh.

Beda Konsentrasi Lewat Jenuh ("Supersaturation")

Tinjauan Transfer Massa Pada Kristalisasi

 Kristalisasi adalah proses transfer massa solut dari fasa larutan ke fasa padatan (inti kristal).

TATAKERJA

METODE

asam borat dan lithium hidroksida ditambahkan aquades satnbil diaduk dan dipanaskan

didinginkan perlahan dalam alat kristalisasi dengan es pendingin

diamati Penurunan temperatur hingga terbentuk kristal putih

digunakan Aquades yang bervariasi

Kristalisasi Larutan H₃BO_3-LiOH

Larutan campuranH₃BO₃-LiOH

didinginkan hingga temperatur 30 °C, dan terjadilah kristalisasi

Diamati Kenaikan temperatur karena proses eksothermis

kristalisasi

dikeringkan dalam oven selama 2 jam, lalu ditimbang

secara analitis

Filtrat diukur densitasnya dengan "densitimeter"

konsentrasi asam borat bervariasi: 10, 8, 6 dan 4%, dan pada temperatur pendinginan juga bervariasi: 25,20,15,10 dan 5 °C.

Hasil kristal yang diperoleh dikumpulkan dan diameter rata-rata

kristal dihitung dengan

HASIL DAN PEMBAHASAN

 Kelarutan Sistem H₃BO₃-LiOH Asam borat dan lithium hidroksida dilarutkan dalam air akan terjadi reaksi sebagai berikut:

 Karena jumlah H₃BO₃ lebih banyak dibanding LiOH, maka ada H₃BO₃ berlebih dalam larutan. Pada saat larutan tersebut didinginkan, maka selain terbentuk kristal

H₃BO₃, juga terbentuk kristal LiOH. Oleh karena itu kurva kelarutan yang diperoleh merupakan kurva kelarutan campuran H₃BO₃ dan LiBO₂

.

Hubungan Temperatur Krisalisasi dan Berat Krista

 Dari Gambar 4 terlihat bahwa untuk fraksi

massa yang sama, semakin tinggi

temperatur kristalisasi maka berat krisal yang diperoleh semakin sedikit.

 Dari persamaan (1) semakin kecil

∆Y maka Ys semakin besar, dengan demikian untuk fraksi massa yang sama, semakin tinggi temperatur semakin besar Ys.

 Dari hubungan S = ∆Y/YS, maka semakin besar Ys dan semakin kecil ∆Y,



Diameter Partikel Kristal

Dalam perhitungan luas permukaan partikel diasumsi bentuk kristal kubus, dalam hal ini karena kristal H₃BO₃ adalah monoklinik. Sedangkan jumlah H₃BO₃

Hubungan Temperatur dan Waktu Kristalisasi



hubungan antara temperatur

dan laju perpindahan massa

adalah berbanding terbalik,

atau untuk fraksi massa yang

sama,

semakin

tinggi

temperatur,

semakin

kecil

laju perpindahan massanya.



Demikian

pula

hubungan

temperatur dan fluks molar

(

N_A

),

maka

untuk

fraksi

 koefisien perpindahan massa menyeluruh (K), dari persamaan (7), maka untuk fraksi massa yang sama, semakin tinggi temperatur, semakin kecil laju perpindahan massa (m), semakin kecil pula koefisien perpindahan massa menyeluruh (K) yang diperoleh.

KESIMPULAN