pencendapan sodium uranil trikarbonat …digilib.batan.go.id/e-prosiding/file...
Post on 11-Jan-2020
5 Views
Preview:
TRANSCRIPT
ISSN 0854 - 5561 Hasil Hasil Penelitian EBNTahun 2005
PENCENDAPAN SODIUM URANIL TRIKARBONATMENCCUNAKAN LARUTAN SODIUM HIDROKSIDA
Ngatijo, B.S. Galuh, Pranjono, M.~. Lilis Windaryati
ABSTRAK
PENGENDAPAN SODIUM URANIL TRIKARBONAT MENGGUNAKAN LARUTAN
SODIUM HIDROKSIDA. Telah dilakukan pengendapan sodium uranil trikarbonat hasil
dari stripping fasa organik di-2-etil heksil phosphat pada ekstraksi uranium dalam limbah
cairo Pengendapan dilakukan dengan menggunakan larutan sodium hidroksida dengan
variasi konsentrasi 0,25; 0,5; 0,75; dan 1 M dengan waktu proses selama 15 menit
dengan perbandingan volume 1:1. Dari variasi konsentrasi tersebut diperoleh konsentrasi
optimum larutan sodium hidroksida yaitu 0,75 M. Selanjutnya dengan menggunakan
konsentrasi optimum tersebut dilakukan pengendapan dengan variasi waktu proses 1, 5,
10, 15, 20, 25 dan 30 menit. Dari percobaan variasi waktu kontak tersebut diperoleh
waktu proses optimum 20 menit dengan efisiensi pengendapan sebesar 78,53 %.
PENDAHULUAN
Dalam upaya pemanfaatan kembali
uranium yang terikut dalam limbah cair dari
bekas suatu percobaan maupun analisis di
laboratorium kimia Bidang Teknologi Bahan
Bakar Reaktor Daya Pusbangtek Bahan Bakar
Nuklir dan Daur Ulang telah dilakukan
pengambilan uranium dengan cara ekstraksi
memakai ekstraktan di-2-etil heksil phosphat
dilanjutkan dengan proses stripping
menggunakan larutan sodium karbonat. Dari
proses stripping ini dihasilkan larutan sodium
uranil trikarbonat dengan konsentrasi ± 1 9 UtI.
Agar uranium tersebut dapat dimanfaatkan
kembali sebagai bahan bakar dan fasa airnya
sedikit mengandung uranium (dibawah 50
mg/l)[1], maka perlu dilakukan proses
pengendapan. Proses pengendapan uranium
adalah suatu cara untuk mengkonversi
senyawa uranium dalam bentuk larutan ke
bentuk padatan.
Proses pengendapan sodium uranil
trikarbonat dapat dilakukan dengan amoniak[2]
atau sodium hidroksida[3J. Pengendapan
menggunakan amoniak terlebih dahulu
dilakukan dekomposisi senyawa sodium uranil
trikarbonat menggunakan larutan asam sulfat.
11
Mengingat asam sulfat merupakan senyawa
yang bersifat korosif dan amoniak merupakan
gas beracun maka dalam prosesnya akan
memerlukan peralatan yang lebih rumit.
Keuntungan pengendapan dengan larutan
sodium hidroksida antara lain dapat dilakukan
pada suhu kamar dan harga reaktan relatifmurah.
TEORI
Proses pengendapan uranium adalah
suatu cara untuk mengkonversi senyawauranium dalam bentuk larutan ke bentuk
padatan. Pada proses pengendapan sodium
uranil trikarbonat menggunakan larutan sodium
hidroksida akan terjadi endapan sodiumdiuranat.
Reaksi yang terjadi antara sodium
uranil trikarbonat dengan sodium hidroksida
adalah sebagai berikut :
2Na4U02(C03h + 6NaOH ~ Na2U207 +
6Na2C03 + 3H20 (1)
Dari reaksi di atas, pembentukan
sodium diuranat dipengaruhi 'oleh konsentrasi
sodium uranil trikarbonat maupun sodiumhidroksida, namun karena sodium uranil
Presentasi Ilmiah Tahun 2005Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir
ISSN 0854 - 5561
Keberhasilan proses pengendapan
dapat dinyatakan dengan efisiensi
pengendapan yang dihitung dengan rumus
sebagai berikut :
antara kedua pereaksi, semakin tinggi
kecepatan pengadukan semakin besar luas
bidang kontak antara kedua pereaksi te~sebutsehingga kecepatan reaksi akan semakin
cepat.
trikarbonat konsentrasinya tetap, maka reaksi
hanya dipengaruhi oleh konsentrasi sodium
hidroksida. Semakin tinggi konsentrasi sodium
hidroksida maka sodium diuranat yangterbentuk juga semakin besar. Reaksi tersebut
juga dipengaruhi oleh waktu reaksi, semakinlama waktu reaksi maka akan semakin
sempurna proses reaksinya sehingga sodium
diuranat yang terbentuk akan semakin besar.
Disamping itu kecepatan pengadukan akan
berpengaruh terhadap luas bidang kontak
Jumlah U yang terendapkan (g)
Efisiensi Pengendapan (%) = -------------------------------------- x 100 % (2)
Jumlah U dalam umpan (g)
Dimana : U yang terendapkan = U dalam umpan - U dalam filtrat
BAHAN DAN TAT A KERJA
Bahan yang digunakan- larutan sodium uranil tricarbonat 1500 ml
sodium hidroksida 20 gram- air suling 1500 ml
Peralatan yang digunakan- gelas piala- pengaduk magnet- stopwatch- corong pisah- botol plastik- alat analisis kadar U
Tata kerja1. Variasi konsentrasi
50 ml sodium uranil trikarbonat dima
sukkan dalam gelas piala 250 ml kemudianditambahkan 50 ml larutan sodium
hidroksida dengan variasi konsentrasi 0,1;
0,2; 0,3; 0,4 dan 0,5 M. Diaduk di atas
pengaduk magnet selama 15 menit.
Disaring, filtrat dianalisis kadar U.
2. Variasi waktu proses
Seperti percobaan 1 dengan menggunakan
konsentrasi optimum larutan sodium
hidroksida, dilakukan percobaan dengan
memvariasi waktu kontak 1, 5, 10, 15, 20,
25, dan 30 menit.
12
HASIL DAN PEMBAHASAN1. Variasi konsentrasi NaOH
Pengendapan sodium uranil
trikarbonat dengan larutan NaOH dilakukan
dengan konsentrasi 0,1; 0,25; 0,5; 0,75 dan
1 M dengan waktu proses 15 menit. Hasil
percobaan ditunjukkan seperti pad a Gambar-1.
80
7060~ 50~.~ 40Q)
'iij-=30
UJ
201000
0.20.40.60.811.2
Konsentrasi NaOH (M)
Gambar-1: Grafik hubungan konsentrasi
larutan NaOH terhadap efisiensi
pengendapan
Gambar-1 menunjukkan bahwa
efisiensi pengendapan dipengaruhi olehkonsentrasi larutan NaOH. Pada konsentrasi
larutan NaOH 0,1 M sampai dengan 0,25 M,
uranium yang terendapkan masih sedikit
sekali, yang ditunjukkan dengan efisiensi yang
masih rendah sekali. Selanjutnya pad a
ISSN 0854 - 5561
konsentrasi larutan NaOH diatas 0,25 M
sampai dengan 0,5 M mulai ada kenaikan
efisiensi, bahkan pada konsentrasi larutan
NaOH diatas 0,5 M sampai dengan 0,75 M
terjadi kenaikan efisiensi yang sang at tinggi.- Kemudian pada konsentrasi larutan NaOH
diatas 0,75 M efisiensi cenderung tetap.
Pad a konsentrasi larutan NaOH 0,1 M
sampai dengan 0,25 M, uranium yangterendapkan masih sedikit sekali. Hal ini
kemungkinan disebabkan oleh NaOH bereaksi
terlebih dahulu dengan pengotor yang terdapat
dalam sodium uranil trikarbonat yang bersifat
lebih reaktif dibanding dengan uranium.
Setelah pengotor tersebut telah habis bereaksi
semua, kemudian NaOH bereaksi denganuranium membentuk sodium diuranat.
2. Variasi waktu proses
Pengendapan sodium uranil
trikarbonat dengan larutan NaOH 0,75 M
dilakukan dengan memvariasi waktu proses
yaitu 1, 5, 10, 15, 20, 25 dan 30 menit. Hasil
percobaan ditunjukkan seperti pad a Gambar 2.
Presentasi IImiah Tahun 2005Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir
ditunjukkan dengan nilai efisiensi antara
48,30% sampai 78,53 %. Sedangkan waktu
proses diatas 20 menit efisiensi mengalamipenurunan, hal ini dimungkinkan adanya
pengotor yang mendorong terbentuknya gas
CO2. Selanjutnya gas CO2 bereaksi dengan
kelebihan NaOH membentuk Na2C03 yang
dengan adanya H20 menyebabkan terjadi
reaksi pembentukan NaHC03. Kemudian
NaHC03 ini bereaksi dengan endapan
Na2U207 terjadi Na4U02(C03h kembali. Reaksi
ini terjadi beberapa saat setelah NaOH sukar
bereaksi dengan uranium karena berkurangnya uranium pada larutan.
Mekanisme reaksi yang terjadi sepertiberikut :
2NaOH + CO2 ~ Na2C03 + H20
Na2C03 + CO2 + H20 ~ 2NaHC03
6NaHC03 + Na2U207 ~ 2 Na4U02(C03h +3H20
Dari Gambar-2 juga menunjukkan
efisiensi paling tinggi diperoleh pada waktu
proses 20 menit yang merupakan waktu
proses optimum.
Gambar-2 menunjukkan bahwa
efisiensi pengendapan dipengaruhi oleh waktu
proses. Efisiensi pengendapan mengalami ke
naikan seiring dengan lamanya waktu proses.Pada waktu proses 1 sampai 20 menit selisih
kenaikan efisiensi rata-rata 4 % setiappertambahan waktu proses 5 menit hal ini
Gambar-2: Gratik hubungan waktu proses
terhadap efisiensi pengendapan
90
607060~50.;;; c: 40
Q)
.;;;""w 30
2010o •0
10 20
Waktu proses (menit)
30 40
KESIMPULAN
1. Pengendapan sodium uranil trikarbonat
dengan larutan sodium hidroksida dipe
ngaruhi oleh konsentrasi larutan pengendap dan waktu proses.
2. Konsentrasi optimum larutan sodium
hidroksida adalah 0,75 M dan waktu
proses optimum yaitu 20 menit denganefisiensi sebesar 78,53 %.
DAFTAR PUSTAKA
1. SURIPTO A., Diklat Keselamatan dan
Sarana Dukung Elemen Bakar Nuklir
(KSDP-EBN), Serpong, 1997.
2. GALKIN, N.P., SUDARIKOV, B.N.,
VERYATIN, U.D., SHISHKOV, .. YU.D.,
MAIOROV, A.A, Technology of Uranium,
Atomizdat, Moskva, 1964, hal. 184.
3. ANON 1M, Manual on Laboratory Testing
for Uranium Ore Processing, TechnicalReports Series No. 31':3, International
Atomic Energi Agency, Vienna, 1990, hal.62.
13
Presentasi Ilmiah Tahun 2005Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir
LAMPIRAN
Tabel - 1: Data percobaan variasi konsentrasi NaOH
ISSN 0854 - 5561
Konsentrasi U dalamU dalam filtrat (mg)U terei1dapkan =Efisiensi
NaOH
umpan (mg) U umpan - U filtratpengendapan
(M)
(mg)(%)
0,1
51,7251,200,520,09
0,25
51,7251,150,571,06
0,5
51,7244,577,1513,83
0,75
51,7215,2036,5270,61
1
51,72 18,6133,1164,02
Tabel- 2: Data percobaan variasi waktu proses
Waktu U dalam umpanU dalam filtrat (mg)U terendapkan =Efisiensi
(menit)
(mg) U umpan - U filtratpengendapan
(mg)
(%)
1
50,81 26,2724,5448,30
5
50,81 19,3431,4861,95
10
50,81 16,8633,9666,82
15
50,81 13,8836,9372,68
20
50,81 10,9139,9178,53
25
50,81 15,3735,4469,75
30
50,81 15,8734,9568,78
14
top related