PEMANFAATAN ZEOLIT UNTUK PENGENDALIAN KONSENTRASI …

7
PEMANFAATAN ZEOLIT UNTUK PENGENDALIAN KONSENTRASI LITIUM DALAM AIR PENDINGIN PRIMER PL TN [I] : PENGARUH Ca,Mg DAN ASAM BORA T TERHADAP DAY A TUKAR Al'1MONIUM ZEOLIT. Sumijalito, PPTKR.BATAN. KawasanpllSpitekSerpong. Tangarang 15310- Siti Amini PEEN -BArAN. Kawasa n PuspilekSerpong. Tangerang 15310 ABSTRAK PE"ofANFAATAN ZEOLlT UNTUKPENGENDALlA,V KONSENTRASI LlTIUM DALAM AIR PENDINGIN PRl,\fER PLTN. [Ii.. PENGARUH Ca.Mg DAN ASAM BORAT TERHAD.4P DAYA TUKAR A,\fMONIUM ZEOLlT Pada bagian pertama ini dite/iti tentang pengaruh konsentrasi ion kI:1/sium (Ca).magnesium (My dan QSam borat da/am kI:1itannya dengan kemampuan ammonium zeo/it untuk menyerap ion litium (Li) yang terdapot dalam air pendingin primer PLTN (Pembangkit Listrik Tenaga Nuk/ir). Ammoniumzeolit dipero/eh dengan cara mengolaJlfmemodifikl:1si zeolit atom asal Bayah. Hasi/ uji penangkl:1pan kgtion Li. Ca. Mg o/t'h zeolit tersebut menunjukkan bah\va.. konsentrasi asam bl}rat pada kondisi operasi PLTN tidak mempengaruhi sistem penyerapan kI:1tion. juga effisiensipenyerapanion Li sangatdipengaruhi o/eh adanyaion Ca don J.fgsehubungan dengan adanyakompetisi penyerapan antara ion-ion tersebut dimana ion Ca /ebihdominan. ABSTRACT THE USE OF ZEOLITE INTO THE CONTROLLING OF LITHIUM CONCENTRATION IN THE PWR PR/,V..JRY fVATER COOLANT. [I]. THE /'YFLUENCES OF Ca. Mg AND BORIC ACID CONCENTRATION INTO THE &'(CHANG£S C.-IPACITY OF AMMONIUJ-!- ZEOLITE. In thisfirst part of research,the influences of calsium. magnesium and boric acid concentrations to the zeolite uptake of lithium in the PfVR primary watercoolant havebeel/ studied. The ammonium form of:eolite was found by modification of the natural zeolite which was originated from Bayah. The results showed that the boric acidconcentraJionin the normal condition of PIVR operation absolutely did not affectsthe lithium uptake. The Li uptake efficiencywas influenced by the presence of Ca and J\1g ions in order to the p!esence of cationscompetitionwhich wasdominated byCa ion. PENDAHULUAN keandalan dan keselamatan. Asam borat perlu ditambahkan dalam air pending in primer, untuk membantu pengen-dalian reaktivitas reaktor, namum berakibat turunnya pH sehingga akan mening-katkan laju korosi material struktur reaktor, Untuk mengantisipasi penurunan pH tersebut , ditambahkan litium hidroksida ( LiOH ) sedemikian hingga air pendingin primer mem- punyai kisaran pH an tara 7,0 sampai 7,4[l)'Tetapi, adanya ion litium yang berlebih akan mempcngaruhi integritas kelongsong bahan bakar di dalam teras. Oleh karena itulah konsentrasi ion litium harus dikendalikan hingga konsentrasinya berada pada kisaran yang aman. Pengendalian U ntuk memenuhi kebutuhan akan energi listrik di Indonesia yang semakin meningkat, maka pembangunan PL TN jenis reaktor air ringan bertekanan merupakan salah satu altematip yang patut dipcrtimbangkan mengingat kemampuan pembangkitan dan teknologi yang bersih lingkungan.. Selama PL TN beroperasi pengen- dalian kualitas air pendingin primer mcrupakan bagian proses penting. Kualitas air akan mempengaruhi integritas struktur dan paparan radiasi yang pada gilirannya mempengaruhi ISSN0216-3128 Sumijanto. dkk

Transcript of PEMANFAATAN ZEOLIT UNTUK PENGENDALIAN KONSENTRASI …

Page 1: PEMANFAATAN ZEOLIT UNTUK PENGENDALIAN KONSENTRASI …

PEMANFAATAN ZEOLIT UNTUK PENGENDALIANKONSENTRASI LITIUM DALAM AIR PENDINGIN PRIMERPL TN [I] : PENGARUH Ca,Mg DAN ASAM BORA TTERHADAP DAY A TUKAR Al'1MONIUM ZEOLIT.

Sumijalito,PPTKR.BATAN. KawasanpllSpitekSerpong. Tangarang 15310-

Siti AminiPEEN -BArAN. Kawasa n PuspilekSerpong. Tangerang 15310

ABSTRAK

PE"ofANFAATAN ZEOLlT UNTUK PENGENDALlA,V KONSENTRASI LlTIUM DALAM AIR PENDINGINPRl,\fER PLTN. [Ii.. PENGARUH Ca.Mg DAN ASAM BORAT TERHAD.4P DAYA TUKARA,\fMONIUM ZEOLlT Pada bagian pertama ini dite/iti tentang pengaruh konsentrasi ion kI:1/sium(Ca).magnesium (My dan QSam borat da/am kI:1itannya dengan kemampuan ammonium zeo/it untukmenyerap ion litium (Li) yang terdapot dalam air pendingin primer PLTN (Pembangkit Listrik TenagaNuk/ir). Ammonium zeolit dipero/eh dengan cara mengolaJlfmemodifikl:1si zeolit atom asal Bayah. Hasi/ ujipenangkl:1pan kgtion Li. Ca. Mg o/t'h zeolit tersebut menunjukkan bah\va.. konsentrasi asam bl}rat padakondisi operasi PLTN tidak mempengaruhi sistem penyerapan kI:1tion. juga effisiensi penyerapan ion Lisangat dipengaruhi o/eh adanya ion Ca don J.fg sehubungan dengan adanya kompetisi penyerapan antaraion-ion tersebut dimana ion Ca /ebih dominan.

ABSTRACT

THE USE OF ZEOLITE INTO THE CONTROLLING OF LITHIUM CONCENTRATION IN THE PWRPR/,V..JRY fVATER COOLANT. [I]. THE /'YFLUENCES OF Ca. Mg AND BORIC ACIDCONCENTRATION INTO THE &'(CHANG£S C.-IPACITY OF AMMONIUJ-!- ZEOLITE. In thisfirst part ofresearch, the influences of calsium. magnesium and boric acid concentrations to the zeolite uptake oflithium in the PfVR primary water coolant have beel/ studied. The ammonium form of :eolite was found bymodification of the natural zeolite which was originated from Bayah. The results showed that the boricacidconcentraJion in the normal condition of PIVR operation absolutely did not affects the lithium uptake.The Li uptake efficiency was influenced by the presence of Ca and J\1g ions in order to the p!esence ofcations competition which was dominated by Ca ion.

PENDAHULUAN keandalan dan keselamatan. Asam borat perluditambahkan dalam air pending in primer, untukmembantu pengen-dalian reaktivitas reaktor,namum berakibat turunnya pH sehingga akanmening-katkan laju korosi material strukturreaktor, Untuk mengantisipasi penurunan pHtersebut , ditambahkan litium hidroksida ( LiOH )sedemikian hingga air pendingin primer mem-punyai kisaran pH an tara 7,0 sampai 7,4[l)'Tetapi,adanya ion litium yang berlebih akanmempcngaruhi integritas kelongsong bahan bakardi dalam teras. Oleh karena itulah konsentrasi ionlitium harus dikendalikan hingga konsentrasinyaberada pada kisaran yang aman. Pengendalian

U ntuk memenuhi kebutuhan akan energi listrikdi Indonesia yang semakin meningkat, maka

pembangunan PL TN jenis reaktor air ringanbertekanan merupakan salah satu altematip yang

patut dipcrtimbangkan mengingat kemampuanpembangkitan dan teknologi yang bersihlingkungan.. Selama PL TN beroperasi pengen-dalian kualitas air pendingin primer mcrupakanbagian proses penting. Kualitas air akanmempengaruhi integritas struktur dan paparanradiasi yang pad a gilirannya mempengaruhi

ISSN 0216-3128Sumijanto. dkk

Page 2: PEMANFAATAN ZEOLIT UNTUK PENGENDALIAN KONSENTRASI …

Prosiding Pertemuan don Presentasi llmiahPPNY-BATAN. Yogyakarla 23-25 April 1996 Buku II 245

konsentrasi ion litium dalam air pendingin primerdilakukan menggunakan alat penukar ion denganresin sebagai bahan penyerapnya.

PL TN yaitu Ca clan Mg maka pengaruh dari keduakomponen tersebut perlu mendapat perhatian.

Pada penelitian ini akan dijajagi kemung-kinan pemanfaatan zeolit asal Bayah untukdigunakan sebagai bahan pengganti resin penyerapion litium dalam air pendingin primer PLTN.Dalam bagian pertama ini akan diteliti tentangpengaruh ion Ca,Mg clan usam borat terhadapkemampuan serap ammonium zeolit hasilmodifikasi zeolit alam asal Bayah.

Data dari hasil penelitian ini diharapkandapat digunakan sebagai landasan pemikiran awaldalam pemanfaatan zeolit lokal khususnya Bayahsehingga diperoleh nilai tambah clan dapatditerapkan diberbagai bidang industri padaumumnya clan di PL TN pada khususnya.

TEOR!

Zeolit adalah kristal alumino-silikatterhidrasi yang mengandung kation-kation al!<alidan alkali tanah yang dapat dipertukarkan.Kerangka struktur zeolit terbentllk daTi jaringantetrahedral AIO4 dan SiO4 yang terikat satu

dengan lainnya melalui penggunaan bersamakeempat atom oksigen yang ada disudut-sudutnya.Didalam kristal tersebut terdapat rongga /kanalyang ditempati oleh kation alkali dan alkali tanahserta molekul air yang bergerak bebas sepanjangkanal , hal inilah yang menyebabkan zeolit dapatbertindak sebagai penukar ion.

Secara umum komposisi zeolit dapatdiforrnulasikan sebagai berikut :

'My/z[(SiO2 )x(AIO2)y]nH20 (I)

M = kation dengan valensi z yang dapat

dipertukarkann = jumlah molekul airx dan y = bilangan struktur

lumlah x dan y menunjukkan jumlah tetrahedraldalam sel .

Reaksi pertukaran ion dalam zeolit yangmelibatkan unsur A dan B ditu!iskan sebagaiberikut :

zB AtA + zA B.:8 -::> zS A.tA + zA 8:8 (2)

Dengan:Tanda. menunjukkan ion dalam zeolitA daD B menunjukkan unsur A daD B.ZA daD ZB ada!ah valensi ion A dan B

Zeolit merupakan mineral yang banyakterdapat di Indonesia mempunyai kegunaan

diberbagai bidang. Terdapat beberapa aspek yangmenjadi dasar penggunaan zeolit yaitu aspeksorpsi, pengayak moIekular, katalis dan penukarion. Sebagai penukar ion, zeolit mempunyaikelebihan dibanding dengan resin khususnyadalam hat ketahanan terhadap suhu tinggi danr~diasi pengion. Oleh karena itulah penggunaanzeolit akan memberikan nilai tambah terutamadalam PL TN, disamping harganya yang relatipmurah. Mengingat banyaknya kegunaan darimineral zeolit tersebut maka akan sangatmenguntungkan jika zeolit Indonesia diusahakan

pendayagunaannya.

Zeolit mempunyai sifat sebagai penukarion.Gugus ionik yang aktif sebagai penukarion,berada dalam kerangka struktur yangmembentuk saluran-saluran dalam kristal,sehingga untuk proses pertukarannya, ion-ionyang akan dipertukarkan harus mempunyai ukurandan bentuk ruang yang memungkinkan untukdapat melewati saluran tersebut. Disamping ituefek muatan listrik yang dimiliki oleh kation sertadefusi ion dalam larutan juga ikut mempengaruhikemampuan tukar zeolit.

Komposisi kimia zeolit terutamaperbandingan atom silika (Si) daD aluminium (AI)menentukan kemampuan tukar ion, semakin besarjumlah atom Al dalam kristal akan semakin besarpula kemampuan tukar ionnya. Komposisi kimiasangat dipengaruhi oleh tempat asal clan umurmineral, sehingga dari berbagai tempat diIndonesia akan memberikan komposisi kimiazeolit yang berbeda , dengan demikian akanmempunyai kemampuan tukar yang berbeda pula.

PemiIihan zeolit asal Bayah ini dilakukanberdasarkan atas basil identifikasi yang telahdilakukan oIeh Pusat Pengembangan TeknologiMineral (PPTM) Bandung , yang ternyata zeolitini terdiri atas jenis mordenit 38 % daD

klinoptiIolit 12 % [2] .Zeolit jenis ini termasuk

jenis yang kaya akan aluminium sehinggadiharapkan mempunyai kapasitas yang besar.

Atas dasar asumsi bahwa penyerapan ion Likedalam zeolit dapat berkompetisi dengan ion-ionyang mungkin terdapat dalam air pendingin primer

Sumijanto dkk,ISSN 0216-3128

Page 3: PEMANFAATAN ZEOLIT UNTUK PENGENDALIAN KONSENTRASI …

3. Pcmbuatan ammonium zeolit.EA = zA (A] /Nt

EA * = zA mA */M*

Nt = zA [A] + 2'.B [B]

l\4. = zA mA. + zB roB.

= Fraksi ekiva.len ion A dalam larutan

Zeolit yang telah dimumikan direflukdengan larutan NH4Cl dengan konsentrasi IN dan

5N masing-masing selama 4 jam. Kemudiandicuci dengan air bebas mineral sampai bebaskhlorida. Zeolit hasil pencucian dikeringkan

0dalam oven dengan temperatur 120 C clan

disimpan dalam desikator yang didalamnyaditempatkan larutan NaCl jenuh.

4. Uji kemampuan serap

Uji kemampuan serap dilakukan dengancara mengocok sejumlah zeolit (gram) kedalamlarutan yang mengandung kation yang akandiserap/dipertukarkan. Analisa kandungan kationfiltrat hasil pengocokan dilakukan dengan

m.enggunakan spektrofotometer 'serapan atomuntuk mengetahui kemampuan serapnya.

EA * = Fraksi ekivalen ion A dalam zeolit

[A] = Konsentrasi ion A dalam larutan

( moVliter )

[B] = Konsentrasi ion B dalam larutan.

( moVliter)mA * = Konsentrasi ion A dalam zeolit

(moVKg)mB* = Konsentrasi ion B dalam zeolit

( moVKg)

M* = Kapasitas pertukaran zeolit untuk ion A

Nt = Total konsentrasi ion dalam larutan

( ekivalen /liter)

a. Kinetika pertukaran ion.

Ditimbang ammonium zeolit sebanyak 0.5gram, dimasukan kedalam 25 ml larutan yangmasing-masing mengandung 280 ppm Li , 480ppm Mg clan 800 ppm Ca. Kocok dengan

menggunakan alat kocok pada variasi waktu15,30,45,60,90,120,150,dan 180 menit , disaringdun filtrat dianalisa kat ion menggunakan AAS.

TATAKERJA

.Alat dan bahan.

b. Pengaruh konscntrasi (Li,Mg ,Ca) ter-hadapcrcktililas scrapan ammonium zcolit.Pera.latan gelas laboratorium, neraca

analitik, oven, desikator, penggerus (grinder),pengayak (siever), s top watch, refluk,spektrofotometer serapan atom (AAS).

Bahan.

.Zeolit alam asal Bayah

.Larutan baku Li,Ca,Mg

.Larutan asam borat

Ammoniom khlorida

Perak nitrat

Natrium khlorida

Air bebas mineral

Ditimbang 4 gram Amm zeolit dimasukankedalam 25 ml daTi masing-masing larutan ionlogam dengan konsentrasi 2 ppm~kocok selama150 menit. Selanjutnya disaring clan filtratnyadianalisis dengan AAS,kemudian ditentukanbanyaknya ion logam yang terserap. Dengan carayang sarna dilakukan untuk konsentrasi kation4,6,8 dan 10 ppm.

c. Pengaruh H3BO3 terhadap kemampuanscrap ammonium zeolit untuk ion Li,Mg danCa.

2. Pemurnian zeolit

Ditimbang 4 gram ammonium zeolitdimasukan kedalam .25 ml larutan yangmcngandung 6 ppm ion logam dengan variasikonsentrasi boron (8) 500, I 000 dan 3000 ppm,kcmudian dikocok selama 150 men it. Disaringdan filtratnya dianalisa dengan AAS untukmenentukan banyaknya ion yang terserap.

Pemumian zeolit dilakukan dengan caramerefluk zeolit alam asal Bayah dengan air bebasmineral berulang-ulang sampai diperoleh kondisiair yang jemih. Selanjutnya zeolit hasil refluk

dikeringkan dalam oven dengan temperatur 120oCdan disimpan dalam desikator yang didalamnya

ditempatkan larutan NaCI jenuh.

Sumijanto. dkk ISSN 0216-3128

Page 4: PEMANFAATAN ZEOLIT UNTUK PENGENDALIAN KONSENTRASI …

Prosiding Pertemuan dan Presentasi /lmiah

PPiVY-BAT../N. Yogyakarla 13-15 April 1996 811m 11 247

d. Pengaruh Mg tcrhadap kemampuan scrapammonium zeolit untuk Li

Ditimbang 4 gram ammonium zeolitdimasukan kedalam 25 ml larutan yangmengandung 6 ppm ion Li dengan variasikonsentrasi Mg 2,4,6,8 clan 10 ppm, kemudiandikocok selama 150 men it. Disaring clan filtratnyadianalisa dengan AAS untuk menentukanbanyaknya ion yang terserap.

e. Pengaruh Ca terhadap kemampuan serapammonium zeolit untuk Li

Ditimbang 4 gram ammonium zeolitdimasukan kedalam 25 ml larutan yangmengandung 6 ppm ion Li dengan variasikonsentrasi Ca 2,4,6,8 dan 10 ppm kemudiandikocok selama 150 men it. Disaring dan filtratnyadianalisa dengan AAS untuk menentukanbanyaknya ion yang terserap .

f. pengaruh konsentrasi Mg terhadap serapan Lidin Ca pada ammonium zeolit.

Ditimbang 4 gram ammonium zeolitdimasukan kedalam 25 ml larutan yangmengandung 6 ppm ion Li dan 6 ppm ion Ca

dengan variasi konsentrasi Mg 2,4,6,8 dan 10 ppmkemudian dikocok selama 150 men it. Disaringdan filtratnya dianalisa den.gan AAS untukmenentukan banyaknya ion yang terserap.

g. Pengaruh konsentrasi. Ca terhadapsera pan Li dan Mg pacta ammonium zeolit.

Ditimbang 4 gram ammonium zeolit

dimasukan kedalam 25 ml larutan yang

mengandung 6 ppm ion Li clan 6 ppm ion Mg

dengan variasi konsentrasi Ca 2,4,6,8 clan 10 ppm

kemudian dikocok selama 150 men it. Disaring

clan filtratnya dianalisa dengan AAS untuk

menentukan banyaknya ion yang terserap.

b). Saturasi penukaran ion Li, Ca clan Mg dicapaidalam waktu pengocokkan 150 menit,yang

berarti telah terjadi kesetimbanganpertukaran ion.

c). Kecepatan pertukaran ion Li > Ca > Mg .Halini dimungkinkan oleh adanya perbedaanmobilitas ion dalam larutan..

d). Kapasitas tukar kation (KTK) dari ammoniumzeolit untuk ion Li = 1,87 meq/g ion Ca =1,66 meq/g clan ion Mg = 1,65 meq/g.

Pengaruh konsentrasi kation terhadap KTKammonium zeolit pada pengocokkan 150 menitditunjukkan pad a Gambar-2. Oari data ini dapatdiketahui bahwa untuk konsentrasi kation dibawah10 ppm , kenaikan konsentrasi kation diikuti olehkenaikan KTK. Hal ini dimungkinkan bahwaammonium zeolit pada rentang konsentrasitersebut belum mencapai tingkat kejenuhan. Bi1adikaitkan dengan rentang konsentrasi kat ion dalamair pending in PL TN yang rata-rata sekitar 10 ppm,maka hal ini akan memberikan peluang terhadapzeolit untuk dapat digunakan dengan baik sebagaipenyerap kation .Pengaruh konsentrasi asam borat terhadap KTKammonium zeo1it untuk ion Li, Ca dan Mg dengankonsentrasi masing-masing 6 ppm ditunjukkanpada Gambar-3. Dari data ini dapat diketahuibahwa pada rentang konsentrasi asam borat an tara0 sampai 3000 ppm B (boron) tidak banyakmempengaruhi KTK ammonium zeolit terhadapketiga ion tersebut. Hal ini berarti adanya asamborat dalam air pendingin primer PL TN tidak

berpengaruh pacta proses penyerapan ion Limenggunakan ammonium zeolit, sehinggamemberi peluang penggunaan zeolit dalam

PLTN.

Pengaruh ion Ca, Mg terhadap efisiensipenukaran ion Li dengan konsentrasi 6 ppm Li

ditunjukkan pacta Gambar-4. Oari data tersebut,beberapa informasi dapat diketahui sebagaiberikut:

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil uji kinetika pertukaran kation Li,Cadan Mg clengan konsentrasi 280 ppm Li,800 ppmCa clan 480 ppm Mg ditunjukkan pad a Gambar -I.Dari data tersebut dapat diketahui sebagai berikut :a). Daya kapasitas tukar kation ketiga unsur

tersebut nnik secara cepat pada \vnktupengocokkan hingga 20 men it yangkemudian kecepatannya menjadi tetap pada

pengocokkan selanjutnya.

a).Pada rentang konsentrasi Li (tunggal)dari 2 sarnpai 10 ppm, kenaikan konsentrasi Limenimbulkan penurunan efisiensi pertukaran. Halini dimungkinkan karena adanya perubahan pactakesetimbangan. .

b).Adanya ion Ca dan Mg dalam larutandapat menurunkan efisiensi penukaran ammoniumzeolit untuk ion Li. I-Ial ini berarti ion Ca dan Mglebih disukai oleh ammonium zeolit dari pada ionLi. Sedangkan ion Ca lebih disukai olehammonium zeolit dari pada ion Mg. Dan hat

Sumijanto dkk,ISSN 0216-3128

Page 5: PEMANFAATAN ZEOLIT UNTUK PENGENDALIAN KONSENTRASI …

Prosiding Pertel"uan don Presentasi I/miahPPNY-BATAN. Yogyakorta 2J-25April/996

248 8/1k/l//

Gambar-]: Pengaruh kation terhadap KTK dati NH4zeolit pada pengocokkan J 50 menit

..,. 1000 fo(!O ""'" '.~MDl,... ~...f \"'.-' ,OO~ ~

Gambar-3: Pengaruh konsentrasi asam borat ter-hadap KTK Ii, Ca, IWg dengankonsentrasi masil/g-masing 6 ppm padapengocokkan 150 menit

Ganbar-4 : Pengaruh ;on Mg & Ca terhadap e-fis;ens;penukaran ;on Li (patla pengocokan 150menit (tlitll/alisis hanya ;on Li

..

tersebut dapat dijelaskan bahwa adanya ion Calebih memperburuk proses penyerapan ion Li.Pen omen a tersebut diukibatkan oleh adanya

perbedaan rapat muatan daTi masing-musing ionterhidrasi.

Pengaruh ion Li dan Ca terhadap efisiensipenukuran ion Mg ditunjukkan padu Gambur-5.Data tersebut dapat diuraikan sebagai berikut:

a).Pada proses pertukaran ion Mg (tanpapenggangu), kenaikan konsentrasi ion dari 0sampai 10 ppm tidak bun yak berpengaruh

terhadap efisiensi pertukaran. Pad a rentangkonsentrasi tcrsebut ammonium zeolit belum

mencupui tingkut kejenuhun.

b).Efisicnsi pertukarnn Mg tiduk banyakdipengaruhi oleh adanya ion Li, melainkandipengaruhi oleh ion Ca .Dengan adanya ion Ca,kenaikan konsentrasi ion Mg akan mempengaruhiefisiensi. pertukarannya. Hal tersebutdimungkinkan karena adanya kompetisi antara ionMg dengan Ca. Jika ada ion Ca clan konsentrasiMg makin bertambah, maka mobilitas ion Mgmenjadi turun.

Pengaruh ion Li clan Mg terhadap efisiensipenukaran ion Ca ditunjukkan pada Gambar-6.Pad a pertukaran ion Ca (tanpa pengganggu),efisiensi pertukarannya pun tidak banyakdipengaruhi olch kenaikan konsentrasi. Hal inidapat dijelaskan bahwa kenaikan konsentrasimasih ber;1da dalam jangkau;1n KTK. Efisiensipertukaran Ca tidak ban yak dipengaruhi olehadanya ion Li. Sedangkan ion Mg sedikitmempengaruhi efisiensi pertukaran. Kenaikankonsentrasi ion Ca dalam adanya ion Mg akanmenurunkan efisiensi, karena terjadi kompetisian tara ion Ca dan Mg. Kenaikan konsentrasi Calebih dominan mempengaruhi efisiensi pertu-

karan..f /..::=~~~~~--= '" I

,., I~-.-" ...~r-- 0 I~, I ~.. ..." "" :. ~j ..' t /o;...q~ :--~ !~ / ,. ~ .~ .~ w .,,. 11'/ i::~ 1/. '.. '..." -j

., ,~ ...,.. "0 .00 ...

WaklU p..:nl:ocokan ( ,neoni.)

Gambar-l : Pengaruh waklu pengocokkan kation Li,CII, fj,lg dengnn kolr.fentrn.fi 2.~O pp/ll Li,800 ppm Ca, 480 ppm Mg. keduJuln NH4

leo/it

GI~ Li tetap (0,15 fig) Mg variabelx Li tetap (0,15) Ca variabel0 Li tetap (0,15 fig), Ca tetap (0,15 fig), Mg

varia bel0 Li tetap (0,15 fig), Mg tetap (0,15 fig), Ca

variabel[> Li variabel tanpa tanuingan

ISSN 0216-3128Sumijanto,dkk

Page 6: PEMANFAATAN ZEOLIT UNTUK PENGENDALIAN KONSENTRASI …

Prosiding Per!emuan don Presentasi lImiahPPNY-BATAN. Yog)'Okarta 23-25 April 1996 Buku 1/ 249

DAFT AR PUST AKA.

Gambar-S: Pengaruh ion Li & Ca terhadap efisiensipenukaran ion Mg pada pengocokkanISO men it (dianalisis hanya ion Mg)

1. HOWARD OCKEN, PWR Primary CoolantChemistry :the view from the USA, NuclearEngineering International ,October 1992, 39-42.

2. SUY ARTONO DAN O.S KOMARDI ,Penerapan model pengolahan danpemanfaatan zeolit Bayah untuk gas dancairan , PPTM Bandung,1986.

3. RISTO HARJULA, Ion Exchange andHydrolysis Reaction in Zeolite,Report SeriesRadiochemistry 8/1993.

4. THAMZIL LAS, Doctor Thesis, 1989

5. SITI AMINI ,Doctor Thesis 1992.

6. AP 600 STANDARD SAFETY ANAL YSISREPORT,U.S.Department of Energiy , SanFrancisco Operations Office, WestinghouseElectric Corporation ,DE-AC03-90SF18495 ,June 26,1992, Volume -'

"..'G?(OL"~..D-DL ...,... ~"f.. (~"'I

~ Mg variabel tanpa tandinganx Li tctap (0,15 mg), Ca Iclap (0,15 mg), Mg variabcl0 Li tctap (0,15 mg), Ca tetap (0,15 mg),

Mg variabel" Li letap (0,15 mg), Mg tetap (0,15 mg), Ca variabel

Gambar-6 Pengaruh ion Li & !rIg terhadap efisiensipenuykaran ion Ca pada pengocokkan150 men it (dianalisis hanya ion CaY

KESIMPULAN

1. Konsentrasi asam borat dalam air pen ding inprimer PLTN tidak mempengaruhi prosespenyerapan ammonium zeolit untuk ionLi.Demikian halnya untuk ion Ca clan Mg.

2. Terjadi kompetisi pacta penyerapan ion Li, Caclan Mg , dimana ion Ca lebih dominan untukdiserap dibanding dengan ion Mg dan ion Li.

3. Konsentrasi ion Ca dan Mg dalam air pen-dingin primer PL TN mempengaruhi efisiensipertukaran ammonium zeolit untuk ion Li.

TANYA JAWAB

Sahat Simbolol'

.Jenis PLTN mana yang lnampu mempunyai Bsebanyak 3000 ppm. don berapa konsentrasi Bdalam bahan bakarnya

Sumijanto

.PL TN PWR, PHWR dirancang mampuditambahkan asam borat hingga konsentrasi B =

3000 ppm (dalam rangka pengendalianreaktivitas). Tentu semakin keciV rendahkonsentrasi B. semakin baik; asalkan reaktivitassudah dipenuhi.

-Boron berada dalam air pendingin primer.Konsumsi/ kebutuQan Boron bergantung padapencapaian reaktivitas.

Endang Susiantini

-Bagaimana mekanisme Ca lebih dominan untukdiserap dibanding Mg dan Li. Kompetisi berda-sarkan apa. apakah ukuran. atau yang lainnya.Boron tidak mempengaruhi mekanismenya.bagaimana.

Sumijanto

-Ion Ca lebih dominan diserap dibanding Mg, Lidata ini diperoleh secara eksperimental, namun

Sumijanto dkk,ISSN 0216-3128

Page 7: PEMANFAATAN ZEOLIT UNTUK PENGENDALIAN KONSENTRASI …

Prosiding Perle/III/an dan Presentasi I/miahPPNY-BATAN. Yogyakarta 23-25 April 1996250 Hi/kl/ II

secara teoritis hal-hat yang mempengaruhi sera-pan adatah :

1. ukuran ion tersolvasi,2. rapat muatan,3. berat atom, yang keasamannya

mempe~ngaruhi mobilitas ion.Mobilitas inilah yang menentukandominan sera pan atau kompertisisera pan.

-Usulllntuk dibuat multi variabelY = (:t"/, XZ, .t"j, .t"J, )

Sumijanto

-Sebagai langkah awal boron diteliti : pengaruhCa, Mg, clan asam borat. sedangkan untuk ion/unsur-unsur lain (Fe, Cr, Ni ). juga akanmempengaruhi serapan. Oleh karena itu akandilanjutkan penelitian untuk ion-ion tersebutsedemikian hingga diperoleh masukan dal~mmembuat model alat penyerap Li.

SukarsoltO

-Karena do/am percobaan hanya ditinjau Li. Ca.kapasitas zeo/it Judah tertentu, doh Mg. apabi/amasih terdapat ion-ion lain yang dapat terserapo/eh zeo/it, maw hasi/ pene/itian ini tidakber/aku untuk keadaan sesungguhnya.bagaimana komentar saudara.

ISSN 0216-3128Sumijanto., dkk