PEMUNGUT AN KEMBALI CE DARI Ce - Digilib-BATANdigilib.batan.go.id/e-prosiding/File...

6
PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator don Proses Bahan Yogyakarta, 28 Agustus 2008 PEMUNGUT AN KEMBALI CE DARI Ce - TBP MEMAKAI ASAM SULFA T Suyanti PTAPB-BATAN Yogyakarta ABSTRAK PEMUNGUTAN KEMBALI Ce DARI Ce - TBP MEMAKAI ASAM SULFAT. Telah dilakukan pemungutan kembali atau re-ekstraksi Ce dari Ce - Tap memakai asam sulfat (H2S04), Senyawa Ce - Tap merupakan fasa organik dan H2S04 merupakan fasa air atau fasa striping. Parameter yang berpengaruh adalah molaritas H2S04, perbandingan volume H2S04 dengan Ce- Tap, waktu dan kecepatan pengadukan striping. Pada striping 25 ml Ce - Tap memakai H2S04, kondisi optimum dicapai pada pemakaian konsentrasi H2S04 = 1,5 M, perbandingan volume H2S04: Ce - Tap = 1: 1, waktu striping 5 menit dan kecepatan striping 300 rpm. Pada kodisi ini diperoleh Kd striping = 8, 723 dan efisiensi striping Ce 82,85%. ABTRACT RECOVERY Ce FROM Ce - TBP USED SULPHURIC ACID. The recovery or re- extraction Ce from Ce - Tap used sulphuric acid (H2S04) has been done. The compound of Ce - Tap as organic phase and sulphuric acid as aqeuous phase or as stripping phase. The influence parametre were molarity of sulphuric acid, volume ratio of Ce- Tap with sulphuric acid, time and rate of stripping. At stripping of 25 ml Ce - Tap used sulfuric acid, the optimum condition were molarity H2S04 was 1.5 M, volume ratio of H2S04: Ce - Tap was 1: 1, time of stripping 5 minutes and rate of stripping was 300 rpm. At the optimum condition was obtained the distribution coefficien of stripping was 8. 723 and efficiency of stripping was 82.85%. PENDAHULUAN Logam serium (Ce) yang kadamya 16,23 % terbesar di dalam pasir monasit mempunyai kegunaan yang cukup banyak dalam berbagai keperluan industri antara lain BaCe03 dan SrCe03 untuk sel bahan bakar suhu tinggi, CeOz untuk aditif bahan bakar disel, CeOz bersama-sama dengan zirkonia digunakan untuk pelapisan permukaan logam yang tahan terhadap suhu tinggi, CeOz sebagai bahan paduan untuk logam clan keramik unggul (I). Mengingat manfaat yang dimiliki oleh logam tanah jarang (Ce) serta dengan pertimbangan adanya cadangan pasir monasit di Indonesia yang cukup besar, maka layak untuk dilakukan usaha pengambilan/ pemisahan unsur-unsur tersebut. Hal ini selain untuk memaksimalkan potensi dari pasir monasit, juga akan memberikan nilai ekonomis yang lebih tinggi. Untuk memenuhi kebutuhan industri tersebut diperlukan Ce dengan kemurnian yang tinggi. Untuk memperoleh Ce dengan kadar yang tinggi dapat dilakukan proses pemisahan dengan teknik ekstraksi pelarut menggunakan TBP-kerosin dilanjutkan dengan proses striping dengan menggunakan fasa organik hasil ekstraksi dan fasa air berupa asam suIfat. Sebelum proses ekstraksi, Ce (OH)4 berupa padatan yang dilarutkan ke dalam asam nitrat. Reaksi pelarutan Ce dalam HN03 adalah sebagai berikut : Ce(OH)4+ 4HN03 -> Ce(N03)4 + 4H20 (1) Larutan Ce (N03)4 kemudian diekstraksi dengan TBP Tri Butil Fosfat). Menurut HANSON, C dan BENEDICr3), reaksi yang terjadi an tara logam dengan TBP pada keasaman rendah mengikuti reaksi sebagai berikut : H++ NO-3~HNO(a) (2) HN03(a)~HN03 (0) (3) Ce4++4 N03-+ 2 TBP (o)~Ce (N03)4 2 TBP (0) (4) (a)= fasa air, (0) = fasa organik 136 ISSN 1410 - 8178 Suyanti.

Transcript of PEMUNGUT AN KEMBALI CE DARI Ce - Digilib-BATANdigilib.batan.go.id/e-prosiding/File...

Page 1: PEMUNGUT AN KEMBALI CE DARI Ce - Digilib-BATANdigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Energi/Pros... · persamaan keseimbangan kedua. Jadi spesies yang dominan dalam larutan

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator don Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

PEMUNGUT AN KEMBALI CE DARI Ce - TBP MEMAKAI ASAMSULFAT

SuyantiPTAPB-BATAN Yogyakarta

ABSTRAK

PEMUNGUTAN KEMBALI Ce DARI Ce - TBP MEMAKAI ASAM SULFAT. Telahdilakukan pemungutan kembali atau re-ekstraksi Ce dari Ce - Tap memakai asamsulfat (H2S04), Senyawa Ce - Tap merupakan fasa organik dan H2S04 merupakanfasa air atau fasa striping. Parameter yang berpengaruh adalah molaritas H2S04,

perbandingan volume H2S04 dengan Ce- Tap, waktu dan kecepatan pengadukanstriping. Pada striping 25 ml Ce - Tap memakai H2S04, kondisi optimum dicapai padapemakaian konsentrasi H2S04 = 1,5 M, perbandingan volume H2S04: Ce - Tap =1: 1, waktu striping 5 menit dan kecepatan striping 300 rpm. Pada kodisi ini diperolehKd striping = 8,723 dan efisiensi striping Ce 82,85%.

ABTRACT

RECOVERY Ce FROM Ce - TBP USED SULPHURIC ACID. The recovery or re­extraction Ce from Ce - Tap used sulphuric acid (H2S04) has been done. Thecompound of Ce - Tap as organic phase and sulphuric acid as aqeuous phase or asstripping phase. The influence parametre were molarity of sulphuric acid, volume ratioof Ce- Tap with sulphuric acid, time and rate of stripping. At stripping of 25 ml Ce ­Tap used sulfuric acid, the optimum condition were molarity H2S04 was 1.5 M,volume ratio of H2S04: Ce - Tap was 1: 1, time of stripping 5 minutes and rate ofstripping was 300 rpm. At the optimum condition was obtained the distributioncoefficien of stripping was 8.723 and efficiency of stripping was 82.85%.

PENDAHULUAN

Logam serium (Ce) yang kadamya 16,23 %terbesar di dalam pasir monasit mempunyaikegunaan yang cukup banyak dalam berbagaikeperluan industri antara lain BaCe03 dan SrCe03untuk sel bahan bakar suhu tinggi, CeOz untukaditif bahan bakar disel, CeOz bersama-samadengan zirkonia digunakan untuk pelapisanpermukaan logam yang tahan terhadap suhu tinggi,CeOz sebagai bahan paduan untuk logam clankeramik unggul (I).

Mengingat manfaat yang dimiliki olehlogam tanah jarang (Ce) serta dengan pertimbanganadanya cadangan pasir monasit di Indonesia yangcukup besar, maka layak untuk dilakukan usahapengambilan/ pemisahan unsur-unsur tersebut. Halini selain untuk memaksimalkan potensi dari pasirmonasit, juga akan memberikan nilai ekonomisyang lebih tinggi.

Untuk memenuhi kebutuhan industri

tersebut diperlukan Ce dengan kemurnian yang

tinggi. Untuk memperoleh Ce dengan kadar yangtinggi dapat dilakukan proses pemisahan denganteknik ekstraksi pelarut menggunakan TBP-kerosindilanjutkan dengan proses striping denganmenggunakan fasa organik hasil ekstraksi dan fasaair berupa asam suIfat.

Sebelum proses ekstraksi, Ce (OH)4 berupapadatan yang dilarutkan ke dalam asam nitrat.Reaksi pelarutan Ce dalam HN03 adalah sebagaiberikut :

Ce(OH)4+ 4HN03 -> Ce(N03)4+ 4H20 (1)

Larutan Ce (N03)4 kemudian diekstraksidengan TBP Tri Butil Fosfat).

Menurut HANSON, C dan BENEDICr3),reaksi yang terjadi an tara logam dengan TBP padakeasaman rendah mengikuti reaksi sebagai berikut :

H++ NO-3~HNO(a) (2)

HN03(a)~HN03 (0) (3)

Ce4++4 N03-+ 2 TBP (o)~Ce (N03)4 2 TBP (0) (4)

(a)= fasa air, (0) = fasa organik

136 ISSN 1410 - 8178 Suyanti.

Page 2: PEMUNGUT AN KEMBALI CE DARI Ce - Digilib-BATANdigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Energi/Pros... · persamaan keseimbangan kedua. Jadi spesies yang dominan dalam larutan

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator don Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

Suatu unsur atau logam seperti Ce yangterikat dalam bentuk senyawa organik (TBP) tidakbisa dimanfaatkan. Supaya dapat diproses lebihlanjut untuk menjadi bentuk oksida atau sampai kebentuk logam yang dapat digunakan, maka harusdiubah lagi dalam bentuk fasa aiI4).

Proses striping ini didahului dengan prosesekstraksi antara larutan Ce(N03)4 yang merupakanhasil olah pasir monasit dengan pelarut organikTBP-kerosin 15%. Larutan Ce(N03)4 sebagaiumpan atau fasa air (rafinat) dan hasil ekstraksidengan Ce- TBP sebagai fasa organik atau ekstrak.Untuk mengambil kembali Ce dari Ce-TBPdilakukan proses re-ekstraksi atau striping memakaiasam sulfat.

Proses striping atau re-ekstraksi merupakankebalikan proses ekstraksi. Pada proses ekstraksi,solut atau logam berpindah dan fasa air ke fasaorganik, sedang pada proses re-ekstraksi, solut darifasa organik ditransfer ke fasa air atau fasa striping.Pemakaian asam sulfat encer sebagai fasapen striping bertujuan untuk mengambil unsur yangsenyawa kompleksnya paling mudah untukdipecahkan sehingga akan mudah dipisahkandengan unsur yang lain.

Asam suIfat merupakan cairan sepertiminyak tak wama, H2S04: d.L 1,84; 1.1. 1O,36°C;t.d. 338°C. Asam yang mumi jarang digunakan,senyawa ini tersedia dalam larutan 96-98% (t.I.30C),nama sistematik penuhnya ialah asamtetraoksosulfat (VI) (5).

Asam suI fat encer adalah asam kuat

diprotik membentuk dua anion, ion hidrogen suI fatH2S04 dan ion sulfat sol' menurut persamaanionisasi sebagai berikut:1. H2S04(aq) + H20,,-+-> H30+(aq) + HS04'(aq)

ka (1) = sangat besar2. H2S04(aq) + H20+->H30+(aq) + HS04'(aq)

ka (2) = I x 10'2

Persamaan keseimbangan pertama terletakjauh lebih menggeser ke arah kanan dari adapersamaan keseimbangan kedua. Jadi spesies yangdominan dalam larutan encer asam sulfat yaitu ionhidronium H30+ dan ion hidrogen suIfat H2S04.

Keberhasilan proses striping diukur denganbesamya unsur yang dapat terdistribusi dari fasaorganik ke fasa air atau dinyatakan dengankoefisien distribusi (Kd).

CsKd = - (5)

Co

dengan Kd = koefisien distribusi dan, Co, adalahkonsentrasi solut pada pelarut organik, dan Cs

adalah konsentrasi solut pad a pelarut air (6.7)

Efektifitas dalam proses ekstraksi dapatdinyatakan dengan persen solut yang terekstrak

yang dapat diperoleh dengan persamaan sebagaiberikut:

Efisiensi Ekstraksi = Heral unsur dutum /.:" xl 00% (6)Heral unsur datum umpan

FS = fasa air (Ce dalam H2S04) dan FO : fasaorganik (Ce dalam TBP - kerosen)

TATA KERJA

Alat

Spektrometer Pendar Sinar X, Stirrer danMagnetic Stirrer, almari asam, alat gelaslaboratorium, kertas Saring, stop Watch.

Bahan

Konsentrat Ce(OH)4 hasil olah pasirmonas it, HN03 pekat teknis, H3P04 buatan Merck,TBP buatan Merck, kerosen buatan Fisher, aquades.

Cara Kerja

Pembuatan Larutan Ce(NOJ)4Sebanyak 100 gram konsentrat Ce(OH)4

dilarutkan dengan larutan HN03 5M sebanyak 346mL yang telah diencerkan dengan akuadessebanyak 1000 mL. Setelah Kristal Ce(N03)4 larut,larutan didinginkan. Setelah larutan dingindilakukan penyaringan.

Proses ekstraksi

Larutan Ce(N03)4 diekstraksi dengan TBP15 % dalam kerosin 85 % pada perbandingan FA :FO = I: 1, larutan tersebut diaduk selama 20 menit.Larutan dipisahkan fasa organik dengan fasacaimya menggunakan corong pisah. Fasa organikhasil ekstraksi digunakan untuk pr()ses striping Ceo

Proses stripinga. Variasi molaritas H2S04

Fasa organik (FO) dari hasil ekstraksisebanyak 5 mL distriping dengan larutan asamsuIfat 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 M. Masing-masingsebanyak 5 mL, diaduk dengan kecepatan 500 rpmselama 5 menit. Fasa organik dan fasa stripingdipisahkan. Fasa striping dianalisis menggunakanspektrometer pendar sinar X.

b. Variasi Waktu PengadukanFasa organik (FO) dari hasil ekstraksi

sebanyak 5 mL distriping dengan larutan asamsulfat 1,5 M sebanyak 5 mL, diaduk dengankecepatan 500 rpm selama 2,5; 5; 7,5; 10; 12,5menit. Fasa organik dan fasa striping kemudiandipisahkan. Fasa striping dianalisis menggunakanspektrometer pendar sinar X.

c. Variasi perbandingan FA : FOFasa organik (FO) distriping dengan larutan

as am sulfat ],5 M, diaduk dengan kecepatan 500

Suyanti. ISSN 1410 - 8178 137

Page 3: PEMUNGUT AN KEMBALI CE DARI Ce - Digilib-BATANdigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Energi/Pros... · persamaan keseimbangan kedua. Jadi spesies yang dominan dalam larutan

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator dan Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

85

Kons H2S04 (M) Kons Ce (ppm)Kd

0,5

33982,6781

34912,9691,5

38664,8262

30931,9652,5

31732,124

dCAJA,Z= -DAB--

dz

dengan: JA,Z = kecepatan transfer massaDAB = difusivitas massac = konsentrasi,z = lebar lapisan antar fasa

Tabel I. Hubungan konsentrasi asam sulfatdengan konsentrasi Ce dalamfasa stripingdan efisiensi striping (FS:FO =1:1;kecepatan pengadukan = 500 rpm; waktupengadukan = 5 men it)

dengan :DAB= difusivitas dari A di dalam lal1ltanencer dalam B

k = konstanta BoltzmannT =suhu

r = jari-jari partikel zat terlarutf.1R = viskositas pelarutDari persamaan tersebut dapat diketahui

bahwa difusivitas berbanding terbalik denganviskositas pelarut, sehingga semakin kecilviskositas pelarut maka akan semakin mudah untukberdifusi dari fasa organik ke fasa air

Dari persamaan tersebut dapat diketahuibahwa difusivitas berbanding terbalik dengan

(8)

365

o 0.5 1 15 2 2.5Konsentrasi H2S04(M)

Gambar 1. Hubungan antara konsentrasi asamsulfat dengan efisiensi striping Ceo

Dari persamaan tersebut dapat diketahuibahwa variabel difusivitas berbanding lurus dengankecepatan transfer massa, sehingga semakin besarkonsentrasi akan semakin besar pula kecepatanperpindahan massa. Sedangkan difusivitasberbanding terbalik dengan viskositas. Hal ini dapatdijelaskan melalui persamaan Stokes-Einsteinsebagai berikut:

DAB= ~ (9)61t rJl B

HASIL DAN PEMBAHASAN

Umpan striping adalah ekstrak yang kayaCe(IV) berupa kompleks Ce(N03)4. 4TBP dari hasilekstraksi an tara Ce(N03)3 dengan TBP. Untukmemungut kembali Ce yang berada dalam fasaorganik (ekstrak) dilakukan striping denganmenggunakan asam sulfat. Reaksi yang teljadi padaproses striping:

Ce(N03 )44TSP+ 2H2S04+-+Ce(S04)2( S)+4HN03+4 TBP (7)

I. Kadar Ce dalam fasa air sebelum ekstraksi

memakai TBP = 22400 ppm.2. Kadar Ce dalam fasa air sesudah ekstraksi

memakai TBP = 17733 ppm.3. Umpan untuk striping = Kadar Ce dalam dalam

TBP = Kadar Ce dalam fasa air sebelumekstraksi - Kadar Ce dalam fasa air sesudah

ekstraksi = 22400 ppm - 17733 ppm = 4667ppm

Variasi molaritas H2S04

Dari persamaan reaksi (7) di atas, dapatdilihat bahwa untuk kesempumaan reaksi tersebutdibutuhkan jumlah mol asam sulfat yang cukup.Semakin besar mol asam sulfat yang digunakanuntuk reaksi maka efisiensi pengambilan Cesemakin besar.

Pada Tabel 1 dan Gambar 1 terlihat bahwa

pada pemakaian H2S04 dari 0,5 M sampai 1,5 M Ceterdistribusi ke fasa striping semakin meningkatatau harga Kd Ce semakin meningkat yaitu dari2,678 menjadi 4,826 dan efisiensi pemungutan Cedari 72,83% menjadi 82,85%, tetapi semakin besarmolaritas H2S04 yang digunakan untuk reaksi Kdstriping menurun, karena semakin besar molaritasH2S04 maka viskositasnyajuga semakin besar.

Salah satu faktor yang sangat berpengaruhterhadap kecepatan perpindahan massa dari fasa air(FA) ke fasa organik (FO) adalah viskositas larutan.Hal ini dapat dijelaskan dengan hukum Fick (6):

rpm selama 5 menit, dengan perbandingan volumeFA : FO adalah 0,5:1; 1:1; 1,5:1; 2:1; dan 2,5:1.Fasa organik dan fasa striping kemudiandipisahkan. Fasa striping dianalisis menggunakanspektrometer pendar sinar X.

d. Variasi Kecepatan PengadukanFasa organik (FO) distriping dengan larutan

asam sulfat 1,5 M, diaduk dengan kecepatanpengadukan 100, 150, 200, 250, dan 300 rpm,selama 5 men it dengan perbandingan FA: FOsebesar I: I. Fasa organik dan fasa stripingkemudian dipisahkan.

Fasa striping dianalisis menggunakanspektrometer pendar sinar X.

138 ISSN 1410 - 8178 Suyanti.

Page 4: PEMUNGUT AN KEMBALI CE DARI Ce - Digilib-BATANdigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Energi/Pros... · persamaan keseimbangan kedua. Jadi spesies yang dominan dalam larutan

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator don Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

viskositas pelarut, sehingga semakin kecilviskositas pelarut maka akan semakin mudah untukberdifusi dari fasa organik ke fasa air.

Semakin besar konsentrasi asam sulfat

viskositasnya semakin besar, dengan demikiansemakin kecil koefisien difusinya, sehinggamenghambat laju perpindahan massa. Efisiensipemungutan Ce menurun pada keasaman H2S04 2Mdan 2,5 M karena difusi yang lambat menghambatperpindahan massa ke H2S04• Dapat disimpulkanbahwa konsentrasi H2S04 yang optimum adalah1,5M.

pengaruh Waktu Pengadukan TerhadapStriping Ce

Terjadinya reaksi dan terbentuknya hasilreaksi diperlukan waktu yang cukup agar reaksi danhasil reaksi yang diperoleh maksimal. Semakinlama waktu striping maka reaksi semakin sempuma,Kd dan efisiensi semakin besar. Hubungan waktustriping dengan konsentrasi Ce dalam fasa stripingdan Kd Ce terlihat dalam Tabel 2, sedangkanhubungan antara waktu striping dengan besamyaefisiensi striping dapat dilihat pada Gambar 2.

Tabel2. Hubungan waktu pengadukan dengankonsentrasi Ce dalam fasa striping clanefisiensi striping memakai asam sulfat(FS : FO = I :I; Kecepatan Pengadukan =50 rpm;Konsentrasi asam sulfat = 1,5 M)

Waktu H2S04 (menit) Kons Ce (ppm)Kd

2,5

31081,9945

38664,826

7,5

31152,00710

31061,990

12,5

30271,846

Pada Tabel 2 dan Gambar 2 tampak bahwadengan bertambahnya waktu striping Kd danefisiensi striping semakin besar. Pada pengadukanselama 5 menit diperoleh efisiensi pemungutan Cepaling besar yaitu 83%, sedangkan pada waktu 2,5menit efisiensi pemungutan Ce lebih kecil yaitusekitar 67%. Mulai waktu striping 7,5 menit sampai12,5 menit Kd striping dan efisiensi stripingdiperoleh sedikit menurun dibanding pada waktupengadukan 5 menit. Hal ini dapat dijelaskan bahwapada reaksi striping merupakan reaksi bolak balikatau reversible (persamaan 7), maka pada waktupengadukan 5 menit telah terjadi transfer massamaksimum dari fasa organik ke fasa striping.Sesudah waktu 5 menit akan terjadi kesetimbanganatau perpindahan massa bolak balik dari fasastriping ke fasa organik sehingga terjadi sedikitpenurunan kadar solut di fasa striping.

90807060

?j 50~ 405j 30~ 20w 10

o2.5 5 7.5 10 12.5

Waktu Pengadukan (men it)

Gambar 2. Hubungan antara waktu pengadukandengan efisiensi striping Ceo

Waktu pengadukan yang paling optimumdalam proses striping adalah 5 men it, pada kondisitersebut diperoleh efisiensi striping sebesar 82,85%.

Variasi Perbandingan Volume Fasa Striping(FS) : Fasa Organik (FO)

Kelarutan garam-garam logam tanah jarangdipengaruhi oleh besamya nilai volume daripelarutnya. Oleh karena itu volume re-ekstraktandalam jumlah yang relatif tepat untuk digunakandalam mengambil Ce (IV) dari fasa organik secaramaksimum perlu diketahui. Untuk mengetahuibesamya volume fasa striping dinyatakan dalamperbandingan terhadap volume fasa organiknya.

Pada perbandingan volume asam sulfatsebagai fasa striping dengan fasa organikdidapatkan hasil efisiensi tertinggi padaperbandingan 1:1 sebesar 78,06% seperti yangterIihat pada Tabel 3 dan Gambar 3. Ini berarti Cedalam fasa organik dapat larut ke dalam fasa aimya.Pemakaian re-ekstraktan yang lebih besar lagi tidakmembawa perubahan hasil striping.

Dari Gambar 3 terlihat bahwa nilai efisiensi

striping Ce dengan konsentrasi asam fosfat 2 Mmencapai efisiensi tertinggi pada perbandinganFS:FO = I: I, setelah itu grafik menunjukkanpenurunan.

Tabel3. Hubungan perbandingan volume fasastriping dan fasa organik dengankonsentrasi Ce dalam fasa striping danefisiensi striping. (Waktu pengadukan =5 men it; kecepatan pengadukan = 50rpm; konsentrasi H2S04= 1,5 M)

Perbandingan KonsentrasiKd

H2S04 FS:FO

Ce (ppm)

0,5:1

22230,9101:1

38664,8261,5:1

33212,4672:1

32482,2892,5:1

34402,804

Suyanti. ISSN 1410 - 8178 139

Page 5: PEMUNGUT AN KEMBALI CE DARI Ce - Digilib-BATANdigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Energi/Pros... · persamaan keseimbangan kedua. Jadi spesies yang dominan dalam larutan

100

~ 80eft

~ 60c.~ 40""w

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator dan Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

95

20

oo 0.5 1.5 2

FS:FO2.5 3

80

o 50 100 150 200 250 300Kecepatan Pengadukan (rpm)

KESIMPULAN

Pada striping 25 ml Ce - TBP memakaiasam suIfat, kondisi optimum dicapai padakeasaman H2S04 1,5 M, perbandingan volumeH2S04 : volume fasa organik, FS : FO = I: I danwaktu pengadukan 5 menit dengan kecepatanpengadukan 300 rpm. Pada kodisi ini diperoleh Kdstriping 8,273 dan efisiensi striping Ce 94,02 %.

Gambar 4. Hubunganpengadukanpemungutan Ceo

Kecepatan pengadukan dalam prosesstriping juga berpengaruh pada efisiensi prosesstriping. Dalam hal ini perlu dipelajari berapakecepatan optimum untuk mencapai efisiensi yangoptimum. Dari hasil inilah dapat diketahuikecepatan yang paling efektif untuk proses re­ekstraksi Ceo Besamya konsentrasi hasil stripingdan Kd Ce dapat dilihat dalam Tabel 4 dan Gambar4.

Pada Gambar 4 dapat dilihat bahwasemakin cepat pengadukan efisiensi stripingsemakin besar, hal ini dikarenakan dengan semakinbesar kecepatan pengadukan maka jarak antar fasamenjadi semakin kecil yang menyebabkan Cemendifusi ke fasa air menjadi besar. Pada kecepatanrendah yaitu 50 rpm efisiensi striping sekitar82,85% dan pada kecepatan maksimal yaitu 300rpm Ce sangat besar terdistribusi ke fasa air yaituefisiensinya mencapai 94,02%. Jika pengadukanlebih dipercepat lagi maka akan terjadi butir-butiratau tetes-tetes emulsi yang semakin kecil, sehinggapemisahan FO dan FS semakin sulit danmembutuhkan waktu lebih lama. Disamping itupada kecepatan yang lebing tinggi akan terjaditloading atau tumpahan jika dipakai wadah yangsarna. Dapat disimpulkan bahwa kecepatanpengadukan yang optimum pada 300 rpm, karenapada kecepatan pengadukan ini memberikanefisiensi pengambilan Ce yang paling optimumyaitu 94,02%.

Gambar 3. Hubungan antara perbandingan volumeFasa Striping(FS):Fasa Organik (FO)dengan efisiensi striping

Variasi Kecepatan Pengadukan

Parameter kecepatan pengadukan ataukecep3tan striping penting untuk dilakukan, karenauntuk mengetahui kecepatan yang optimum prosesstriping. Dilihat dari sisi pengaruh difusi, laju difusi= DA crCAI crz dimana z adalah jarak atau lebaryang ditempuh oleh unsur atau senyawa yang akanmendifusi dari fasa organik ke fasa air atausebaliknya. Semakin lebar z., difusi semakin lambat.Semakin cepat pengadukan yang dilakukan makasemakin pendek lebar z, sehingga laju difusisemakin cepat.

Berdasar teori tumbukan : r = Is dimana 1=faktor tumbukan dan s = jumlah tumbukan mole

yang bereaksi per satuan waktu. Baik s dan I sangatdipengaruhi oleh kecepatan pengadukan, makincepat pengadukan maka reaksi semakin sempuma.

Kecepatan pengadukan dalam prosesstriping juga berpengaruh pada efisiensi prosesstriping. Dalam hal ini perlu dipelajari berapakecepatan optimum untuk mencapai efisiensi yangoptimum. Dari hasil inilah dapat diketahuikecepatan yang paling efektif untuk proses re­ekstraksi Ceo Besamya konsentrasi hasil stripingdan Kd Ce dapat dilihat dalam Tabel4 dan Gambar4.

Tabel4. Hubungan kecepatan pengadukan dengankonsentrasi Ce dalam fasa striping danKd striping. (FS : FO =1:1 ; waktupengadukan = 5 men it; konsentrasiH2SO4 = 2 M)

Kecepatan pengadukan Konsentrasi CeKd

(rpm)(ppm)

50

38664,826100

39575,573150

41648,062200

41728,278250

42558,486300

43878,723

antara

dengankecepatan

efisiensi

140 ISSN 1410 - 8178 Suyanti.

Page 6: PEMUNGUT AN KEMBALI CE DARI Ce - Digilib-BATANdigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Energi/Pros... · persamaan keseimbangan kedua. Jadi spesies yang dominan dalam larutan

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator dan Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

DAFT AR PUST AKA

\. NESBITT, E.A, and WERNICK, J.H. RareEarth Pennanent Magnets. NewY orkAcademic Press (I973).

2. DAINTITH, 1., Kamus Lengkap Kimia. JakartaErlangga. (\990.)

3. HANSON, C., Recent Advances in Liquid ­Liquid Extraction, Pergamon Press, Oxford,New York, First Editior., (I 97\).

4. PRAKASH, S., Advanced Chemistry of RareEarth, S.Chand and Co., PVT, New Delhi,(I 975).

5. ATKINS, P.W, Kimia Fisika. Edisi Ke-4. Jilid2. Terjemahan Inna I.

6. Kartohadiprojo. Jakarta:Erlangga. (1997).7. SINTON. C.W., Study of The Rare Earth

Resorces and Markets for the Mt. Weld

Complex, For Lynas Corporation Ltd. BCC,Researc, 40 Washington St, www. Beeresearch.Com

8. LADDA, G.S., DEGALLESAN, T.N.,Transport Phenomena in liquid Extraction, Mc­Grow Hill Publishing, Co.,L TD., New york,( \976).

9. WELTY, R. J.; WICKS, E,C, WILSON, E. R.;GREGORY, R.,. Dasar-Dasar FenomenaTransport. Volume 3. Edisi Ke-4. TerjemahanGunawan Prasetio. Jakarta: Erlangga. (2004).

10. LEVENSPIEL, 0., Chemical ReactionEngineering, second edition, John Wiley &Sons, Inc., New York, Chichester, Brisbane,Toronto, (1972)

TANYA JAWAB

Tri Rusmanto

>- Berapa kecepatan pengadukan maksimum agardiperoleh konsentrasi Ce juga maksimum.

>- Apa fungsi asam sui fat dan mungkinkahdigunakan asam kuat yang lain bagaimanapengaruhnya.

Suyanti~ Kecepatan pengadukan maksimal diperoleh

pada 300 rpm. Pada kecepatan tersebut Cesangat besar terdistribusi ke fasa air yaituefisiensinya mencapai 94,02%. Jikapengadukan lebih dipercepat lagi maka akanterjadi butir-butir atau tetes-tetes emulsi yangsemakin kecil, sehingga pemisahan fasaorganik dan fasa striping semakin sulit danmembutuhkan waktu lebih lama

~ Pemakaian asam sulfat encer berfungsisebagai fasa penstriping yaitu untukmengambi/ unsur yang senyawa kompleksnyapaling mudah untuk dipecahkan sehingga akanmudah dipisahkan dengan unsur yang lain.Asam sulfat sendiri adalah merupan asam kuattentu saja penggunaan asam kuat yang laindapat digunakan untuk re-ekatraksi tetapidengan molaritas yang rendah karenadifusivitas berbanding terbalik denganviskositas pelarut, sehingga semakin kecilmolaritas asam maka viskositasnya jugasemakin keci/ sehingga akan semakin mudahuntuk berdifusi darifasa organik kefasa air

Suyanti. ISSN 1410 - 8178 141