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