KUMPULAN LAPORAN HASIL PENELlTlAN TAHUN 2005 ISBN.978-979-99141-2-5

UJI COBA PENGOLAHAN BIJIH U RIRANG

DENGAN KAPASITAS 0,75 KG: PELARUTAN TOTAL

(P2BGGN/PGN- TPBGN/K/O 12/2005

Oleh : Sumarni, Hafni Lissa N, Widowati, Rusydi

ABSTRAK

UJI COBA PENGOLAHAN BIJIH U RIRANG DENGAN KAPASITAS 0,75KG : PELARUT AN TOTAL. Bijih uranium asal Rirang, Kalimantan Barat ini mengandungunsur-unsur radioaktif antara lain uranium ( U ) 0,66 % dan torium (Th ) 0,035 %, disampingitu juga mengandung unsur tanah jarang (RE203) 60,85 %, fosfat (P04-3 ) 32,85 % dan rutil5,37 %. Pada penelitian ini dilakukan uji coba pelarutan bijih U Rirang secara total dengankapasitas 0,75 kg yang bertujuan untuk mengaplikasikan kondisi optimal pelarutan bijih URirang secara total yang dikaitkan dengan rekoveri U,Th dan RE. Pelarut yang digunakanadalah asam khlorida pekat ( HCl ), kondisi pelarutan : konsumsi HCl 120 mll1 00 gramumpan, suhu 80°C dan waktu 2 jam, kondisi pelarutan ini diperoleh dari penelitiansebelumnya dengan rekoveri pelarutan U 96,91 %,Th 88,27 % dan RE203 91,99 %. Aplikasikondisi optimal pelarutan bijih U Rirang secara total terhadap uji coba dengan kapasitas 0,75kg menunjukkan hasil hampir sama dengan penelitian sebelumnya, yaitu Rekoveri U95,92 %,Th 88,11 % dan RE203 90,76 %.

Kata kunci : Uji coba pengolahan, U Rirang-pelarutan total.

ABSTRACT

PRE OPERASIONAL TEST OF RIRANG URANIUM ORE PROCESSING

WITH CAPACITY 0,75 KG: TOTALLY DISSOLUTION. Uranium ore from Rirang,West Kalimantan contains radioactive elements, that is uranium ( U ) 0,66 % and thorium( Th ) 0,35 %, besides that also contains rare earth elements (RE203 ) 0,035 %, phosphate(P04-3) 32,85 % and rutile 5,29 %. At this investigate was done pre operasional test thedisssolution of Rirang uranium ore totally with capacity 0,75 kg which purpuse to applyoptimal condition disssolution of uranium Rirang ore totally. Dissolution which was usedchlorid acid ( HCl ), the dissolution condition, consumption HCl 120 mlllOO gram ore,temperature 80°C and time two hours, this disssolution condition was gotten frominvestigate before with disssolution recovery U 96,61 %,Th 88,27 % and RE203 91,99 %.Application of optimal condition dissolution of Rirang uranium ore totally to pre test whithcapacity 0,75 kg show the result is apropriate previous investigate. Recovery U 95,92 %,Th88,11 % and RE203 90,76 %.

Key word: Processing experiment, Rirang ores, total dissolution.

PUSAT PENGEMBANGAN GEOLOGI NUKLIR-BATAN 95

KUMPULAN LAPORAN HASIL PENELITIAN TAHUN ](J(J5

PENDAHULUAN

ISBN.978-979-99 141-2-5

Bijih uranium asal Rirang berasal dari Kalimantan Barat merupakan bijih monas it

yang mengandung unsur- unsur radioaktif antar lain uranium

( U ) 0,66 % dan torium (Th ) 0,035 %, disamping itu juga mengandung unsur tanah jarang

(RE203 ) 60,85 %, fosfat (P04-3) 32,85 % dan rutil 5,29 %( hasil analisa laboratorium G &PBGN). Unsur- unsur tersebut mempunyai nilai ekonomis sehingga perlu dipisahkan satu

sarna lainnya.

Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan penelitian untuk menentukan kondisi

optimal proses pelarutan bijih U Rirang secara total menggunakan reagen HCI pekat untuk

jumlah umpan basah 100 gram. Dari penelitian ini diperoleh kondisi pelarutan optimal

dengan konsumsi HCI 120 mlllOO gram umpan basah , suhu 80°C dan waktu 2 jam (I ).

Umpan yang dilarutkan {( U,Th,RE )OH} dalam penelitian ini merupakan residu hasil

dekomposisi bijih U Rirang secara basa.

Pada penelitian ini dilakukan uji coba pelarutan bijih U Rirang secara total

menggunakan reagen HCI pekat dengan kapasitas 0,75 kg, yang bertujuan untuk

mengaplikasikan kondisi optimal pelarutan yang diperoleh pada penelitian sebelumnya yang

dikaitkan dengan rekoveri U,Th dan RE. Percobaan ini dilakukan sebanyak 4 (empat) kali.

TEORI

Dekomposisi secara basa terhadap bijih U Rirang menggunakan NaOH mempunyai

keuntungan antara lain fosfat bisa diambil lebih dahulu sehingga diperoleh hasil samping

natrium fosfat (Na3P04 ) dan terbentuk senyawa (U,Th,RE ) hidroksida yang relatif lebih

mudah dipisahkan dari pada dalam bentuk senyawa.

Reaksi yang terjadi pada proses dekomposisi secara basa adalah sebagai berikut (2).

REP04 + 3NaOH ~ RE (OH)3 + Na3 P04

Th3(P04)4 +12 NaOH ~ 3Th (OH)4 +4Na3P04

(U02h (P04)2 +6 NaOH ~ 3U02 (OH h+ 2Na3P04

96 PUSAT PENGEMBANGAN GEOLOGI NUKLIR-BATAN

KUMPULAN LAPORAN HASIL PENELlTlAN TAHUN 2005 ISBN.978-979-99141-2-5

Kondisi optimal dekomposisi yang diperoleh dari penelitian sebelumnya dengan

umpan 100 gram residu basah adalah perbandingan bijih : NaOH : air = I : 1,7 : 1,7, dengan

suhu dekomposisi 140°C, dan waktu 4 jam.

Reaksi yang tetjadi dalam proses pelarutan dengan asarn khlorida (HCl) adalah sebagai

berikut (2)

RE (OH )3+ 3HCI

Th(OH)4 + 4 HCI

(U02h (OHh + 2HCI

-+ RECh + 3 H20

-+ ThCl4 + 4H20

-+ (U02hCh + 2H20

Kondisi optimal pelarutan (U,Th,RE) hidroksida (residu dekomposisi ) yang diperoleh

dari penelitian Laboratorium G&TPBN adalah konsumsi HCI 120 mlllOO gram umpan, suhu

80°C dan waktu 2 jam dengan rekoveri pelarutan U 96,91 %,Th 88,27 % dan RE203 91,99 %.

BAHAN, ALAT DAN TATA KERJA

Bahan

1 .Bijih U Rirang

2. Residu hasil dekomposisi bijih U Rirang/ (U,Th,RE) hidroksida

3. Natrium hidroksida ( NaOH )

4. Asam khlorida pekat ( HCI )

5. Air

6. Bahan kimia untuk analisis

Alat

1. Satu unit alat dekomposisi ( pemanas listrik, motor pengaduk, termometer, batang

pengaduk, beker gelas, statip)

2. Satu unit alat pelarutan( pemanas listrik, motor pengaduk, termometer, batang

pengaduk, beker gelas, statip, pH meter dan elektroda pH)

3. Satu unit alat pemisah padat cair ( pompa vakum)

PUSAT PENGEMBANGAN GEOLOGI NUKLIR-BATAN 97

KUMPULAN LAPORAN HAS!L PENELITIAN TAHUN 20()5

4. Timbangan sartorius

5. Oven

6. Peralatan analisis

7. Peralatan gelas lainnya

ISBN.978-979-991 41-2-5

Tata kerja

4

3

-~-.-----------2

Gambar 1. Unit alat Pelarutan

Keterangan:

I.Pemanas listrik

2.Gelas beker

3. Motor pengaduk

4. Statif

5. Elektroda pH

6. Termometer

I. Pembuatan umpan pelarutan ( dekomposisi cara basa )

Disiapkan satu unit alat dekomposisi yaitu memasang gelas beker 5000 ml, motor

pengaduk, pemanas listrik dan batang pengaduk. Oimasukkan air sebanyak 1275 ml ke

dalam beker gelas, dipanaskan diatas pemanas listrik sampai suhu 50°C, kemudian

ditambah natrium hidroksida (NaOH) sebanyak 1275 gram kedalam beker gelas. Setelah

suhu 60°C dimasukkan bijih sebanyak 750 gram kedalam beker gelas, suhu dekomposisi

dinaikkan sampai dengan suhu 140°C sambil diaduk, dekomposisi dilakukan selama 4

jam. Setelah dekomposisi selesai dilakukan pemisahan padat cair dengan penyaringan

vakum dalam keadaan panas, residu dicuci dengan air panas (air mendidih) sebanyak 25

kali berat bijih ( 25 x 750 ml ). Residu yang dihasilkan digunakan sebagai umpan uji

coba pelarutan dan sebagian (± 10 gram) diambil untuk dianalisa kadar U,Th, dan

REZ03,dari dekomposisi diperoleh residu basah sebesar 1050 gram.

98 PUSAT PENGEMBANGAN GEOLOGI NUKLIR-BATAN

KUMPULAN LAPORAN HAS/L PENELlTlAN TAHUN 2005 ISBN.978-979-99141-2-5

2. Uji coba pelarutan total bijih U Rirang

Disiapkan satu unit peralat pelarutan yaitu motor pengaduk, pemanas listrik, batang

pengaduk, statip dan beker gelas 5000 ml.

Ditimbang residu hasil dekomposisi sebanyak 1050 gram, dimasukkan air

sebanyak 30 % berat umpan ke dalam beker gelas diaduk, kemudian ditambah HCI

pekat sebanyak 120 mIll 00 berat umpan, setelah itu dipanaskan sampai suhu 80

°c selama 2 jam dengan diaduk dengan kecepatan 300 Rpm, setelah waktu pelarutan

selesai, larutan disaring dengan penyaring vakum dalam keadaan panas, residu

dicuci dengan air panas suhu 80°C sebanyak 6 kali berat umpan ( 3 x 1050 ml ).

Residu yang dihasilkan dioven pada suhu ( 90-100) °c sampai berat tetap, residu

dianalisa kadar U, Th, dan RE203. Uji coba ini dilakukan sebanyak 4 kali.

HASIL DAN PEMBAHASAN

1. Hasil

Tabel 1. Kondisi optimal pelarutan dari penelitian tahun sebelumnya

Kondisi optimal Rekoveri ( % )

Konsumsi HCI 120 mlllOO gram

UThRE203

basah, suhu 80°C, waktu 2 jam96,91

88,2791,99

Tabel 2.Hasil uji coba pelarutan residu dekomposisiterhadap rekoveri pelarutan U,Th,RE203

No Uji coba ke Rekoveri ( % )U

ThRE2031

I 95.3088,5291,072

II 95,6987,9690.733

III 96.1888.6590,434

IV 96,5487.9290,81rata-rata

95,9288,1190,76

PUSAT PENGEMBANGAN GEOLOGI NUKLIR-BATAN 99

KUMPULAN LAPORAN BASIL PENELITJAN TABUN ]()()5

2. Pembahasan

ISBN.978-979-99141-2-5

Oari hasil uji coba I sampai dengan IV pada Tabel 2. menunjukkan bahwa rekoveri

pelarutan residu hasil dekomposisi bijih U Rirang secara basa dengan jumlah umpan 1050

gram residu dekomposisi basah = 750 gram bijih U Rirang kering, pelarut HCI pekat

diperoleh rekoveri rerata pada masing - masing unsur adalah 95,92% U; 88,11 % Th dan

RE203 90,76, sedangkan dari hasil penelitian sebelumnya denganjumlah umpan yang lebih

kecil (100 gram basah = 70 gram bijih U Rirang kering ) diperoleh rekoveri pelarutan

masing - masing unsur adalah 91% U; 88,27 % Th dan 91,99 % RE203. Dari hasil tersebut

terlihat bahwa rekoveri hasil uji coba menunjukkan rekoveri rerata dari U,Th dan RE203

lebih kecil dari penelitian skala laboratorium, hal ini disebabkan umpan yang dilarutkan jauh

lebih besar, sedangkan peralatan seperti pemanas dan pengaduk kurang memadai, sehingga

kemungkinan kurang sempumanya reaksi dalam proses pelarutan, tetapi perbedaan yang

diperoleh ± 1 % dan masih bisa ditoleransi/diterima.

KESIMPULAN

Kondisi optimal hasil penelitian pelarutan skala laboratorium ( bijih U Rirang 70

gram) dapat diaplikasikan pada skala yang lebih besar ( bijih U Rirang 750 gram ), karenanya

tidak jauh berbeda.

DAFTAR PUSTAKA

1. SUMARNI, ERN!. RA, TARJUDIN, TUKARDI "Pclarutan Residu Hasil Dekomposisi

Bijih U Rirang", Prosiding Seminar Geologi Nuklir Dan Sumberdaya Tambang",

PPBGN - BATAN, Jakarta 22 September (2004)

2. CUTHBERT.FL." Thorium Production Technology". Addision Wesly Publishing

Company, Inc USA( 1958 )

100 PUSAT PENGEMBANGAN GEOLOGI NUKLIR-BATAN