(

ISSN 0216 -3128MIl: Purwani don Dwi Biyantoro. 159

PEMURNIAN DENGAN CARA PERTUKARAN ION DANPEMBUA T AN SERIUM (Ce) OKSmA DARI P ASm MONASIT

536::2

wMY Purwani daD Dwi Biyantoro

Puslitbang Teknologi Maju Batan, Yogyakarta.

ABSTRAK

PEMURN/AN DENGAN CARA PERTUKARAN ION DAN PEMBUATAN SERIUM (Ce) OKS/DA DARIPAS/R MONASIT. monasit ada/ah mineral Th don Logam Tanahjarang do/am bentukfosfat. kandunganunsur /ogam tanah jarang do/am pasir monasit yang paling ban yak ada/ah Ce, diikuti La don Nd, sedangunsur /ogam tanah jarang yang lain jauh /ebih sedikit. Serium mempunyai kegunaan sebagai bahab bakuberbagai keper/uan industri. Sebe/um dimurnikan dan dibuat oksida, cerium ter/ebih dahu/u dipisahkan dandibuat kansentrat Ceo Pemurnian di/akukan dengan metode proses pertukaran ion, memakai resin DOWEX50W-XB don e/usi memakai EDTA. Faktor yang berpengaruh pada proses pertukaran ion ada/ah berat ataujum/ah resin, konsentrasi don pH EDTA. Untuk mempero/eh Ce oksida, fraksi va/urn yang mempunyaikandungan unsur yang sarna diendapkan dengan oksa/at dan dika/sinasi pada suhu 7000 se/ama 6 jam.hasi/ terbaik dipero/eh yang pada proses pertukaran ion ada/ah berat resin kation Dowex 50W-X8 = 25gram, konsentrasi e/uen EDTA do/am air = 0,0/5 M. pH-8,4, kecepatan e/usi 0,5 m//menit. pada pemurniankonsentrat Ce dipero/eh reso/usi tertinggi untuk Rs [Ce-La] = 0,8/, Rs[Ce-nd] = /,/5 don Rs [Nd-la] =6,25..0,0/. kadarCeO2 = 98,9/ denganpengotor La203 = 0,0/% danNd203 = 0,/3%.

ABSTRACT

Pl/R!FICATION .WITH ION EXCHANGE PROCES..\' AND MAKING OF CERIUM OXYDE FROM

MONAZlrIj;SAND. Monazi(~ is mineral ofTh and Rare Earth Phosphate. The most of Rare Earth content in

Monazite Sand were Ce followed by lA and Nd., while the other rare earth elements are very little. Cerium s

has a high economic value at the use as a raw material in industries. Before purification process, cerium

was separated and was mode Ce concentrate. The ion exhange process use resin Dowex 50W-X8 and elution

used EDT A to purity Ce from their concentrates. The affecting factors were weight of resin, molarity or

concentration and pH of eluent. For obtained Ce oxyde. the volume fractions which content of same element

were precipitated with oxalic acid. The precipitant was calcinated at 7000C for 6 hour. The optimum

condition at purification process in ion exchanged column use 25 g cation exchanged resin Dewox 50W-X8,

concentration of EDT A eluen was 0,015 M pH was 8.4. rate of elution was 0.5 m/lsecond. At purification of

Ce concentrate, the largest resolutions were Rs [Ce-lAJ = 0.81, Rs [Ce-NdJ = 1.15 andRa [Nd-lAJ = 6.25.

All of volume fraction were almost pure. The degree ofCeO2 was 98,91%, lA203 was 0,01% and Nd203

was 0,13%.

PENDAHULUAN

M onasit yang ditemukan dalam pasir daTiBangka merupakan basil samping pengo-

lahan timah daTi penambangan timah oleh PTTimah. Hasil sam ping ini berupa pasir yang dibuangdi laut Bangka dan sekitamya. Hasil pengumpulandan data yang dilakukan oleh BA TAN dan PTTimah, cadangan pasir monasit di Indonesia adaakhir tahun 1983 sebanyak 7.237 ton tersebar didaerah Sumatera yaitu P. Bangka, Belitung danSingkep, sedang di Kalimantan yaitu Rirang dantanah Merah belum tercatat.(I) Pasir monasit inimengandung Th dan Logam-logam Tanah Jarangseperti Ce, La, Nd, Gd, Sm, Dy dan Y. Serium (Ce)merupakan unsur terbesar yang terkandung dalampasir monasit (kandungan dalam pasir monas it 15%-20%), disusul La dan Nd (kandungan dalam pasir

monasit 7-10%). Unsur-unsur logam tanah jarangtersebut mempunyai nilai ekonomis yang tinggimengingat manfaatnya dalam berbagai industrisebagai berikut : Ce seabgai bahari katalis padapenyulingan minyak bumi, logam paduan yangtahan suhu tinggi dan korosi, industri kaca/optik(CRT, kamera), kapasitor, keramik berwilrna dan catserta sebagai bahan pemoles tangki pengemas. NDsebagai bahan baku pembuatan magnet dan untuktabung lR. Mengingat kegunaan CE dan Ndterutama dalam bidang industri dan untukmemberikan nilai tambah secara ekonomi danstrategis dari bahan buangan menjadi bahan yangberguna, maka sangat perlu dan layak dilakukanpenelitian pemisahan Ce dari pasir monas it.

Beberapa tahap proses yang dilakukan untukpembuatan konsentrat Ce clan Nd adalah sebagaiberikur2):

Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelitlan Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologl NukllrP3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001

160

ISSN 0216 -3128 MV. Purwani dan Dwi Biyantoro

Perubahan pasir monasit.Pasir monasit: Th.) (PO4)4 LTJ(pO4) dilebur

dengan H2 SO4

Setelah pemisahan Ce, diperoleh larutan yang kayaLa dan Nd. Larutan ini dalam bentuk larutan La danNd Nitrat.

2LTJ (PO4) +3H2 SO4 --+ LTJ2 SO4)3 + 2 H3PO4 (1)

monasit larutanPembuatan konsentrat La daD Nd

Larutan yang kaya la daD Nd dapatdikonsentrasikan masing-masing menjadi konsentratLa clan konsentrat Nd dengan cara pengendapanmemakai N~OH.

Pemisahan kelompok seria daD kelompok itriadengan cara kristalisasi.

Logam Tanah Jarang dalam pasir monasitdikelompokkan menjadi Kelompok Ceria (KC)(Th), La, Ce, Nd, 8m dan Gd dan Kelompok Ytria(KY) : Y dan Dy. Untuk memisahkan dua kelompokini dilakukan kristalisasi garam rangkap sulfat sbb :

2 La (NO)3 + 2 NH40H => 2 La (OH)3 + H2 0 (10)larutan

2 Nd (NO)3 + 2 NH40H => 2 Nd (OH)3 + H2 0 (II)

endapan

Th(LTJ)SO4+Na2S04 --+ KC(SO4). Na2So4 +

padatanKY(SO4).Na2S04

larutan(2)

Pembuatan kelompok seria hidroksida dengancara peleburan memakai NaOH.

KC2(SO4)3Na2S04 + 6 NaOH --+ 2 KC(OH)3 +4 Na2S04 (3)

C~(SO4)3N~2S04 + 6 NaOH --+ 2 Ce(OH)3 +4 Na2S04 (4)

Pelarutan KC Hidroksida dengan HNO)

KC(OH)3 + 3 HNO3 --+ KC(NO3)3 + 3 H2O

Ce(OHh + 3 HNO3 --+ Ce(NO3h + 3 H2O(5)

(6)

Pemisahan daD pembuatan Ce oksidaCerium mempunyai valensi rangkap yaitu:

III dan IV, sedang unsur LTJ lain mempunyaivalensi II dan III. Jika dioksidasi dengan KBrO) Ceakan berubah menjadi valensi IV, sedang unsur lainakan berubah menjadi valensi III.

Pemurnian Ce daD Nd dengan pertukaran ionPemisahan dengan penukar ion berdasar pada

pemisahan secara kromatografi. Dfinisi secaraumum dari kromatografi ialah metoda pemisahanunsur-unsur atau senyawa-senyaawa tertentu yangdidasarkan pada kecepatan migrasinya(2). Padaproses krom~tografi biasanya terjadi dua rasa, Y2iturasa diam (stasioner) dan rasa gerak (mobil). Padaproses kromatografi kolom penukar ion, bahan yangdipakai untuk rasa diamnya adalah penukar ion.Penukar ion dapat menyerap ion-ion y~g dipi-sahkan dengan menukarkan ion-ion yang sesuaiantara ion dalam rasa diamnya dengan ion pada rasageraknya. Sedangkan mekanisme terjadinya reaksipertukaran ion pada rasa diamnya berd~ar afinitasion yang dipertukarkan dan ekivalensi l1rlUatan. Fasagerak dalam proses pertukaran ion berfungsimengambil kembali ion-ion yang terikat padapenukar ion dengan jaliill mengalirkannya melaluitumpukan penukar ion. Proses pengikatan (adsorpsi)ion-ion yang akan dipisahkan oleh penukar iondisebut "pembebanan", sedangkan reaksi pelepasankembali ion-ion yang terserap pada penukar ion olehrasa gerak disebut "elusi" daD rasa geraknya sendiridisebut "eluen".

Terjadinya kecepatan gerak yang berbeda-beda ini bisa diterangkan daTi adanya "koefisiendistribusi" ion yang berbeda-beda untuk masing-masing ion. Kesetimbangan reaksi pertukaran ionpada dua rasa mengikuti hukum distribusi yang

dinyatakan dengan:

2 KClN03n + 2 HN03 + On --+ 2 KC(N03)3 + H2O

(7)2 Ce(N03)3 + 2 HN03 + On --+ 2 Ce(N°3)4 + H2O

(9)

Oksigen dihasilkan dari reaksi :Jumlah molekul dalam rasa gerak

(12)2 KBrO3+ 2 HN03 --+ 2 KN03 + B~ + H2O + S On (8)Cs

Kd= -=

Cm jumlah molekul totalKC dan Ce setelah dioksidasi dipisahkan dengancara pengendapan(2) Reaksi pertukaran ion antara resin dengan ion

sebagai berikut:Ce(NO3)4 + 4 NH40H --+ Ce(OH)4 + 4 NH4NO3 (9)

padatanlge/atin RSO)-H++MOA- --+ RSO)-M+ + HoA (13)

Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NukllrP3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001

ISSN 0216 -3128 161MJI: Purwani don Dwi Biyantoro.

Kalsinasi atau pembuatan oksida Ce, La dan Nd

700°C--+ M2O] + CO4 (18)M2(C2O.)3

-Untuk reaksi pertukaran ion, harga konstantekesetimbangan reaksi dikenal dengan "koefisien

selektifitas".B. James dan J.E. Powel membuat deret elusi

ion-ion logam tanah jarang dengan EDT A sebagai

berikut: Cu2+, Th4+, Lu3+, Yb3+, Tm3+, E~+, HO3+,Dy3+, y3+, Tb3+, Gd3+, S,3+, Nd3+, Pr3+, Ce3+, La3+. (4)

Pada proses elusi, antara ion-ion logam yang

terikat resin dan eluen yang mengalir terjadi reaksi

pembentukan kompleks sebagai berikut:

TATAKERJA

BAHANPasir monasit dari Bangka, H2SO4' Na2 SO4, NaOH,HNO3, KBrO3, N~ OH, resin Dowex SOW -X8,EDTA, CUSO4, oksida-oksida logam standar La, Nd,Sm, Gd, Dy, Y daTi Merck, Th Nitrat, Ce Nitrat.

M3+ + y+ > MY- (14)

ALATAlat gelas, alat penggerus, pengaduk daD pemanasmagnet, pH meter, timbangan analitis, rangkaiankolom penukar ion, pompa daD Spektrometerpendar sinar X.

M3+ adalah ion logam yang memebntuk kompleksdan y+ adalah ion pengompleks.reaksi substitusi dapat dituliskan sebagai berikut:

(15)M. Y- + M2(R?+ --+ M2 Y- + M1(R)3

Reaksi terse but selalu terjadi pacta pita perbatasanion L TJ dalam kolom resin pacta saat elusiberlangsung. indeks r menyatakan ion pacta resindaD indeks T menyatakan total ion pacta eluen.

Pasa saat proses elusi, aliran larutan eluenyang membawa unsur-unsur yang dipisahkanditampung setiap waktu daD voium tertentu , Eraksi-fraksi volum ini mengandung unsur tertento yangkalau digambarkan antra fraksi volum daD kadarunsur membentuk kurva distribusi polinomial.Banyaknya kurva yang terbentuk menunjukkanbanyaknya unsur yang dipisahkan. Puncak kurvadisebut waktu retensi yang biasanya dapat diwakilioleh jumlah fraksi volume. Untuk menunjukkanbesarnya daya pisah antara unsu yang satu dengaunsur yang lainnya dinyatakan dengan resolusi.

CARA KERJA

Pembuatan konsentrat Ce,Seratus gram pasir monasit 400 Mesh

ditambah 200 ml asam sulfat pekat, dipanaskanselama 4 jam pada suhu 210°c. Hasil leburandiencerkan dengan air sampai pH = L. kemudianditambah 60 gram natrium sulfat daD dipanaskansampai volume tinggal sepertiganya. kristal yangterbentuk dipisahkan daD ditambah 100 gram NaOHdaD 200 ml air dipanaskan selama 2 jam pada suhu140°C, Endapan yang terjadi dicuci sampai netraldengan air panas. Endapan netral dilarutkan dalam100 ml asam nitrat paket daD 10 ml kalium bromatdaD dipanaskan sampai mendidik selama 2 jam.Sesudah dingin ditambah amonia sampai pH 1,5.Endapan yang terjadi disaring daD endapan inimerupakan konsentrat Ceo .

Perhitungan resolusi: Rs = (16)~Q~-=~ax +ay

t = waktu retensi -puncak kurvaa. = lebar kurva

Pemurnian Ce dengan kolom penukar ion

Penyiapan kolom resinDekantasi resin dengan air suling unttik

memperoleh keseragaman ukuran butir resin.Menimbang resin Dewox 50W-X8 secukupnya,direndam dalam air suling suhu 80°C diaduk clandibiarkan selama 3-5 jam agar resin mengembangsecara maksimum. Setelah semua butiran resinmengendap air di alas resin dibuang (dekantasi),kemudian dituangi lagi air suling 80°C sampai air di

alas resin jemih.

Faktor yang mempengarohi adalah berat resin,konsentrasi dan pH eluen, tinggi kolom resin,konsentrasi eluen dan kecepatan elusi.

Pengendapan fraksi volum dengan oksalatFraksi volum basil tampungan kolom

penukar ion yang mempunyai kadar unsur yangsarna diendapk~ dengan H2C2O2. Reaksi yang

terjadi:Penjenuhan resin dengan ion Cu2+

Membuat larutan CuSO4 0,5 -1 M untukpenjenuhan resin. Resin yang telah dilakukandekantasi dengan air suling, dijenuhkan dengan ionCu2+ dengan cara memasukkan resin dalam larutan

(17)M+A- + H2C2O4 ---+ M2(C2O4h + H+A

Padatan

Prosldlng Pertemuan dan Presentasillmiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001

162 ISSN 0216 -3128 MV. Purwani dan Dwi Biyantoro

CuSO4 0,5 -I M 80°C, kemudian dilakukandekantasi seperti dengan air suling sampai tidakterjadi perubahan WarDa.

mengikat Cu. resin yang mengikat ion Cu2+berwarna hijau-biru, resin yang mengikat ion-ionL TJ akan berwama sesuai dengan warna ion-ionyang diikat (Ce berwarna kuning, La berwarna putihdan Nd berwarna merah ungu).Pemasukan resin ke dalam kolom

Resin yang bercampur air suling dimasukkanke dalam kolom dari atas kolom dan dijaga jangansampai ada udara yang masuk. Untuk memperolehposisi resin yang stabil resin dialiri air suling selama2-5 jam.Pembebanan kolom resin

Penyiapan umpan Konsentrat CeMenimbang konsentrat Ce yang eropa

padatan daD dilarotkan ke dalam asam nitrat pekatdipanaskan daD diencerkan untuk umpan kolom.

Elus; kolomMembuat eluen EDT A diencerkan dengan air

pada konsentrasi tertentu, kemudian diatur pH nyadengan menambahkan amonia. Kolom dial iris eluendengan kecepatan tertentu daD ditampung setiap 5ml -20 mi. Elusi dihentikan jika semua unsur yangdipisahkan sudah keluar dari kolom.Hasil tampungan dianalisis dengan spektrometerpendar sinar x.Pembuatan oksida Ceo Fraksi volumyang hanya mengandung satu unsur dikelompokkanmenjadi satu ditambah oksalat. Endapan yangterbentuk dipanaskan pada suhu di atas 700°C untukmemebntuk oksida.

Pengumpanan k%m resinLarutan umpan dialirkan ke dalam kolom

resin dengan kecepatan tertentu sampai habis clandibiarkan 24 jam supaya terjadi pengikatan ion-iondalam umpan dengan resin. untukmenghilangkansenyawa-senyawa lain yang dapat mengganggu, saatelusi ke dalam resin dialirkan air suling dengankecepatan tertentu selama 2-5 jam. Pada kolomdengan resin, terlihat jelas batas antara resin yangtelah mengikat ion-ion L TJ da.nr esin yang masih

BASIL DAN PEMBABASAN

Hasil anaiisis pasir monasit dengan spektrometerpendar sinar X.

Tabell. Ana/;s;s unsur has;/ yang d;pero/eh dar; proses pe/eburan pas;r monas;l salnpa; pem;sahan Ceo

KadarGaram

RangkapSulfat KC

(%)3,89

0,59

6,56

12,97

5,92

0,52

2,77

0,03

Leburan PasirMonasit( bpj )

Filtrat setelahpengambilan Ce

untuk umpan (bpj)

UNSUR Pasir Monasit

(%)KCOH(%)

Ih

yLa

Ce

Nd

Gcl

Sm

Dy

5,21

2,34

7,65

16,23

6,87

2,31

2,82

1086

512

1712

4505

1164

492

624

178

6,33

2,57

12,96

30,45

11,28

3,42

5,72

0,42

776

570

10308

772

6126

1278

826

0

Pemurnian konsentrat Ceo --

Umpan : Konsentrat Ce Hidroksida hasil olah pasir monasit yang dilarutkan dalam asam nitrat.

Tabel 2. Ana/isis kadar unsur da/am Ce Hidroksida

Kadar unsur, %ThO., Y,O3 L~O] I CeO2 I Nd2O]

Gd2b~L~O1~

DY~QJCe Oksida Merck 99,98

Ce Oksida hasil olah 1,13 1,33 0,42 95,11 1,78 0,08 0,05

Prosiding Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta. 7 -8 Agustus 2001

ISSN 0216 -3128 163MJI: Purwani dan Dwi Biyantoro.

Pengaruh berat resin terhadap waktu retensi dan lebar kurva (dinyatakan dengan nornor fraksi

volurn).Tabel 3.

2500

2000

1500

"'0:m

1000

500

010 15 20 25

Berat resin, gram

Gambar 2. Grafik hubungan berat resin denganreso/usi

8 14 20 26 30 36 42 48 54 60 66 73

Fraksi volum

Gambar 1. Hubungan fraksi va/urn kadar unsurpada e/usi kansentrat Ce

pengaruh konsentrasi EDT A.

Senyawa yang dipakai sebagai eluen adalah (NH4hHJ EDTA. Ion-ion EDTA4- setelah dialirkan kedalam kolom segera menarik ion-ion L TJ yangberada pada ikatan resin. Dengan adanya ionEDTA4-, ion-ion LTJ membentuk senyawakompleks dengan ion EDTA4- sesuai dengan reaksi

sbb.:LTJ3+ + EDTA4- LTJ .EDTAoKecenderungan pelepasan ion LTJ 3 + terhadapikatan resin tergantung dari besarnya konstante

kesetimbangan kompleks (Kkompleks) yangdimiliki. Semakin besar Kkompleks, il?n tersebutakan semakin cepat terlepas dari resin. Daripersobaan diperole.:1 hasil bahwa semakin besarkonsentrasi EDTA, daya pisah atau resolusi semakinrendah. Jika konsentrasi EDT A besar maka lajupembentukan LTJ. EDTA -besar keadaan ini akanmemperkecil selektifitas, sehingga kompetisi ion-

Dari Gambar 1 dapat dilihat terjadi puncak-puncak dengan tinggi clan lebar yang berbeda. Ndadalah unsur yang pertama kali keluar dari kolom,disusul oleh Ce clan la sesuai dengan urutanbesamya koefisien selektifitas dengan resin clanafinitas dengan EDT A yang telah disajikan oleh B.james. Luasan puncak yang terbentuk I sesuaidengan besamya konsentrasi unsur dalam umpan.Semakin besar unsur dalam umpan lebar puncak

lebih luas.Semakin banyak jumlah resin, keberadaan

resin dalam kolom semakin tinggi Reaksi pengi-katan ion-ion dengan resin akan semakin sempuma.Dengan semakin tingginya resin dalam kolom,lintasan migrasi ion-ion semakin panjang. Dengandemikian kompetisi clan kesempatan ion-ion untukmembentuk kompleks dengan eluen semakin baik.Karena kecepatan migrasi masing-masing ionberbeda maka semakin panjang lintasan daya pisahakan semakin besar.

Prosldlng Pertemuan dan Presentasl IImlah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NukllrP3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001

Tabel4. Pengaruh konsentrasi EDTA terhadap waktu r~tensi don /ebar kurva (dinyatakan dengan nomor fraksivo/um).

(Diameter kolom -0,7 cm, Penukar ion: Resin Dowex 50W-X8 100-200 mesh, Eluen EDTA dalam air pH =8,4, Kecepatan elusi = 0,6 ml/menit, V~e Fraksi = 20 ml)

Pengaruh pH EDTA.

Tabel5. Pengaruh pH EDTA terhadap waktu retensi dan /ebar kurva (dinyatakan dengan nornor fraksi va/urn)

(Diameter kolom -0,7 cm, Penukar ion: Resin Dowx 50W-X8 100-200 mesh, Eluen EDTA dalam airkonsentrasi 0,015, KeceDatan elusi = 0,6 mVmenit. Vol. Fraksi = 21) ml)

Prosiding Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologl NllkllrP3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001

MJI: Purwani dan Dwi Biyantoro. ISSN 0216 -3128 165

H EDTA]' --+ EDTA4- + H+ (K4) (23)

Besar konstante kesetimbangan untuk masing-masing tingkat bisa dirumuskan dengan persamaanreaksinya, Tingkat disosiasi dipengaruhi oleh pHlarutan.

ion tidak sernpuma. Karena kecepatan aliran eluencukup besar, kesetirnbangan kurang baik. Perna-kaian eleuen dengan konsentrasi besar harusdiirnbangi dengan kecepatan elusi yang lambatuntuk rnernperoleh resolusi yang baik.

7 Tabel 6. Konstante kesetimbangan disosiasi (K)EDTA sebagaifungsi pH

6

5K1

K1

K2

K]

~

-log ( H+ )

2,422,886,14

10,11

LogK2,122,706,1810,27

.~ 4"0II)Q) 3a:

2.

1 Pacta pH 6,14 sampai 10,11 adalah merupakandaerah sesuai -H EDTA3-, sebagian dari 'H2 EDTA2-dan EDTA4-. Penaikkan pH sampai 8,4 pacta larutaneluen dengan amonia dimaksudkan untukmemperoleh spesi -H EDT A 3- sebanyak mungkin,

karena spesi ini pacta saat elusi akan membentuksenyawa kompleks dengan ion-ion LTJ yang terikatpacta resin. Reaksi pembentukan kompleks:

LTJ3+ + H EDTA3- LTJ.H.EDTA- (24)

o.8.2 8.4 pH EDTA8.6

Gambar 4. Grafik hubungan pH EDTA denganreso/us

Reaksi disosiasi molekul EDT A merupakanfungsi pH !~rut-~~, Mekanisme disosiasi paPamolekul EDT A adalah sebagai berikut : Pengendapan fraksi votum d:engan oksalat

Fraksi volum yang mempunyai Ce, La clanNd yang mumi basil tampungan kolom penukar iondendapkan dengan H2C2O4. Dalam bentuk garamoksalat unsur-unsur mempunyai basil kali kelarutan

yang sangat kecil, sehingga sangat mudahmengendap.

(NH.)zH)EDTA --+ (NH.)H)EDTA" + NH.+ (K.)

(NH.)H)EDTA" --+ H,EDTAz- + NH.+ (Kz)

HzEDTAz~- --+ H EDTA3- + H+ (K)

(20)

(21)

(22)

Kalsinasi atau pembuatan oksida Ceo

Tabel 7. Hasil kalsinasi garam obalat Ce menjadi oksida

Oksida~0,70

~0,01

L~O3 I CeO20,01-198;91

Kadar unsur, %

I NdPJr-o:o ~

0,12~9;-I-DY20]

Ce

Dari tabel di atas dapat dilihat bahwakemumian La paling tinggi, disusul oleh Ce dan Ndkemumiannya paling rendah. Hal ini sesuai denganharga resolusi yang diperoleh Rs[La-Nd]dan Rs[La-Ce] rata-rata lebih besar Rs[nd-Ce[. Unsur yangpaling banyak mengotori adalah unsur yang padasaat elusi terelusi paling dekat. Pengotor La yangpaling banyak adalah Ce, pengotor Nd palingban yak, karena pada saat elusi unsur yang keluarbanyak yang terikut sesuai dengan urutan deret elusidan Kkomplcks dengan EDT A pacta Tabel 5. Untukmemperoleh kemumian yang lebih tinggi dapatdiperoleh dengan mengerangi jumlah fraksi kolom

yang disatukan untuk diendapkan. Tetapi jumlahyang oksida yang diperoleh menjadi lebih sedikit.

KESIMPULAN

Dari data dapat diperoleh hasil terbaikpemumian konsentrat Ce dengan kolom penukar ionmemakai resin penukar kation Dowex 50W-X8,eluen EDT A dalam air didapatkan resolusi tertinggiuntuk Rs Ce-La = 0,81, Rs Ce-Nd = 1,12 dan RsNd-La = 6,25 pada elusi 5 gram konsentrat Ce

dilarutkan dalam 25 mllarutan HNO] 3,5 M dengan25 gram resin Dowex 50W-X8, eluen EDT A dalam

Prosldlng Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NI..klirP3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001

166 ISSN 0216 -3128 MV. Purwani dan Dwi Biyan/oro

air 0,015 M, pH = 8,4, kecepatan elusi 0,5 mVmenit,volume fraksi penampungan = 20 mi. Kemurnianatau kadar CeO2 = 98,91 dengan pengotor L~O) =0,01% dan Nd2O) = 0,13%.

DAFTAR PUSTAKA

Hadi Suwarno

-Apakah tidak pemah dipikirkan untukmelakukan dengan metoda membran padatsehingga problem limbah bisa dieliminasi.

-Dari banyaknya resin yang acta di pasaran resinapakah yang paling cocok.

1

2.

3,

SURA TMAN, :Monasitlsenotirn Sebagai Mine-ral Ikutan Alam Endapan-Endapan Timah",Seminar Pengembangan Mineral MonasitSebagai Sumber Potensi Mineral Langka, PTTambang Tirnah Persero,jakarta, (1987).PRAKASH. S., Advanced Chemestry of RareEarth, S Chand & co (PVT), New Delhi,(1975).POWELLI, J.E., "Separation Chemestry", handBook of The Physics and Chmestry.(Gscheindener, J.R. dan Eyring L, Publishingcompany, Amsterdam, North Holland, (1979).HEFTMAN, E., Chromatography, ReinholdPublishing Corporation, new York, (1961).SAMUELSON, 0., Ion Exchange Separation inAnalytical Chemestry of Rare Earth, John wiley& Sons Inc., Vol. 3, new York, (1953).

MY. Purwani-Unsur LTJ (Ce, La, Nd) mempunyai sifat yang

sangat mirip. Metoda membran Pl1dat tidakcocok untuk pemisahan unsur LTJ: Limbah tidakada, karena unsur harus keluar semua dariresin. Dan hasil sampingnya semua diendapkandengan oksalat sesuai fraksi-fraksi dengan unsuryang sarna.

-Pilihan resin Dowex 50 W -X8, angka 8menunjukkan 85 dengan ikatan silang, yangdapat dikonversi dengan besarnyakesetimbangan ion dengan resin. Kalau ikatanterkalu kuat, elu!:i sukar. Kalu terlalu mudahion dilepaskan oleh eluen. Daya pi.\"ahl resolusiakan jelek.

4

5.

Tunjung lndrati Y.-Mohon penjelasan CeO2 yang diperoleh == 99 %

ini diperhitungkan darimana. Sisa yang I %

berupa apa.TANYAJAWAB

Moch. Setyadji

-Penelitian ini dilakukan secara kontinyu, karnibelum jelas teknik pengarnbilan kondisi terbaik,apakah ditetapkan waktu tinggal yang sarna.Demikian pula dengan proses elusinya.

MV. Purwani-Pada waktu elusi, fraksi-fraksi volume dengan

kadar unsur akan membentuk kurva-kurvadengan luasan don puncak tertentu. Fraksi-fraksi yang mepunyai kandungan unsur sarnadiendapkan dengan oksalat kemudiandikalsinasi. CeO2 98,91 % diperoleh daripengendapan fraksi volum yang sedikitterkontaminasi unsur/air, kemudian dianalisisdenR;an X-ray.

MV. Purwani

-Penampungan fraksi-fraksi dilakukan secarakontinyu, setiap waktu tertentu dan jumlah fraksivolume tertentu yaitu = 20 ml, karena debit!kecepatan alir tetap. Waktu pembebanan umpandalam resin memerlukan waktu untuk pengikatan(:i: 24 jam) supaya terjadi ikatan yang sempurnaantara ion dengan resin, sehingga pada waktuelusi akan terjadi pemisahan yang lebih baik.

Proslding Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NukllrP3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001