penggunaan edta sebagai pencegah timbulnya …

8
Hasi/ Pene/itian dan Kegiatan PTLR Tahun 2006 ISSN 0852 - 2979 PENGGUNAAN EDTA SEBAGAI PENCEGAH TIMBULNYA KERAK PADA EV APORASI LlMBAH RADIOAKTIF CAIR Zainus Salimin, Gunandjar Pusat Teknologi Limbah Radioaktif, BATAN ABSTRAK PENGGUNAAN EDTA SEBAGAI PENCEGAH TIMBULNYA KERAK PADA EVAPORASI LlMBAH RADIOAKTIF CAIR. Limbah radioaktif cair fasilitas nuklir Serpong mengandung kesadahan tetap CaS04 dan MgS04 rasio 2: 1, bila dievaporasi akan menimbulkan kerak yang merupakan tahanan transfer panas evaporator. Dalam operasi rutin, kerak tersebut dihilangkan melalui perendaman serkuit evaporator dengan asam nitrat 10 % selama 2,5 hari (60 jam), atau melalui pembersihan dengan sikat saat perawatan alat. Langkah preventif pencegahan pembentukan kerak dapat dilakukan melalui penggunaan inhibitor kimia EDT A (Ethylene diamine tetra-acetic acid), ion-ion kalsium dan magnesium bereaksi membentuk senyawa kompleks dengan EDT A sehingga kerak tidak terjadi lagi. Sebanyak 500 mllimbah cair simulasi berkesadahan 2,5 % atau kadar kation (Ca dan Mg) 6.595 ppm ditambah 28,30 9 EDTA dididihkan pada pH bervariasi 7, 9, 11, dan 13 untuk reaksi pembentukan kompleks. Setelah 1; 1,5 ; 2; 2,5; dan 3 jam dari saat larutan mendidih, larutan dilewatkan kolom resin untuk pengikatan sisa kation bebas. Larutan tersebut selanjutnya dianalisis kadar kalsium dan magnesiumnya yang merupakan kadar kation yang terkomplekkan oleh EDTA. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa pada pH 9 memberikan kadar kation yang terkomplekskan maksimum pad a 6160 ppm atau memberikan kation terkomplekkan 93,33%. Kata kunci : Pengolahan limbah radioaktif, evaporasi, penggunaan EDTA, kerak. ABSTRACT UTILIZATION OF EDTA AS SCALE INHIBITOR ON EVAPORATION OF LIQUID RADIOACTIVE WASTE. The evaporation of liquid waste from Serpong Nuclear facilities containing permanent hardness of CaS04 and MgS04 on the ratio 1:2 will generate the scale formation constituting the heat resistance of evaporator . On the routine operation, the scale are removed by chemical reaction with immersion of evaporator circuits using nitric acid 10% during 2.5 days (60 hours) from Friday afternoon to Monday morning or by brushing it on the maintenance period. The preventive action for scale inhibition can be performed by utilization of chemical inhibitor EDTA, the ions of calcium and magnesium reacts with EDT A to form complex compound so the scale formation can be avoided. The quantity of 500 ml simulation of liquid waste containing 2.5% hardness compound or cation (calcium and magnesium ions) concentration of 6595 ppm was added by 28.30 9 EDTA and heat up to boil on the pH variation of 7,9,11, and 13 for formation reaction of complex. After the time of initial boiling condition which was variated for 1; 1.5 ; 2 ; 2.5; and 3 hours, the solution was flowed to pass the resin column for free cations catching. That solution be analyzed for determination of calcium and magnesium content complexed by EDTA. The result indicates that on pH 9 gives the maximum of cation complexed by EDTA on the value of 6160 ppm or the percent cation complexed 93.33%. Key ward: Radioactive waste treatment, scale inhibitor, evaporation, utilization of EDTA. PENDAHULUAN Evaporasi adalah proses pemekatan larutan dengan menguapkan pelarutnya, sehingga diperoleh larutan pekat (konsentrat) dan destilat (embunan uapnya). Pada umumnya suatu larutan terdiri dari zat yang mudah menguap dan yang tidak mudah menguap, sehingga dengan kata lain evaporasi adalah proses untuk menghilangkan zat yang mudah menguap untuk mendapatkan larutan yang lebih pekat. Evaporator skala industri yang biasa digunakan adalah evapof3tor dengan usp air seboguj pemanas dan medium pemanas berbentuk pipa (tubu/2r heating surface), evapor~tor terse but mempunyai

Upload: others

Post on 23-Oct-2021

14 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: PENGGUNAAN EDTA SEBAGAI PENCEGAH TIMBULNYA …

Hasi/ Pene/itian dan Kegiatan PTLR Tahun 2006 ISSN 0852 - 2979

PENGGUNAAN EDTA SEBAGAI PENCEGAH TIMBULNYA KERAK PADAEVAPORASI LlMBAH RADIOAKTIF CAIR

Zainus Salimin, GunandjarPusat Teknologi Limbah Radioaktif, BATAN

ABSTRAKPENGGUNAAN EDTA SEBAGAI PENCEGAH TIMBULNYA KERAK PADA EVAPORASI

LlMBAH RADIOAKTIF CAIR. Limbah radioaktif cair fasilitas nuklir Serpong mengandung kesadahantetap CaS04 dan MgS04 rasio 2: 1, bila dievaporasi akan menimbulkan kerak yang merupakantahanan transfer panas evaporator. Dalam operasi rutin, kerak tersebut dihilangkan melaluiperendaman serkuit evaporator dengan asam nitrat 10 % selama 2,5 hari (60 jam), atau melaluipembersihan dengan sikat saat perawatan alat. Langkah preventif pencegahan pembentukan kerakdapat dilakukan melalui penggunaan inhibitor kimia EDTA (Ethylene diamine tetra-acetic acid), ion-ionkalsium dan magnesium bereaksi membentuk senyawa kompleks dengan EDTA sehingga kerak tidakterjadi lagi. Sebanyak 500 mllimbah cair simulasi berkesadahan 2,5 % atau kadar kation (Ca dan Mg)6.595 ppm ditambah 28,30 9 EDTA dididihkan pada pH bervariasi 7, 9, 11, dan 13 untuk reaksipembentukan kompleks. Setelah 1; 1,5 ; 2; 2,5; dan 3 jam dari saat larutan mendidih, larutandilewatkan kolom resin untuk pengikatan sisa kation bebas. Larutan tersebut selanjutnya dianalisiskadar kalsium dan magnesiumnya yang merupakan kadar kation yang terkomplekkan oleh EDTA.Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa pada pH 9 memberikan kadar kation yang terkomplekskanmaksimum pad a 6160 ppm atau memberikan kation terkomplekkan 93,33%.

Kata kunci : Pengolahan limbah radioaktif, evaporasi, penggunaan EDTA, kerak.

ABSTRACTUTILIZATION OF EDTA AS SCALE INHIBITOR ON EVAPORATION OF LIQUID

RADIOACTIVE WASTE. The evaporation of liquid waste from Serpong Nuclear facilities containingpermanent hardness of CaS04 and MgS04 on the ratio 1:2 will generate the scale formationconstituting the heat resistance of evaporator . On the routine operation, the scale are removed bychemical reaction with immersion of evaporator circuits using nitric acid 10% during 2.5 days(60 hours) from Friday afternoon to Monday morning or by brushing it on the maintenance period. Thepreventive action for scale inhibition can be performed by utilization of chemical inhibitor EDTA, theions of calcium and magnesium reacts with EDTA to form complex compound so the scale formationcan be avoided. The quantity of 500 ml simulation of liquid waste containing 2.5% hardnesscompound or cation (calcium and magnesium ions) concentration of 6595 ppm was added by 28.309 EDTA and heat up to boil on the pH variation of 7,9,11, and 13 for formation reaction of complex.After the time of initial boiling condition which was variated for 1; 1.5 ; 2 ; 2.5; and 3 hours, the solutionwas flowed to pass the resin column for free cations catching. That solution be analyzed fordetermination of calcium and magnesium content complexed by EDTA. The result indicates that onpH 9 gives the maximum of cation complexed by EDTA on the value of 6160 ppm or the percentcation complexed 93.33%.

Key ward: Radioactive waste treatment, scale inhibitor, evaporation, utilization of EDTA.

PENDAHULUAN

Evaporasi adalah proses pemekatan larutan dengan menguapkan pelarutnya,

sehingga diperoleh larutan pekat (konsentrat) dan destilat (embunan uapnya). Pada

umumnya suatu larutan terdiri dari zat yang mudah menguap dan yang tidak mudah

menguap, sehingga dengan kata lain evaporasi adalah proses untuk menghilangkan zat

yang mudah menguap untuk mendapatkan larutan yang lebih pekat. Evaporator skala

industri yang biasa digunakan adalah evapof3tor dengan usp air seboguj pemanas dan

medium pemanas berbentuk pipa (tubu/2r heating surface), evapor~tor terse but mempunyai

Page 2: PENGGUNAAN EDTA SEBAGAI PENCEGAH TIMBULNYA …

Hasil Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahun 2006 ISSN 0852 - 2979

transfer panas yang efektif dan ekonomis. Penggunaan evaporator untuk pengolahan

limbah radioaktif cair mempunyai keuntungan proses karena bahan radioaktif biasanya

merupakan material yang tidak mudah menguap, sehingga zat radioaktif tersebut mudah

dipisahkan dari larutannya dalam bentuk konsentrat.

Pemekatan larutan dengan evaporasi menggunakan tubular heating surface

evaporator merupakan cara yang efektif untuk dekontaminasi limbah radioaktif cair , zat

radioaktif terpekatkan dalam konsentrat memberikan faktor dekontaminasi (FD) antara

104-105 untuk Cs-137 (FD= aktivitas limbah awal dibagi dengan aktivitas destilat). Panas

yang diberikan oleh uap pemanas ke larutan melalui medium pemanas tergantung pad a

harga koefisien transfer panas yang sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat salting, scalling,

fouling, dan korosi. Salting ialah timbulnya deposit endapan garam pada dinding transfer

panas, yang akan bertambah dengan naiknya temperatur. Scalling ialah terjadinya deposit

kerak pad a dinding transfer panas, kerak tersebut adalah suatu senyawa yang tidak larut

dalam larutan pada suhu pendidihan. Kerak terjadi karena dalam larutan mengandung

kesadahan tetap CaS04, MgS04, senyawa karbonat dan senyawa silikat [1]. Fouling ialah

terjadinya deposit atau endapan senyawa yang berasal dari bahan masuk atau karena uap

yang terkondensasi. Adanya salting, scalling dan fouling menyebabkan penebalan dinding

transfer panas, sehingga tahanan transfer panas naik, maka harga koefisien transfer panas

turun. Hal ini menyebabkan kenaikan kebutuhan uap pemanas untuk kepasitas evaporasi

yang tetap, yang selanjutnya dapat menimbulkan resiko pecahnya evaporator karena bed a

temperatur antara bagian shell dan bagian tube (temperature strains) yang melebihi nilai

standar. Temperature strains yang diperbolehkan adalah 50 of, hal ini berhubungan dengan

pemuaian logam yang dipakai. Sila pemuaian logam di bagian shell tidak sam a dengan

pemuaian pada bagian tube akan menyebabkan kehancuran tube-bundle yang berarti

evaporator pecah.

Sistem evaporasi di Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif, IPLR SATAN, Serpong

mengolah limbah radioaktif cair dengan aktivitas maksimum 2x10-2 Ci/m3 menjadi konsentrat

aktivitas 1 Ci/m3 dan air destilat. Limbah yang diolah mempunyai kandungan unsur

radioaktif utama Cs-137 dan Co-50, dan umumnya ber-pH sekitar 7, tidak mengandung

garam kimia mudah mengendap kecuali kesadahan tetap. Evaporatornya jenis

Thermosiphon Circulating Thermal Evaporator yang mempunyai kapasitas operasi 0,75

m3/jam dengan faktor reduksi volume minimum 50:1 tergantung kandungan garam awal

dalam limbah cair yang lewat bagian shell [1,2]. Panas pengembunan uap air pemanas di

bagian shell ditransfer melalui ketebalan dinding tube sehingga !imbah cair mendidih.

Mengingat air yang digunakan di kawasan fasilitas nuklir Serpong adalah air PUSPIPTEK

yang mengandung kesadahan tetap CaS04 dan MgS04 dengan perbandingan 2: 1, lil11bah

2

Page 3: PENGGUNAAN EDTA SEBAGAI PENCEGAH TIMBULNYA …

Hasil Penelitian clan KegiaJan PTLR Tahun 2006 ISSN 0852 - 2979

cair umpan evaporator IPLR mempunyai kandungan kesadahan tetap CaS04 dan MgS04

dengan perbandingan (rasio) 2:1 pula. Tahanan transfer panas kerak merupakan tahanan

transfer panas yang utama pada evaporator IPLR-BATAN.

Penghilangan kerak yang telah terbentuk dalam evaporator IPLR dilakukan melalui

perendaman sirkuit pemekatannya dengan asam nitrat 10% selama 2% hari dari Jum'at

siang sId Senin pagi, dilanjutkan pencucian dengan air. Cara ini dilakukan pada evaporator

yang terpasang, sehabis operasi evaporasi limbah cair dimana nilai fouling-factor sudah

signifikan mengganggu transfer panas. Cara kedua penghilangan kerak melalui

pembersihan dinding dalam tube secara mekanik dengan sikat serabut besi/kawat saat

kegiatan perawatan dimana evaporator dibongkar [1,2].

Langkah preventif untuk mencegah pembentukan kerak dapat dilakukan dengan

penggunaan chelating-agent atau sequestering-agent sebagai inhibitor kimia melalui

pembentukan senyawa kompleks logam Ca dan Mg sehingga kristal kerak tidak te~adi.

Pencegahan timbulnya kerak merupakan langkah yang lebih baik dilakukan daripada

penghilangan kerak yang sudah terlanjur terbentuk, oleh karena itu perlu diteliti penggunaan

EDTA sebagai inhibitor terbentuknya kerak pada evaporasi limbah radioaktif.

TEORI

Mekanisme Pembentukan Kerak

Pembentukan kerak dan deposit endapan lain adalah proses kristalisasi yang

kompleks. Kecepatan pembentukan lapisan awal kerak dan kecepatan pertumbuhan yang

berikutnya ditentukan melalui interaksi dari beberapa kecepatan proses : nukleasi, difusi,

reaksi kimia, dan kesesuaian pola geometris molekul-molekul dan atom-atom kristal kerak,

dan lain-lain. Sebagian terbesar, walaupun tidak semua, unsur pokok pembentukan kerak

mineral adalah kebalikan dapat larut, yaitu kelarutannya cenderung turun terhadap kenaikan

suhu. Oleh karena itu, bila larutan lewat jenuh bersinggungan dengan permukaan transfer

panas, mineral tersebut mengendap menjadi padatan karena daya larut setimbangnya

menurun. Pada saat larutan menjadi lewat jenuh dan nukleasi terjadi, kondisi ini sangat

cocok dan ideal untuk pertumbuhan kristal partikel kerak. Senyawa-senyawa yang dibawa

air seperti kalsium sulfat, magnesium sulfat, barium sulfat, magnesium karbonat, kalsium

karbonat, silikat, dan lain-lain dapat mengendap dan membentuk kerak sebagai akibat dari

beda tekanan, perubahan temperatur, perubahan pH, dan lain-lain. Perubahan-perubahan

tersebut terjadi dalam peralatan-peralatan proses, penukar panas, evaporator, boiler,

cooling tower, dan lain-lain [3,4,5].

York dan Schorle [6,7] menjelaskan bahwa kristalisasi senyawa dalam larutan

langsung pada permukaan transfer panas dimana kerak terbentuk memerlukan 3 (tiga)

Page 4: PENGGUNAAN EDTA SEBAGAI PENCEGAH TIMBULNYA …

Hasil Penelitian don Kegiatan PTLR Tahun 2006 lSSN 0852 - 2979

faktor simultan yaitu konsentrasi lewat jenuh (supersaturation), nukleasi (terbentuknya inti

kristal) dan waktu kontak yang memadai. Di dalam proses evaporasi, kondisi jenuh

(saturation) dan supersaturation dicapai secara simultan melalui pemekatan larutan dan

penurunan daya larut setimbang saat kenaikan suhu menjadi suhu penguapan.

Pembentukan inti kristal terjadi saat larutan jenuh, dan kemudian sewaktu larutan melewati

supersaturation maka terjadilah pertumbuhan kristal, ukuran kristal bertambah besar dan

selanjutnya melalui gaya gravitasi kristal jatuh dan terpisah dari larutan. Mekanisme terse but

memerlukan waktu kontak antara larutan dan permukaan transfer yang memadai. Skema

mekanisme pembentukan kerak yang dilengkapi parameter-parameter penting yang

mengontrol setiap tahapan ditunjukkan pada Gambar 1.

Pencegahan Kerak Dan Deposit Endapan Melalui Inhibitor Kimia

Penggunaan aditif kimia tertentu dapat berpengaruh besar pada penghambatan

pertumbuhan kristal dalam media pelarut air. Mekanisme yang pasti dari aditif tersebut

dalam menghambat pertumbuhan kristal belum dipahami sempurna walaupun banyak

penelitian dilakukan dalam bidang tersebut. Pencegahan kerak secara kimia tersebut

berhubungan dengan efek aditif pada proses nukleasi, presipitasi, dan pelekatan bahan

mineral. Bahan yang dipakai sebagai inhibitor kerak bermacam-macam, sebagian besar dari

zat tersebut berfungsi melalui mekanisme permukaan, kecuali inhibitor chelating dan

sequestering. Jumlah bahan kimia yang diperlukan sebagai inhibitor kerak sebanding

dengan luas permukaan dari deposit endapan yang akan terjadi. Luas permukaan deposit

endapan adalah fungsi beberapa faktor seperti suhu, tekanan, waktu, pH, dan lain-lain [8,9].

PADATANTERSUSPENSI

PENGENAPANDAN PEMADA TAN

AIRMINERAL

DAPAT LARUT

PELARUTAN

Parameter yang mengontrol : waktu,suhu, tekanan, pH, faktor lingkungan,ukuran partikel, kecepatan pengadukan.

LEW AT JENUH

Parameter yang mengontrol : waktu,suhu, tekanan, pH, faktor lingkungan,ukuran partikel, kecepatan pengadukan.

PERTUMBUHANKRIST AL

Gambar 1. Skema umum mekanisme pembentukan deposit kerak air [6,7].

4

Page 5: PENGGUNAAN EDTA SEBAGAI PENCEGAH TIMBULNYA …

Has;! Penelitian dan KegiaJan PTLR Tahun 2006 ISSN 0852 - 2979

Mekanisme pencegahan kerak meliputi chelating, sequestration, complexation,

antiprecipita tion, protective colloid, threshold treatment, dispersan, deflocculant,

antinucleation, dan lain-lain. Chelation adalah pembentukan senyawa kompleks dari ion

logam dengan menggunakan molekul organik atau anorganik, senyawa kompleks tersebut

dapat terlarut atau tak terlarut. Sequestration didefinisikan sebagai pembentukan senyawa

kompleks terlarut dari suatu logam. Sequestring agent yang biasa dipakai antara lain

nitrilotriacetic acid (NTA) , ethylene diamnine tetraacetic (EDTA) , hydrotyethyl ethylene

diamine triacetic acid (HEDTA), dan lain-lain. Bila sequestring agent ditambahkan ke dalam

larutan yang mengandung ion logam maka senyawa kompleks akan terbentuk,

pembentukan kerak tidak te~adi karena ion logam telah terkomplekkan. Senyawa kompleks

tersebut mempunyai nilai stabilitas tertentu, yang dinyatakan dalam konstante stabilitas

kation yang terkomplekkan. Bila ada dua atau lebih ion logam dalam larutan sebagaimana

yang terjadi pada air alam, terdapat reaksi kompetisi terhadap sequestring agent. Reaksi

pembentukan senyawa kompleks antara ion logam dan sequestring agent merupakan reaksi

setimbang, dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain pH, temperatur, jenis dan

konsentrasi padatan terlarut, dan lain-lain. Banyak kation dapat dikomplekkan pada suatu

kondisi tetap.

Sequestring agent jenis EDTA atau NTA saat ini banyak digunakan khususnya

dalam pengolahan air boiler. EDTA dan NTA membentuk senyawa kompleks yang stabil

dengan banyak kation pengganggu pembentuk kerak dan deposit endapan seperti Ca+2,

Mg+2, Fe+3, Fe+2, Cu+2, dan lain-lain. Bila dalam larutan terdapat beberapa kation dan

konsentrasi molar dari sequestring agent melebihi nilai total konsentrasi molar ion-ion logam,

bahan tersebut akan membentuk kompleks dengan ion logam yang memiliki afinitas yang

lebih kuat. Afinitas ion-ion logam terhadap sequestring agent EDTA mempunyai nilai yang

berbeda dan besarnya sesuai dengan urutan sebagai berikut [8]:

Na+ < Ba+2< Mg+2< Ca+2 < Fe+2< Cu+2 < Fe+3

Jadi EDTA akan membentuk senyawa kompleks lebih besar dengan ion kalsium dari pada

dengan ion magnesium, juga lebih besar dengan Fe+2dari pada dengan ion kalsium. Reaksi

pembentukan kompleks ion logam dengan EDTA mengikuti persamaan sebagai berikut:

4 M+ + H4EDTA B M4-EDTA + 4 W

Untuk pengkomplekan setiap satu ppm ion magnesium dibutuhkan EDTA sebanyak 12 ppm,

dan untuk pengkomplekan setiap 1 ppm ion kalsium diperlukan EDTA sebanyak 7,4 ppm,

seperti ditunjukkan pada Tabel1.

5

Page 6: PENGGUNAAN EDTA SEBAGAI PENCEGAH TIMBULNYA …

Hasil Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahun 2006 lSSN 0852 - 2979

Tabel1. Konsentrasi EDTA dan garam natriumnya yang dibutuhkan untuk mengkomplekan 1 ppm

ion kalsium, ion magnesium, dan ion barium [8].

KelarutanJumlah (ppm) yang dibutuhkan untuk

Bahan pengomplek

g/100 mlpHmengkomplekan 1 ppm logam alkali

H20-79 of

larutan tanah

air

Mg+2Ca+2Ba+2

EDTA

0,022,3127,42,1

Disodium etilen diamintetra-asetat dihidrat

11,1515,49,52,7

Trisodium etilen diamin tetra-asetat mono hidrat

578,415,69,62,8

Tetrasodium etilen diamin tetra-asetat dihidrat

103,910,316,910,43

TATA KERJA

Bahan

Bahan-bahan yang digunakan mempunyai kemurnian pro-analysis dari E. Merck,

yaitu serbuk MgS04,CaS04, NaOH, HCI, dan EDTA.

Metode

Ditimbang 8,333 9 CaS04; 4,167 9 MgS04; dan 28,3 9 EDTA. Ketiga bahan tersebut

dicampur dan dimasukkan kedalam labu leher tiga, kemudian ditambah akuades hingga

volume campuran menjadi 500 mL (sehingga tersedia limbah cair simulasi). Kondisi pH

pertama kali diatur pada nilai 7 melalui penambahan larutan NaOH pada labu leher 3.

Larutan kemudian dipanaskan hingga suhu 100°C dengan menggunakan pemanas listrik.

Selama pendidihan berlangsung terjadi penguapan larutan sehingga untuk menjaga volume

dalam labu leher tiga tetap, dilakukan penambahan larutan yang sarna pada laju seperti laju

penguapan. Setelah waktu 1; 1~; 2; 2~; dan 3 jam dari saat larutan mendidih, masing­

masing larutan dilewatkan kolom resin untuk pengikatan sisa kation bebas (yang tidak

terkomplekan). Larutan tersebut selanjutnya dianalisis kadar kalsium dan magnesiumnya

dengan "Atomic Absorption Spectrophotometer" (AAS) yang merupakan kadar kation yang

terkomplekan oleh EDTA. Melalui pekerjaan yang sama pH divariasikan pada nilai 9, 11

dan 13.

6

Page 7: PENGGUNAAN EDTA SEBAGAI PENCEGAH TIMBULNYA …

Hasil Penelitian don KegiaJan PTLR Tahun 2006 ISSN 0852 - 2979

HASIL DAN PEMBAHASAN

Limbah cair simulasi yang berkesadahan 2,5% dengan rasio CaS04 dan MgS04 2:1

mengandung ion kalsium 4.902 ppm dan ion magnesium 1.693 ppm. Dari Tabel 1,

kebutuhan EDTA untuk mengkomplekan ion kalsium berharga 7,4 kali banyaknya ppm dari

ion kalsium atau sarna dengan 36.273 ppm EDTA. Dari Tabel 1 juga, kebutuhan EDTA

untuk mengkomplekkan ion magnesium berharga 12 kali banyaknya ppm jdari ion

magnesium atau sarna dengan 20.321 ppm EDTA. Jadi kebutuhan EDTA keseluruhan

adalah 56.594 ppm. Kebutuhan EDTA untuk percobaan pengomplekan ion kalsium dan

magnesium dalam 500 mL larutan adalah 28,30 g.

Kation Terkomplekkan (ppm)

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

o1

2 Waktu (jam) _ 3

~pH7

----- pH 9

.• pH 11

-.- pH 13

Gambar 2. Hubungan waktu evaporasi terhadap jumlah (ppm) ion kalsium

dan magnesium yang terkomplekkan

Dari hasil percobaan pengomplekan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2 yaitu

hubungan waktu evaporasi terhadap jumlah (ppm) ion kalsium dan magnesium yang

terkomplekkan terlihat bahwa semakin lama waktu evaporasi jumlah ion yang terkomplekkan

semakin naik, sampai nilai optimum dimana jumlah ion yang terkomplekan paling besar.

Hal tersebut dikarenakan semakin lama waktunya, kesempatan reaksi pengkomplekkan

semakin banyak, jumlah ion kalsium dan magnesium yang banyak dalam larutan segera

bereaksi dengan EDTA yang berlebih. Pengaruh pH menunjukkan bahwa semakin besar

nilai pH, semakin banyak jumlah kation yang terkomplekkan. Oalam percobaan ini diperoleh

bahwa pH 9 merupakan hasil yang terbaik.

Hal tersebut dikarenakan semakin besar nilai pH maka semakin banyak ion OH'

dalam larutan yang membuat kemudahan ionisasi dari logam Ca dan logam Mg yang

memberikan kesempatan reaksi meningkat, namun setelah pH berharga lebih besar dari 9

maka terjadi kelebihan ion Ca+2 dan Mg+2 dalam larutan. Ion Ca+2 bebas akan mengganggu

ion Mg+2 yang sudah terkomplekan sehingga tepas kembali dari senyawa kompleks,

7

Page 8: PENGGUNAAN EDTA SEBAGAI PENCEGAH TIMBULNYA …

Hasil Penelitian don Kegialan PTLR Tahun 2006 ISSN 0852-2979

terjadilah kompetisi kembali ion logam yang akan terkomplekkan. Dengan demikian bila pH

yang semakin besar (Iebih dari 9) maka ion logam yang terkomplekkan semakin kecil.

KESIMPULAN

1. Limbah radioaktif cair fasilitas nuklir Serpong mengandung kesadahan tetap CaS04 dan

MgS04 rasio 2:1, bila dievaporasi akan menimbulkan kerak yang merupakan tahanan

transfer panas evaporator. Dalam operasi rutin, kerak tersebut dihilangkan melalui

perendaman serkuit evaporator dengan asam nitrat 10 % selama 2,5 hari (60 jam), atau

melalui pembersihan dengan sikat saat perawatan alat.

2. Langkah preventif pencegahan pembentukan kerak dapat dilakukan melalui penggunaan

inhibitor kimia EDTA (Ethylene diamine tetra-acetic acid), ion-ion kalsium dan

magnesium bereaksi membentuk senyawa kompleks dengan EDTA sehingga kerak

tidak terjadi lagi.

3. Kondisi optimum proses pengomplekan untuk pencegahan terjadi kerak terhadap 500

mL limbah cair dengan kesadahan 2,5% atau kadar kation (Ca+2 dan Mg+2) 6.595 ppm

ditambah 28,30 9 EDTA terjadi pada pH 9, waktu setelah saat latutan mendidih selama 2

jam dan kadar kation yang terkomplekkan dengan EDTA sebesar 6160 ppm atau

sebesar 93,33%.

DAFT AR PUST AKA

1. SALIMIN, Z., "Identifikasi Tahanan Transfer Panas Deposit Kerak Pada Evaporator Instalasi

Pengolahan Limbah Radioaktif, Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar

IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir, P3TM-BATAN, Yogyakarta, 25-26 Juli 2000.

2. SALIMIN, Z., "Propblem Solving of evaporator Operation on The Treatment of Radioactive Liquid

Waste in Serpong Nuclear Facilities", Presented Paper at Symposium on Waste Managemen and

Environmental Restoration at Tucson, Arizona, USA, February 27-March 2, 2000.

3. THACKERY, PA, "The Cost of Fouling in Heat Exchange Plant", Effluent and Water Treatment

Journal, Vol. 20, 1980.

4. HASSON, DAVID and ZAHAWI, "Mechanism of Calcium Sulfate Scale Deposition on Heat

Transfer Surfaces", I and EC Fundamental, Vol. 9, No. I, 1970.

5. SPIEGLER, K.S., "Salt Water Purification", John Wiley and Sons, Inc., New York, 1962.

6. HASSON, DAVID, AVRIEL and WILLIAM, "Mechanism of CaC03 Scale Deposition on Heat

Transfer Surfaces", I and EC Fundamental, Vol. 7, No. 1,1968.

7. OTHMER, K." Encyclopedia of Chemical Technology, Crystallization", Vol. 6, John Wiley and

Sons, New York, 1965.

8. ELLIOT, M.N., "The Present State of Scale Control in Sea Water Evaporator", Desalination Vol. 6,

No. 87, 1969.

9. SEELS, "Industrial Water Pretreatment", Chemical Engineering, February 26, 1973.

8