PENGOLAHAN EFLUEN URANIUM DENGAN CARA PENGERINGAN

Noor Yudhi, Torowati, Ngatijo Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir, BATAN

ABSTRAK

PENGOLAHAN EFLUEN URANIUM DENGAN CARA PENGERINGAN, telah dilakukan percobaan terhadap efluen proses kimia yang ada di 6 jeligen yang mengandung uranium berkisar 0,19 s/d 1 g/L dengan cara pengeringan. Tujuannya adalah pemungutan Uranium dari efluen dan filtratnya dikeringkan untuk disimpan sementara dalam bentuk padatan kering. Cara yang digunakan dalam percobaan ini adalah metode gravimetri. Mula-mula 50 mL efluen Uranium dengan keasaman 2,71 s/d 5,94 N dinetralkan dengan Natrium Hidroksida teknis sampai dengan pH=7, disaring dan filtratnya panaskan sampai kering, hasilnya ditimbang dan disimpan dalam keadaan kering. Dari hasil pengeringan dapat dihitung berat efluen Uranium kering yang dihasilkan dan Natrium Hidroksida teknis yang dibutuhkan untuk memproses efluen Uranium yang ada di ruang HR 24A gedung 65 B3N – PTBN. Dari percobaan diperoleh hasil bahwa dari 6 varian Efluen Uranium(masing masing 50 mL) yang dikeringkan menghasilkan efluen Uranium kering berkisar antara 7,88 s/d 21,34 g dan membutuhkan Natrium hidroksida berkisar antara 4,78 s/d 10,91g. Dari data percobaan ini dapat disimpulkan bahwa untuk mengeringkan efluen Uranium sebanyak 120 L dihasilkan padatan kering sebanyak 28,69 kg dan dibutuhkan 16,67 Kg Natrium Hidroksida teknis (kristal). Katakunci: Pengolahan efluen, Uranium, gravimetri. PENDAHULUAN Selama ini efluen Uranium yang dihasilkan dari sisa proses analisis dengan alat titroprocessor.masih tersimpan di dalam jeligen. Penyimpanan efluen tersebut di tempatkan dalam 20 jeligen diruang HR 24A digedung 65. Pengoperasian alat titroprocessor setiap bulan rata-rata menghasilkan 10 L efluen Uranium dan ditampung di dalam jeligen, efluen Uranium tersebut ada yang sudah dipekatkan maupun yang belum dipekatkan. Oleh sebab itu dilakukanlah rencana pengelolaan efluen Uranium dengan cara pengeringan, yaitu menyimpan Uranium yang ada di dalam efluen dalam keadaan kering.

Pengolahan efluen proses kimia yang mengandung Uranium dengan cara pengeringan sudah lama digunakan dalam Industri Nuklir. Selama ini pengeringan dikenal dengan dua cara, yang pertama dengan cara pengeringan dengan dijemur matahari sedangkan cara yang kedua dikeringkan dengan pemanas listrik. Kedua cara tersebut mempunyai kesamaan didalam pemrosesannya yaitu dengan penetralan, pemekatan, pengkristalan atau langsung dikeringkan dan disimpan dalam keadaan kering. Dalam percobaan tidak dilakukan dengan cara penjemuran matahari karena belum mempuyai wadah tempat pengeringannya, sehingga dilakukan dengan cara pemanasan dengan energi listrik. Pada percobaan digunakan beker 100 mL untuk pengeringannya dan kendalanya selama proses berlangsung harus ditunggui supaya tidak terjadi pemanasan yang terlalu tinggi untuk menghindari pecahnya beker dan tumpahnya larutan yang sedang dipanaskan.

Kelebihan pengelolaan efluen Uranium dengan cara pengeringan ini adalah : Yang pertama uranium dalam efluen disimpan dalam keadaan padat dan kering , sehingga volume bisa diperkecil ¼ nya dan bahaya kontaminasi dapat di minimalisir jika dibandingkan dengan efluen yang disimpan dalam keadaan cair. Yang kedua penyimpanan bersifat sementara bila diperlukan Uraniumnya bisa dipungut kembali dengan cara ekstraksi atau elektrodialisa. Selama ini efluen Uranium yang ada pernah dilakukan percobaan dengan metode yang lain diantaranya dengan ekstraksi dengan menggunakan beberapa ekstraktan dan pengendapan(1) , tapi pada kedua cara masih ada beberapa kendala. Untuk ekstraksi terkendala oleh kadar Uranium dalam efluen terlalu kecil (< 1 g/L) sehingga effisiensi pemungutan Uraniumnya rendah disamping itu harga ekstraktan yang mahal sehingga kalau diolah biaya produksinya sangat tinggi. Untuk pengendapan terkendala terbentuknya filtrat yang mengandung Uranium, karena kadar Uranium dalam efluen kecil, efisiensi pengendapannya juga kecil sehingga filtrat yang terbentuk kandungan Uraniumnya lebih besar 50 ppm.

Dulu pernah dilakukan pengeringan efluen Uranium dengan dijemur matahari tapi karena efluen Uranium keasamannya tinggi dan tidak dinetralkan dengan NaOH teknis akibatnya efluen Uranium tidak bisa kering. Dengan pertimbangan diatas dicoba percobaan pengeringan efluen Uranium menggunakan pemanasan listrik dan dinetralkan terlebih dahulu dengan Natrium Hidroksida teknis.

Tujuan dari percobaan ini adalah pemungutan Uranium pada pH = 7 dalam bentuk Na2U2O7 dan filtratnya yang mengandung Uranium rendah dikeringkan untuk disimpan sementara sebelum diproses lebih lanjut dengan cara ektraksi atau elektrodialisis. Hasil yang diharapkan adalah Uranium dalam bentuk Na2U2O7 dan efluen kering. TATAKERJA Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah, 6 jeligen efluuen proses kimia yang berada di ruang HR 24A di gedung 65 (B3N-PTBN) dan mengandung Uranium berkisar 0,19 s/d 1 g/L, dan Natrium Hidroksida kristal (teknis). Peralatan yang digunakan meliputi, Timbangan analitik, pH meter, pengduk magnit, pemanas listrik (Hot Plate), dan perlatan gelas. Cara kerja dari percobaan ini adalah :

Diambil efluen uranium dalam jeligen 1 sampai dengan jeligen 6 masing masing sebanyak 500 ml dan diukur pH nya kemudian masing masing efluen diambil 3 contoh, setiap contoh 50 mL.

Tambahkan Natrium Hidroksida teknis (kristal) , sambil diaduk dan amati pH nya sampai 7, disaring kemudian filtratnya panaskan, jika ingin diperoleh kristal, efluen cukup dipekatkan dan diamkan satu malam maka akan terbentuk kristal.

Jika yang diinginkan dalam bentuk padatan kering, panaskan efluen sampai kering.

Didinginkan dan selanjutnya ditimbang, beratnya dicatat sebagai padatan kering (50 mL) kemudian dikonversikan ke satu jeligen yang volumenya 20 L dan diperoleh berat padatan kering yang setara dengan 20 L efluen Uranium.

Kebutuhan Natrium Hidroksida untuk menetralkan 50 mL efluen Uranium dicatat

dan dikonversikan ke volume 20 L. Dari 120 L efluen Uranium yang diteliti dapat dihitung kebutuhan Natrium Hidroksida yang digunakan untuk menetralkan, dan dapat dihitung pula berat padatan kering yang dihasilkan.

HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil dari percobaan ini berupa Tabel 1. Data percobaan pengaruh keasaman terhadap hasil pengeringan. serta Gambar 1. Pengaruh keasaman terhadap hasil padatan kering dan kebutuhan NaOH teknis. Pada tabel 1. Berisi data data efluen Uranium yang digunakan untuk percobaan Yaitu efluen Uranium dengan kode L1 s/d L6 dan data data yang bersangkutan dengan kandungan yang ada di dalam nya. Data data efluen Uanium meliputi, Kadar Uranium, keasaman dan volume efluen yang dipakai dalam percobaan. Selain itu ditampilkan pula hasil pengeringan yang diperoleh dan kebutuhan Natrium Hidroksida untuk penetralan, sehingga hasil percobaan bisa dihitung dan dikonversikan bila efluennya sebanyak 20 L Dari Tabel 1. terlihat bahwa percobaan pengeringan ini menggunakan efluen Uranium L1 s/d L6 yang mempunyai keasaman bervariasi dari 2,77 s/d 5,94 N dan kandungan Uraniumnya berkisar 0,25 s/d 1,02 g/L. Dalam percobaan 50 mL efluen dari L1 s/d L6 membutuhkan NaOH berkisar 4,78 s/d 10,91 g dan dihasilkan padatan kering berkisar 7,88 s/d 21,34 g. Dari percobaan 50 mL setiap jeligennnya (20 L), hasil yang diperoleh (NaOH dan padatan kering) dikonversikan jika efluen yang diproses sebanyak 20 L. Dari konversi ini diperoleh berat NaOH yang dibutuhkan sebanyak 16,67 Kg dan efluen kering yang dihasilkan 28,69 Kg untuk volume efluen Uranium sebanyak 120 L.

Tabel 1. Data percobaan pengaruh keasaman terhadap hasil pengeringan. No Kode Volume,

mL Keasaman,

N Kadar

Uranium, g/L NaOH Rerata,

g

Hasil padatan

Kering, g

Volume efluen,

L

NaOH Kg

Efluen Kering,

Kg 1. L1 50 2,77 1,00 4,78 7,88 20 1,90 3,15

2. L2 50 2,99 0,25 5,47 9,11 20 2,19 3,64

3. L3 50 3,31 1,02 6,11 10,50 20 2,44 4,20

4. L4 50 3,71 0,19 6,69 10,88 20 2,68 4,35

5. L5 50 4,12 0,66 7,51 12,03 20 3,00 4,81

6. L6 50 5,94 0,51 10,91 21,34 20 4,46 8,54 JUMLAH 120 16,67 28,69

0123456789

2.71 2.99 3.31 3.71 4.12 5.94

Keasaman, N

Ber

at h

asil

dan

NaO

H, K

g

Gambar 1. Pengaruh keasaman terhadap hasil padatan kering dan kebutuhan NaOH teknis. Dari Gambar 1. terbaca bahwa keasaman efluen Uranium yang digunakan di dalam percobaan berkisar antara 2,71 s/d 5,94 dan semakin tinggi keasaman efluen Uranium yang digunakan di dalam percobaan, padatan kering yang dihasilkan semakin besar demikian juga kebutuhan Natrium Hidroksida semakin meningkat. Hal ini disebabkan dengan semakin meningkatnya keasaman di dalam efluen kebutuhan Natium Hidroksida untuk penetralan juga semakin meningkat dan menyebabkan hasil

padatan kering yang dihasilkan juga semakin besar. Pengaruh pH terhadap hasil padatan kering adalah bila pH < 7 efluen bersifat asam (H2SO4 dan H3PO4), sifat dari asam tersebut sulit untuk dikeringkan dan bila pH > 7 Hasil padatan kering banyak mengandung NaOH yang bersifat higroskopis dan hasil padatan kering mudah basah karena menyerap uap air. Oleh karena itu dipilih pH = 7 untuk percobaan pengeringan ini. KESIMPULAN Dari hasil dan pembahasan di atas dapat disimpukan bahwa pengeringan efluen Uranium melalui beberapa tahap yaitu penetralan, pemekatan, pengkristalan dan pengeringan. Dari hasil percobaan pengringan efluen Uranium dapat dihitung bahwa untuk mengeringkan efluen Uranium sebanyak 120 L dibutuhkan Natrium Hidroksida sebanyak 16,67 Kg dan dihasilkan padatan kering sebanyak 28,69 Kg. DAFTAR PUSTAKA 1. Galkin, N.P., Sudarikov, B.N., Veryatin, U.D.,

Sishkov, YU.D., Mairov, A.A.,”Technology of Uranium Atomizdat”, Moskva, 1964, p 51-53.

2. Arthur I. Vogel, D.Sc., ”A Text-Book of Quantitative Inorganic Analysis”, Second edition, Longmans, Green and Co, London, 1951, p 470-471.