Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009 ISSN 0854 - 5561

STUDI LABORATORIUM PEMUNGUT AN EFLUEN URANIUMDARI EFLUEN PROSES PCP (PILOT CONVERTION PLANT)

Naar Yudhi

ABSTRAK

STUDI LABORATORIUM PEMUNGUTAN EFLUEN URANIUM DARI EFLUEN PROSES

PILOT CONVERT/ON PLANT. Pemungutan efluen uranium dari efluen proses PCPtelah dilakukan studi laboratorium. Tujuan dari studi laboratorium ini untuk memperolehdata awal proses pemungutan U dari efluen proses PCP, data awal diperoleh daridokumen Pilot Conversion Plant Quality Control Manual. Data tersebut dapatmenyimpulkan bahwa ;Limbah PCP dapat dikelompokkan menjadi dua bagian, Yangpertama limbah basa yang berasal dari tangki V-503; V-1001; C-1101; V-1003/4 dan V­1202.Konsentrasi uraniumnya berkisar < 100 ppm sid 1g/L dan dikumpulkan dalamtangki V-701. Yang kedua limbah asam 'yang berasal dari tangki C-301; V-303; V-402A/B; V-601; V-1203. Konsentrasi uraniumnya berkisar < 100 ppm sid 5 g/L dandikumpulkan dalam tangki V-702.

PENDAHULUAN

Instalasi Elemen Bakar Eksperimental (IEBE) merupakan salah satu instalasi nuklir diPusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir (PTBN) yang mempunyai dua kegiatan pokok pengembanganteknologi bahan bakar nuklir untuk reaktor daya, yaitu:

1. Konversi yellow cake menjadi serbuk U02 nuclear grade.2. Fabrikasi bahan bakar reaktor air berat (HWR) jenis "Cirene" dengan menggunakan bahan

uranium dioksida alam (U02-alam). Peralatan produksi dapat dikembangkan untuk produksielemen bakar reaktor daya tipe lainnya yang berbasis pelet (pellet), baik menggunakanbahan U02-alam maupun U02 diperkaya maksimum sampai 5% U235•

Kegiatan di PCP secara umum adalah konversi yellow cake menjadi serbuk U02 nuclear grade, yangsecara garis besar meliputi pelarutan, pemurnian (ekstraksi), pengendapan, pengeringan, dankalsinasi reduksi. Dari kegiatan diatas di bagi menjadi beberapa seksi yaitu dari seksi 100 sid seksi1200[1]

• Seksi 100 : Pengangkutan, penghalusan (penggilasan dengan Jaw crusher dan pengayakan.• Seksi 200 : Make up, penyediaan larutan-Iarutan• Seksi 300 : Pelarutan yellow Cake dan pengaturan umpan• Seksi 400 : Pemunnian uranil nitrat

• Seksi 500: Regenerasi solvent, pengambilan kembali pelarut• Seksi 600 : Pemekatan uranil nitrat hasil

• Seksi 700 : penampungan limbah• Seksi 800 : Pelarutan gagalan dan pengaturan umpan• Seksi 900 : Pengendapan dan penyaringan uranium• Seksi 1000 : Perlakuan terhadap larutan I cairan induk• Seksi 1100 : Pengeringan, kalsinasi dan reduksi• Seksi 1200 : Vessel of gas

Tujuan dari penelitian ini dititik beratkan pada data awal proses pemungutan U dari efluen prosesPCP, untuk memperoleh data tersebut maka perlu mengetahui data awal dari konsentrasi U dariefluen proses yang dihasilkan dari beberapa seksi terutama di seksi 700 yaitu penampungan limbah,dan beberapa seksi dari seksi 100 sid seksi 1200. Seksi 700 terdiri dari seksi 701 yaitu tangki yangmenampung limbah basa dan seksi 702 yang menampung limbah asam. Seksi 701 yaitu tangkiuntuk menampung efluen proses dari tangki V-503 dan V-1202. Seksi 702 yaitu tangki untukmenampung efluen proses dari tangki V-303, V-402 A/B and V-1203

444

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009 ISSN 0854 - 5561

Untuk memperoleh data awal proses pemungutan uraniuam dari efluen proses PCP diperoleh daristudi pustaka, yaitu dokumen PCP yang ada hubungannya dengan proses tersebut yaitu "PilotConversion Plant Quality Control Manuaf' yang di dalamnya memuat prediksi hasil perhitungan padaseksi-seksi yang menghasilkan efluen proses yang mengandung uranium. Dan ada beberapametoda yang digunakan untuk memungut efluen proses yang mengandung uranium yang pernahdilakukan dilaboratorium, diantaranya :• Dengan cara pengendapan ; ada beberapa pengendap

o Ammonium Hidroksida (NH40H)o Ammonium Carbonat, (NH4hC03o Natrium Hidroksida, NaOH

• Dengan cara elektrolisa ; ada beberapa carao Elektro Platingo Elektrodialisiso Elektrolisa

• Dengan resin penukar iono Resin penukar kationo Resin penukar anion

BAHAN/ALAT DAN TAT A KERJA

Bahan yang digunakan :

• Ammonium Hidroksida (NH40H)• Ammonium Carbonat, (NH4hC03• Natrium Hidroksida, NaOH• Efluen proses PCP• Resin kation/anion

Alat yang digunakan :

• Peralatan gelas• Kolom gelas/buret• DC power supply/Accu charger• Elektrode pt

TAT A KERJA UNTUK MEMPEROLEH DATA AWAL PROSES PEMUNGUTAN U

• Dari dokumen "Pilot Conversion Plant Quality Control Manuaf' diperoleh data awal prosespemungutan Uranium dari seksi 100 sid seksi 1200.

• Dari dokumen tersebut, seksi yang diprediksi menghasilkan limbah adalah : Tangki C-301 hasilscrubbing organic (HN03/H20/U); Tangki V-303 hasil condensated vapours (HNOyH20/U);Tangki V-402 A/B hasil fase air (ekstraksi) HN03 2,4 M; Tangki V 405 A1B hasil fase organik(TBP-K), hasil ekstraksi, TBP konsentrasi 20% Vol; Tangki V-503 hasil alkalin waste(Na2C03/H20); Tangki V-504 hasil sreaping organic murni (TBP-K 20% Vol); Tangki V-601 hasilkondensasi.uap ; Tangki C-1101, Scrubbing organic (ADUlH20); Tangki V-1001, larutan indukdari XD-901, (H20/NH4N03/ADU); Tangki V-1 003/1 004, (H20/NH4NOyADU)

• Dari data di atas dapat dibuat tabel, prediksi konsentrasi U dari tangki-tangki yang disebutkandiatas dan dapat dibuat kesimpulan data awal proses pemungutan uranium dari nefluen prosesPCP

• Dari data diatas dapat dikelompokkan menjadi efluen proses asam (Iimbah asam) dan efluenproses basa (limbah basa)

• Untuk efluen proses dengan keasaman dan konsentrasi uranium 1 sid 5 g/L bisa dengan carapengendapan, pengendap yang digunakan adalah Ammonium Hidroksida (NH40H) 25%,Ammonium Carbonat, (NH4hC03 serbuk, Natrium Hidroksida, NaOH Kristal

445

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009 ISSN 0854 - 5561

• Untuk pemekatan limbah asam dengan konsentrasi Uranium 100 ppm sid 1 g/L bisamenggunakan cara elektrolisa.

• Untuk ef/uen proses yang konsentrasi uranium rendah « 100 ppm) dengan keasaman rendahbisa menggunaka cara penukar ion.

• Untuk limbah basa dengan cara penukar ion I elektrolisa

HASIL DAN PEMBAHASAN

Tabel 1. Data awal proses yang diperoleh dari dokumen "Pilot Conversion Plant Quality ControlManual"[2]

No Nama tanqkiKandunqan uranium, ppmHasil darikandunqan

1.

C-30 1 100 ppm U, 0,85 M HN03LarutanScrubbingHN03/H2OIserapan

2.

V-303 <100 oom U,Embunan uaoHNO.JH?O

3.

V-402 A/B 1= U = 5 aiL dikirim keFase air ekstraksiHN032,4 Mlimbah = 5 aiL recycle ke tanqkiV-302

4.

V-405 A/B < 20 oom direqenerasiFase oraanic ekstraksiTBP-K

5.

V-503 < 50 ppm Limbah alkaliNa2C03/H20

6.

V-504 < 5 oom Streapinq orqanic mumiTBP-K 20% Volume

7.

V-601 1= U = 5 aiL dikirim keEmbunan uapHN03/H?Olimbah > 5 q/L recycle ke tanakiV-404 dan ke E-601

8.

C-1101 100 ppm sid < 1 aiLLarutan scrubbinaADU/H20

9.

V-1001 < 1 aIL Larutan induk XD-901H2O/NH4N03/ADU

10.

V-1003/1004100 sid 500 oomLimbah dari xd-1001Limbah alkali

11.

V-1202 < 100 ppm Larutan scrubbinqLimbah alkali

12.

V-1203 < 100 ppm Larutan scrubbinqLimbah asam

Hasil pad a perbaikan ini seperti diperlihatkan pada Tabel 1 , alat yang tersebut pada tabel semuanyasudah berfungsi dengan baik.

Bahasan pad a Tabel 1 Semua tangki yang tersebut pad a Tabel-1 sudah dilakukan uji fungsialat tunggal (pengesetan alat, kalibrasi tangki dll). Pengumpulan pad a seksi 700 terbagi dalam tigabagian yaitu :

446

ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009

1. Yang pertama Limbah basa yang berasal dari tangki V-503; V-1 001; C-11 01; V-1003/4 dan V­1202. Konsentrasi uraniumnya berkisar < 100 ppm sid 1g/L dan dikumpulkan dalam tangki V­701

2. Yang kedua Limbah asam yang berasal dari tangki C-301; V-303; V-402 A/B; V-601; V-1203.Konsentrasi uraniumnya berkisar < 100 ppm sid 5 g/L dan dikumpulkan dalam tangki V-702

3. Konsentrasi uranium yang ada dalam limbah masih dalam perkiraan sehingga perlu dilakukananalisis setiap pemindahan limbah dari tangki ke tangki.

KESIMPULAN

Oari Tabel1 dapat disimpulkan bahwa limbah PCP dapat dikelompokkan menjadi dua• Yang pertama limbah basa yang berasal dari tangki V-503; V-1 001; C-11 01; V-1003/4 dan V­

1202. Konsentrasi uraniumnya berkisar < 100 ppm sid 1g/L dan dikumpulkan dalam tangki V­701

• Yang kedua limbah asam yang berasal dari tangki C-301; V-303; V-402 A/B; V-601; V-1203.Konsentrasi uraniumnya berkisar < 100 ppm sid 5 g/L dan dikumpulkan dalam tangki V-702

• Larutan fase organik dari tangki V-405 A/B; V-504 tidak dilimbahkan tapi diregenerasi untukdipungut uraniumnya.

Seksi 700 terdiri dari seksi 701 yaitu tangki yang menampung limbah basa dan seksi 702 yangmenampung limbah asam. Seksi 701 yaitu tangki untuk menampung efluen proses dari tangki V-503dan V-1202. Seksi 702 yaitu tangki untuk menampung efluen proses dari tangki V-303, V-402 A/Band V-1203

Oari seksi 100 sid 1100 ada beberapa seksi yang menghasilkan ef/uen proses yang mengandunguranium yang dilimbahkan maupun yang dikembalikan dalam proses recycle.

Seksi yang menghasilkan ef/uen proses antara lain:

• Tangki C 301 Scrubbing Lart asam nitrat mengandung U 100 ppm.• Tangki V 303 embunan uap mengandung U<100 ppm.• Tangki V402 A/B Fase air hasil ekstraksi larutan asam nitrat , U 1< U< 5 g/L dilimbahkan,

kandungan U > 5 g/L dilimbahkan ke tangki V 302.• V 405 A/B ekstraksi hasil fase organic U content < 20 ppm diregenerasi• V 503

DAFT AR PUST AKA

[1] NIRA,"Pilot Conversion Plant Quality Control Manuaf', INO.220.04.l.0009149.00.M0007

[2] NIRA."Petunjuk Pelaksanaan Operasi komisioning I, Pengujian Peralatan Tunggal di PabrikPilot Konversi, INO.220-04-Z-0005

149-00-MO-00

447