tbp sebagai pelarut “ - · pdf filetbp adalah senyawa organik yang ... kemampuan tbp...

13
“ TBP Sebagai Pelarut “ 2010 1 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN) BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Proses ekstraksi dalam pemurnian uranium memegang peranan penting, sebab dengan cara ekstraksi ini uranium dapat dipisahkan dari pengotor, sehingga didapatkan UO 2 murni nuklir dan pengotor dalam skala ppm. Dalam proses untuk mendapatkan serbuk UO 2 atau U 3 O 8 dari bahan baku yellow cake harus melalui tahapan proses yang cukup panjang dimulai dengan proses pelarutan yellow cake menggunakan HNO 3 membentuk larutan uranil nitrat [UO 2 (NO 3 ) 2 ]. Hasil pelarutan, secara berturut-turut dilakukan proses ekstraksi, re-ekstraksi dan pengendapan. Salah satu jenis ekstraksi yang dapat digunakan adalah ekstraksi pelarut (cair- cair). Bermacam-macam pelarut organik yang dapat digunakan untuk proses ekstraksi antara lain adalah Tri Butil Phosphat (TBP), Metil iso butil keton (MIBK), Tri oktil amin (TOA) dan lain-lain. Dalam proses ekstraksi, media larutan yang akan diekstrak sangat menentukan dalam pemilihan pelarut organik sebagai pengestrak, contohnya larutan dalam suasana nitrat maka pelarut organik sebagai pengekstrak digunakan TBP. Karena berat jenis pelarut organik hampir sama dengan berat jenis air maka perlu dilakukan pengenceran menggunakan pengencer pelarut organik sehingga akan mempermudah dalam pemisahan kedua fase setelah proses ekstraksi. Pelarut yang dapat digunakan sebagai pengencer adalah kerosin, dodekan atau heksan dan lain-lain. Proses ekstraksi uranium dalam yellow cake dilakukan dengan menggunakan pelarut organik TBP sedangkan sebagai pengencer TBP digunakan kerosin. Pemilihan TBP karena uranium yang diekstrak berada dalam suasana asam nitrat atau berupa larutan uranil nitrat. 1.2 Tujuan Tujuan dari disusunnya makalah ini yaitu untuk : 1. Mengetahui sifat fisis dan kimia TBP sebagai pelarut. 2. Mengetahui jenis pengencer untuk TBP pada proses ekstraksi UO 2 . 3. Mengetahui kemampuan TBP dalam mengekstrak UO 2 .

Upload: dinhnhu

Post on 31-Jan-2018

242 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: TBP Sebagai Pelarut “ - · PDF fileTBP adalah senyawa organik yang ... Kemampuan TBP dalam proses ekstraksi dapat diketahui dengan cara menentukan ... menit dan perbandingan volume

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

1 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

BAB I

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Proses ekstraksi dalam pemurnian uranium memegang peranan penting sebab

dengan cara ekstraksi ini uranium dapat dipisahkan dari pengotor sehingga

didapatkan UO2 murni nuklir dan pengotor dalam skala ppm Dalam proses untuk

mendapatkan serbuk UO2 atau U3O8 dari bahan baku yellow cake harus melalui

tahapan proses yang cukup panjang dimulai dengan proses pelarutan yellow cake

menggunakan HNO3 membentuk larutan uranil nitrat [UO2(NO3)2] Hasil pelarutan

secara berturut-turut dilakukan proses ekstraksi re-ekstraksi dan pengendapan

Salah satu jenis ekstraksi yang dapat digunakan adalah ekstraksi pelarut (cair-

cair) Bermacam-macam pelarut organik yang dapat digunakan untuk proses ekstraksi

antara lain adalah Tri Butil Phosphat (TBP) Metil iso butil keton (MIBK) Tri oktil

amin (TOA) dan lain-lain Dalam proses ekstraksi media larutan yang akan diekstrak

sangat menentukan dalam pemilihan pelarut organik sebagai pengestrak contohnya

larutan dalam suasana nitrat maka pelarut organik sebagai pengekstrak digunakan

TBP Karena berat jenis pelarut organik hampir sama dengan berat jenis air maka

perlu dilakukan pengenceran menggunakan pengencer pelarut organik sehingga akan

mempermudah dalam pemisahan kedua fase setelah proses ekstraksi Pelarut yang

dapat digunakan sebagai pengencer adalah kerosin dodekan atau heksan dan lain-lain

Proses ekstraksi uranium dalam yellow cake dilakukan dengan menggunakan

pelarut organik TBP sedangkan sebagai pengencer TBP digunakan kerosin Pemilihan

TBP karena uranium yang diekstrak berada dalam suasana asam nitrat atau berupa

larutan uranil nitrat

12 Tujuan

Tujuan dari disusunnya makalah ini yaitu untuk

1 Mengetahui sifat fisis dan kimia TBP sebagai pelarut

2 Mengetahui jenis pengencer untuk TBP pada proses ekstraksi UO2

3 Mengetahui kemampuan TBP dalam mengekstrak UO2

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

2 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

13 Batasan Masalah

Pada makalah ini akan dibahas mengenai

1 Sifat fisis dan kimia TBP sebagai pelarut

2 Penggunaan pengencer untuk TBP pada proses ekstraksi UO2

3 Kemampuan TBP dalam mengekstrak UO2

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

3 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

BAB II

ISI

21 Karakteristik (Sifat Fisis dan Kimia) TBP

TBP adalah senyawa organik yang mempunyai rumus C12H27PO4 merupakan

solven pengekstraksi uranium dari senyawa uranil nitrat [UO2(NO3)2] yang

mempunyai koefisien distribusi dan selektivitas yang tinggi tahan radiasi dan tahan

asam

Solven TBP-kerosin mempunyai nilai kalori pembakaran 10000 kkalkg limbah

solven tersebut diolah dengan insenerasi Pada pembakaran TBP-kerosin timbul uap

fosfat dalam gas hasil pembakaran yang merusak filter kantong (bag filter) dari

inseneratornya

Rumus Molekul TBP

C 12 H 27 O 4 P C 12 H 27 O 4 P

Struktur Kimia TBP

Densitas TBP

09727 g mL

Massa Molar

26631 g mol -1

Titik Lebur

-80 degC (193 K -112 degF)

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

4 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Titik Didih

289 deg C (562 K 552 deg F)

Kelarutan Dalam Air

1 mL165 mL air

Tributil fosfat diproduksi oleh esterifikasi dari asam ortofosfat dengan n-butanol

Sebuah hasil sintesis laboratorium dengan oksiklorida fosfor

POCl3 + 3 C4H9 H rarr PO(OC4H9 )3 + 3 HCl POCl 3 + 3C rarr

4 H 9OHPO (OC4H9) 3 + 3 HCl helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

Produksi diperkirakan 3000-5000 ton di seluruh dunia

TBP mempunyai selektifitas yang cukup tinggi terhadap uranium yang berada

dalam suasana asam nitrat (UO2) NO

3)2 Tributil phosphat mempunyai sifat fisika

antara lain aman karena memiliki sifat eksplosif yang rendah stabil pada konsentrasi

HNO3

yang tinggi kapasitas dan selektifitas tinggi Dalam proses TBP-25 TBP

digunakan untuk pemungutan dan pemisahan uranium diperkaya dengan U-235 20

dari hasil belah konsentrasi TBP yang digunakan 5 dan larutan penggaram

aluminium nitrat serta asam nitrat Kelemahan

TBP mempunyai berat jenis yang hampir sama dengan air yaitu 0973 gcc

sehingga menyulitkan perpindahan uranium dari fasa air ke fasa organik maka salah

satu teknik untuk menurunkan berat jenis TBP perlu menambahkan pengencer

organik

Dalam proses PUREX TBP digunakan untuk pemungutan dan pemisahan

uranium dan plutonium dari unsur-unsur hasil belah

22 Proses Ekstraksi Uranil Nitrat dengan TBP ndash Kerosin

Kriteria pemilihan pelarut organik yang akan digunakan harus mempunyai

selektifitas yang tinggi terhadap unsur yang akan diekstrak mempunyai berat jenis

lebih kecil dari air bahan mudah didapat dan harga relatif murah

Dalam proses ekstraksi untuk pemurnian uranium dalam penelitian ini pelarut

organik digunakan TBP Pemilihan TBP didasarkan karena uranium yang akan

diekstrak berada dalam media asam nitrat TBP mempunyai selektifitas yang cukup

tinggi terhadap uranium yang berada dalam suasana asam nitrat [(UO2) NO

3)2] TBP

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

5 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

mempunyai berat jenis yang hampir sama dengan air yaitu 0973 gcc sehingga

menyulitkan perpindahan uranium dari fasa air ke fasa organik maka salah satu teknik

untuk menurunkan berat jenis TBP perlu menambahkan pengencer organik Salah satu

pengencar organik yang digunakan adalah kerosin

Dalam pemakaiannya TBP dilarutkan dalam kerosin odorless pada komposisi

TBP dan kerosin masing-masing 30 dan 70 volume Kerosin adalah senyawa

hidrokarbon yang mempunyai jumlah atom C tiap molekulnya pada harga C sampai

dengan C14 yang tersusun dari senyawa-senyawa alkana (CnH2n+2) sikloalkana (metal

siklo pentana etil siklo heksana dan lain-lain) hidrokarbon aromatik (benzen toluen

dan lain-lain) yang mengandung nitrogen belerang oksigen dan organo logam

Kerosin odorless adalah kerosin 99 yang mempunyai berat jenis 820 kgm3 dan

viskositas 03 cp tidak berbau yang komponen utamanya adalah senyawa alkana

kadar senyawa aromatiknya sangat rendah

Dalam proses ekstraksi uranium dalam yellow cake terlebih dahulu dilakukan

proses pelarutan yellow cake menggunakan HNO3 membentuk larutan uranil nitrat

Larutan uranil nitrat diekstraksi menggunakan pelarut organik TBP-kerosin Selama

proses ekstraksi berlangsung terjadi perpindahan uranium dari fase air ke fase organic

(TBP-kerosin) Proses ekstraksi diharapkan uranium yang semula berada dalam fase

air dapat berpindah seluruhnya ke fase organik Mekanisme reaksi yang terjadi saat

pelarutan yellow cake dengan HNO3 sebagai berikut

U3O8 + 8 HNO3 8 UO2(NO3)2 + H2O + NO2 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

UO3 + 2 HNO3 8 UO2(NO3)2 + H2O + NO2 helliphellip (3)

Mekanisme reaksi proses ekstraksi yang terjadi adalah sebagai berikut

HNO3 H+ + NO3

- helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

NO3- + TBP(o) TBPNO3

-(o) helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (5)

UO2+4

+ 2TBPNO3- UO2(NO3)22TBP(o) helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (6)

Uranium yang dihasilkan dari proses ekstraksi masih berada dalam larutan fase

organik TBP ndash kerosin Untuk mengetahui efisisensi uranium yang terekstrak maka

dilakukan analisis kandungan uranium yang berada dalam larutan fase air

Telah dilakukan penelitian untuk mengetahui besarnya efisiensi uranium yang telah

terekstrak secara titrasi potensiometri dengan metode Davies Gray

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

6 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Analisis Kadar Uranium Secara Potensiometri Dengan Metode Davies Gray

Analisis kadar Uranium secara titrasi potensimetri dengan metode Davies Gray

didasarkan atas reaksi reduksi-oksidasi (redoks) Dalam analisis ini laju perubahan

potensial terlihat semakin besar saat mendekati dan menjauhi titik ekivalen (TE) pada

saat titrasi berlangsung

Analisis kadar uranium dengan metode Davies Gray yang termodifikasi dibagi

menjadi 3 hal pokok yaitu

1 Proses reduksi Uranium valensi (VI) menjadi Uranium valensi (IV) menggunakan

Fe (II) sebagai reduktor Hal ini dilakukan dalam suasana asam phospat dan asam

sulfamat

2 Adanya kelebihan Fe(II) akan dioksidasi menjadi Fe (III) oleh asam nitrat dengan

Mo (VI) sebagai katalisator

3 Uranium valensi (IV) yang dihasilkan dari proses reduksi akan dioksidasi menjadi

Uranium valensi (VI) dengan dititrasi menggunakan oksidator K2Cr2O7 dan

sebagai katalisator adalah Vo (IV)

Mekanisme reaksi yang terjadi saat peristiwa reduksi sebagai berikut

UO22+

+ 2 Fe3+

+ 4 H+ U

4+ + 2 Fe

2+ + 2 H2O helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Mo (VI)

3 Fe2+

+ NO3- + 4 H

+ 3 Fe3+ + NO + 2 H2O hellip (8)

Mo (VI)

Fe2+

+ NO3- + 2 H

+ 2 Fe

3+ + NO2 + 2 H2O (9)

Reaksi yang terjadi saat peristiwa reduksi sebagai berikut

Vo (IV)

3 U4+

+ Cr2O72-

+ 2 H+ 3 UO2

2+ + Cr

3+ + H2O (10)

Jumlah Uranium yang dianalisis dapat diketahui langsung dari hasil pencatatan pada

alat tersebut atau dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut

KU dalam sampel = 119 x Vt x N x Fa (11)

KU dalam Prosentase = Vt times 119 times N timesF timesK times Fa

E times Vs times 100 (12)

dengan

Vt = Volume titran yang digunakan untuk analisis (ml)

N = Normalitas K2Cr2O7 yang digunakan adalah 0025 N

F = Faktor Pengkayaan (untuk U deplesi F = 1)

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

7 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

K = Volume labu takar yang digunakan untuk melarutkan sampel (ml)

Fa = Nilai faktor dari alat

F = Berat sampel yang dilarutkan (mg)

Vs = Volume sampel yang dianalisis (ml)

23 Kemampuan TBP Dalam Mengekstrak UO2

Kemampuan TBP dalam proses ekstraksi dapat diketahui dengan cara

menentukan banyaknya uranium yang terekstrak kedalam fase organik dengan cara

menganalisis uranium yang berada dalam fase air hasil ekstraksi Selanjutnya uranium

yang berada dalam fase organik dibandingkan dengan uranium yang berada dalam

umpan untuk ekstraksi atau sering disebut dengan efisiensi ekstraksi Efisiensi

ekstraksi yang diperoleh sangat tergantung dari beberapa parameter proses ekstraksi

yaitu perbandingan TBP terhadap volume pengencer larutan organik (seperti kerosin

heksan) keasaman larutan umpan lama waktu ekstraksi konsentrasi uranium umpan

dan perbandingan fase air terhadap organik dalam proses ekstraksi

Penentuan Efisiensi Ekstraksi Uranium Pada Proses Ekstraksi Uranium Dalam

Yellow Cake Menggunakan TBP-Kerosin

Telah dilakukan penelitian mengenai ekstraksi uranium dalam yellow cake asal

Cogema Perancis Tujuan kegiatan ini untuk menentukan perbandingan prosentase

TBP terhadap kerosin yang paling baik untuk proses ekstraksi uranium dalam yellow

cake hal ini ditandai dengan diperoleh efisiensi ekstraksi uranium yang maksimal

Perbandingan prosentase TBP-kerosin yang digunakan masing-masing adalah 30

70 40 60 50 50 60 40 70 30 dan 90 100

Larutan yellow cake hasil pelarutan dilakukan proses ekstraksi menggunakan

TBP - kerosin dengan perbandingan TBP kerosin sebesar 30 70 selama 20

menit dan perbandingan volume fase air terhadap fase organik = 11 Kandungan

uranium dalam larutan fase air hasil proses ekstraksi dianalisis secara titrasi

potensiometri dengan metode Davies Gray Selanjutnya proses ekstraksi dilakukan

lagi dengan perbandingan TBP kerosin yang berbeda-beda yaitu 4060

5050 6040 7030 dan 9010 Dalam kegiatan ini masing-masing

parameter perbandingan TBP kerosin dilakukan 3 kali proses ekstraksi Analisis

uranium dalam fase air masing-masing yang dihasilkan dari proses ekstraksi dilakukan

3 kali analisistitrasi

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

8 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Dalam proses ekstraksi uranium dalam yellow cake terlebih dahulu melarutkan

yellow cake menggunakan HNO3 3M sehingga akan membentuk larutan uranil nitrat

Larutan uranil nitrat diekstraksi menggunakan TBP-kerosin dengan perbandingan

yang berbeda-beda yaitu 4060 5050 6040 7030 dan 9010

Proses ekstraksi dilakukan secara batch dan pemisahan larutan fase air terhadap fase

organik menggunakan corong pemisah Kandungan uranium dalam larutan fase air

hasil proses ekstraksi di analisis secara titrasi potensiometri dengan metode Davies

Gray Dengan mengetahui kandungan uranium yang berada dalam fase air maka

efisiensi ekstraksi atau uranium yang terekstrak ke dalam larutan fase organik (TBP-

kerosin) dapat ditentukan Berikut tabel hasil efisiensi ekstraksi dengan variasi

perbandingan TBP terhadap kerosin

Tabel 1 Data hasil efisiensi ekstraksi uranium dalam yellow cake dengan variasi

perbandingan volume TBPkerosin

Dari Tabel 1 terlihat bahwa proses ekstraksi dengan perbandingan TBP -

kerosin = 30 70 masih mengalami kenaikan efisiensi tetapi mulai menggunakan

perbandingan TBP - kerosin = 40 60 tidak terjadi lagi kenaikan efisiensi

ekstraksi atau pertambahan uranium yang terekstrak ke fase organik konstan Dengan

melihat hasil perbandingan TBP-terhadap kerosin tersebut maka perbandingan TBP

terhadap kerosin dalam proses ekstraksi sangat mempengaruhi besarnya hasil efisiensi

ekstraksi atau banyaknya uranium yang terekstrak kedalam larutan fase organik

Dengan demikian maka mulai perbandingan volume TBP-kerosin = 4060 mulai

diperoleh efisiensi ekstraksi yang konstan Keadaan ini dapat dilihat pada Gambar 1

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

9 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Gambar 1 Hubungan antara volume TBP-kerosin terhadap Efisiensi ekstraksi

Di dalam proses pemisahan larutan fase air terhadap fase organik hasil proses

ekstraksi dengan perbandingan TBP-kerosin = 40 60 dan 50 50 tidak

memerlukan waktu yang lama (kurang dari 10) sudah terjadi pemisahan 2 fase larutan

yang sempurna tetapi untuk perbandingan TBP-kerison mulai 6040 sampai

9010 dalam pemisahan fase air terhadap fase organik memerlukan waktu yang

lebih lama (lebih dari 20 menit) Hal ini disebabkan karena mulai perbandingan TBP

kerosin = 6040 diduga berat jenis larutan organik yang digunakan semakin besar

karena prosentase TBP lebih banyak dari kerosin sehingga berat jenis larutan organik

pengekstrak dengan larutan uranium yang diekstraksi hampir sama sebab berat jenis

TBP = 0973 gml dan kerosin 08 gml Dengan demikian semakin besar prosentase

TBP yang digunakan dalam proses ekstraksi maka proses pemisahan fase organik

terhadap fase air hasil proses ekstraksi akan membutuhkan waktu pemisahan yang

lebih lama dibandingkan dengan perbandingan prosentase TBP lebih kecil dari

volume kerosin Dengan didasarkan hasil dari proses ekstraksi secara batch satu stage

tersebut maka perbandingan TBP terhadap kerosin yang paling baik adalah =

4060 dan diperoleh efisiensi sebesar (9648 plusmn 008) TBP dikatakan jenuh

Uranium 100 jika TBP tersebut semuanya membentuk komplek dengan rumusan

UO2(NO3)2 2 TBP untuk TBP 30 Vol jika TBP mengandung 124 gl

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

10 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

24 Degradasi TBP

Degradasi TBP akibat radiasi

Penggunaan TBP sebagai pelarut akan mengalami kerusakan akibat adanya

radiasi sehingga terjadi proses radiolisa Selain radiasi yang berasal dari unsur-unsur

hasil belah timbulnya panas reaksi serta hidrolisis oleh asam nitrat TBP dapat

mengalami degradasi menjadi DBP (Dibutil phospat) MBP (Mono butil phospat)

butil alkohol butil eter hidrokarbon dan asam pospat Jika TBP mengalami radiasi

pada dosis sangat tinggi maka akan terbentuk polimer yang memiliki sifat seperti

asam phospat atau phosponat rantai panjang MBP amp DBP mudah membentuk

komplek dengan Zr dan terekstraksi maka Fd Zr akan menurun Diperkirakan

peruraian TBP kurang dari 0001

Pengaruh radiasi terhadap hasil ekstraksi

Dalam proses Purex radiasi terhadap TBP dan asam nitrat menyebabkan

kerusakan pada TBP dan penurunan keasaman sehingga menimbulkan banyak

kerugian misalnya

Daya retensi yang besar dari hasil belah terutama Zr dan Nb dalam fasa organik

sehingga memperbesar radioaktivitas fasa organik dan memperkecil faktor

dekontaminasi

U dan Pu lebih tertahan dalam fasa organik sehingga menyulitkan dalam proses

stripping

Pembentukan emulsi antara ke dua fasa sehingga menurunkan efisiensi

Pada proses ekstraksi uranium dari hasil belah rutenium menggunakan pesawat

penga-duk pengenap 12 stage dan ekstraktan TBP 30-kerosen dan asam nitrat

sebagai pencuci yang keduanya telah diiradiasi dengan sinar gamma pada dosis

tertentu terlihat bahwa makin tinggi dosis radiasi menyebabkan penurunan keasaman

serta faktor dekon-taminasi (FDRu-U

) dan rekoveri U

25 Pengekstrak Lain

Pada proses ekstraksi Uranium ada beberapa zat yang dapat digunakan untuk

mengekstraksi Uranium selain Tri Butil Phosphat(TBP) Salah satunya adalah metal

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

11 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

isobutyl keton atau disebut juga dengan hekson Hekson digunakan pada proses

Redoks dan Proses Hekson-25

Proses Redox

Pada proses ini digunakan pelarut organik metil isobutil keton (hekson) serta

larutan penggaram aluminium nitrat yang ditambah-kan dalam fasa air guna

memperbaiki pemisahan antara uranium dan plutonium Proses Redox dilakukan pada

suasana acid defiency Pada proses tersebut uranium lebih mudah terekstraksi ke fasa

organik pada valensi VI sedangkan plutonium pada valensi IV

Proses Hekson-25

Pada proses ini juga digunakan pelarut hekson dan larutan penggaram

aluminium nitrat tetapi digunakan untuk pemungutan dan pemisahan uranium

diperkaya tinggi dengan U-235 20 dari hasil belah

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

12 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

BAB III

PENUTUP

31 Kesimpulan

TBP adalah senyawa organik yang mempunyai rumus C12H27PO4 merupakan

solven pengekstraksi uranium dari senyawa uranil nitrat [UO2(NO3)2] yang

mempunyai koefisien distribusi dan selektivitas yang tinggi tahan radiasi dan tahan

asam TBP mempunyai selektifitas yang cukup tinggi terhadap uranium yang berada

dalam suasana asam nitrat [(UO2) NO

3)2] Tributil phosphat bersifat aman karena

memiliki sifat eksplosif yang rendah stabil pada konsentrasi HNO3

yang tinggi

kapasitas dan selektifitas tinggi

Penggunaan TBP sebagai pelarut akan mengalami kerusakan akibat adanya

radiasi sehingga terjadi proses radiolisa Selain radiasi yang berasal dari unsur-unsur

hasil belah timbulnya panas reaksi serta hidrolisis oleh asam nitrat TBP dapat

mengalami degradasi menjadi DBP (Dibutil phospat) MBP (Mono butil phospat)

butil alkohol butil eter hidrokarbon dan asam pospat Dalam proses Purex radiasi

terhadap TBP dan asam nitrat menyebabkan kerusakan pada TBP dan penurunan

keasaman sehingga menimbulkan banyak kerugian seperti daya retensi besar sehingga

memperbesar radioaktivitas fasa organik U dan Pu lebih tertahan sehingga

menyulitkan dalam proses stripping Pembentukan emulsi antara ke dua fasa sehingga

menurunkan efisiensi

Perbandingan TBP terhadap kerosin yang paling baik adalah = 4060 dan

diperoleh efisiensi sebesar (9648 plusmn 008)

32 Saran

321 Perlu dilakukan penggantian umpan TBP segar saat TBP sudah jenuh

322 Perlu diperhatikan komposisi pengencer TBP agar diperoleh effisiensi pemisahan

yang optimal

323 Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengekstrak Uranium selain TBP

yang lebih murah efektif dan efisien serta mudah didapat dalam ekstraksi

Uranium

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

13 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

DAFTAR PUSTAKA

Herhady R Didiek2010Presentasi Teknik Pengolahan Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

Herhady R Didiek2010Presentasi Proses Olah Ulang Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

httpenwikipediaorgwikiTributyl_phosphate (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=httpenwikipedi

aorgwikiTributyl_phosphate23Productionampprev=_t (diakses pada tanggal 30

Oktober 2010)

httptranslategoogleusercontentcomtranslate_chl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=http

wwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phosp

hatehtmlampprev=_tamprurl=translategooglecoidampusg=ALkJrhgVQqFPII9PMfCbeu

wrOZIyt6J9mQ (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpwwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phospha

tehtml (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpenwikipediaorgwikiNuclear_fuel_cycleUranium_conversion (diakses pada

tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FNuclear_fuel_cycle23Uranium_conversion (diakses pada

tanggal 11 November 2010)

httpenwikipediaorgwikiLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

Page 2: TBP Sebagai Pelarut “ - · PDF fileTBP adalah senyawa organik yang ... Kemampuan TBP dalam proses ekstraksi dapat diketahui dengan cara menentukan ... menit dan perbandingan volume

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

2 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

13 Batasan Masalah

Pada makalah ini akan dibahas mengenai

1 Sifat fisis dan kimia TBP sebagai pelarut

2 Penggunaan pengencer untuk TBP pada proses ekstraksi UO2

3 Kemampuan TBP dalam mengekstrak UO2

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

3 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

BAB II

ISI

21 Karakteristik (Sifat Fisis dan Kimia) TBP

TBP adalah senyawa organik yang mempunyai rumus C12H27PO4 merupakan

solven pengekstraksi uranium dari senyawa uranil nitrat [UO2(NO3)2] yang

mempunyai koefisien distribusi dan selektivitas yang tinggi tahan radiasi dan tahan

asam

Solven TBP-kerosin mempunyai nilai kalori pembakaran 10000 kkalkg limbah

solven tersebut diolah dengan insenerasi Pada pembakaran TBP-kerosin timbul uap

fosfat dalam gas hasil pembakaran yang merusak filter kantong (bag filter) dari

inseneratornya

Rumus Molekul TBP

C 12 H 27 O 4 P C 12 H 27 O 4 P

Struktur Kimia TBP

Densitas TBP

09727 g mL

Massa Molar

26631 g mol -1

Titik Lebur

-80 degC (193 K -112 degF)

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

4 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Titik Didih

289 deg C (562 K 552 deg F)

Kelarutan Dalam Air

1 mL165 mL air

Tributil fosfat diproduksi oleh esterifikasi dari asam ortofosfat dengan n-butanol

Sebuah hasil sintesis laboratorium dengan oksiklorida fosfor

POCl3 + 3 C4H9 H rarr PO(OC4H9 )3 + 3 HCl POCl 3 + 3C rarr

4 H 9OHPO (OC4H9) 3 + 3 HCl helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

Produksi diperkirakan 3000-5000 ton di seluruh dunia

TBP mempunyai selektifitas yang cukup tinggi terhadap uranium yang berada

dalam suasana asam nitrat (UO2) NO

3)2 Tributil phosphat mempunyai sifat fisika

antara lain aman karena memiliki sifat eksplosif yang rendah stabil pada konsentrasi

HNO3

yang tinggi kapasitas dan selektifitas tinggi Dalam proses TBP-25 TBP

digunakan untuk pemungutan dan pemisahan uranium diperkaya dengan U-235 20

dari hasil belah konsentrasi TBP yang digunakan 5 dan larutan penggaram

aluminium nitrat serta asam nitrat Kelemahan

TBP mempunyai berat jenis yang hampir sama dengan air yaitu 0973 gcc

sehingga menyulitkan perpindahan uranium dari fasa air ke fasa organik maka salah

satu teknik untuk menurunkan berat jenis TBP perlu menambahkan pengencer

organik

Dalam proses PUREX TBP digunakan untuk pemungutan dan pemisahan

uranium dan plutonium dari unsur-unsur hasil belah

22 Proses Ekstraksi Uranil Nitrat dengan TBP ndash Kerosin

Kriteria pemilihan pelarut organik yang akan digunakan harus mempunyai

selektifitas yang tinggi terhadap unsur yang akan diekstrak mempunyai berat jenis

lebih kecil dari air bahan mudah didapat dan harga relatif murah

Dalam proses ekstraksi untuk pemurnian uranium dalam penelitian ini pelarut

organik digunakan TBP Pemilihan TBP didasarkan karena uranium yang akan

diekstrak berada dalam media asam nitrat TBP mempunyai selektifitas yang cukup

tinggi terhadap uranium yang berada dalam suasana asam nitrat [(UO2) NO

3)2] TBP

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

5 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

mempunyai berat jenis yang hampir sama dengan air yaitu 0973 gcc sehingga

menyulitkan perpindahan uranium dari fasa air ke fasa organik maka salah satu teknik

untuk menurunkan berat jenis TBP perlu menambahkan pengencer organik Salah satu

pengencar organik yang digunakan adalah kerosin

Dalam pemakaiannya TBP dilarutkan dalam kerosin odorless pada komposisi

TBP dan kerosin masing-masing 30 dan 70 volume Kerosin adalah senyawa

hidrokarbon yang mempunyai jumlah atom C tiap molekulnya pada harga C sampai

dengan C14 yang tersusun dari senyawa-senyawa alkana (CnH2n+2) sikloalkana (metal

siklo pentana etil siklo heksana dan lain-lain) hidrokarbon aromatik (benzen toluen

dan lain-lain) yang mengandung nitrogen belerang oksigen dan organo logam

Kerosin odorless adalah kerosin 99 yang mempunyai berat jenis 820 kgm3 dan

viskositas 03 cp tidak berbau yang komponen utamanya adalah senyawa alkana

kadar senyawa aromatiknya sangat rendah

Dalam proses ekstraksi uranium dalam yellow cake terlebih dahulu dilakukan

proses pelarutan yellow cake menggunakan HNO3 membentuk larutan uranil nitrat

Larutan uranil nitrat diekstraksi menggunakan pelarut organik TBP-kerosin Selama

proses ekstraksi berlangsung terjadi perpindahan uranium dari fase air ke fase organic

(TBP-kerosin) Proses ekstraksi diharapkan uranium yang semula berada dalam fase

air dapat berpindah seluruhnya ke fase organik Mekanisme reaksi yang terjadi saat

pelarutan yellow cake dengan HNO3 sebagai berikut

U3O8 + 8 HNO3 8 UO2(NO3)2 + H2O + NO2 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

UO3 + 2 HNO3 8 UO2(NO3)2 + H2O + NO2 helliphellip (3)

Mekanisme reaksi proses ekstraksi yang terjadi adalah sebagai berikut

HNO3 H+ + NO3

- helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

NO3- + TBP(o) TBPNO3

-(o) helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (5)

UO2+4

+ 2TBPNO3- UO2(NO3)22TBP(o) helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (6)

Uranium yang dihasilkan dari proses ekstraksi masih berada dalam larutan fase

organik TBP ndash kerosin Untuk mengetahui efisisensi uranium yang terekstrak maka

dilakukan analisis kandungan uranium yang berada dalam larutan fase air

Telah dilakukan penelitian untuk mengetahui besarnya efisiensi uranium yang telah

terekstrak secara titrasi potensiometri dengan metode Davies Gray

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

6 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Analisis Kadar Uranium Secara Potensiometri Dengan Metode Davies Gray

Analisis kadar Uranium secara titrasi potensimetri dengan metode Davies Gray

didasarkan atas reaksi reduksi-oksidasi (redoks) Dalam analisis ini laju perubahan

potensial terlihat semakin besar saat mendekati dan menjauhi titik ekivalen (TE) pada

saat titrasi berlangsung

Analisis kadar uranium dengan metode Davies Gray yang termodifikasi dibagi

menjadi 3 hal pokok yaitu

1 Proses reduksi Uranium valensi (VI) menjadi Uranium valensi (IV) menggunakan

Fe (II) sebagai reduktor Hal ini dilakukan dalam suasana asam phospat dan asam

sulfamat

2 Adanya kelebihan Fe(II) akan dioksidasi menjadi Fe (III) oleh asam nitrat dengan

Mo (VI) sebagai katalisator

3 Uranium valensi (IV) yang dihasilkan dari proses reduksi akan dioksidasi menjadi

Uranium valensi (VI) dengan dititrasi menggunakan oksidator K2Cr2O7 dan

sebagai katalisator adalah Vo (IV)

Mekanisme reaksi yang terjadi saat peristiwa reduksi sebagai berikut

UO22+

+ 2 Fe3+

+ 4 H+ U

4+ + 2 Fe

2+ + 2 H2O helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Mo (VI)

3 Fe2+

+ NO3- + 4 H

+ 3 Fe3+ + NO + 2 H2O hellip (8)

Mo (VI)

Fe2+

+ NO3- + 2 H

+ 2 Fe

3+ + NO2 + 2 H2O (9)

Reaksi yang terjadi saat peristiwa reduksi sebagai berikut

Vo (IV)

3 U4+

+ Cr2O72-

+ 2 H+ 3 UO2

2+ + Cr

3+ + H2O (10)

Jumlah Uranium yang dianalisis dapat diketahui langsung dari hasil pencatatan pada

alat tersebut atau dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut

KU dalam sampel = 119 x Vt x N x Fa (11)

KU dalam Prosentase = Vt times 119 times N timesF timesK times Fa

E times Vs times 100 (12)

dengan

Vt = Volume titran yang digunakan untuk analisis (ml)

N = Normalitas K2Cr2O7 yang digunakan adalah 0025 N

F = Faktor Pengkayaan (untuk U deplesi F = 1)

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

7 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

K = Volume labu takar yang digunakan untuk melarutkan sampel (ml)

Fa = Nilai faktor dari alat

F = Berat sampel yang dilarutkan (mg)

Vs = Volume sampel yang dianalisis (ml)

23 Kemampuan TBP Dalam Mengekstrak UO2

Kemampuan TBP dalam proses ekstraksi dapat diketahui dengan cara

menentukan banyaknya uranium yang terekstrak kedalam fase organik dengan cara

menganalisis uranium yang berada dalam fase air hasil ekstraksi Selanjutnya uranium

yang berada dalam fase organik dibandingkan dengan uranium yang berada dalam

umpan untuk ekstraksi atau sering disebut dengan efisiensi ekstraksi Efisiensi

ekstraksi yang diperoleh sangat tergantung dari beberapa parameter proses ekstraksi

yaitu perbandingan TBP terhadap volume pengencer larutan organik (seperti kerosin

heksan) keasaman larutan umpan lama waktu ekstraksi konsentrasi uranium umpan

dan perbandingan fase air terhadap organik dalam proses ekstraksi

Penentuan Efisiensi Ekstraksi Uranium Pada Proses Ekstraksi Uranium Dalam

Yellow Cake Menggunakan TBP-Kerosin

Telah dilakukan penelitian mengenai ekstraksi uranium dalam yellow cake asal

Cogema Perancis Tujuan kegiatan ini untuk menentukan perbandingan prosentase

TBP terhadap kerosin yang paling baik untuk proses ekstraksi uranium dalam yellow

cake hal ini ditandai dengan diperoleh efisiensi ekstraksi uranium yang maksimal

Perbandingan prosentase TBP-kerosin yang digunakan masing-masing adalah 30

70 40 60 50 50 60 40 70 30 dan 90 100

Larutan yellow cake hasil pelarutan dilakukan proses ekstraksi menggunakan

TBP - kerosin dengan perbandingan TBP kerosin sebesar 30 70 selama 20

menit dan perbandingan volume fase air terhadap fase organik = 11 Kandungan

uranium dalam larutan fase air hasil proses ekstraksi dianalisis secara titrasi

potensiometri dengan metode Davies Gray Selanjutnya proses ekstraksi dilakukan

lagi dengan perbandingan TBP kerosin yang berbeda-beda yaitu 4060

5050 6040 7030 dan 9010 Dalam kegiatan ini masing-masing

parameter perbandingan TBP kerosin dilakukan 3 kali proses ekstraksi Analisis

uranium dalam fase air masing-masing yang dihasilkan dari proses ekstraksi dilakukan

3 kali analisistitrasi

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

8 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Dalam proses ekstraksi uranium dalam yellow cake terlebih dahulu melarutkan

yellow cake menggunakan HNO3 3M sehingga akan membentuk larutan uranil nitrat

Larutan uranil nitrat diekstraksi menggunakan TBP-kerosin dengan perbandingan

yang berbeda-beda yaitu 4060 5050 6040 7030 dan 9010

Proses ekstraksi dilakukan secara batch dan pemisahan larutan fase air terhadap fase

organik menggunakan corong pemisah Kandungan uranium dalam larutan fase air

hasil proses ekstraksi di analisis secara titrasi potensiometri dengan metode Davies

Gray Dengan mengetahui kandungan uranium yang berada dalam fase air maka

efisiensi ekstraksi atau uranium yang terekstrak ke dalam larutan fase organik (TBP-

kerosin) dapat ditentukan Berikut tabel hasil efisiensi ekstraksi dengan variasi

perbandingan TBP terhadap kerosin

Tabel 1 Data hasil efisiensi ekstraksi uranium dalam yellow cake dengan variasi

perbandingan volume TBPkerosin

Dari Tabel 1 terlihat bahwa proses ekstraksi dengan perbandingan TBP -

kerosin = 30 70 masih mengalami kenaikan efisiensi tetapi mulai menggunakan

perbandingan TBP - kerosin = 40 60 tidak terjadi lagi kenaikan efisiensi

ekstraksi atau pertambahan uranium yang terekstrak ke fase organik konstan Dengan

melihat hasil perbandingan TBP-terhadap kerosin tersebut maka perbandingan TBP

terhadap kerosin dalam proses ekstraksi sangat mempengaruhi besarnya hasil efisiensi

ekstraksi atau banyaknya uranium yang terekstrak kedalam larutan fase organik

Dengan demikian maka mulai perbandingan volume TBP-kerosin = 4060 mulai

diperoleh efisiensi ekstraksi yang konstan Keadaan ini dapat dilihat pada Gambar 1

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

9 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Gambar 1 Hubungan antara volume TBP-kerosin terhadap Efisiensi ekstraksi

Di dalam proses pemisahan larutan fase air terhadap fase organik hasil proses

ekstraksi dengan perbandingan TBP-kerosin = 40 60 dan 50 50 tidak

memerlukan waktu yang lama (kurang dari 10) sudah terjadi pemisahan 2 fase larutan

yang sempurna tetapi untuk perbandingan TBP-kerison mulai 6040 sampai

9010 dalam pemisahan fase air terhadap fase organik memerlukan waktu yang

lebih lama (lebih dari 20 menit) Hal ini disebabkan karena mulai perbandingan TBP

kerosin = 6040 diduga berat jenis larutan organik yang digunakan semakin besar

karena prosentase TBP lebih banyak dari kerosin sehingga berat jenis larutan organik

pengekstrak dengan larutan uranium yang diekstraksi hampir sama sebab berat jenis

TBP = 0973 gml dan kerosin 08 gml Dengan demikian semakin besar prosentase

TBP yang digunakan dalam proses ekstraksi maka proses pemisahan fase organik

terhadap fase air hasil proses ekstraksi akan membutuhkan waktu pemisahan yang

lebih lama dibandingkan dengan perbandingan prosentase TBP lebih kecil dari

volume kerosin Dengan didasarkan hasil dari proses ekstraksi secara batch satu stage

tersebut maka perbandingan TBP terhadap kerosin yang paling baik adalah =

4060 dan diperoleh efisiensi sebesar (9648 plusmn 008) TBP dikatakan jenuh

Uranium 100 jika TBP tersebut semuanya membentuk komplek dengan rumusan

UO2(NO3)2 2 TBP untuk TBP 30 Vol jika TBP mengandung 124 gl

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

10 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

24 Degradasi TBP

Degradasi TBP akibat radiasi

Penggunaan TBP sebagai pelarut akan mengalami kerusakan akibat adanya

radiasi sehingga terjadi proses radiolisa Selain radiasi yang berasal dari unsur-unsur

hasil belah timbulnya panas reaksi serta hidrolisis oleh asam nitrat TBP dapat

mengalami degradasi menjadi DBP (Dibutil phospat) MBP (Mono butil phospat)

butil alkohol butil eter hidrokarbon dan asam pospat Jika TBP mengalami radiasi

pada dosis sangat tinggi maka akan terbentuk polimer yang memiliki sifat seperti

asam phospat atau phosponat rantai panjang MBP amp DBP mudah membentuk

komplek dengan Zr dan terekstraksi maka Fd Zr akan menurun Diperkirakan

peruraian TBP kurang dari 0001

Pengaruh radiasi terhadap hasil ekstraksi

Dalam proses Purex radiasi terhadap TBP dan asam nitrat menyebabkan

kerusakan pada TBP dan penurunan keasaman sehingga menimbulkan banyak

kerugian misalnya

Daya retensi yang besar dari hasil belah terutama Zr dan Nb dalam fasa organik

sehingga memperbesar radioaktivitas fasa organik dan memperkecil faktor

dekontaminasi

U dan Pu lebih tertahan dalam fasa organik sehingga menyulitkan dalam proses

stripping

Pembentukan emulsi antara ke dua fasa sehingga menurunkan efisiensi

Pada proses ekstraksi uranium dari hasil belah rutenium menggunakan pesawat

penga-duk pengenap 12 stage dan ekstraktan TBP 30-kerosen dan asam nitrat

sebagai pencuci yang keduanya telah diiradiasi dengan sinar gamma pada dosis

tertentu terlihat bahwa makin tinggi dosis radiasi menyebabkan penurunan keasaman

serta faktor dekon-taminasi (FDRu-U

) dan rekoveri U

25 Pengekstrak Lain

Pada proses ekstraksi Uranium ada beberapa zat yang dapat digunakan untuk

mengekstraksi Uranium selain Tri Butil Phosphat(TBP) Salah satunya adalah metal

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

11 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

isobutyl keton atau disebut juga dengan hekson Hekson digunakan pada proses

Redoks dan Proses Hekson-25

Proses Redox

Pada proses ini digunakan pelarut organik metil isobutil keton (hekson) serta

larutan penggaram aluminium nitrat yang ditambah-kan dalam fasa air guna

memperbaiki pemisahan antara uranium dan plutonium Proses Redox dilakukan pada

suasana acid defiency Pada proses tersebut uranium lebih mudah terekstraksi ke fasa

organik pada valensi VI sedangkan plutonium pada valensi IV

Proses Hekson-25

Pada proses ini juga digunakan pelarut hekson dan larutan penggaram

aluminium nitrat tetapi digunakan untuk pemungutan dan pemisahan uranium

diperkaya tinggi dengan U-235 20 dari hasil belah

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

12 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

BAB III

PENUTUP

31 Kesimpulan

TBP adalah senyawa organik yang mempunyai rumus C12H27PO4 merupakan

solven pengekstraksi uranium dari senyawa uranil nitrat [UO2(NO3)2] yang

mempunyai koefisien distribusi dan selektivitas yang tinggi tahan radiasi dan tahan

asam TBP mempunyai selektifitas yang cukup tinggi terhadap uranium yang berada

dalam suasana asam nitrat [(UO2) NO

3)2] Tributil phosphat bersifat aman karena

memiliki sifat eksplosif yang rendah stabil pada konsentrasi HNO3

yang tinggi

kapasitas dan selektifitas tinggi

Penggunaan TBP sebagai pelarut akan mengalami kerusakan akibat adanya

radiasi sehingga terjadi proses radiolisa Selain radiasi yang berasal dari unsur-unsur

hasil belah timbulnya panas reaksi serta hidrolisis oleh asam nitrat TBP dapat

mengalami degradasi menjadi DBP (Dibutil phospat) MBP (Mono butil phospat)

butil alkohol butil eter hidrokarbon dan asam pospat Dalam proses Purex radiasi

terhadap TBP dan asam nitrat menyebabkan kerusakan pada TBP dan penurunan

keasaman sehingga menimbulkan banyak kerugian seperti daya retensi besar sehingga

memperbesar radioaktivitas fasa organik U dan Pu lebih tertahan sehingga

menyulitkan dalam proses stripping Pembentukan emulsi antara ke dua fasa sehingga

menurunkan efisiensi

Perbandingan TBP terhadap kerosin yang paling baik adalah = 4060 dan

diperoleh efisiensi sebesar (9648 plusmn 008)

32 Saran

321 Perlu dilakukan penggantian umpan TBP segar saat TBP sudah jenuh

322 Perlu diperhatikan komposisi pengencer TBP agar diperoleh effisiensi pemisahan

yang optimal

323 Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengekstrak Uranium selain TBP

yang lebih murah efektif dan efisien serta mudah didapat dalam ekstraksi

Uranium

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

13 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

DAFTAR PUSTAKA

Herhady R Didiek2010Presentasi Teknik Pengolahan Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

Herhady R Didiek2010Presentasi Proses Olah Ulang Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

httpenwikipediaorgwikiTributyl_phosphate (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=httpenwikipedi

aorgwikiTributyl_phosphate23Productionampprev=_t (diakses pada tanggal 30

Oktober 2010)

httptranslategoogleusercontentcomtranslate_chl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=http

wwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phosp

hatehtmlampprev=_tamprurl=translategooglecoidampusg=ALkJrhgVQqFPII9PMfCbeu

wrOZIyt6J9mQ (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpwwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phospha

tehtml (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpenwikipediaorgwikiNuclear_fuel_cycleUranium_conversion (diakses pada

tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FNuclear_fuel_cycle23Uranium_conversion (diakses pada

tanggal 11 November 2010)

httpenwikipediaorgwikiLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

Page 3: TBP Sebagai Pelarut “ - · PDF fileTBP adalah senyawa organik yang ... Kemampuan TBP dalam proses ekstraksi dapat diketahui dengan cara menentukan ... menit dan perbandingan volume

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

3 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

BAB II

ISI

21 Karakteristik (Sifat Fisis dan Kimia) TBP

TBP adalah senyawa organik yang mempunyai rumus C12H27PO4 merupakan

solven pengekstraksi uranium dari senyawa uranil nitrat [UO2(NO3)2] yang

mempunyai koefisien distribusi dan selektivitas yang tinggi tahan radiasi dan tahan

asam

Solven TBP-kerosin mempunyai nilai kalori pembakaran 10000 kkalkg limbah

solven tersebut diolah dengan insenerasi Pada pembakaran TBP-kerosin timbul uap

fosfat dalam gas hasil pembakaran yang merusak filter kantong (bag filter) dari

inseneratornya

Rumus Molekul TBP

C 12 H 27 O 4 P C 12 H 27 O 4 P

Struktur Kimia TBP

Densitas TBP

09727 g mL

Massa Molar

26631 g mol -1

Titik Lebur

-80 degC (193 K -112 degF)

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

4 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Titik Didih

289 deg C (562 K 552 deg F)

Kelarutan Dalam Air

1 mL165 mL air

Tributil fosfat diproduksi oleh esterifikasi dari asam ortofosfat dengan n-butanol

Sebuah hasil sintesis laboratorium dengan oksiklorida fosfor

POCl3 + 3 C4H9 H rarr PO(OC4H9 )3 + 3 HCl POCl 3 + 3C rarr

4 H 9OHPO (OC4H9) 3 + 3 HCl helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

Produksi diperkirakan 3000-5000 ton di seluruh dunia

TBP mempunyai selektifitas yang cukup tinggi terhadap uranium yang berada

dalam suasana asam nitrat (UO2) NO

3)2 Tributil phosphat mempunyai sifat fisika

antara lain aman karena memiliki sifat eksplosif yang rendah stabil pada konsentrasi

HNO3

yang tinggi kapasitas dan selektifitas tinggi Dalam proses TBP-25 TBP

digunakan untuk pemungutan dan pemisahan uranium diperkaya dengan U-235 20

dari hasil belah konsentrasi TBP yang digunakan 5 dan larutan penggaram

aluminium nitrat serta asam nitrat Kelemahan

TBP mempunyai berat jenis yang hampir sama dengan air yaitu 0973 gcc

sehingga menyulitkan perpindahan uranium dari fasa air ke fasa organik maka salah

satu teknik untuk menurunkan berat jenis TBP perlu menambahkan pengencer

organik

Dalam proses PUREX TBP digunakan untuk pemungutan dan pemisahan

uranium dan plutonium dari unsur-unsur hasil belah

22 Proses Ekstraksi Uranil Nitrat dengan TBP ndash Kerosin

Kriteria pemilihan pelarut organik yang akan digunakan harus mempunyai

selektifitas yang tinggi terhadap unsur yang akan diekstrak mempunyai berat jenis

lebih kecil dari air bahan mudah didapat dan harga relatif murah

Dalam proses ekstraksi untuk pemurnian uranium dalam penelitian ini pelarut

organik digunakan TBP Pemilihan TBP didasarkan karena uranium yang akan

diekstrak berada dalam media asam nitrat TBP mempunyai selektifitas yang cukup

tinggi terhadap uranium yang berada dalam suasana asam nitrat [(UO2) NO

3)2] TBP

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

5 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

mempunyai berat jenis yang hampir sama dengan air yaitu 0973 gcc sehingga

menyulitkan perpindahan uranium dari fasa air ke fasa organik maka salah satu teknik

untuk menurunkan berat jenis TBP perlu menambahkan pengencer organik Salah satu

pengencar organik yang digunakan adalah kerosin

Dalam pemakaiannya TBP dilarutkan dalam kerosin odorless pada komposisi

TBP dan kerosin masing-masing 30 dan 70 volume Kerosin adalah senyawa

hidrokarbon yang mempunyai jumlah atom C tiap molekulnya pada harga C sampai

dengan C14 yang tersusun dari senyawa-senyawa alkana (CnH2n+2) sikloalkana (metal

siklo pentana etil siklo heksana dan lain-lain) hidrokarbon aromatik (benzen toluen

dan lain-lain) yang mengandung nitrogen belerang oksigen dan organo logam

Kerosin odorless adalah kerosin 99 yang mempunyai berat jenis 820 kgm3 dan

viskositas 03 cp tidak berbau yang komponen utamanya adalah senyawa alkana

kadar senyawa aromatiknya sangat rendah

Dalam proses ekstraksi uranium dalam yellow cake terlebih dahulu dilakukan

proses pelarutan yellow cake menggunakan HNO3 membentuk larutan uranil nitrat

Larutan uranil nitrat diekstraksi menggunakan pelarut organik TBP-kerosin Selama

proses ekstraksi berlangsung terjadi perpindahan uranium dari fase air ke fase organic

(TBP-kerosin) Proses ekstraksi diharapkan uranium yang semula berada dalam fase

air dapat berpindah seluruhnya ke fase organik Mekanisme reaksi yang terjadi saat

pelarutan yellow cake dengan HNO3 sebagai berikut

U3O8 + 8 HNO3 8 UO2(NO3)2 + H2O + NO2 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

UO3 + 2 HNO3 8 UO2(NO3)2 + H2O + NO2 helliphellip (3)

Mekanisme reaksi proses ekstraksi yang terjadi adalah sebagai berikut

HNO3 H+ + NO3

- helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

NO3- + TBP(o) TBPNO3

-(o) helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (5)

UO2+4

+ 2TBPNO3- UO2(NO3)22TBP(o) helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (6)

Uranium yang dihasilkan dari proses ekstraksi masih berada dalam larutan fase

organik TBP ndash kerosin Untuk mengetahui efisisensi uranium yang terekstrak maka

dilakukan analisis kandungan uranium yang berada dalam larutan fase air

Telah dilakukan penelitian untuk mengetahui besarnya efisiensi uranium yang telah

terekstrak secara titrasi potensiometri dengan metode Davies Gray

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

6 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Analisis Kadar Uranium Secara Potensiometri Dengan Metode Davies Gray

Analisis kadar Uranium secara titrasi potensimetri dengan metode Davies Gray

didasarkan atas reaksi reduksi-oksidasi (redoks) Dalam analisis ini laju perubahan

potensial terlihat semakin besar saat mendekati dan menjauhi titik ekivalen (TE) pada

saat titrasi berlangsung

Analisis kadar uranium dengan metode Davies Gray yang termodifikasi dibagi

menjadi 3 hal pokok yaitu

1 Proses reduksi Uranium valensi (VI) menjadi Uranium valensi (IV) menggunakan

Fe (II) sebagai reduktor Hal ini dilakukan dalam suasana asam phospat dan asam

sulfamat

2 Adanya kelebihan Fe(II) akan dioksidasi menjadi Fe (III) oleh asam nitrat dengan

Mo (VI) sebagai katalisator

3 Uranium valensi (IV) yang dihasilkan dari proses reduksi akan dioksidasi menjadi

Uranium valensi (VI) dengan dititrasi menggunakan oksidator K2Cr2O7 dan

sebagai katalisator adalah Vo (IV)

Mekanisme reaksi yang terjadi saat peristiwa reduksi sebagai berikut

UO22+

+ 2 Fe3+

+ 4 H+ U

4+ + 2 Fe

2+ + 2 H2O helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Mo (VI)

3 Fe2+

+ NO3- + 4 H

+ 3 Fe3+ + NO + 2 H2O hellip (8)

Mo (VI)

Fe2+

+ NO3- + 2 H

+ 2 Fe

3+ + NO2 + 2 H2O (9)

Reaksi yang terjadi saat peristiwa reduksi sebagai berikut

Vo (IV)

3 U4+

+ Cr2O72-

+ 2 H+ 3 UO2

2+ + Cr

3+ + H2O (10)

Jumlah Uranium yang dianalisis dapat diketahui langsung dari hasil pencatatan pada

alat tersebut atau dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut

KU dalam sampel = 119 x Vt x N x Fa (11)

KU dalam Prosentase = Vt times 119 times N timesF timesK times Fa

E times Vs times 100 (12)

dengan

Vt = Volume titran yang digunakan untuk analisis (ml)

N = Normalitas K2Cr2O7 yang digunakan adalah 0025 N

F = Faktor Pengkayaan (untuk U deplesi F = 1)

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

7 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

K = Volume labu takar yang digunakan untuk melarutkan sampel (ml)

Fa = Nilai faktor dari alat

F = Berat sampel yang dilarutkan (mg)

Vs = Volume sampel yang dianalisis (ml)

23 Kemampuan TBP Dalam Mengekstrak UO2

Kemampuan TBP dalam proses ekstraksi dapat diketahui dengan cara

menentukan banyaknya uranium yang terekstrak kedalam fase organik dengan cara

menganalisis uranium yang berada dalam fase air hasil ekstraksi Selanjutnya uranium

yang berada dalam fase organik dibandingkan dengan uranium yang berada dalam

umpan untuk ekstraksi atau sering disebut dengan efisiensi ekstraksi Efisiensi

ekstraksi yang diperoleh sangat tergantung dari beberapa parameter proses ekstraksi

yaitu perbandingan TBP terhadap volume pengencer larutan organik (seperti kerosin

heksan) keasaman larutan umpan lama waktu ekstraksi konsentrasi uranium umpan

dan perbandingan fase air terhadap organik dalam proses ekstraksi

Penentuan Efisiensi Ekstraksi Uranium Pada Proses Ekstraksi Uranium Dalam

Yellow Cake Menggunakan TBP-Kerosin

Telah dilakukan penelitian mengenai ekstraksi uranium dalam yellow cake asal

Cogema Perancis Tujuan kegiatan ini untuk menentukan perbandingan prosentase

TBP terhadap kerosin yang paling baik untuk proses ekstraksi uranium dalam yellow

cake hal ini ditandai dengan diperoleh efisiensi ekstraksi uranium yang maksimal

Perbandingan prosentase TBP-kerosin yang digunakan masing-masing adalah 30

70 40 60 50 50 60 40 70 30 dan 90 100

Larutan yellow cake hasil pelarutan dilakukan proses ekstraksi menggunakan

TBP - kerosin dengan perbandingan TBP kerosin sebesar 30 70 selama 20

menit dan perbandingan volume fase air terhadap fase organik = 11 Kandungan

uranium dalam larutan fase air hasil proses ekstraksi dianalisis secara titrasi

potensiometri dengan metode Davies Gray Selanjutnya proses ekstraksi dilakukan

lagi dengan perbandingan TBP kerosin yang berbeda-beda yaitu 4060

5050 6040 7030 dan 9010 Dalam kegiatan ini masing-masing

parameter perbandingan TBP kerosin dilakukan 3 kali proses ekstraksi Analisis

uranium dalam fase air masing-masing yang dihasilkan dari proses ekstraksi dilakukan

3 kali analisistitrasi

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

8 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Dalam proses ekstraksi uranium dalam yellow cake terlebih dahulu melarutkan

yellow cake menggunakan HNO3 3M sehingga akan membentuk larutan uranil nitrat

Larutan uranil nitrat diekstraksi menggunakan TBP-kerosin dengan perbandingan

yang berbeda-beda yaitu 4060 5050 6040 7030 dan 9010

Proses ekstraksi dilakukan secara batch dan pemisahan larutan fase air terhadap fase

organik menggunakan corong pemisah Kandungan uranium dalam larutan fase air

hasil proses ekstraksi di analisis secara titrasi potensiometri dengan metode Davies

Gray Dengan mengetahui kandungan uranium yang berada dalam fase air maka

efisiensi ekstraksi atau uranium yang terekstrak ke dalam larutan fase organik (TBP-

kerosin) dapat ditentukan Berikut tabel hasil efisiensi ekstraksi dengan variasi

perbandingan TBP terhadap kerosin

Tabel 1 Data hasil efisiensi ekstraksi uranium dalam yellow cake dengan variasi

perbandingan volume TBPkerosin

Dari Tabel 1 terlihat bahwa proses ekstraksi dengan perbandingan TBP -

kerosin = 30 70 masih mengalami kenaikan efisiensi tetapi mulai menggunakan

perbandingan TBP - kerosin = 40 60 tidak terjadi lagi kenaikan efisiensi

ekstraksi atau pertambahan uranium yang terekstrak ke fase organik konstan Dengan

melihat hasil perbandingan TBP-terhadap kerosin tersebut maka perbandingan TBP

terhadap kerosin dalam proses ekstraksi sangat mempengaruhi besarnya hasil efisiensi

ekstraksi atau banyaknya uranium yang terekstrak kedalam larutan fase organik

Dengan demikian maka mulai perbandingan volume TBP-kerosin = 4060 mulai

diperoleh efisiensi ekstraksi yang konstan Keadaan ini dapat dilihat pada Gambar 1

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

9 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Gambar 1 Hubungan antara volume TBP-kerosin terhadap Efisiensi ekstraksi

Di dalam proses pemisahan larutan fase air terhadap fase organik hasil proses

ekstraksi dengan perbandingan TBP-kerosin = 40 60 dan 50 50 tidak

memerlukan waktu yang lama (kurang dari 10) sudah terjadi pemisahan 2 fase larutan

yang sempurna tetapi untuk perbandingan TBP-kerison mulai 6040 sampai

9010 dalam pemisahan fase air terhadap fase organik memerlukan waktu yang

lebih lama (lebih dari 20 menit) Hal ini disebabkan karena mulai perbandingan TBP

kerosin = 6040 diduga berat jenis larutan organik yang digunakan semakin besar

karena prosentase TBP lebih banyak dari kerosin sehingga berat jenis larutan organik

pengekstrak dengan larutan uranium yang diekstraksi hampir sama sebab berat jenis

TBP = 0973 gml dan kerosin 08 gml Dengan demikian semakin besar prosentase

TBP yang digunakan dalam proses ekstraksi maka proses pemisahan fase organik

terhadap fase air hasil proses ekstraksi akan membutuhkan waktu pemisahan yang

lebih lama dibandingkan dengan perbandingan prosentase TBP lebih kecil dari

volume kerosin Dengan didasarkan hasil dari proses ekstraksi secara batch satu stage

tersebut maka perbandingan TBP terhadap kerosin yang paling baik adalah =

4060 dan diperoleh efisiensi sebesar (9648 plusmn 008) TBP dikatakan jenuh

Uranium 100 jika TBP tersebut semuanya membentuk komplek dengan rumusan

UO2(NO3)2 2 TBP untuk TBP 30 Vol jika TBP mengandung 124 gl

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

10 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

24 Degradasi TBP

Degradasi TBP akibat radiasi

Penggunaan TBP sebagai pelarut akan mengalami kerusakan akibat adanya

radiasi sehingga terjadi proses radiolisa Selain radiasi yang berasal dari unsur-unsur

hasil belah timbulnya panas reaksi serta hidrolisis oleh asam nitrat TBP dapat

mengalami degradasi menjadi DBP (Dibutil phospat) MBP (Mono butil phospat)

butil alkohol butil eter hidrokarbon dan asam pospat Jika TBP mengalami radiasi

pada dosis sangat tinggi maka akan terbentuk polimer yang memiliki sifat seperti

asam phospat atau phosponat rantai panjang MBP amp DBP mudah membentuk

komplek dengan Zr dan terekstraksi maka Fd Zr akan menurun Diperkirakan

peruraian TBP kurang dari 0001

Pengaruh radiasi terhadap hasil ekstraksi

Dalam proses Purex radiasi terhadap TBP dan asam nitrat menyebabkan

kerusakan pada TBP dan penurunan keasaman sehingga menimbulkan banyak

kerugian misalnya

Daya retensi yang besar dari hasil belah terutama Zr dan Nb dalam fasa organik

sehingga memperbesar radioaktivitas fasa organik dan memperkecil faktor

dekontaminasi

U dan Pu lebih tertahan dalam fasa organik sehingga menyulitkan dalam proses

stripping

Pembentukan emulsi antara ke dua fasa sehingga menurunkan efisiensi

Pada proses ekstraksi uranium dari hasil belah rutenium menggunakan pesawat

penga-duk pengenap 12 stage dan ekstraktan TBP 30-kerosen dan asam nitrat

sebagai pencuci yang keduanya telah diiradiasi dengan sinar gamma pada dosis

tertentu terlihat bahwa makin tinggi dosis radiasi menyebabkan penurunan keasaman

serta faktor dekon-taminasi (FDRu-U

) dan rekoveri U

25 Pengekstrak Lain

Pada proses ekstraksi Uranium ada beberapa zat yang dapat digunakan untuk

mengekstraksi Uranium selain Tri Butil Phosphat(TBP) Salah satunya adalah metal

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

11 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

isobutyl keton atau disebut juga dengan hekson Hekson digunakan pada proses

Redoks dan Proses Hekson-25

Proses Redox

Pada proses ini digunakan pelarut organik metil isobutil keton (hekson) serta

larutan penggaram aluminium nitrat yang ditambah-kan dalam fasa air guna

memperbaiki pemisahan antara uranium dan plutonium Proses Redox dilakukan pada

suasana acid defiency Pada proses tersebut uranium lebih mudah terekstraksi ke fasa

organik pada valensi VI sedangkan plutonium pada valensi IV

Proses Hekson-25

Pada proses ini juga digunakan pelarut hekson dan larutan penggaram

aluminium nitrat tetapi digunakan untuk pemungutan dan pemisahan uranium

diperkaya tinggi dengan U-235 20 dari hasil belah

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

12 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

BAB III

PENUTUP

31 Kesimpulan

TBP adalah senyawa organik yang mempunyai rumus C12H27PO4 merupakan

solven pengekstraksi uranium dari senyawa uranil nitrat [UO2(NO3)2] yang

mempunyai koefisien distribusi dan selektivitas yang tinggi tahan radiasi dan tahan

asam TBP mempunyai selektifitas yang cukup tinggi terhadap uranium yang berada

dalam suasana asam nitrat [(UO2) NO

3)2] Tributil phosphat bersifat aman karena

memiliki sifat eksplosif yang rendah stabil pada konsentrasi HNO3

yang tinggi

kapasitas dan selektifitas tinggi

Penggunaan TBP sebagai pelarut akan mengalami kerusakan akibat adanya

radiasi sehingga terjadi proses radiolisa Selain radiasi yang berasal dari unsur-unsur

hasil belah timbulnya panas reaksi serta hidrolisis oleh asam nitrat TBP dapat

mengalami degradasi menjadi DBP (Dibutil phospat) MBP (Mono butil phospat)

butil alkohol butil eter hidrokarbon dan asam pospat Dalam proses Purex radiasi

terhadap TBP dan asam nitrat menyebabkan kerusakan pada TBP dan penurunan

keasaman sehingga menimbulkan banyak kerugian seperti daya retensi besar sehingga

memperbesar radioaktivitas fasa organik U dan Pu lebih tertahan sehingga

menyulitkan dalam proses stripping Pembentukan emulsi antara ke dua fasa sehingga

menurunkan efisiensi

Perbandingan TBP terhadap kerosin yang paling baik adalah = 4060 dan

diperoleh efisiensi sebesar (9648 plusmn 008)

32 Saran

321 Perlu dilakukan penggantian umpan TBP segar saat TBP sudah jenuh

322 Perlu diperhatikan komposisi pengencer TBP agar diperoleh effisiensi pemisahan

yang optimal

323 Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengekstrak Uranium selain TBP

yang lebih murah efektif dan efisien serta mudah didapat dalam ekstraksi

Uranium

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

13 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

DAFTAR PUSTAKA

Herhady R Didiek2010Presentasi Teknik Pengolahan Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

Herhady R Didiek2010Presentasi Proses Olah Ulang Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

httpenwikipediaorgwikiTributyl_phosphate (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=httpenwikipedi

aorgwikiTributyl_phosphate23Productionampprev=_t (diakses pada tanggal 30

Oktober 2010)

httptranslategoogleusercontentcomtranslate_chl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=http

wwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phosp

hatehtmlampprev=_tamprurl=translategooglecoidampusg=ALkJrhgVQqFPII9PMfCbeu

wrOZIyt6J9mQ (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpwwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phospha

tehtml (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpenwikipediaorgwikiNuclear_fuel_cycleUranium_conversion (diakses pada

tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FNuclear_fuel_cycle23Uranium_conversion (diakses pada

tanggal 11 November 2010)

httpenwikipediaorgwikiLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

Page 4: TBP Sebagai Pelarut “ - · PDF fileTBP adalah senyawa organik yang ... Kemampuan TBP dalam proses ekstraksi dapat diketahui dengan cara menentukan ... menit dan perbandingan volume

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

4 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Titik Didih

289 deg C (562 K 552 deg F)

Kelarutan Dalam Air

1 mL165 mL air

Tributil fosfat diproduksi oleh esterifikasi dari asam ortofosfat dengan n-butanol

Sebuah hasil sintesis laboratorium dengan oksiklorida fosfor

POCl3 + 3 C4H9 H rarr PO(OC4H9 )3 + 3 HCl POCl 3 + 3C rarr

4 H 9OHPO (OC4H9) 3 + 3 HCl helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

Produksi diperkirakan 3000-5000 ton di seluruh dunia

TBP mempunyai selektifitas yang cukup tinggi terhadap uranium yang berada

dalam suasana asam nitrat (UO2) NO

3)2 Tributil phosphat mempunyai sifat fisika

antara lain aman karena memiliki sifat eksplosif yang rendah stabil pada konsentrasi

HNO3

yang tinggi kapasitas dan selektifitas tinggi Dalam proses TBP-25 TBP

digunakan untuk pemungutan dan pemisahan uranium diperkaya dengan U-235 20

dari hasil belah konsentrasi TBP yang digunakan 5 dan larutan penggaram

aluminium nitrat serta asam nitrat Kelemahan

TBP mempunyai berat jenis yang hampir sama dengan air yaitu 0973 gcc

sehingga menyulitkan perpindahan uranium dari fasa air ke fasa organik maka salah

satu teknik untuk menurunkan berat jenis TBP perlu menambahkan pengencer

organik

Dalam proses PUREX TBP digunakan untuk pemungutan dan pemisahan

uranium dan plutonium dari unsur-unsur hasil belah

22 Proses Ekstraksi Uranil Nitrat dengan TBP ndash Kerosin

Kriteria pemilihan pelarut organik yang akan digunakan harus mempunyai

selektifitas yang tinggi terhadap unsur yang akan diekstrak mempunyai berat jenis

lebih kecil dari air bahan mudah didapat dan harga relatif murah

Dalam proses ekstraksi untuk pemurnian uranium dalam penelitian ini pelarut

organik digunakan TBP Pemilihan TBP didasarkan karena uranium yang akan

diekstrak berada dalam media asam nitrat TBP mempunyai selektifitas yang cukup

tinggi terhadap uranium yang berada dalam suasana asam nitrat [(UO2) NO

3)2] TBP

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

5 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

mempunyai berat jenis yang hampir sama dengan air yaitu 0973 gcc sehingga

menyulitkan perpindahan uranium dari fasa air ke fasa organik maka salah satu teknik

untuk menurunkan berat jenis TBP perlu menambahkan pengencer organik Salah satu

pengencar organik yang digunakan adalah kerosin

Dalam pemakaiannya TBP dilarutkan dalam kerosin odorless pada komposisi

TBP dan kerosin masing-masing 30 dan 70 volume Kerosin adalah senyawa

hidrokarbon yang mempunyai jumlah atom C tiap molekulnya pada harga C sampai

dengan C14 yang tersusun dari senyawa-senyawa alkana (CnH2n+2) sikloalkana (metal

siklo pentana etil siklo heksana dan lain-lain) hidrokarbon aromatik (benzen toluen

dan lain-lain) yang mengandung nitrogen belerang oksigen dan organo logam

Kerosin odorless adalah kerosin 99 yang mempunyai berat jenis 820 kgm3 dan

viskositas 03 cp tidak berbau yang komponen utamanya adalah senyawa alkana

kadar senyawa aromatiknya sangat rendah

Dalam proses ekstraksi uranium dalam yellow cake terlebih dahulu dilakukan

proses pelarutan yellow cake menggunakan HNO3 membentuk larutan uranil nitrat

Larutan uranil nitrat diekstraksi menggunakan pelarut organik TBP-kerosin Selama

proses ekstraksi berlangsung terjadi perpindahan uranium dari fase air ke fase organic

(TBP-kerosin) Proses ekstraksi diharapkan uranium yang semula berada dalam fase

air dapat berpindah seluruhnya ke fase organik Mekanisme reaksi yang terjadi saat

pelarutan yellow cake dengan HNO3 sebagai berikut

U3O8 + 8 HNO3 8 UO2(NO3)2 + H2O + NO2 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

UO3 + 2 HNO3 8 UO2(NO3)2 + H2O + NO2 helliphellip (3)

Mekanisme reaksi proses ekstraksi yang terjadi adalah sebagai berikut

HNO3 H+ + NO3

- helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

NO3- + TBP(o) TBPNO3

-(o) helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (5)

UO2+4

+ 2TBPNO3- UO2(NO3)22TBP(o) helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (6)

Uranium yang dihasilkan dari proses ekstraksi masih berada dalam larutan fase

organik TBP ndash kerosin Untuk mengetahui efisisensi uranium yang terekstrak maka

dilakukan analisis kandungan uranium yang berada dalam larutan fase air

Telah dilakukan penelitian untuk mengetahui besarnya efisiensi uranium yang telah

terekstrak secara titrasi potensiometri dengan metode Davies Gray

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

6 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Analisis Kadar Uranium Secara Potensiometri Dengan Metode Davies Gray

Analisis kadar Uranium secara titrasi potensimetri dengan metode Davies Gray

didasarkan atas reaksi reduksi-oksidasi (redoks) Dalam analisis ini laju perubahan

potensial terlihat semakin besar saat mendekati dan menjauhi titik ekivalen (TE) pada

saat titrasi berlangsung

Analisis kadar uranium dengan metode Davies Gray yang termodifikasi dibagi

menjadi 3 hal pokok yaitu

1 Proses reduksi Uranium valensi (VI) menjadi Uranium valensi (IV) menggunakan

Fe (II) sebagai reduktor Hal ini dilakukan dalam suasana asam phospat dan asam

sulfamat

2 Adanya kelebihan Fe(II) akan dioksidasi menjadi Fe (III) oleh asam nitrat dengan

Mo (VI) sebagai katalisator

3 Uranium valensi (IV) yang dihasilkan dari proses reduksi akan dioksidasi menjadi

Uranium valensi (VI) dengan dititrasi menggunakan oksidator K2Cr2O7 dan

sebagai katalisator adalah Vo (IV)

Mekanisme reaksi yang terjadi saat peristiwa reduksi sebagai berikut

UO22+

+ 2 Fe3+

+ 4 H+ U

4+ + 2 Fe

2+ + 2 H2O helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Mo (VI)

3 Fe2+

+ NO3- + 4 H

+ 3 Fe3+ + NO + 2 H2O hellip (8)

Mo (VI)

Fe2+

+ NO3- + 2 H

+ 2 Fe

3+ + NO2 + 2 H2O (9)

Reaksi yang terjadi saat peristiwa reduksi sebagai berikut

Vo (IV)

3 U4+

+ Cr2O72-

+ 2 H+ 3 UO2

2+ + Cr

3+ + H2O (10)

Jumlah Uranium yang dianalisis dapat diketahui langsung dari hasil pencatatan pada

alat tersebut atau dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut

KU dalam sampel = 119 x Vt x N x Fa (11)

KU dalam Prosentase = Vt times 119 times N timesF timesK times Fa

E times Vs times 100 (12)

dengan

Vt = Volume titran yang digunakan untuk analisis (ml)

N = Normalitas K2Cr2O7 yang digunakan adalah 0025 N

F = Faktor Pengkayaan (untuk U deplesi F = 1)

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

7 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

K = Volume labu takar yang digunakan untuk melarutkan sampel (ml)

Fa = Nilai faktor dari alat

F = Berat sampel yang dilarutkan (mg)

Vs = Volume sampel yang dianalisis (ml)

23 Kemampuan TBP Dalam Mengekstrak UO2

Kemampuan TBP dalam proses ekstraksi dapat diketahui dengan cara

menentukan banyaknya uranium yang terekstrak kedalam fase organik dengan cara

menganalisis uranium yang berada dalam fase air hasil ekstraksi Selanjutnya uranium

yang berada dalam fase organik dibandingkan dengan uranium yang berada dalam

umpan untuk ekstraksi atau sering disebut dengan efisiensi ekstraksi Efisiensi

ekstraksi yang diperoleh sangat tergantung dari beberapa parameter proses ekstraksi

yaitu perbandingan TBP terhadap volume pengencer larutan organik (seperti kerosin

heksan) keasaman larutan umpan lama waktu ekstraksi konsentrasi uranium umpan

dan perbandingan fase air terhadap organik dalam proses ekstraksi

Penentuan Efisiensi Ekstraksi Uranium Pada Proses Ekstraksi Uranium Dalam

Yellow Cake Menggunakan TBP-Kerosin

Telah dilakukan penelitian mengenai ekstraksi uranium dalam yellow cake asal

Cogema Perancis Tujuan kegiatan ini untuk menentukan perbandingan prosentase

TBP terhadap kerosin yang paling baik untuk proses ekstraksi uranium dalam yellow

cake hal ini ditandai dengan diperoleh efisiensi ekstraksi uranium yang maksimal

Perbandingan prosentase TBP-kerosin yang digunakan masing-masing adalah 30

70 40 60 50 50 60 40 70 30 dan 90 100

Larutan yellow cake hasil pelarutan dilakukan proses ekstraksi menggunakan

TBP - kerosin dengan perbandingan TBP kerosin sebesar 30 70 selama 20

menit dan perbandingan volume fase air terhadap fase organik = 11 Kandungan

uranium dalam larutan fase air hasil proses ekstraksi dianalisis secara titrasi

potensiometri dengan metode Davies Gray Selanjutnya proses ekstraksi dilakukan

lagi dengan perbandingan TBP kerosin yang berbeda-beda yaitu 4060

5050 6040 7030 dan 9010 Dalam kegiatan ini masing-masing

parameter perbandingan TBP kerosin dilakukan 3 kali proses ekstraksi Analisis

uranium dalam fase air masing-masing yang dihasilkan dari proses ekstraksi dilakukan

3 kali analisistitrasi

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

8 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Dalam proses ekstraksi uranium dalam yellow cake terlebih dahulu melarutkan

yellow cake menggunakan HNO3 3M sehingga akan membentuk larutan uranil nitrat

Larutan uranil nitrat diekstraksi menggunakan TBP-kerosin dengan perbandingan

yang berbeda-beda yaitu 4060 5050 6040 7030 dan 9010

Proses ekstraksi dilakukan secara batch dan pemisahan larutan fase air terhadap fase

organik menggunakan corong pemisah Kandungan uranium dalam larutan fase air

hasil proses ekstraksi di analisis secara titrasi potensiometri dengan metode Davies

Gray Dengan mengetahui kandungan uranium yang berada dalam fase air maka

efisiensi ekstraksi atau uranium yang terekstrak ke dalam larutan fase organik (TBP-

kerosin) dapat ditentukan Berikut tabel hasil efisiensi ekstraksi dengan variasi

perbandingan TBP terhadap kerosin

Tabel 1 Data hasil efisiensi ekstraksi uranium dalam yellow cake dengan variasi

perbandingan volume TBPkerosin

Dari Tabel 1 terlihat bahwa proses ekstraksi dengan perbandingan TBP -

kerosin = 30 70 masih mengalami kenaikan efisiensi tetapi mulai menggunakan

perbandingan TBP - kerosin = 40 60 tidak terjadi lagi kenaikan efisiensi

ekstraksi atau pertambahan uranium yang terekstrak ke fase organik konstan Dengan

melihat hasil perbandingan TBP-terhadap kerosin tersebut maka perbandingan TBP

terhadap kerosin dalam proses ekstraksi sangat mempengaruhi besarnya hasil efisiensi

ekstraksi atau banyaknya uranium yang terekstrak kedalam larutan fase organik

Dengan demikian maka mulai perbandingan volume TBP-kerosin = 4060 mulai

diperoleh efisiensi ekstraksi yang konstan Keadaan ini dapat dilihat pada Gambar 1

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

9 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Gambar 1 Hubungan antara volume TBP-kerosin terhadap Efisiensi ekstraksi

Di dalam proses pemisahan larutan fase air terhadap fase organik hasil proses

ekstraksi dengan perbandingan TBP-kerosin = 40 60 dan 50 50 tidak

memerlukan waktu yang lama (kurang dari 10) sudah terjadi pemisahan 2 fase larutan

yang sempurna tetapi untuk perbandingan TBP-kerison mulai 6040 sampai

9010 dalam pemisahan fase air terhadap fase organik memerlukan waktu yang

lebih lama (lebih dari 20 menit) Hal ini disebabkan karena mulai perbandingan TBP

kerosin = 6040 diduga berat jenis larutan organik yang digunakan semakin besar

karena prosentase TBP lebih banyak dari kerosin sehingga berat jenis larutan organik

pengekstrak dengan larutan uranium yang diekstraksi hampir sama sebab berat jenis

TBP = 0973 gml dan kerosin 08 gml Dengan demikian semakin besar prosentase

TBP yang digunakan dalam proses ekstraksi maka proses pemisahan fase organik

terhadap fase air hasil proses ekstraksi akan membutuhkan waktu pemisahan yang

lebih lama dibandingkan dengan perbandingan prosentase TBP lebih kecil dari

volume kerosin Dengan didasarkan hasil dari proses ekstraksi secara batch satu stage

tersebut maka perbandingan TBP terhadap kerosin yang paling baik adalah =

4060 dan diperoleh efisiensi sebesar (9648 plusmn 008) TBP dikatakan jenuh

Uranium 100 jika TBP tersebut semuanya membentuk komplek dengan rumusan

UO2(NO3)2 2 TBP untuk TBP 30 Vol jika TBP mengandung 124 gl

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

10 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

24 Degradasi TBP

Degradasi TBP akibat radiasi

Penggunaan TBP sebagai pelarut akan mengalami kerusakan akibat adanya

radiasi sehingga terjadi proses radiolisa Selain radiasi yang berasal dari unsur-unsur

hasil belah timbulnya panas reaksi serta hidrolisis oleh asam nitrat TBP dapat

mengalami degradasi menjadi DBP (Dibutil phospat) MBP (Mono butil phospat)

butil alkohol butil eter hidrokarbon dan asam pospat Jika TBP mengalami radiasi

pada dosis sangat tinggi maka akan terbentuk polimer yang memiliki sifat seperti

asam phospat atau phosponat rantai panjang MBP amp DBP mudah membentuk

komplek dengan Zr dan terekstraksi maka Fd Zr akan menurun Diperkirakan

peruraian TBP kurang dari 0001

Pengaruh radiasi terhadap hasil ekstraksi

Dalam proses Purex radiasi terhadap TBP dan asam nitrat menyebabkan

kerusakan pada TBP dan penurunan keasaman sehingga menimbulkan banyak

kerugian misalnya

Daya retensi yang besar dari hasil belah terutama Zr dan Nb dalam fasa organik

sehingga memperbesar radioaktivitas fasa organik dan memperkecil faktor

dekontaminasi

U dan Pu lebih tertahan dalam fasa organik sehingga menyulitkan dalam proses

stripping

Pembentukan emulsi antara ke dua fasa sehingga menurunkan efisiensi

Pada proses ekstraksi uranium dari hasil belah rutenium menggunakan pesawat

penga-duk pengenap 12 stage dan ekstraktan TBP 30-kerosen dan asam nitrat

sebagai pencuci yang keduanya telah diiradiasi dengan sinar gamma pada dosis

tertentu terlihat bahwa makin tinggi dosis radiasi menyebabkan penurunan keasaman

serta faktor dekon-taminasi (FDRu-U

) dan rekoveri U

25 Pengekstrak Lain

Pada proses ekstraksi Uranium ada beberapa zat yang dapat digunakan untuk

mengekstraksi Uranium selain Tri Butil Phosphat(TBP) Salah satunya adalah metal

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

11 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

isobutyl keton atau disebut juga dengan hekson Hekson digunakan pada proses

Redoks dan Proses Hekson-25

Proses Redox

Pada proses ini digunakan pelarut organik metil isobutil keton (hekson) serta

larutan penggaram aluminium nitrat yang ditambah-kan dalam fasa air guna

memperbaiki pemisahan antara uranium dan plutonium Proses Redox dilakukan pada

suasana acid defiency Pada proses tersebut uranium lebih mudah terekstraksi ke fasa

organik pada valensi VI sedangkan plutonium pada valensi IV

Proses Hekson-25

Pada proses ini juga digunakan pelarut hekson dan larutan penggaram

aluminium nitrat tetapi digunakan untuk pemungutan dan pemisahan uranium

diperkaya tinggi dengan U-235 20 dari hasil belah

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

12 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

BAB III

PENUTUP

31 Kesimpulan

TBP adalah senyawa organik yang mempunyai rumus C12H27PO4 merupakan

solven pengekstraksi uranium dari senyawa uranil nitrat [UO2(NO3)2] yang

mempunyai koefisien distribusi dan selektivitas yang tinggi tahan radiasi dan tahan

asam TBP mempunyai selektifitas yang cukup tinggi terhadap uranium yang berada

dalam suasana asam nitrat [(UO2) NO

3)2] Tributil phosphat bersifat aman karena

memiliki sifat eksplosif yang rendah stabil pada konsentrasi HNO3

yang tinggi

kapasitas dan selektifitas tinggi

Penggunaan TBP sebagai pelarut akan mengalami kerusakan akibat adanya

radiasi sehingga terjadi proses radiolisa Selain radiasi yang berasal dari unsur-unsur

hasil belah timbulnya panas reaksi serta hidrolisis oleh asam nitrat TBP dapat

mengalami degradasi menjadi DBP (Dibutil phospat) MBP (Mono butil phospat)

butil alkohol butil eter hidrokarbon dan asam pospat Dalam proses Purex radiasi

terhadap TBP dan asam nitrat menyebabkan kerusakan pada TBP dan penurunan

keasaman sehingga menimbulkan banyak kerugian seperti daya retensi besar sehingga

memperbesar radioaktivitas fasa organik U dan Pu lebih tertahan sehingga

menyulitkan dalam proses stripping Pembentukan emulsi antara ke dua fasa sehingga

menurunkan efisiensi

Perbandingan TBP terhadap kerosin yang paling baik adalah = 4060 dan

diperoleh efisiensi sebesar (9648 plusmn 008)

32 Saran

321 Perlu dilakukan penggantian umpan TBP segar saat TBP sudah jenuh

322 Perlu diperhatikan komposisi pengencer TBP agar diperoleh effisiensi pemisahan

yang optimal

323 Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengekstrak Uranium selain TBP

yang lebih murah efektif dan efisien serta mudah didapat dalam ekstraksi

Uranium

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

13 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

DAFTAR PUSTAKA

Herhady R Didiek2010Presentasi Teknik Pengolahan Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

Herhady R Didiek2010Presentasi Proses Olah Ulang Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

httpenwikipediaorgwikiTributyl_phosphate (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=httpenwikipedi

aorgwikiTributyl_phosphate23Productionampprev=_t (diakses pada tanggal 30

Oktober 2010)

httptranslategoogleusercontentcomtranslate_chl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=http

wwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phosp

hatehtmlampprev=_tamprurl=translategooglecoidampusg=ALkJrhgVQqFPII9PMfCbeu

wrOZIyt6J9mQ (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpwwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phospha

tehtml (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpenwikipediaorgwikiNuclear_fuel_cycleUranium_conversion (diakses pada

tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FNuclear_fuel_cycle23Uranium_conversion (diakses pada

tanggal 11 November 2010)

httpenwikipediaorgwikiLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

Page 5: TBP Sebagai Pelarut “ - · PDF fileTBP adalah senyawa organik yang ... Kemampuan TBP dalam proses ekstraksi dapat diketahui dengan cara menentukan ... menit dan perbandingan volume

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

5 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

mempunyai berat jenis yang hampir sama dengan air yaitu 0973 gcc sehingga

menyulitkan perpindahan uranium dari fasa air ke fasa organik maka salah satu teknik

untuk menurunkan berat jenis TBP perlu menambahkan pengencer organik Salah satu

pengencar organik yang digunakan adalah kerosin

Dalam pemakaiannya TBP dilarutkan dalam kerosin odorless pada komposisi

TBP dan kerosin masing-masing 30 dan 70 volume Kerosin adalah senyawa

hidrokarbon yang mempunyai jumlah atom C tiap molekulnya pada harga C sampai

dengan C14 yang tersusun dari senyawa-senyawa alkana (CnH2n+2) sikloalkana (metal

siklo pentana etil siklo heksana dan lain-lain) hidrokarbon aromatik (benzen toluen

dan lain-lain) yang mengandung nitrogen belerang oksigen dan organo logam

Kerosin odorless adalah kerosin 99 yang mempunyai berat jenis 820 kgm3 dan

viskositas 03 cp tidak berbau yang komponen utamanya adalah senyawa alkana

kadar senyawa aromatiknya sangat rendah

Dalam proses ekstraksi uranium dalam yellow cake terlebih dahulu dilakukan

proses pelarutan yellow cake menggunakan HNO3 membentuk larutan uranil nitrat

Larutan uranil nitrat diekstraksi menggunakan pelarut organik TBP-kerosin Selama

proses ekstraksi berlangsung terjadi perpindahan uranium dari fase air ke fase organic

(TBP-kerosin) Proses ekstraksi diharapkan uranium yang semula berada dalam fase

air dapat berpindah seluruhnya ke fase organik Mekanisme reaksi yang terjadi saat

pelarutan yellow cake dengan HNO3 sebagai berikut

U3O8 + 8 HNO3 8 UO2(NO3)2 + H2O + NO2 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

UO3 + 2 HNO3 8 UO2(NO3)2 + H2O + NO2 helliphellip (3)

Mekanisme reaksi proses ekstraksi yang terjadi adalah sebagai berikut

HNO3 H+ + NO3

- helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

NO3- + TBP(o) TBPNO3

-(o) helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (5)

UO2+4

+ 2TBPNO3- UO2(NO3)22TBP(o) helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (6)

Uranium yang dihasilkan dari proses ekstraksi masih berada dalam larutan fase

organik TBP ndash kerosin Untuk mengetahui efisisensi uranium yang terekstrak maka

dilakukan analisis kandungan uranium yang berada dalam larutan fase air

Telah dilakukan penelitian untuk mengetahui besarnya efisiensi uranium yang telah

terekstrak secara titrasi potensiometri dengan metode Davies Gray

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

6 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Analisis Kadar Uranium Secara Potensiometri Dengan Metode Davies Gray

Analisis kadar Uranium secara titrasi potensimetri dengan metode Davies Gray

didasarkan atas reaksi reduksi-oksidasi (redoks) Dalam analisis ini laju perubahan

potensial terlihat semakin besar saat mendekati dan menjauhi titik ekivalen (TE) pada

saat titrasi berlangsung

Analisis kadar uranium dengan metode Davies Gray yang termodifikasi dibagi

menjadi 3 hal pokok yaitu

1 Proses reduksi Uranium valensi (VI) menjadi Uranium valensi (IV) menggunakan

Fe (II) sebagai reduktor Hal ini dilakukan dalam suasana asam phospat dan asam

sulfamat

2 Adanya kelebihan Fe(II) akan dioksidasi menjadi Fe (III) oleh asam nitrat dengan

Mo (VI) sebagai katalisator

3 Uranium valensi (IV) yang dihasilkan dari proses reduksi akan dioksidasi menjadi

Uranium valensi (VI) dengan dititrasi menggunakan oksidator K2Cr2O7 dan

sebagai katalisator adalah Vo (IV)

Mekanisme reaksi yang terjadi saat peristiwa reduksi sebagai berikut

UO22+

+ 2 Fe3+

+ 4 H+ U

4+ + 2 Fe

2+ + 2 H2O helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Mo (VI)

3 Fe2+

+ NO3- + 4 H

+ 3 Fe3+ + NO + 2 H2O hellip (8)

Mo (VI)

Fe2+

+ NO3- + 2 H

+ 2 Fe

3+ + NO2 + 2 H2O (9)

Reaksi yang terjadi saat peristiwa reduksi sebagai berikut

Vo (IV)

3 U4+

+ Cr2O72-

+ 2 H+ 3 UO2

2+ + Cr

3+ + H2O (10)

Jumlah Uranium yang dianalisis dapat diketahui langsung dari hasil pencatatan pada

alat tersebut atau dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut

KU dalam sampel = 119 x Vt x N x Fa (11)

KU dalam Prosentase = Vt times 119 times N timesF timesK times Fa

E times Vs times 100 (12)

dengan

Vt = Volume titran yang digunakan untuk analisis (ml)

N = Normalitas K2Cr2O7 yang digunakan adalah 0025 N

F = Faktor Pengkayaan (untuk U deplesi F = 1)

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

7 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

K = Volume labu takar yang digunakan untuk melarutkan sampel (ml)

Fa = Nilai faktor dari alat

F = Berat sampel yang dilarutkan (mg)

Vs = Volume sampel yang dianalisis (ml)

23 Kemampuan TBP Dalam Mengekstrak UO2

Kemampuan TBP dalam proses ekstraksi dapat diketahui dengan cara

menentukan banyaknya uranium yang terekstrak kedalam fase organik dengan cara

menganalisis uranium yang berada dalam fase air hasil ekstraksi Selanjutnya uranium

yang berada dalam fase organik dibandingkan dengan uranium yang berada dalam

umpan untuk ekstraksi atau sering disebut dengan efisiensi ekstraksi Efisiensi

ekstraksi yang diperoleh sangat tergantung dari beberapa parameter proses ekstraksi

yaitu perbandingan TBP terhadap volume pengencer larutan organik (seperti kerosin

heksan) keasaman larutan umpan lama waktu ekstraksi konsentrasi uranium umpan

dan perbandingan fase air terhadap organik dalam proses ekstraksi

Penentuan Efisiensi Ekstraksi Uranium Pada Proses Ekstraksi Uranium Dalam

Yellow Cake Menggunakan TBP-Kerosin

Telah dilakukan penelitian mengenai ekstraksi uranium dalam yellow cake asal

Cogema Perancis Tujuan kegiatan ini untuk menentukan perbandingan prosentase

TBP terhadap kerosin yang paling baik untuk proses ekstraksi uranium dalam yellow

cake hal ini ditandai dengan diperoleh efisiensi ekstraksi uranium yang maksimal

Perbandingan prosentase TBP-kerosin yang digunakan masing-masing adalah 30

70 40 60 50 50 60 40 70 30 dan 90 100

Larutan yellow cake hasil pelarutan dilakukan proses ekstraksi menggunakan

TBP - kerosin dengan perbandingan TBP kerosin sebesar 30 70 selama 20

menit dan perbandingan volume fase air terhadap fase organik = 11 Kandungan

uranium dalam larutan fase air hasil proses ekstraksi dianalisis secara titrasi

potensiometri dengan metode Davies Gray Selanjutnya proses ekstraksi dilakukan

lagi dengan perbandingan TBP kerosin yang berbeda-beda yaitu 4060

5050 6040 7030 dan 9010 Dalam kegiatan ini masing-masing

parameter perbandingan TBP kerosin dilakukan 3 kali proses ekstraksi Analisis

uranium dalam fase air masing-masing yang dihasilkan dari proses ekstraksi dilakukan

3 kali analisistitrasi

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

8 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Dalam proses ekstraksi uranium dalam yellow cake terlebih dahulu melarutkan

yellow cake menggunakan HNO3 3M sehingga akan membentuk larutan uranil nitrat

Larutan uranil nitrat diekstraksi menggunakan TBP-kerosin dengan perbandingan

yang berbeda-beda yaitu 4060 5050 6040 7030 dan 9010

Proses ekstraksi dilakukan secara batch dan pemisahan larutan fase air terhadap fase

organik menggunakan corong pemisah Kandungan uranium dalam larutan fase air

hasil proses ekstraksi di analisis secara titrasi potensiometri dengan metode Davies

Gray Dengan mengetahui kandungan uranium yang berada dalam fase air maka

efisiensi ekstraksi atau uranium yang terekstrak ke dalam larutan fase organik (TBP-

kerosin) dapat ditentukan Berikut tabel hasil efisiensi ekstraksi dengan variasi

perbandingan TBP terhadap kerosin

Tabel 1 Data hasil efisiensi ekstraksi uranium dalam yellow cake dengan variasi

perbandingan volume TBPkerosin

Dari Tabel 1 terlihat bahwa proses ekstraksi dengan perbandingan TBP -

kerosin = 30 70 masih mengalami kenaikan efisiensi tetapi mulai menggunakan

perbandingan TBP - kerosin = 40 60 tidak terjadi lagi kenaikan efisiensi

ekstraksi atau pertambahan uranium yang terekstrak ke fase organik konstan Dengan

melihat hasil perbandingan TBP-terhadap kerosin tersebut maka perbandingan TBP

terhadap kerosin dalam proses ekstraksi sangat mempengaruhi besarnya hasil efisiensi

ekstraksi atau banyaknya uranium yang terekstrak kedalam larutan fase organik

Dengan demikian maka mulai perbandingan volume TBP-kerosin = 4060 mulai

diperoleh efisiensi ekstraksi yang konstan Keadaan ini dapat dilihat pada Gambar 1

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

9 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Gambar 1 Hubungan antara volume TBP-kerosin terhadap Efisiensi ekstraksi

Di dalam proses pemisahan larutan fase air terhadap fase organik hasil proses

ekstraksi dengan perbandingan TBP-kerosin = 40 60 dan 50 50 tidak

memerlukan waktu yang lama (kurang dari 10) sudah terjadi pemisahan 2 fase larutan

yang sempurna tetapi untuk perbandingan TBP-kerison mulai 6040 sampai

9010 dalam pemisahan fase air terhadap fase organik memerlukan waktu yang

lebih lama (lebih dari 20 menit) Hal ini disebabkan karena mulai perbandingan TBP

kerosin = 6040 diduga berat jenis larutan organik yang digunakan semakin besar

karena prosentase TBP lebih banyak dari kerosin sehingga berat jenis larutan organik

pengekstrak dengan larutan uranium yang diekstraksi hampir sama sebab berat jenis

TBP = 0973 gml dan kerosin 08 gml Dengan demikian semakin besar prosentase

TBP yang digunakan dalam proses ekstraksi maka proses pemisahan fase organik

terhadap fase air hasil proses ekstraksi akan membutuhkan waktu pemisahan yang

lebih lama dibandingkan dengan perbandingan prosentase TBP lebih kecil dari

volume kerosin Dengan didasarkan hasil dari proses ekstraksi secara batch satu stage

tersebut maka perbandingan TBP terhadap kerosin yang paling baik adalah =

4060 dan diperoleh efisiensi sebesar (9648 plusmn 008) TBP dikatakan jenuh

Uranium 100 jika TBP tersebut semuanya membentuk komplek dengan rumusan

UO2(NO3)2 2 TBP untuk TBP 30 Vol jika TBP mengandung 124 gl

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

10 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

24 Degradasi TBP

Degradasi TBP akibat radiasi

Penggunaan TBP sebagai pelarut akan mengalami kerusakan akibat adanya

radiasi sehingga terjadi proses radiolisa Selain radiasi yang berasal dari unsur-unsur

hasil belah timbulnya panas reaksi serta hidrolisis oleh asam nitrat TBP dapat

mengalami degradasi menjadi DBP (Dibutil phospat) MBP (Mono butil phospat)

butil alkohol butil eter hidrokarbon dan asam pospat Jika TBP mengalami radiasi

pada dosis sangat tinggi maka akan terbentuk polimer yang memiliki sifat seperti

asam phospat atau phosponat rantai panjang MBP amp DBP mudah membentuk

komplek dengan Zr dan terekstraksi maka Fd Zr akan menurun Diperkirakan

peruraian TBP kurang dari 0001

Pengaruh radiasi terhadap hasil ekstraksi

Dalam proses Purex radiasi terhadap TBP dan asam nitrat menyebabkan

kerusakan pada TBP dan penurunan keasaman sehingga menimbulkan banyak

kerugian misalnya

Daya retensi yang besar dari hasil belah terutama Zr dan Nb dalam fasa organik

sehingga memperbesar radioaktivitas fasa organik dan memperkecil faktor

dekontaminasi

U dan Pu lebih tertahan dalam fasa organik sehingga menyulitkan dalam proses

stripping

Pembentukan emulsi antara ke dua fasa sehingga menurunkan efisiensi

Pada proses ekstraksi uranium dari hasil belah rutenium menggunakan pesawat

penga-duk pengenap 12 stage dan ekstraktan TBP 30-kerosen dan asam nitrat

sebagai pencuci yang keduanya telah diiradiasi dengan sinar gamma pada dosis

tertentu terlihat bahwa makin tinggi dosis radiasi menyebabkan penurunan keasaman

serta faktor dekon-taminasi (FDRu-U

) dan rekoveri U

25 Pengekstrak Lain

Pada proses ekstraksi Uranium ada beberapa zat yang dapat digunakan untuk

mengekstraksi Uranium selain Tri Butil Phosphat(TBP) Salah satunya adalah metal

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

11 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

isobutyl keton atau disebut juga dengan hekson Hekson digunakan pada proses

Redoks dan Proses Hekson-25

Proses Redox

Pada proses ini digunakan pelarut organik metil isobutil keton (hekson) serta

larutan penggaram aluminium nitrat yang ditambah-kan dalam fasa air guna

memperbaiki pemisahan antara uranium dan plutonium Proses Redox dilakukan pada

suasana acid defiency Pada proses tersebut uranium lebih mudah terekstraksi ke fasa

organik pada valensi VI sedangkan plutonium pada valensi IV

Proses Hekson-25

Pada proses ini juga digunakan pelarut hekson dan larutan penggaram

aluminium nitrat tetapi digunakan untuk pemungutan dan pemisahan uranium

diperkaya tinggi dengan U-235 20 dari hasil belah

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

12 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

BAB III

PENUTUP

31 Kesimpulan

TBP adalah senyawa organik yang mempunyai rumus C12H27PO4 merupakan

solven pengekstraksi uranium dari senyawa uranil nitrat [UO2(NO3)2] yang

mempunyai koefisien distribusi dan selektivitas yang tinggi tahan radiasi dan tahan

asam TBP mempunyai selektifitas yang cukup tinggi terhadap uranium yang berada

dalam suasana asam nitrat [(UO2) NO

3)2] Tributil phosphat bersifat aman karena

memiliki sifat eksplosif yang rendah stabil pada konsentrasi HNO3

yang tinggi

kapasitas dan selektifitas tinggi

Penggunaan TBP sebagai pelarut akan mengalami kerusakan akibat adanya

radiasi sehingga terjadi proses radiolisa Selain radiasi yang berasal dari unsur-unsur

hasil belah timbulnya panas reaksi serta hidrolisis oleh asam nitrat TBP dapat

mengalami degradasi menjadi DBP (Dibutil phospat) MBP (Mono butil phospat)

butil alkohol butil eter hidrokarbon dan asam pospat Dalam proses Purex radiasi

terhadap TBP dan asam nitrat menyebabkan kerusakan pada TBP dan penurunan

keasaman sehingga menimbulkan banyak kerugian seperti daya retensi besar sehingga

memperbesar radioaktivitas fasa organik U dan Pu lebih tertahan sehingga

menyulitkan dalam proses stripping Pembentukan emulsi antara ke dua fasa sehingga

menurunkan efisiensi

Perbandingan TBP terhadap kerosin yang paling baik adalah = 4060 dan

diperoleh efisiensi sebesar (9648 plusmn 008)

32 Saran

321 Perlu dilakukan penggantian umpan TBP segar saat TBP sudah jenuh

322 Perlu diperhatikan komposisi pengencer TBP agar diperoleh effisiensi pemisahan

yang optimal

323 Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengekstrak Uranium selain TBP

yang lebih murah efektif dan efisien serta mudah didapat dalam ekstraksi

Uranium

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

13 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

DAFTAR PUSTAKA

Herhady R Didiek2010Presentasi Teknik Pengolahan Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

Herhady R Didiek2010Presentasi Proses Olah Ulang Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

httpenwikipediaorgwikiTributyl_phosphate (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=httpenwikipedi

aorgwikiTributyl_phosphate23Productionampprev=_t (diakses pada tanggal 30

Oktober 2010)

httptranslategoogleusercontentcomtranslate_chl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=http

wwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phosp

hatehtmlampprev=_tamprurl=translategooglecoidampusg=ALkJrhgVQqFPII9PMfCbeu

wrOZIyt6J9mQ (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpwwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phospha

tehtml (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpenwikipediaorgwikiNuclear_fuel_cycleUranium_conversion (diakses pada

tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FNuclear_fuel_cycle23Uranium_conversion (diakses pada

tanggal 11 November 2010)

httpenwikipediaorgwikiLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

Page 6: TBP Sebagai Pelarut “ - · PDF fileTBP adalah senyawa organik yang ... Kemampuan TBP dalam proses ekstraksi dapat diketahui dengan cara menentukan ... menit dan perbandingan volume

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

6 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Analisis Kadar Uranium Secara Potensiometri Dengan Metode Davies Gray

Analisis kadar Uranium secara titrasi potensimetri dengan metode Davies Gray

didasarkan atas reaksi reduksi-oksidasi (redoks) Dalam analisis ini laju perubahan

potensial terlihat semakin besar saat mendekati dan menjauhi titik ekivalen (TE) pada

saat titrasi berlangsung

Analisis kadar uranium dengan metode Davies Gray yang termodifikasi dibagi

menjadi 3 hal pokok yaitu

1 Proses reduksi Uranium valensi (VI) menjadi Uranium valensi (IV) menggunakan

Fe (II) sebagai reduktor Hal ini dilakukan dalam suasana asam phospat dan asam

sulfamat

2 Adanya kelebihan Fe(II) akan dioksidasi menjadi Fe (III) oleh asam nitrat dengan

Mo (VI) sebagai katalisator

3 Uranium valensi (IV) yang dihasilkan dari proses reduksi akan dioksidasi menjadi

Uranium valensi (VI) dengan dititrasi menggunakan oksidator K2Cr2O7 dan

sebagai katalisator adalah Vo (IV)

Mekanisme reaksi yang terjadi saat peristiwa reduksi sebagai berikut

UO22+

+ 2 Fe3+

+ 4 H+ U

4+ + 2 Fe

2+ + 2 H2O helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Mo (VI)

3 Fe2+

+ NO3- + 4 H

+ 3 Fe3+ + NO + 2 H2O hellip (8)

Mo (VI)

Fe2+

+ NO3- + 2 H

+ 2 Fe

3+ + NO2 + 2 H2O (9)

Reaksi yang terjadi saat peristiwa reduksi sebagai berikut

Vo (IV)

3 U4+

+ Cr2O72-

+ 2 H+ 3 UO2

2+ + Cr

3+ + H2O (10)

Jumlah Uranium yang dianalisis dapat diketahui langsung dari hasil pencatatan pada

alat tersebut atau dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut

KU dalam sampel = 119 x Vt x N x Fa (11)

KU dalam Prosentase = Vt times 119 times N timesF timesK times Fa

E times Vs times 100 (12)

dengan

Vt = Volume titran yang digunakan untuk analisis (ml)

N = Normalitas K2Cr2O7 yang digunakan adalah 0025 N

F = Faktor Pengkayaan (untuk U deplesi F = 1)

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

7 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

K = Volume labu takar yang digunakan untuk melarutkan sampel (ml)

Fa = Nilai faktor dari alat

F = Berat sampel yang dilarutkan (mg)

Vs = Volume sampel yang dianalisis (ml)

23 Kemampuan TBP Dalam Mengekstrak UO2

Kemampuan TBP dalam proses ekstraksi dapat diketahui dengan cara

menentukan banyaknya uranium yang terekstrak kedalam fase organik dengan cara

menganalisis uranium yang berada dalam fase air hasil ekstraksi Selanjutnya uranium

yang berada dalam fase organik dibandingkan dengan uranium yang berada dalam

umpan untuk ekstraksi atau sering disebut dengan efisiensi ekstraksi Efisiensi

ekstraksi yang diperoleh sangat tergantung dari beberapa parameter proses ekstraksi

yaitu perbandingan TBP terhadap volume pengencer larutan organik (seperti kerosin

heksan) keasaman larutan umpan lama waktu ekstraksi konsentrasi uranium umpan

dan perbandingan fase air terhadap organik dalam proses ekstraksi

Penentuan Efisiensi Ekstraksi Uranium Pada Proses Ekstraksi Uranium Dalam

Yellow Cake Menggunakan TBP-Kerosin

Telah dilakukan penelitian mengenai ekstraksi uranium dalam yellow cake asal

Cogema Perancis Tujuan kegiatan ini untuk menentukan perbandingan prosentase

TBP terhadap kerosin yang paling baik untuk proses ekstraksi uranium dalam yellow

cake hal ini ditandai dengan diperoleh efisiensi ekstraksi uranium yang maksimal

Perbandingan prosentase TBP-kerosin yang digunakan masing-masing adalah 30

70 40 60 50 50 60 40 70 30 dan 90 100

Larutan yellow cake hasil pelarutan dilakukan proses ekstraksi menggunakan

TBP - kerosin dengan perbandingan TBP kerosin sebesar 30 70 selama 20

menit dan perbandingan volume fase air terhadap fase organik = 11 Kandungan

uranium dalam larutan fase air hasil proses ekstraksi dianalisis secara titrasi

potensiometri dengan metode Davies Gray Selanjutnya proses ekstraksi dilakukan

lagi dengan perbandingan TBP kerosin yang berbeda-beda yaitu 4060

5050 6040 7030 dan 9010 Dalam kegiatan ini masing-masing

parameter perbandingan TBP kerosin dilakukan 3 kali proses ekstraksi Analisis

uranium dalam fase air masing-masing yang dihasilkan dari proses ekstraksi dilakukan

3 kali analisistitrasi

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

8 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Dalam proses ekstraksi uranium dalam yellow cake terlebih dahulu melarutkan

yellow cake menggunakan HNO3 3M sehingga akan membentuk larutan uranil nitrat

Larutan uranil nitrat diekstraksi menggunakan TBP-kerosin dengan perbandingan

yang berbeda-beda yaitu 4060 5050 6040 7030 dan 9010

Proses ekstraksi dilakukan secara batch dan pemisahan larutan fase air terhadap fase

organik menggunakan corong pemisah Kandungan uranium dalam larutan fase air

hasil proses ekstraksi di analisis secara titrasi potensiometri dengan metode Davies

Gray Dengan mengetahui kandungan uranium yang berada dalam fase air maka

efisiensi ekstraksi atau uranium yang terekstrak ke dalam larutan fase organik (TBP-

kerosin) dapat ditentukan Berikut tabel hasil efisiensi ekstraksi dengan variasi

perbandingan TBP terhadap kerosin

Tabel 1 Data hasil efisiensi ekstraksi uranium dalam yellow cake dengan variasi

perbandingan volume TBPkerosin

Dari Tabel 1 terlihat bahwa proses ekstraksi dengan perbandingan TBP -

kerosin = 30 70 masih mengalami kenaikan efisiensi tetapi mulai menggunakan

perbandingan TBP - kerosin = 40 60 tidak terjadi lagi kenaikan efisiensi

ekstraksi atau pertambahan uranium yang terekstrak ke fase organik konstan Dengan

melihat hasil perbandingan TBP-terhadap kerosin tersebut maka perbandingan TBP

terhadap kerosin dalam proses ekstraksi sangat mempengaruhi besarnya hasil efisiensi

ekstraksi atau banyaknya uranium yang terekstrak kedalam larutan fase organik

Dengan demikian maka mulai perbandingan volume TBP-kerosin = 4060 mulai

diperoleh efisiensi ekstraksi yang konstan Keadaan ini dapat dilihat pada Gambar 1

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

9 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Gambar 1 Hubungan antara volume TBP-kerosin terhadap Efisiensi ekstraksi

Di dalam proses pemisahan larutan fase air terhadap fase organik hasil proses

ekstraksi dengan perbandingan TBP-kerosin = 40 60 dan 50 50 tidak

memerlukan waktu yang lama (kurang dari 10) sudah terjadi pemisahan 2 fase larutan

yang sempurna tetapi untuk perbandingan TBP-kerison mulai 6040 sampai

9010 dalam pemisahan fase air terhadap fase organik memerlukan waktu yang

lebih lama (lebih dari 20 menit) Hal ini disebabkan karena mulai perbandingan TBP

kerosin = 6040 diduga berat jenis larutan organik yang digunakan semakin besar

karena prosentase TBP lebih banyak dari kerosin sehingga berat jenis larutan organik

pengekstrak dengan larutan uranium yang diekstraksi hampir sama sebab berat jenis

TBP = 0973 gml dan kerosin 08 gml Dengan demikian semakin besar prosentase

TBP yang digunakan dalam proses ekstraksi maka proses pemisahan fase organik

terhadap fase air hasil proses ekstraksi akan membutuhkan waktu pemisahan yang

lebih lama dibandingkan dengan perbandingan prosentase TBP lebih kecil dari

volume kerosin Dengan didasarkan hasil dari proses ekstraksi secara batch satu stage

tersebut maka perbandingan TBP terhadap kerosin yang paling baik adalah =

4060 dan diperoleh efisiensi sebesar (9648 plusmn 008) TBP dikatakan jenuh

Uranium 100 jika TBP tersebut semuanya membentuk komplek dengan rumusan

UO2(NO3)2 2 TBP untuk TBP 30 Vol jika TBP mengandung 124 gl

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

10 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

24 Degradasi TBP

Degradasi TBP akibat radiasi

Penggunaan TBP sebagai pelarut akan mengalami kerusakan akibat adanya

radiasi sehingga terjadi proses radiolisa Selain radiasi yang berasal dari unsur-unsur

hasil belah timbulnya panas reaksi serta hidrolisis oleh asam nitrat TBP dapat

mengalami degradasi menjadi DBP (Dibutil phospat) MBP (Mono butil phospat)

butil alkohol butil eter hidrokarbon dan asam pospat Jika TBP mengalami radiasi

pada dosis sangat tinggi maka akan terbentuk polimer yang memiliki sifat seperti

asam phospat atau phosponat rantai panjang MBP amp DBP mudah membentuk

komplek dengan Zr dan terekstraksi maka Fd Zr akan menurun Diperkirakan

peruraian TBP kurang dari 0001

Pengaruh radiasi terhadap hasil ekstraksi

Dalam proses Purex radiasi terhadap TBP dan asam nitrat menyebabkan

kerusakan pada TBP dan penurunan keasaman sehingga menimbulkan banyak

kerugian misalnya

Daya retensi yang besar dari hasil belah terutama Zr dan Nb dalam fasa organik

sehingga memperbesar radioaktivitas fasa organik dan memperkecil faktor

dekontaminasi

U dan Pu lebih tertahan dalam fasa organik sehingga menyulitkan dalam proses

stripping

Pembentukan emulsi antara ke dua fasa sehingga menurunkan efisiensi

Pada proses ekstraksi uranium dari hasil belah rutenium menggunakan pesawat

penga-duk pengenap 12 stage dan ekstraktan TBP 30-kerosen dan asam nitrat

sebagai pencuci yang keduanya telah diiradiasi dengan sinar gamma pada dosis

tertentu terlihat bahwa makin tinggi dosis radiasi menyebabkan penurunan keasaman

serta faktor dekon-taminasi (FDRu-U

) dan rekoveri U

25 Pengekstrak Lain

Pada proses ekstraksi Uranium ada beberapa zat yang dapat digunakan untuk

mengekstraksi Uranium selain Tri Butil Phosphat(TBP) Salah satunya adalah metal

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

11 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

isobutyl keton atau disebut juga dengan hekson Hekson digunakan pada proses

Redoks dan Proses Hekson-25

Proses Redox

Pada proses ini digunakan pelarut organik metil isobutil keton (hekson) serta

larutan penggaram aluminium nitrat yang ditambah-kan dalam fasa air guna

memperbaiki pemisahan antara uranium dan plutonium Proses Redox dilakukan pada

suasana acid defiency Pada proses tersebut uranium lebih mudah terekstraksi ke fasa

organik pada valensi VI sedangkan plutonium pada valensi IV

Proses Hekson-25

Pada proses ini juga digunakan pelarut hekson dan larutan penggaram

aluminium nitrat tetapi digunakan untuk pemungutan dan pemisahan uranium

diperkaya tinggi dengan U-235 20 dari hasil belah

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

12 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

BAB III

PENUTUP

31 Kesimpulan

TBP adalah senyawa organik yang mempunyai rumus C12H27PO4 merupakan

solven pengekstraksi uranium dari senyawa uranil nitrat [UO2(NO3)2] yang

mempunyai koefisien distribusi dan selektivitas yang tinggi tahan radiasi dan tahan

asam TBP mempunyai selektifitas yang cukup tinggi terhadap uranium yang berada

dalam suasana asam nitrat [(UO2) NO

3)2] Tributil phosphat bersifat aman karena

memiliki sifat eksplosif yang rendah stabil pada konsentrasi HNO3

yang tinggi

kapasitas dan selektifitas tinggi

Penggunaan TBP sebagai pelarut akan mengalami kerusakan akibat adanya

radiasi sehingga terjadi proses radiolisa Selain radiasi yang berasal dari unsur-unsur

hasil belah timbulnya panas reaksi serta hidrolisis oleh asam nitrat TBP dapat

mengalami degradasi menjadi DBP (Dibutil phospat) MBP (Mono butil phospat)

butil alkohol butil eter hidrokarbon dan asam pospat Dalam proses Purex radiasi

terhadap TBP dan asam nitrat menyebabkan kerusakan pada TBP dan penurunan

keasaman sehingga menimbulkan banyak kerugian seperti daya retensi besar sehingga

memperbesar radioaktivitas fasa organik U dan Pu lebih tertahan sehingga

menyulitkan dalam proses stripping Pembentukan emulsi antara ke dua fasa sehingga

menurunkan efisiensi

Perbandingan TBP terhadap kerosin yang paling baik adalah = 4060 dan

diperoleh efisiensi sebesar (9648 plusmn 008)

32 Saran

321 Perlu dilakukan penggantian umpan TBP segar saat TBP sudah jenuh

322 Perlu diperhatikan komposisi pengencer TBP agar diperoleh effisiensi pemisahan

yang optimal

323 Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengekstrak Uranium selain TBP

yang lebih murah efektif dan efisien serta mudah didapat dalam ekstraksi

Uranium

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

13 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

DAFTAR PUSTAKA

Herhady R Didiek2010Presentasi Teknik Pengolahan Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

Herhady R Didiek2010Presentasi Proses Olah Ulang Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

httpenwikipediaorgwikiTributyl_phosphate (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=httpenwikipedi

aorgwikiTributyl_phosphate23Productionampprev=_t (diakses pada tanggal 30

Oktober 2010)

httptranslategoogleusercontentcomtranslate_chl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=http

wwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phosp

hatehtmlampprev=_tamprurl=translategooglecoidampusg=ALkJrhgVQqFPII9PMfCbeu

wrOZIyt6J9mQ (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpwwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phospha

tehtml (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpenwikipediaorgwikiNuclear_fuel_cycleUranium_conversion (diakses pada

tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FNuclear_fuel_cycle23Uranium_conversion (diakses pada

tanggal 11 November 2010)

httpenwikipediaorgwikiLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

Page 7: TBP Sebagai Pelarut “ - · PDF fileTBP adalah senyawa organik yang ... Kemampuan TBP dalam proses ekstraksi dapat diketahui dengan cara menentukan ... menit dan perbandingan volume

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

7 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

K = Volume labu takar yang digunakan untuk melarutkan sampel (ml)

Fa = Nilai faktor dari alat

F = Berat sampel yang dilarutkan (mg)

Vs = Volume sampel yang dianalisis (ml)

23 Kemampuan TBP Dalam Mengekstrak UO2

Kemampuan TBP dalam proses ekstraksi dapat diketahui dengan cara

menentukan banyaknya uranium yang terekstrak kedalam fase organik dengan cara

menganalisis uranium yang berada dalam fase air hasil ekstraksi Selanjutnya uranium

yang berada dalam fase organik dibandingkan dengan uranium yang berada dalam

umpan untuk ekstraksi atau sering disebut dengan efisiensi ekstraksi Efisiensi

ekstraksi yang diperoleh sangat tergantung dari beberapa parameter proses ekstraksi

yaitu perbandingan TBP terhadap volume pengencer larutan organik (seperti kerosin

heksan) keasaman larutan umpan lama waktu ekstraksi konsentrasi uranium umpan

dan perbandingan fase air terhadap organik dalam proses ekstraksi

Penentuan Efisiensi Ekstraksi Uranium Pada Proses Ekstraksi Uranium Dalam

Yellow Cake Menggunakan TBP-Kerosin

Telah dilakukan penelitian mengenai ekstraksi uranium dalam yellow cake asal

Cogema Perancis Tujuan kegiatan ini untuk menentukan perbandingan prosentase

TBP terhadap kerosin yang paling baik untuk proses ekstraksi uranium dalam yellow

cake hal ini ditandai dengan diperoleh efisiensi ekstraksi uranium yang maksimal

Perbandingan prosentase TBP-kerosin yang digunakan masing-masing adalah 30

70 40 60 50 50 60 40 70 30 dan 90 100

Larutan yellow cake hasil pelarutan dilakukan proses ekstraksi menggunakan

TBP - kerosin dengan perbandingan TBP kerosin sebesar 30 70 selama 20

menit dan perbandingan volume fase air terhadap fase organik = 11 Kandungan

uranium dalam larutan fase air hasil proses ekstraksi dianalisis secara titrasi

potensiometri dengan metode Davies Gray Selanjutnya proses ekstraksi dilakukan

lagi dengan perbandingan TBP kerosin yang berbeda-beda yaitu 4060

5050 6040 7030 dan 9010 Dalam kegiatan ini masing-masing

parameter perbandingan TBP kerosin dilakukan 3 kali proses ekstraksi Analisis

uranium dalam fase air masing-masing yang dihasilkan dari proses ekstraksi dilakukan

3 kali analisistitrasi

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

8 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Dalam proses ekstraksi uranium dalam yellow cake terlebih dahulu melarutkan

yellow cake menggunakan HNO3 3M sehingga akan membentuk larutan uranil nitrat

Larutan uranil nitrat diekstraksi menggunakan TBP-kerosin dengan perbandingan

yang berbeda-beda yaitu 4060 5050 6040 7030 dan 9010

Proses ekstraksi dilakukan secara batch dan pemisahan larutan fase air terhadap fase

organik menggunakan corong pemisah Kandungan uranium dalam larutan fase air

hasil proses ekstraksi di analisis secara titrasi potensiometri dengan metode Davies

Gray Dengan mengetahui kandungan uranium yang berada dalam fase air maka

efisiensi ekstraksi atau uranium yang terekstrak ke dalam larutan fase organik (TBP-

kerosin) dapat ditentukan Berikut tabel hasil efisiensi ekstraksi dengan variasi

perbandingan TBP terhadap kerosin

Tabel 1 Data hasil efisiensi ekstraksi uranium dalam yellow cake dengan variasi

perbandingan volume TBPkerosin

Dari Tabel 1 terlihat bahwa proses ekstraksi dengan perbandingan TBP -

kerosin = 30 70 masih mengalami kenaikan efisiensi tetapi mulai menggunakan

perbandingan TBP - kerosin = 40 60 tidak terjadi lagi kenaikan efisiensi

ekstraksi atau pertambahan uranium yang terekstrak ke fase organik konstan Dengan

melihat hasil perbandingan TBP-terhadap kerosin tersebut maka perbandingan TBP

terhadap kerosin dalam proses ekstraksi sangat mempengaruhi besarnya hasil efisiensi

ekstraksi atau banyaknya uranium yang terekstrak kedalam larutan fase organik

Dengan demikian maka mulai perbandingan volume TBP-kerosin = 4060 mulai

diperoleh efisiensi ekstraksi yang konstan Keadaan ini dapat dilihat pada Gambar 1

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

9 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Gambar 1 Hubungan antara volume TBP-kerosin terhadap Efisiensi ekstraksi

Di dalam proses pemisahan larutan fase air terhadap fase organik hasil proses

ekstraksi dengan perbandingan TBP-kerosin = 40 60 dan 50 50 tidak

memerlukan waktu yang lama (kurang dari 10) sudah terjadi pemisahan 2 fase larutan

yang sempurna tetapi untuk perbandingan TBP-kerison mulai 6040 sampai

9010 dalam pemisahan fase air terhadap fase organik memerlukan waktu yang

lebih lama (lebih dari 20 menit) Hal ini disebabkan karena mulai perbandingan TBP

kerosin = 6040 diduga berat jenis larutan organik yang digunakan semakin besar

karena prosentase TBP lebih banyak dari kerosin sehingga berat jenis larutan organik

pengekstrak dengan larutan uranium yang diekstraksi hampir sama sebab berat jenis

TBP = 0973 gml dan kerosin 08 gml Dengan demikian semakin besar prosentase

TBP yang digunakan dalam proses ekstraksi maka proses pemisahan fase organik

terhadap fase air hasil proses ekstraksi akan membutuhkan waktu pemisahan yang

lebih lama dibandingkan dengan perbandingan prosentase TBP lebih kecil dari

volume kerosin Dengan didasarkan hasil dari proses ekstraksi secara batch satu stage

tersebut maka perbandingan TBP terhadap kerosin yang paling baik adalah =

4060 dan diperoleh efisiensi sebesar (9648 plusmn 008) TBP dikatakan jenuh

Uranium 100 jika TBP tersebut semuanya membentuk komplek dengan rumusan

UO2(NO3)2 2 TBP untuk TBP 30 Vol jika TBP mengandung 124 gl

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

10 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

24 Degradasi TBP

Degradasi TBP akibat radiasi

Penggunaan TBP sebagai pelarut akan mengalami kerusakan akibat adanya

radiasi sehingga terjadi proses radiolisa Selain radiasi yang berasal dari unsur-unsur

hasil belah timbulnya panas reaksi serta hidrolisis oleh asam nitrat TBP dapat

mengalami degradasi menjadi DBP (Dibutil phospat) MBP (Mono butil phospat)

butil alkohol butil eter hidrokarbon dan asam pospat Jika TBP mengalami radiasi

pada dosis sangat tinggi maka akan terbentuk polimer yang memiliki sifat seperti

asam phospat atau phosponat rantai panjang MBP amp DBP mudah membentuk

komplek dengan Zr dan terekstraksi maka Fd Zr akan menurun Diperkirakan

peruraian TBP kurang dari 0001

Pengaruh radiasi terhadap hasil ekstraksi

Dalam proses Purex radiasi terhadap TBP dan asam nitrat menyebabkan

kerusakan pada TBP dan penurunan keasaman sehingga menimbulkan banyak

kerugian misalnya

Daya retensi yang besar dari hasil belah terutama Zr dan Nb dalam fasa organik

sehingga memperbesar radioaktivitas fasa organik dan memperkecil faktor

dekontaminasi

U dan Pu lebih tertahan dalam fasa organik sehingga menyulitkan dalam proses

stripping

Pembentukan emulsi antara ke dua fasa sehingga menurunkan efisiensi

Pada proses ekstraksi uranium dari hasil belah rutenium menggunakan pesawat

penga-duk pengenap 12 stage dan ekstraktan TBP 30-kerosen dan asam nitrat

sebagai pencuci yang keduanya telah diiradiasi dengan sinar gamma pada dosis

tertentu terlihat bahwa makin tinggi dosis radiasi menyebabkan penurunan keasaman

serta faktor dekon-taminasi (FDRu-U

) dan rekoveri U

25 Pengekstrak Lain

Pada proses ekstraksi Uranium ada beberapa zat yang dapat digunakan untuk

mengekstraksi Uranium selain Tri Butil Phosphat(TBP) Salah satunya adalah metal

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

11 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

isobutyl keton atau disebut juga dengan hekson Hekson digunakan pada proses

Redoks dan Proses Hekson-25

Proses Redox

Pada proses ini digunakan pelarut organik metil isobutil keton (hekson) serta

larutan penggaram aluminium nitrat yang ditambah-kan dalam fasa air guna

memperbaiki pemisahan antara uranium dan plutonium Proses Redox dilakukan pada

suasana acid defiency Pada proses tersebut uranium lebih mudah terekstraksi ke fasa

organik pada valensi VI sedangkan plutonium pada valensi IV

Proses Hekson-25

Pada proses ini juga digunakan pelarut hekson dan larutan penggaram

aluminium nitrat tetapi digunakan untuk pemungutan dan pemisahan uranium

diperkaya tinggi dengan U-235 20 dari hasil belah

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

12 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

BAB III

PENUTUP

31 Kesimpulan

TBP adalah senyawa organik yang mempunyai rumus C12H27PO4 merupakan

solven pengekstraksi uranium dari senyawa uranil nitrat [UO2(NO3)2] yang

mempunyai koefisien distribusi dan selektivitas yang tinggi tahan radiasi dan tahan

asam TBP mempunyai selektifitas yang cukup tinggi terhadap uranium yang berada

dalam suasana asam nitrat [(UO2) NO

3)2] Tributil phosphat bersifat aman karena

memiliki sifat eksplosif yang rendah stabil pada konsentrasi HNO3

yang tinggi

kapasitas dan selektifitas tinggi

Penggunaan TBP sebagai pelarut akan mengalami kerusakan akibat adanya

radiasi sehingga terjadi proses radiolisa Selain radiasi yang berasal dari unsur-unsur

hasil belah timbulnya panas reaksi serta hidrolisis oleh asam nitrat TBP dapat

mengalami degradasi menjadi DBP (Dibutil phospat) MBP (Mono butil phospat)

butil alkohol butil eter hidrokarbon dan asam pospat Dalam proses Purex radiasi

terhadap TBP dan asam nitrat menyebabkan kerusakan pada TBP dan penurunan

keasaman sehingga menimbulkan banyak kerugian seperti daya retensi besar sehingga

memperbesar radioaktivitas fasa organik U dan Pu lebih tertahan sehingga

menyulitkan dalam proses stripping Pembentukan emulsi antara ke dua fasa sehingga

menurunkan efisiensi

Perbandingan TBP terhadap kerosin yang paling baik adalah = 4060 dan

diperoleh efisiensi sebesar (9648 plusmn 008)

32 Saran

321 Perlu dilakukan penggantian umpan TBP segar saat TBP sudah jenuh

322 Perlu diperhatikan komposisi pengencer TBP agar diperoleh effisiensi pemisahan

yang optimal

323 Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengekstrak Uranium selain TBP

yang lebih murah efektif dan efisien serta mudah didapat dalam ekstraksi

Uranium

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

13 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

DAFTAR PUSTAKA

Herhady R Didiek2010Presentasi Teknik Pengolahan Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

Herhady R Didiek2010Presentasi Proses Olah Ulang Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

httpenwikipediaorgwikiTributyl_phosphate (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=httpenwikipedi

aorgwikiTributyl_phosphate23Productionampprev=_t (diakses pada tanggal 30

Oktober 2010)

httptranslategoogleusercontentcomtranslate_chl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=http

wwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phosp

hatehtmlampprev=_tamprurl=translategooglecoidampusg=ALkJrhgVQqFPII9PMfCbeu

wrOZIyt6J9mQ (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpwwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phospha

tehtml (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpenwikipediaorgwikiNuclear_fuel_cycleUranium_conversion (diakses pada

tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FNuclear_fuel_cycle23Uranium_conversion (diakses pada

tanggal 11 November 2010)

httpenwikipediaorgwikiLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

Page 8: TBP Sebagai Pelarut “ - · PDF fileTBP adalah senyawa organik yang ... Kemampuan TBP dalam proses ekstraksi dapat diketahui dengan cara menentukan ... menit dan perbandingan volume

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

8 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Dalam proses ekstraksi uranium dalam yellow cake terlebih dahulu melarutkan

yellow cake menggunakan HNO3 3M sehingga akan membentuk larutan uranil nitrat

Larutan uranil nitrat diekstraksi menggunakan TBP-kerosin dengan perbandingan

yang berbeda-beda yaitu 4060 5050 6040 7030 dan 9010

Proses ekstraksi dilakukan secara batch dan pemisahan larutan fase air terhadap fase

organik menggunakan corong pemisah Kandungan uranium dalam larutan fase air

hasil proses ekstraksi di analisis secara titrasi potensiometri dengan metode Davies

Gray Dengan mengetahui kandungan uranium yang berada dalam fase air maka

efisiensi ekstraksi atau uranium yang terekstrak ke dalam larutan fase organik (TBP-

kerosin) dapat ditentukan Berikut tabel hasil efisiensi ekstraksi dengan variasi

perbandingan TBP terhadap kerosin

Tabel 1 Data hasil efisiensi ekstraksi uranium dalam yellow cake dengan variasi

perbandingan volume TBPkerosin

Dari Tabel 1 terlihat bahwa proses ekstraksi dengan perbandingan TBP -

kerosin = 30 70 masih mengalami kenaikan efisiensi tetapi mulai menggunakan

perbandingan TBP - kerosin = 40 60 tidak terjadi lagi kenaikan efisiensi

ekstraksi atau pertambahan uranium yang terekstrak ke fase organik konstan Dengan

melihat hasil perbandingan TBP-terhadap kerosin tersebut maka perbandingan TBP

terhadap kerosin dalam proses ekstraksi sangat mempengaruhi besarnya hasil efisiensi

ekstraksi atau banyaknya uranium yang terekstrak kedalam larutan fase organik

Dengan demikian maka mulai perbandingan volume TBP-kerosin = 4060 mulai

diperoleh efisiensi ekstraksi yang konstan Keadaan ini dapat dilihat pada Gambar 1

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

9 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Gambar 1 Hubungan antara volume TBP-kerosin terhadap Efisiensi ekstraksi

Di dalam proses pemisahan larutan fase air terhadap fase organik hasil proses

ekstraksi dengan perbandingan TBP-kerosin = 40 60 dan 50 50 tidak

memerlukan waktu yang lama (kurang dari 10) sudah terjadi pemisahan 2 fase larutan

yang sempurna tetapi untuk perbandingan TBP-kerison mulai 6040 sampai

9010 dalam pemisahan fase air terhadap fase organik memerlukan waktu yang

lebih lama (lebih dari 20 menit) Hal ini disebabkan karena mulai perbandingan TBP

kerosin = 6040 diduga berat jenis larutan organik yang digunakan semakin besar

karena prosentase TBP lebih banyak dari kerosin sehingga berat jenis larutan organik

pengekstrak dengan larutan uranium yang diekstraksi hampir sama sebab berat jenis

TBP = 0973 gml dan kerosin 08 gml Dengan demikian semakin besar prosentase

TBP yang digunakan dalam proses ekstraksi maka proses pemisahan fase organik

terhadap fase air hasil proses ekstraksi akan membutuhkan waktu pemisahan yang

lebih lama dibandingkan dengan perbandingan prosentase TBP lebih kecil dari

volume kerosin Dengan didasarkan hasil dari proses ekstraksi secara batch satu stage

tersebut maka perbandingan TBP terhadap kerosin yang paling baik adalah =

4060 dan diperoleh efisiensi sebesar (9648 plusmn 008) TBP dikatakan jenuh

Uranium 100 jika TBP tersebut semuanya membentuk komplek dengan rumusan

UO2(NO3)2 2 TBP untuk TBP 30 Vol jika TBP mengandung 124 gl

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

10 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

24 Degradasi TBP

Degradasi TBP akibat radiasi

Penggunaan TBP sebagai pelarut akan mengalami kerusakan akibat adanya

radiasi sehingga terjadi proses radiolisa Selain radiasi yang berasal dari unsur-unsur

hasil belah timbulnya panas reaksi serta hidrolisis oleh asam nitrat TBP dapat

mengalami degradasi menjadi DBP (Dibutil phospat) MBP (Mono butil phospat)

butil alkohol butil eter hidrokarbon dan asam pospat Jika TBP mengalami radiasi

pada dosis sangat tinggi maka akan terbentuk polimer yang memiliki sifat seperti

asam phospat atau phosponat rantai panjang MBP amp DBP mudah membentuk

komplek dengan Zr dan terekstraksi maka Fd Zr akan menurun Diperkirakan

peruraian TBP kurang dari 0001

Pengaruh radiasi terhadap hasil ekstraksi

Dalam proses Purex radiasi terhadap TBP dan asam nitrat menyebabkan

kerusakan pada TBP dan penurunan keasaman sehingga menimbulkan banyak

kerugian misalnya

Daya retensi yang besar dari hasil belah terutama Zr dan Nb dalam fasa organik

sehingga memperbesar radioaktivitas fasa organik dan memperkecil faktor

dekontaminasi

U dan Pu lebih tertahan dalam fasa organik sehingga menyulitkan dalam proses

stripping

Pembentukan emulsi antara ke dua fasa sehingga menurunkan efisiensi

Pada proses ekstraksi uranium dari hasil belah rutenium menggunakan pesawat

penga-duk pengenap 12 stage dan ekstraktan TBP 30-kerosen dan asam nitrat

sebagai pencuci yang keduanya telah diiradiasi dengan sinar gamma pada dosis

tertentu terlihat bahwa makin tinggi dosis radiasi menyebabkan penurunan keasaman

serta faktor dekon-taminasi (FDRu-U

) dan rekoveri U

25 Pengekstrak Lain

Pada proses ekstraksi Uranium ada beberapa zat yang dapat digunakan untuk

mengekstraksi Uranium selain Tri Butil Phosphat(TBP) Salah satunya adalah metal

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

11 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

isobutyl keton atau disebut juga dengan hekson Hekson digunakan pada proses

Redoks dan Proses Hekson-25

Proses Redox

Pada proses ini digunakan pelarut organik metil isobutil keton (hekson) serta

larutan penggaram aluminium nitrat yang ditambah-kan dalam fasa air guna

memperbaiki pemisahan antara uranium dan plutonium Proses Redox dilakukan pada

suasana acid defiency Pada proses tersebut uranium lebih mudah terekstraksi ke fasa

organik pada valensi VI sedangkan plutonium pada valensi IV

Proses Hekson-25

Pada proses ini juga digunakan pelarut hekson dan larutan penggaram

aluminium nitrat tetapi digunakan untuk pemungutan dan pemisahan uranium

diperkaya tinggi dengan U-235 20 dari hasil belah

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

12 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

BAB III

PENUTUP

31 Kesimpulan

TBP adalah senyawa organik yang mempunyai rumus C12H27PO4 merupakan

solven pengekstraksi uranium dari senyawa uranil nitrat [UO2(NO3)2] yang

mempunyai koefisien distribusi dan selektivitas yang tinggi tahan radiasi dan tahan

asam TBP mempunyai selektifitas yang cukup tinggi terhadap uranium yang berada

dalam suasana asam nitrat [(UO2) NO

3)2] Tributil phosphat bersifat aman karena

memiliki sifat eksplosif yang rendah stabil pada konsentrasi HNO3

yang tinggi

kapasitas dan selektifitas tinggi

Penggunaan TBP sebagai pelarut akan mengalami kerusakan akibat adanya

radiasi sehingga terjadi proses radiolisa Selain radiasi yang berasal dari unsur-unsur

hasil belah timbulnya panas reaksi serta hidrolisis oleh asam nitrat TBP dapat

mengalami degradasi menjadi DBP (Dibutil phospat) MBP (Mono butil phospat)

butil alkohol butil eter hidrokarbon dan asam pospat Dalam proses Purex radiasi

terhadap TBP dan asam nitrat menyebabkan kerusakan pada TBP dan penurunan

keasaman sehingga menimbulkan banyak kerugian seperti daya retensi besar sehingga

memperbesar radioaktivitas fasa organik U dan Pu lebih tertahan sehingga

menyulitkan dalam proses stripping Pembentukan emulsi antara ke dua fasa sehingga

menurunkan efisiensi

Perbandingan TBP terhadap kerosin yang paling baik adalah = 4060 dan

diperoleh efisiensi sebesar (9648 plusmn 008)

32 Saran

321 Perlu dilakukan penggantian umpan TBP segar saat TBP sudah jenuh

322 Perlu diperhatikan komposisi pengencer TBP agar diperoleh effisiensi pemisahan

yang optimal

323 Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengekstrak Uranium selain TBP

yang lebih murah efektif dan efisien serta mudah didapat dalam ekstraksi

Uranium

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

13 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

DAFTAR PUSTAKA

Herhady R Didiek2010Presentasi Teknik Pengolahan Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

Herhady R Didiek2010Presentasi Proses Olah Ulang Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

httpenwikipediaorgwikiTributyl_phosphate (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=httpenwikipedi

aorgwikiTributyl_phosphate23Productionampprev=_t (diakses pada tanggal 30

Oktober 2010)

httptranslategoogleusercontentcomtranslate_chl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=http

wwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phosp

hatehtmlampprev=_tamprurl=translategooglecoidampusg=ALkJrhgVQqFPII9PMfCbeu

wrOZIyt6J9mQ (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpwwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phospha

tehtml (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpenwikipediaorgwikiNuclear_fuel_cycleUranium_conversion (diakses pada

tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FNuclear_fuel_cycle23Uranium_conversion (diakses pada

tanggal 11 November 2010)

httpenwikipediaorgwikiLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

Page 9: TBP Sebagai Pelarut “ - · PDF fileTBP adalah senyawa organik yang ... Kemampuan TBP dalam proses ekstraksi dapat diketahui dengan cara menentukan ... menit dan perbandingan volume

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

9 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

Gambar 1 Hubungan antara volume TBP-kerosin terhadap Efisiensi ekstraksi

Di dalam proses pemisahan larutan fase air terhadap fase organik hasil proses

ekstraksi dengan perbandingan TBP-kerosin = 40 60 dan 50 50 tidak

memerlukan waktu yang lama (kurang dari 10) sudah terjadi pemisahan 2 fase larutan

yang sempurna tetapi untuk perbandingan TBP-kerison mulai 6040 sampai

9010 dalam pemisahan fase air terhadap fase organik memerlukan waktu yang

lebih lama (lebih dari 20 menit) Hal ini disebabkan karena mulai perbandingan TBP

kerosin = 6040 diduga berat jenis larutan organik yang digunakan semakin besar

karena prosentase TBP lebih banyak dari kerosin sehingga berat jenis larutan organik

pengekstrak dengan larutan uranium yang diekstraksi hampir sama sebab berat jenis

TBP = 0973 gml dan kerosin 08 gml Dengan demikian semakin besar prosentase

TBP yang digunakan dalam proses ekstraksi maka proses pemisahan fase organik

terhadap fase air hasil proses ekstraksi akan membutuhkan waktu pemisahan yang

lebih lama dibandingkan dengan perbandingan prosentase TBP lebih kecil dari

volume kerosin Dengan didasarkan hasil dari proses ekstraksi secara batch satu stage

tersebut maka perbandingan TBP terhadap kerosin yang paling baik adalah =

4060 dan diperoleh efisiensi sebesar (9648 plusmn 008) TBP dikatakan jenuh

Uranium 100 jika TBP tersebut semuanya membentuk komplek dengan rumusan

UO2(NO3)2 2 TBP untuk TBP 30 Vol jika TBP mengandung 124 gl

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

10 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

24 Degradasi TBP

Degradasi TBP akibat radiasi

Penggunaan TBP sebagai pelarut akan mengalami kerusakan akibat adanya

radiasi sehingga terjadi proses radiolisa Selain radiasi yang berasal dari unsur-unsur

hasil belah timbulnya panas reaksi serta hidrolisis oleh asam nitrat TBP dapat

mengalami degradasi menjadi DBP (Dibutil phospat) MBP (Mono butil phospat)

butil alkohol butil eter hidrokarbon dan asam pospat Jika TBP mengalami radiasi

pada dosis sangat tinggi maka akan terbentuk polimer yang memiliki sifat seperti

asam phospat atau phosponat rantai panjang MBP amp DBP mudah membentuk

komplek dengan Zr dan terekstraksi maka Fd Zr akan menurun Diperkirakan

peruraian TBP kurang dari 0001

Pengaruh radiasi terhadap hasil ekstraksi

Dalam proses Purex radiasi terhadap TBP dan asam nitrat menyebabkan

kerusakan pada TBP dan penurunan keasaman sehingga menimbulkan banyak

kerugian misalnya

Daya retensi yang besar dari hasil belah terutama Zr dan Nb dalam fasa organik

sehingga memperbesar radioaktivitas fasa organik dan memperkecil faktor

dekontaminasi

U dan Pu lebih tertahan dalam fasa organik sehingga menyulitkan dalam proses

stripping

Pembentukan emulsi antara ke dua fasa sehingga menurunkan efisiensi

Pada proses ekstraksi uranium dari hasil belah rutenium menggunakan pesawat

penga-duk pengenap 12 stage dan ekstraktan TBP 30-kerosen dan asam nitrat

sebagai pencuci yang keduanya telah diiradiasi dengan sinar gamma pada dosis

tertentu terlihat bahwa makin tinggi dosis radiasi menyebabkan penurunan keasaman

serta faktor dekon-taminasi (FDRu-U

) dan rekoveri U

25 Pengekstrak Lain

Pada proses ekstraksi Uranium ada beberapa zat yang dapat digunakan untuk

mengekstraksi Uranium selain Tri Butil Phosphat(TBP) Salah satunya adalah metal

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

11 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

isobutyl keton atau disebut juga dengan hekson Hekson digunakan pada proses

Redoks dan Proses Hekson-25

Proses Redox

Pada proses ini digunakan pelarut organik metil isobutil keton (hekson) serta

larutan penggaram aluminium nitrat yang ditambah-kan dalam fasa air guna

memperbaiki pemisahan antara uranium dan plutonium Proses Redox dilakukan pada

suasana acid defiency Pada proses tersebut uranium lebih mudah terekstraksi ke fasa

organik pada valensi VI sedangkan plutonium pada valensi IV

Proses Hekson-25

Pada proses ini juga digunakan pelarut hekson dan larutan penggaram

aluminium nitrat tetapi digunakan untuk pemungutan dan pemisahan uranium

diperkaya tinggi dengan U-235 20 dari hasil belah

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

12 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

BAB III

PENUTUP

31 Kesimpulan

TBP adalah senyawa organik yang mempunyai rumus C12H27PO4 merupakan

solven pengekstraksi uranium dari senyawa uranil nitrat [UO2(NO3)2] yang

mempunyai koefisien distribusi dan selektivitas yang tinggi tahan radiasi dan tahan

asam TBP mempunyai selektifitas yang cukup tinggi terhadap uranium yang berada

dalam suasana asam nitrat [(UO2) NO

3)2] Tributil phosphat bersifat aman karena

memiliki sifat eksplosif yang rendah stabil pada konsentrasi HNO3

yang tinggi

kapasitas dan selektifitas tinggi

Penggunaan TBP sebagai pelarut akan mengalami kerusakan akibat adanya

radiasi sehingga terjadi proses radiolisa Selain radiasi yang berasal dari unsur-unsur

hasil belah timbulnya panas reaksi serta hidrolisis oleh asam nitrat TBP dapat

mengalami degradasi menjadi DBP (Dibutil phospat) MBP (Mono butil phospat)

butil alkohol butil eter hidrokarbon dan asam pospat Dalam proses Purex radiasi

terhadap TBP dan asam nitrat menyebabkan kerusakan pada TBP dan penurunan

keasaman sehingga menimbulkan banyak kerugian seperti daya retensi besar sehingga

memperbesar radioaktivitas fasa organik U dan Pu lebih tertahan sehingga

menyulitkan dalam proses stripping Pembentukan emulsi antara ke dua fasa sehingga

menurunkan efisiensi

Perbandingan TBP terhadap kerosin yang paling baik adalah = 4060 dan

diperoleh efisiensi sebesar (9648 plusmn 008)

32 Saran

321 Perlu dilakukan penggantian umpan TBP segar saat TBP sudah jenuh

322 Perlu diperhatikan komposisi pengencer TBP agar diperoleh effisiensi pemisahan

yang optimal

323 Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengekstrak Uranium selain TBP

yang lebih murah efektif dan efisien serta mudah didapat dalam ekstraksi

Uranium

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

13 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

DAFTAR PUSTAKA

Herhady R Didiek2010Presentasi Teknik Pengolahan Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

Herhady R Didiek2010Presentasi Proses Olah Ulang Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

httpenwikipediaorgwikiTributyl_phosphate (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=httpenwikipedi

aorgwikiTributyl_phosphate23Productionampprev=_t (diakses pada tanggal 30

Oktober 2010)

httptranslategoogleusercontentcomtranslate_chl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=http

wwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phosp

hatehtmlampprev=_tamprurl=translategooglecoidampusg=ALkJrhgVQqFPII9PMfCbeu

wrOZIyt6J9mQ (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpwwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phospha

tehtml (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpenwikipediaorgwikiNuclear_fuel_cycleUranium_conversion (diakses pada

tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FNuclear_fuel_cycle23Uranium_conversion (diakses pada

tanggal 11 November 2010)

httpenwikipediaorgwikiLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

Page 10: TBP Sebagai Pelarut “ - · PDF fileTBP adalah senyawa organik yang ... Kemampuan TBP dalam proses ekstraksi dapat diketahui dengan cara menentukan ... menit dan perbandingan volume

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

10 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

24 Degradasi TBP

Degradasi TBP akibat radiasi

Penggunaan TBP sebagai pelarut akan mengalami kerusakan akibat adanya

radiasi sehingga terjadi proses radiolisa Selain radiasi yang berasal dari unsur-unsur

hasil belah timbulnya panas reaksi serta hidrolisis oleh asam nitrat TBP dapat

mengalami degradasi menjadi DBP (Dibutil phospat) MBP (Mono butil phospat)

butil alkohol butil eter hidrokarbon dan asam pospat Jika TBP mengalami radiasi

pada dosis sangat tinggi maka akan terbentuk polimer yang memiliki sifat seperti

asam phospat atau phosponat rantai panjang MBP amp DBP mudah membentuk

komplek dengan Zr dan terekstraksi maka Fd Zr akan menurun Diperkirakan

peruraian TBP kurang dari 0001

Pengaruh radiasi terhadap hasil ekstraksi

Dalam proses Purex radiasi terhadap TBP dan asam nitrat menyebabkan

kerusakan pada TBP dan penurunan keasaman sehingga menimbulkan banyak

kerugian misalnya

Daya retensi yang besar dari hasil belah terutama Zr dan Nb dalam fasa organik

sehingga memperbesar radioaktivitas fasa organik dan memperkecil faktor

dekontaminasi

U dan Pu lebih tertahan dalam fasa organik sehingga menyulitkan dalam proses

stripping

Pembentukan emulsi antara ke dua fasa sehingga menurunkan efisiensi

Pada proses ekstraksi uranium dari hasil belah rutenium menggunakan pesawat

penga-duk pengenap 12 stage dan ekstraktan TBP 30-kerosen dan asam nitrat

sebagai pencuci yang keduanya telah diiradiasi dengan sinar gamma pada dosis

tertentu terlihat bahwa makin tinggi dosis radiasi menyebabkan penurunan keasaman

serta faktor dekon-taminasi (FDRu-U

) dan rekoveri U

25 Pengekstrak Lain

Pada proses ekstraksi Uranium ada beberapa zat yang dapat digunakan untuk

mengekstraksi Uranium selain Tri Butil Phosphat(TBP) Salah satunya adalah metal

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

11 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

isobutyl keton atau disebut juga dengan hekson Hekson digunakan pada proses

Redoks dan Proses Hekson-25

Proses Redox

Pada proses ini digunakan pelarut organik metil isobutil keton (hekson) serta

larutan penggaram aluminium nitrat yang ditambah-kan dalam fasa air guna

memperbaiki pemisahan antara uranium dan plutonium Proses Redox dilakukan pada

suasana acid defiency Pada proses tersebut uranium lebih mudah terekstraksi ke fasa

organik pada valensi VI sedangkan plutonium pada valensi IV

Proses Hekson-25

Pada proses ini juga digunakan pelarut hekson dan larutan penggaram

aluminium nitrat tetapi digunakan untuk pemungutan dan pemisahan uranium

diperkaya tinggi dengan U-235 20 dari hasil belah

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

12 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

BAB III

PENUTUP

31 Kesimpulan

TBP adalah senyawa organik yang mempunyai rumus C12H27PO4 merupakan

solven pengekstraksi uranium dari senyawa uranil nitrat [UO2(NO3)2] yang

mempunyai koefisien distribusi dan selektivitas yang tinggi tahan radiasi dan tahan

asam TBP mempunyai selektifitas yang cukup tinggi terhadap uranium yang berada

dalam suasana asam nitrat [(UO2) NO

3)2] Tributil phosphat bersifat aman karena

memiliki sifat eksplosif yang rendah stabil pada konsentrasi HNO3

yang tinggi

kapasitas dan selektifitas tinggi

Penggunaan TBP sebagai pelarut akan mengalami kerusakan akibat adanya

radiasi sehingga terjadi proses radiolisa Selain radiasi yang berasal dari unsur-unsur

hasil belah timbulnya panas reaksi serta hidrolisis oleh asam nitrat TBP dapat

mengalami degradasi menjadi DBP (Dibutil phospat) MBP (Mono butil phospat)

butil alkohol butil eter hidrokarbon dan asam pospat Dalam proses Purex radiasi

terhadap TBP dan asam nitrat menyebabkan kerusakan pada TBP dan penurunan

keasaman sehingga menimbulkan banyak kerugian seperti daya retensi besar sehingga

memperbesar radioaktivitas fasa organik U dan Pu lebih tertahan sehingga

menyulitkan dalam proses stripping Pembentukan emulsi antara ke dua fasa sehingga

menurunkan efisiensi

Perbandingan TBP terhadap kerosin yang paling baik adalah = 4060 dan

diperoleh efisiensi sebesar (9648 plusmn 008)

32 Saran

321 Perlu dilakukan penggantian umpan TBP segar saat TBP sudah jenuh

322 Perlu diperhatikan komposisi pengencer TBP agar diperoleh effisiensi pemisahan

yang optimal

323 Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengekstrak Uranium selain TBP

yang lebih murah efektif dan efisien serta mudah didapat dalam ekstraksi

Uranium

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

13 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

DAFTAR PUSTAKA

Herhady R Didiek2010Presentasi Teknik Pengolahan Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

Herhady R Didiek2010Presentasi Proses Olah Ulang Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

httpenwikipediaorgwikiTributyl_phosphate (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=httpenwikipedi

aorgwikiTributyl_phosphate23Productionampprev=_t (diakses pada tanggal 30

Oktober 2010)

httptranslategoogleusercontentcomtranslate_chl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=http

wwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phosp

hatehtmlampprev=_tamprurl=translategooglecoidampusg=ALkJrhgVQqFPII9PMfCbeu

wrOZIyt6J9mQ (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpwwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phospha

tehtml (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpenwikipediaorgwikiNuclear_fuel_cycleUranium_conversion (diakses pada

tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FNuclear_fuel_cycle23Uranium_conversion (diakses pada

tanggal 11 November 2010)

httpenwikipediaorgwikiLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

Page 11: TBP Sebagai Pelarut “ - · PDF fileTBP adalah senyawa organik yang ... Kemampuan TBP dalam proses ekstraksi dapat diketahui dengan cara menentukan ... menit dan perbandingan volume

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

11 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

isobutyl keton atau disebut juga dengan hekson Hekson digunakan pada proses

Redoks dan Proses Hekson-25

Proses Redox

Pada proses ini digunakan pelarut organik metil isobutil keton (hekson) serta

larutan penggaram aluminium nitrat yang ditambah-kan dalam fasa air guna

memperbaiki pemisahan antara uranium dan plutonium Proses Redox dilakukan pada

suasana acid defiency Pada proses tersebut uranium lebih mudah terekstraksi ke fasa

organik pada valensi VI sedangkan plutonium pada valensi IV

Proses Hekson-25

Pada proses ini juga digunakan pelarut hekson dan larutan penggaram

aluminium nitrat tetapi digunakan untuk pemungutan dan pemisahan uranium

diperkaya tinggi dengan U-235 20 dari hasil belah

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

12 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

BAB III

PENUTUP

31 Kesimpulan

TBP adalah senyawa organik yang mempunyai rumus C12H27PO4 merupakan

solven pengekstraksi uranium dari senyawa uranil nitrat [UO2(NO3)2] yang

mempunyai koefisien distribusi dan selektivitas yang tinggi tahan radiasi dan tahan

asam TBP mempunyai selektifitas yang cukup tinggi terhadap uranium yang berada

dalam suasana asam nitrat [(UO2) NO

3)2] Tributil phosphat bersifat aman karena

memiliki sifat eksplosif yang rendah stabil pada konsentrasi HNO3

yang tinggi

kapasitas dan selektifitas tinggi

Penggunaan TBP sebagai pelarut akan mengalami kerusakan akibat adanya

radiasi sehingga terjadi proses radiolisa Selain radiasi yang berasal dari unsur-unsur

hasil belah timbulnya panas reaksi serta hidrolisis oleh asam nitrat TBP dapat

mengalami degradasi menjadi DBP (Dibutil phospat) MBP (Mono butil phospat)

butil alkohol butil eter hidrokarbon dan asam pospat Dalam proses Purex radiasi

terhadap TBP dan asam nitrat menyebabkan kerusakan pada TBP dan penurunan

keasaman sehingga menimbulkan banyak kerugian seperti daya retensi besar sehingga

memperbesar radioaktivitas fasa organik U dan Pu lebih tertahan sehingga

menyulitkan dalam proses stripping Pembentukan emulsi antara ke dua fasa sehingga

menurunkan efisiensi

Perbandingan TBP terhadap kerosin yang paling baik adalah = 4060 dan

diperoleh efisiensi sebesar (9648 plusmn 008)

32 Saran

321 Perlu dilakukan penggantian umpan TBP segar saat TBP sudah jenuh

322 Perlu diperhatikan komposisi pengencer TBP agar diperoleh effisiensi pemisahan

yang optimal

323 Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengekstrak Uranium selain TBP

yang lebih murah efektif dan efisien serta mudah didapat dalam ekstraksi

Uranium

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

13 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

DAFTAR PUSTAKA

Herhady R Didiek2010Presentasi Teknik Pengolahan Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

Herhady R Didiek2010Presentasi Proses Olah Ulang Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

httpenwikipediaorgwikiTributyl_phosphate (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=httpenwikipedi

aorgwikiTributyl_phosphate23Productionampprev=_t (diakses pada tanggal 30

Oktober 2010)

httptranslategoogleusercontentcomtranslate_chl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=http

wwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phosp

hatehtmlampprev=_tamprurl=translategooglecoidampusg=ALkJrhgVQqFPII9PMfCbeu

wrOZIyt6J9mQ (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpwwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phospha

tehtml (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpenwikipediaorgwikiNuclear_fuel_cycleUranium_conversion (diakses pada

tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FNuclear_fuel_cycle23Uranium_conversion (diakses pada

tanggal 11 November 2010)

httpenwikipediaorgwikiLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

Page 12: TBP Sebagai Pelarut “ - · PDF fileTBP adalah senyawa organik yang ... Kemampuan TBP dalam proses ekstraksi dapat diketahui dengan cara menentukan ... menit dan perbandingan volume

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

12 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

BAB III

PENUTUP

31 Kesimpulan

TBP adalah senyawa organik yang mempunyai rumus C12H27PO4 merupakan

solven pengekstraksi uranium dari senyawa uranil nitrat [UO2(NO3)2] yang

mempunyai koefisien distribusi dan selektivitas yang tinggi tahan radiasi dan tahan

asam TBP mempunyai selektifitas yang cukup tinggi terhadap uranium yang berada

dalam suasana asam nitrat [(UO2) NO

3)2] Tributil phosphat bersifat aman karena

memiliki sifat eksplosif yang rendah stabil pada konsentrasi HNO3

yang tinggi

kapasitas dan selektifitas tinggi

Penggunaan TBP sebagai pelarut akan mengalami kerusakan akibat adanya

radiasi sehingga terjadi proses radiolisa Selain radiasi yang berasal dari unsur-unsur

hasil belah timbulnya panas reaksi serta hidrolisis oleh asam nitrat TBP dapat

mengalami degradasi menjadi DBP (Dibutil phospat) MBP (Mono butil phospat)

butil alkohol butil eter hidrokarbon dan asam pospat Dalam proses Purex radiasi

terhadap TBP dan asam nitrat menyebabkan kerusakan pada TBP dan penurunan

keasaman sehingga menimbulkan banyak kerugian seperti daya retensi besar sehingga

memperbesar radioaktivitas fasa organik U dan Pu lebih tertahan sehingga

menyulitkan dalam proses stripping Pembentukan emulsi antara ke dua fasa sehingga

menurunkan efisiensi

Perbandingan TBP terhadap kerosin yang paling baik adalah = 4060 dan

diperoleh efisiensi sebesar (9648 plusmn 008)

32 Saran

321 Perlu dilakukan penggantian umpan TBP segar saat TBP sudah jenuh

322 Perlu diperhatikan komposisi pengencer TBP agar diperoleh effisiensi pemisahan

yang optimal

323 Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengekstrak Uranium selain TBP

yang lebih murah efektif dan efisien serta mudah didapat dalam ekstraksi

Uranium

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

13 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

DAFTAR PUSTAKA

Herhady R Didiek2010Presentasi Teknik Pengolahan Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

Herhady R Didiek2010Presentasi Proses Olah Ulang Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

httpenwikipediaorgwikiTributyl_phosphate (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=httpenwikipedi

aorgwikiTributyl_phosphate23Productionampprev=_t (diakses pada tanggal 30

Oktober 2010)

httptranslategoogleusercontentcomtranslate_chl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=http

wwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phosp

hatehtmlampprev=_tamprurl=translategooglecoidampusg=ALkJrhgVQqFPII9PMfCbeu

wrOZIyt6J9mQ (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpwwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phospha

tehtml (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpenwikipediaorgwikiNuclear_fuel_cycleUranium_conversion (diakses pada

tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FNuclear_fuel_cycle23Uranium_conversion (diakses pada

tanggal 11 November 2010)

httpenwikipediaorgwikiLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

Page 13: TBP Sebagai Pelarut “ - · PDF fileTBP adalah senyawa organik yang ... Kemampuan TBP dalam proses ekstraksi dapat diketahui dengan cara menentukan ... menit dan perbandingan volume

ldquo TBP Sebagai Pelarut ldquo 2010

13 MAKALAH PROSES KIMIA BAHAN NUKLIR (PKBN)

DAFTAR PUSTAKA

Herhady R Didiek2010Presentasi Teknik Pengolahan Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

Herhady R Didiek2010Presentasi Proses Olah Ulang Bahan Bakar Nuklir

(pptx)Yogyakarta STTN-BATAN

httpenwikipediaorgwikiTributyl_phosphate (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=httpenwikipedi

aorgwikiTributyl_phosphate23Productionampprev=_t (diakses pada tanggal 30

Oktober 2010)

httptranslategoogleusercontentcomtranslate_chl=idampie=UTF8ampsl=enamptl=idampu=http

wwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phosp

hatehtmlampprev=_tamprurl=translategooglecoidampusg=ALkJrhgVQqFPII9PMfCbeu

wrOZIyt6J9mQ (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpwwwgreatvistachemicalscomindustrial_and_specialty_chemicalstributyl_phospha

tehtml (diakses pada tanggal 30 Oktober 2010)

httpenwikipediaorgwikiNuclear_fuel_cycleUranium_conversion (diakses pada

tanggal 30 Oktober 2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FNuclear_fuel_cycle23Uranium_conversion (diakses pada

tanggal 11 November 2010)

httpenwikipediaorgwikiLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)

httptranslategooglecoidtranslatehl=idampsl=enamptl=idampu=http3A2F2Fenwikiped

iaorg2Fwiki2FLiquid-liquid_extraction (diakses pada tanggal 11 November

2010)