PENENTUAN REKOVERI EKSTRAKSI URANIUM...
Transcript of PENENTUAN REKOVERI EKSTRAKSI URANIUM...
ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009
PENENTUAN REKOVERI EKSTRAKSI URANIUM DARI LARUTAN
U3Siz DALAM TBP/ OK MENGGUNAKAN CARA TITRASI
Sutri Indaryati, Yanlinastuti, lis Haryati
ABSTRAK
PENENTUAN REKOVERI EKSTRAKSI URANIUM OARI LARUTAN U3Si2 OALAMTBP/OK MENGGUNAKAN CARA TITRASI. Tujuan kegiatan ini untuk mendukungpengembangan metode, dan penguasaan metode penentuan burn-up bahan bakarpasca irradiasi sehingga akan diperoleh pemisahan uranium dengan hasil optimalMetode Parameter terbaik untuk pemisahan uranium dengan cara ekstraksi diperolehperbandingan TBP-OK, 3:7, pada konsentrasi uranium sekitar 3,0 gram/liter dankecepatan pengocokan 1000 rpm dengan hasil pemungutan uranium rerata pada 4posisi pengocokan 99,728%
Kata Kunci : Rekoveri Ekstraksi Uranium, U3Si2
PENDAHULUAN
Kegiatan ini untuk mendukung pengembangan metode, dan penguasaan metodepenentuan burn-up bahan bakar pasca irradiasi sehingga akan diperoleh pemisahan uraniumdengan hasil optimal. Pada percobaan terdahulu diperoleh hasil yang belum optimal, persen uraniumyang terekstrak antara 77.48% sampai 99.15%, rentang yang cukup besar [1]. Larutan yangdiekstraksi adalah hasil pelarutan pelat elemen bakar U3SirAI, dan dengan percobaan ini diharapkanakan diperoleh metode pemungutan uranium dengan hasil yang optimum.
Untuk analisis burn-up pelat elemen bakar (PEB) U3Si2-AI dilakukan pelarutan , hasilpelarutan diperoleh larutan yang masih mengandung pengotor atau logam lain yang terlarut, olehkarena itu perlu dilakukan pemisahan uranium. Oalam hal ini pemisahan' yang digunakan adalahdengan cara ekstraksi dengan TBP/OK. Pemisahan dilakukan agar diperoleh larutan uraniumdengan kemurnian tinggi sehingga saat dianalisis selanjutnya tidak terganggu dengan bahan terlarutlain.
Percobaan dilakukan dengan tiga tahap percobaan, percobaan awal dengan variasiperbandingan TBP-OK, uranium yang terambil / terikat oleh TBP/OK selanjutnya dianalisis denganTitriprosessor. Hasil ekstraksi dengan konsentrasi uranium terambil paling besar, selanjutnyadigunakan sebagai parameter perbandingan TBP/OK untuk percobaan dengan variasi konsentrasidan variasi kecepatan pengadukan, dengan percobaan tersebut diharapkan akan diperolehparameter optimum untuk ekstraksi, sehingga ketika diterapkan untuk penentuan uranium padapenentuan burn-up diperoleh pemisahan uranium dengan hasil optimal.
TATA KERJA
Bahan:
Larutan induk yang berasal dari hasil pelarutan pelat elemen bakar- TBP- Odorless Kerosen- Air Bebas Mineral
Reagent untuk analisis uranium dengan titroprosessor
Alat:
Peralatan gelas- Titroprosessor
221
Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009
Mesin pengocok
ISSN 0854 - 5561
Cara kerja:
Larutan induk yang berasal dari hasil pelarutan pelat elemen bakar[2] diencerkan 10 kalidan dianalisis konsentrasi uraniumnya dengan titroprosessor'3] Sebanyak 10 ml larutan dimasukkanke dalam tabung reaksi sebanyak 4 buah tambah dengan 3 ml TBP/OK dengan perbandingantertentu selanjutnya larutan dikocok dengan kecepatan 1000 rpm selama 10 menit, fase organikdipisahkan dan masukkan dalam labu takar 10 ml, pengocokan diulang 3 kali dan fase organikditepatkan volumenya menjadi 10 ml, fase organik dianalisis kadar uraniumnya dengantitroprosessor.
Percobaan dilakukan dengan beberapa variasi yaitu :1. Variasi perbandingan TBP/OK.2. Variasi konsentrasi uranium.
3. Variasi kecepatan pengocokan.
Gambar 1. Mesin Pengocok Untuk Ekstraksi Uranium
HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Variasi Perbandingan TBP/OK
Percobaan awal dilakukan dengan pengocokan manual dan perbandingan TBP/OK 3 : 7hasil yang diperoleh konsentrasi uranium terambH dalam fasa organik rerata 84 % seperti Tabel 1 ,selanjutnya dilakukan percobaan dengan mesin pengocok dan variasi perbandingan TBP/OK,variasi perbandingan TBP/OK yang digunakan dalam percobaan ini adalah, 7: 3; 5 : 5; 9 : 1; dan3 : 7. Dari hasH ekstraksi dengan variasi perbandingan TBP/OK, diharapkan akan diperolehperbandingan TBP/OK tertentu yang dapat mengikat uranium maksimum, selanjutnya perbandinganTBP/OK yang diperoleh digunakan untuk percobaan selanjutnya. Besarnya uranium yang terambildalam fase organik dihitung dalam %. uranium terambil dibandingkan dengan konsentrasi induk ataukonsentrasi uranium awal yang diperoleh dari pengenceran hasil pelaruan pelat elemen bakar U3Si2AI[1] maka akan diperoleh hasil sebagai berikut,
222
ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009
Tabel 1. Hasil Ekstraksi Uranium dengan Perbandingan TBP/OK (3:7) MenggunakanPengocokan Manual
IndukHasil Ekstraksi (g/I)No (g/I)
123
1
2,7532,33323322,214
2
2,7902,3852,3382,258
3
2,7102,3112,3242,292
4
2,7112,3042,3732,237
Rerata
2,7412,3332,3422250
SO
0,0380,0370,0220,033
RSO
1,3981,5710,9231,472
% Rekoveri
85,12485,43482,096
Tabel 2. Hasil Ekstraksi Uranium dengan Perbandingan TBP/OK (7:3)
IndukHasil Ekstraksi (g/I)No (g/I)
1234
1
3,0742,6333,0383,0353,209
2
3,2152,7072,7933,0552,986
3
3,1573,0813,1313,1483,043
4
3,1863,0443,0973,0973,089
Rerata
3,1582,8663,01~3,0843,082
SO
0,0610,2290,1530,0500,095
RSO
1,9257,9935,0671,6223,074
% Rekoveri
90,76295,46497,64997,585
Tabel 3. Hasil Ekstraksi Uranium dengan Perbandingan TBP/OK (5:5)
NoInduk Hasil Ekstraksi (g/I)
(g/I)
1234
13,2032,9413,1113,1073,047
23,2213,2143,3033,1883,131
33,1783,1443,1143,193,194
43,1673,2293,1313,0623,169
Rerata
3,1923,1323,1653,1373,135
SO
0,0240,1330,0930,0630,064
RSO
0,7644,2342,9262,0112,050
% Rekoveri
98,11399,13998,26198,214
223
HasH-hasH Penelitian EBN Tahun 2009 ISSN 0854 - 5561
Tabel 4. HasH Ekstraksi Uranium dengan Perbandingan TBP/OK (9:1)
No
IndukHasil ekstraksi (g/I)
(g/I)
12341
3,1582,7822,7673,2622,85
2
3,1211,8851,5942,6572,921
3
3,1422,8651,9612,8462,737
4
3,1432,3453,0963,2173,139
Rerata
3,1412,4692,3552,9962,912
SO
0,0150,4510,6960,2930,169
RSO
0,48418,28029,5609,7715,817
% Rekoveri
78,61374,96095,36892,701
Tabel 5. Hasil Ekstraksi Uranium dengan Variasi Perbandingan TBP/OK (3:7)
IndukHasil ekstraksi (g/I)No (g/I)1234
1
3,1582,9573,0553,1093,139
2
3,1213,2253,1723,1513,123
3
3,1423,1973,1623,2113,13
4
3,1433,1173,1553,1073,109
Rerata
3,1413,1243,1363,1453,125
SO
0,0150,1200,0540,0490,013
RSO
0,4843,8531,7361,5500,405
% Rekoveri
99,45999,841100,11199,499
Tabel 6. HasH Ekstraksi Uranium dengan Variasi Perbandingan TBP/OK
Perbdng% Rekoveri
KeteranganTBP:OK
1234Rerata
3 : 7
85,12485,43482,096 84,218Pengocokan manual
7 : 3
90,76295,46497,64997,58595,365
98,113
99,13998,26198,21498,432Oikocok dengan mesin
5 : 59 : 1
78,61374,9695,36892,70185,411Kecepatan 1000 rpm3 : 7
99,45999,841100,11199,49999,728
Pada percobaan awal dilakukan ekstraksi dengan pengocokan manual, karena hasH inidimungkinkan tidak konsisiten kecepatan pengocokannya maka untuk percobaan selanjutnya
224
ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009
dilakukan pengocokan dengan mesin pengocok yang mempunyai 4 posisi yang selanjutnyadigunakan pada 4 perolehan hasil ekstraksi.
Oari hasil tersebut diperoleh perbandingan TBP/OK 3:7 dapat mengekstrak uranium palingoptimum yaitu pada 4 posisi mesin pengocok diperoleh di atas 99%, maka dengan angkaperbandingan ekstraktan tersebut digunakan untuk melakukan percobaan selanjutnya yaitu untukvariasi konsentrasi dilakukan dengan perbandingan ekstraktan TBP/OK 3:7.
2. Variasi Konsentrasi Uranium
Variasi konsentrasi uranium yang digunakan pada percobaan ini adalah konsentrasi 3,00 g/I,2,00 g/I, 1,00 g/l, dengan kecepatan pengocokan 1000rpm, dengan menggunakan perbandinganTBP/OK optimum dari percobaan 1 yaitu (3:7) dan diperoleh hasil sebagai berikut :
Tabel 7. Hasil Ekstraksi Uranium dengan Konsentrasi Uranium 3,00g/1
No
Induk, Hasil ekstraksi (g/I)
(g/I)1234
1
3,1582,9573,0553,1093,139
2
3,1213,2253,1723,1513,123
3
3,1423,1973,1623,2113,130
4
3,1433,1173,1553,1073,109
Rerata
3,1413,1243,1363,1453,125
SO
0,0150,1200,0540,0490,013
RSO
0,4843,8531,7361,5500,405
% Rekoveri
99A5999,841100,11199,499
Tabel 8. Hasil Ekstraksi Uranium dengan Konsentrasi 2,00 g/I
IndukHasil ekstraksi (g/I)No (g/I)
1234
1
2,0591,7101,9371,9192,119
2
2,0682,0002,1821,8952,118
3
2,011,9532,0682,0992,115
4
2,0821,9811,7001,9352,081
Rerata
2,0551,9161,9721,9622,108
SO
0,0310,1400,2070,0930,018
RSO
1,5237,29810,4974,7300,866
% Rekoveri
93,23595,96195,486102,604
225
,-
Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009
Tabel 9. Hasil Ekstraksi Uranium dengan Konsentrasi 1,00 g/I
ISSN 0854 - 5561
IndukHasil ekstraksi (g/I)No (g/I)
1234
1
1,2141,261,1511,011,017
21,2081,1021,0120,971,063
3
1,0981,0041,0621,0470,9844
1,1791,0751,0611,2250,996
Rerata
1,1751,11°1,0721,0631,015
SO
0,0530,1080,0580,1130,035
RSO
4,5469,7325,40510,5813,427
% Rekoveri
94,50991,21190,48786,401
Tabel10. Hasil Ekstraksi Uranium dengan Variasi Konsentrasi Uranium
Kons % RekoveriRerataUranium
g/I
1234% Rekoveri
1,175
94,50991,21190,48786,40190,652
2,055
93,23595,96195,486102,60496,8223,141
99,45999,841100,11199,49999,728
Ekstraksi uranium dengan variasi konsentrasi diperoleh pad a konsentrasi uranium 3000 g/I,persen uranium yang terekstraksi paling besar yaitu rerata di atas 99%.
3. Variasi Kecepatan Pengocokan
Oengan menggunakan perbandingan TBP/OK 3:7 dan konsentrasi optimum yaitu 3,00 g/I ,dilakukan percobaan dengan variasi kecepatan pengocokan 500 rpm, 1000 rpm, dan 1500rpmdiperoleh hasil sebagai berikut :
Tabel11. Hasil Ekstraksi Uranium dengan Kecepatan Pengocokan 500 rpm
No
IndukHasil ekstraksi (a/I)
(g/I)1234
1
3,1721,1691,1671,0760,999
2
3,5791,1941,2941,1570,945
3
3,4481,0851,2061,0821,001
4
3,4701,0441,2081,1480,974
Rerata
3,4171,1231,2191,1160,980
SO
0,1730,0700,0540,0430,026
RSO
5,0706,2634,3983,8242,676
% Rekoveri
32,86335,66532,65128,671
226
ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009
Tabel12. Hasil Ekstraksi Uranium dengan Kecepatan Pengocokan 1000 rpm
No
Induk, Hasil ekstraksi (g/I)
(g/I)
1234
1
3,1582,9573,0553,1093,139
2
3,1213,2253,1723,1513,123
3
3,1423,1973,1623,2113,13
4
3,1433,1173,1553,1073,109
Rerata
3,1413,1243,1363,1453,125
SO
0,0150,1200,0540,0490,013
RSO
0,4843,8531,7361,5500,405
% Rekoveri
99,45999,841100,11199,499
Tabel13. Hasil Ekstraksi Uranium dengan Kecepatan Pengocokan 1500 rpm
IndukHasil ekstraksi (g/I)NO (g/I)
1234
1
3,5603,3663,3383,3253,326
2
3,3733,3193,3583,2983,293
3
3,4483,3043,3083,3563,305
4
3,4173,3433,2723,3383,259
Rerata
3,4503,3333,3193,3293,296
SO
Q,0800,0270,0380,0240,028
RSO
2,3140,8171,1290,7330,851
% Rekoveri
96,62396,21796,51495,543
Tabel14. Hasil Ekstraksi Uranium dengan Variasi Kecepatan Pengocokan
Kecepatan
% RekoveriReratapengocokan, rpm 1
234
500
32,86335,66532,65128,67132,463
1000
99,45999,841100,11199,49999,728
1500
96,62396,21796,51495,54396,224
Oari Tabel 14 pad a kecepatan pengocokan 1000 rpm diperoleh persen uranium terekstrakpaling tinggi pada pengocokan 500 rpm uranium yang terekstrak sangat kecil, ini dimungkinkankarena kontak antara uranium dengan larutan ekstraktan tidak maksimal sehingga uranium yangterikat dengan TBP/OK juga kecil, sedangkan pada kecepatan 1500 rpm tidak diperoleh hasil
227