::2 536
( MIl: Purwani donDwi Biyantoro.
ISSN 0216 -3128
159
PEMURNIAN DENGAN CARA PERTUKARAN ION DAN PEMBUA T AN SERIUM (Ce) OKSmA DARI PASm MONASIT MY Purwani daD Dwi Biyantoro
w
PuslitbangTeknologiMaju Batan,Yogyakarta.
ABSTRAK PEMURN/ANDENGAN CARA PERTUKARANION DAN PEMBUATANSERIUM (Ce) OKS/DA DARI PAS/RMONASIT. monasitada/ah mineral Th don Logam Tanahjarang do/am bentukfosfat. kandungan unsur /ogamtanahjarang do/ampasir monasityang paling banyak ada/ah Ce,diikuti La don Nd, sedang unsur/ogam tanahjarang yang lain jauh /ebih sedikit. Seriummempunyaikegunaansebagaibahab baku berbagaikeper/uanindustri.Sebe/umdimurnikandan dibuat oksida,ceriumter/ebihdahu/udipisahkandan dibuat kansentratCeoPemurniandi/akukandenganmetodeprosespertukaranion, memakairesin DOWEX 50W-XBdon e/usimemakaiEDTA. Faktor yang berpengaruhpadaprosespertukaranion ada/ah berat atau jum/ah resin, konsentrasidon pH EDTA. Untuk mempero/ehCe oksida,fraksi va/urn yang mempunyai kandunganunsuryang sarnadiendapkandenganoksa/at dan dika/sinasipada suhu 7000 se/ama6 jam. hasi/ terbaik dipero/ehyang pada prosespertukaran ion ada/ah berat resin kation Dowex50W-X8 = 25 gram, konsentrasie/uenEDTA do/amair = 0,0/5 M. pH-8,4, kecepatane/usi0,5 m//menit.pada pemurnian konsentratCe dipero/ehreso/usitertinggi untuk Rs [Ce-La] = 0,8/, Rs[Ce-nd] = /,/5 don Rs [Nd-la] = 6,25..0,0/. kadarCeO2 = 98,9/ denganpengotorLa203 = 0,0/% danNd203 = 0,/3%.
ABSTRACT Pl/R!FICATION
.WITH
MONAZlrIj;SAND. Monazite
Sand
has a high
were
economic
was separated
value
and pH
precipitated
Ce concentrate, All
with
at purification
concentration
of volume
PROCES..\'
ofTh
by lA
and
and Rare Nd.,
Ce from of eluent.
For
oxalic
acid.
process
of EDT A eluen the largest fraction
their
were
The
The precipitant
resolutions almost
pH
were pure.
The
was 8.4.
Rs [Ce-lAJ degree
were
at
rate
of elution
= 0.81, ofCeO2
was
Dowex
which for
exchanged
98,91%,
= 1.15 lA203
FROM content
little.
50W-X8
and
molarity
of same
6 hour. resin andRa
The
Dewox
s
cerium
of resin,
content
in
Cerium
process,
was 0.5 m/lsecond.
Rs [Ce-NdJ
Earth
are very
weight
7000C
use 25 g cation
OXYDE
of Rare
purification
use resin
fractions
calcinated
CERIUM
elements
Before
factors
the volume
was column
OF
The most
earth
process
affecting
Ce oxyde.
in ion exchanged
rare
in industries.
The ion exhange
obtained
M
MAKING Phosphate.
the other
material
concentrates.
was 0,015
AND Earth
while
at the use as a raw
and was mode Ce concentrate.
concentration were
EXCHANGE is mineral
Ce followed
used EDT A to purity
condition
ION
Monazi(~
elution or
element optimum 50W-X8,
At purification [Nd-lAJ
was 0,01%
of
= 6.25.
and Nd203
was 0,13%.
PENDAHULUAN M
onasit yang ditemukan dalam pasir daTi Bangka merupakan basil samping pengolahan timah daTi penambangan timah oleh PT Timah. Hasil samping ini berupa pasir yang dibuang di laut Bangka dan sekitamya. Hasil pengumpulan dan data yang dilakukan oleh BA TAN dan PT Timah, cadangan pasir monasit di Indonesia ada
akhir tahun 1983 sebanyak7.237 ton tersebar di daerah Sumatera yaitu P. Bangka, Belitung dan Singkep, sedang di Kalimantan yaitu Rirang dan tanah Merah belum tercatat.(I) Pasir monasit ini mengandung Th dan Logam-logam Tanah Jarang seperti Ce, La, Nd, Gd, Sm, Dy dan Y. Serium (Ce) merupakan unsur terbesar yang terkandung dalam pasir monasit (kandungan dalam pasir monas it 15%20%), disusul La dan Nd (kandungan dalam pasir Prosldlng
Pertemuan
dan Presentasilimiah P3TM-BATAN
monasit7-10%). Unsur-unsurlogam tanah jarang tersebut mempunyai nilai ekonomis yang tinggi mengingat manfaatnya dalam berbagai industri sebagaiberikut : Ce seabgaibahari katalis pada penyulingan minyak bumi, logam paduan yang tahan suhu tinggi dan korosi, industri kaca/optik (CRT, kamera),kapasitor,keramikberwilrnadan cat sertasebagaibahanpemolestangki pengemas.ND sebagaibahan baku pembuatanmagnetdan untuk tabung lR. Mengingat kegunaan CE dan Nd terutama dalam bidang industri dan untuk memberikan nilai tambah secara ekonomi dan strategisdari bahan buanganmenjadi bahan yang berguna,maka sangat perlu dan layak dilakukan penelitianpemisahan Ce dari pasirmonasit. Beberapatahapprosesyang dilakukan untuk pembuatan konsentrat Ce clan Nd adalah sebagai
berikur2):
Penelitlan Dasar Ilmu Pengetahuan Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001
dan Teknologl
Nukllr
160
ISSN 0216 -3128
Perubahan pasir monasit. Pasir monasit: Th.) (PO4)4 LTJ(pO4) dilebur dengan H2 SO4 2LTJ (PO4) +3H2 SO4 --+
LTJ2 SO4)3 + 2 H3PO4
monasit
(1)
larutan
Pemisahan kelompok seria daD kelompok itria dengancara kristalisasi. Logam Tanah Jarang dalam pasir monasit dikelompokkan menjadi Kelompok Ceria (KC) (Th), La, Ce, Nd, 8m dan Gd dan Kelompok Ytria (KY) : Y dan Dy. Untukmemisahkandua kelompok ini dilakukankristalisasigaramrangkapsulfat sbb: Th(LTJ)SO4+Na2S04 --+
KC(SO4).Na2So4 +
padatan KY(SO4).Na2S04
larutan
(2)
Pembuatan kelompok seria hidroksida dengan cara peleburan memakaiNaOH. KC2(SO4)3Na2S04+ 6 NaOH--+
2 KC(OH)3 + 4 Na2S04
C~(SO4)3N~2S04 + 6 NaOH--+ 2 Ce(OH)3+ 4 Na2S04
(3)
(4)
PelarutanKC HidroksidadenganHNO) KC(OH)3 + 3 HNO3 --+
KC(NO3)3+ 3 H2O
(5)
Ce(OHh + 3 HNO3 --+
Ce(NO3h+ 3 H2O
(6)
PemisahandaD pembuatanCe oksida Cerium mempunyai valensi rangkap yaitu: III dan IV, sedang unsur LTJ lain mempunyai valensiII dan III. Jika dioksidasidenganKBrO) Ce akanberubahmenjadivalensiIV, sedangunsur lain akan berubahmenjadivalensiIII. 2 KClN03n + 2 HN03 + On --+ 2 Ce(N03)3 + 2 HN03 + On --+
2 KC(N03)3 + H2O (7) 2 Ce(N°3)4 + H2O (9)
MV. Purwani danDwi Biyantoro
SetelahpemisahanCe, diperoleh larutan yang kaya La danNd. Larutanini dalam bentuklarutanLa dan Nd Nitrat. Pembuatankonsentrat La daDNd Larutan yang kaya la daD Nd dapat dikonsentrasikan masing-masingmenjadi konsentrat La clan konsentratNd dengan cara pengendapan memakaiN~OH. 2 La (NO)3+ 2 NH40H =>
2 La (OH)3 + H2 0 (10) larutan 2 Nd (NO)3 + 2 NH40H => 2 Nd (OH)3 + H2 0 (II) endapan Pemurnian Ce daD Nd dengan pertukaran ion Pemisahandengan penukar ion berdasar pada pemisahan secara kromatografi. Dfinisi secara umum dari kromatografi ialah metoda pemisahan unsur-unsur atau senyawa-senyaawa tertentu yang didasarkan pada kecepatan migrasinya(2). Pada proses krom~tografi biasanya terjadi dua rasa, Y2itu rasa diam (stasioner) dan rasa gerak (mobil). Pada proses kromatografi kolom penukar ion, bahan yang dipakai untuk rasa diamnya adalah penukar ion. Penukar ion dapat menyerap ion-ion y~g dipisahkan dengan menukarkan ion-ion yang sesuai antara ion dalam rasa diamnya dengan ion pada rasa geraknya. Sedangkan mekanisme terjadinya reaksi pertukaran ion pada rasa diamnya berd~ar afinitas ion yang dipertukarkan dan ekivalensi l1rlUatan.Fasa gerak dalam proses pertukaran ion berfungsi mengambil kembali ion-ion yang terikat pada penukar ion dengan jaliill mengalirkannya melalui tumpukan penukar ion. Proses pengikatan (adsorpsi) ion-ion yang akan dipisahkan oleh penukar ion disebut "pembebanan", sedangkan reaksi pelepasan kembali ion-ion yang terserap pada penukar ion oleh rasa gerak disebut "elusi" daD rasa geraknya sendiri disebut "eluen". Terjadinya kecepatan gerak yang berbedabeda ini bisa diterangkan daTi adanya "koefisien distribusi" ion yang berbeda-beda untuk masingmasing ion. Kesetimbangan reaksi pertukaran ion pada dua rasa mengikuti hukum distribusi yang dinyatakan dengan:
Oksigen dihasilkan dari reaksi :
Cs
2 KBrO3+ 2 HN03 --+
2 KN03 + B~ + H2O + S On (8)
KC dan Ce setelah dioksidasi dipisahkan dengan cara pengendapan(2) Ce(NO3)4+ 4 NH40H --+
Kd= -= Cm
Jumlahmolekuldalamrasagerak (12) jumlah molekul total
Reaksi pertukaran ion antara resin dengan ion sebagaiberikut:
Ce(OH)4+ 4 NH4NO3 (9)
padatanlge/atin
RSO)-H++MOA- --+
RSO)-M+ + HoA
Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001
(13)
161
ISSN 0216 -3128
MJI: Purwani don Dwi Biyantoro.
Untuk reaksi pertukaran ion, harga konstante kesetimbangan
reaksi
dikenal
dengan
KalsinasiataupembuatanoksidaCe, La danNd
"koefisien
selektifitas". B. James dan J.E. Powel membuat deret elusi ion-ion logam tanah jarang dengan EDT A sebagai
700°C
M2(C2O.)3 --+
berikut: Cu2+, Th4+, Lu3+, Yb3+, Tm3+, E~+, HO3+, Dy3+, y3+, Tb3+, Gd3+, S,3+,Nd3+, Pr3+, Ce3+,La3+. (4)
TATAKERJA
Pada proses elusi, antara ion-ion terikat resin dan eluen yang mengalir
BAHAN
pembentukan kompleks
M3+ + y+
logam yang terjadi reaksi
sebagai berikut:
> MY-
(14)
M3+ adalah ion logam yang memebntuk kompleks dan y+ adalah ion pengompleks. reaksi substitusi dapat dituliskan sebagaiberikut: M. Y- + M2(R?+ --+
M2 Y- + M1(R)3
(15)
Reaksitersebut selalu terjadi pactapita perbatasan ion L TJ dalam kolom resin pacta saat elusi berlangsung.indeks r menyatakanion pactaresin daDindeksT menyatakantotal ion pactaeluen. Pasa saatproses elusi, aliran larutan eluen yang membawa unsur-unsur yang dipisahkan ditampungsetiapwaktu daDvoium tertentu, Eraksi -fraksi volum ini mengandungunsurtertentoyang kalau digambarkanantra fraksi volum daD kadar unsur membentuk kurva distribusi polinomial. Banyaknya kurva yang terbentuk menunjukkan banyaknyaunsur yang dipisahkan. Puncak kurva disebutwaktu retensiyang biasanyadapatdiwakili oleh jumlah fraksi volume. Untuk menunjukkan besarnyadaya pisah antara unsu yang satu denga unsuryang lainnyadinyatakandenganresolusi.
Perhitungan resolusi: Rs = ~Q~-=~
M2O] + CO4
(18)
Pasirmonasitdari Bangka,H2SO4'Na2SO4,NaOH, HNO3, KBrO3,N~ OH, resin Dowex SOW-X8, EDTA, CUSO4, oksida-oksidalogamstandarLa, Nd, Sm,Gd, Dy, Y daTiMerck, Th Nitrat, Ce Nitrat. ALAT Alat gelas,alat penggerus,pengadukdaD pemanas magnet, pH meter, timbangan analitis, rangkaian kolom penukar ion, pompa daD Spektrometer
pendarsinarX. CARA KERJA Pembuatankonsentrat Ce, Seratus gram pasir monasit 400 Mesh ditambah 200 ml asam sulfat pekat, dipanaskan selama 4 jam pada suhu 210°c. Hasil leburan diencerkandengan air sampaipH = L. kemudian ditambah 60 gram natrium sulfat daD dipanaskan sampaivolume tinggal sepertiganya.kristal yang terbentukdipisahkandaDditambah 100gram NaOH daD200 ml air dipanaskanselama2 jam pada suhu 140°C,Endapanyang terjadi dicuci sampai netral dengan air panas.Endapannetraldilarutkan dalam 100 ml asamnitrat paket daD 10 ml kalium bromat daD dipanaskansampai mendidik selama 2 jam. Sesudahdingin ditambah amonia sampai pH 1,5. Endapan yang terjadiCeo disaring daD endapan ini merupakan konsentrat .
(16)
ax +ay
Pemurnian Ce dengan kolom penukar ion
t = waktu retensi -puncak kurva a. = lebar kurva
Penyiapankolom resin
Faktor yang mempengarohiadalah berat resin, konsentrasi dan pH eluen, tinggi kolom resin, konsentrasieluendan kecepatanelusi.
Menimbang resin Dewox 50W-X8 secukupnya, direndam dalam air suling suhu 80°C diaduk clan dibiarkan selama 3-5 jam agar resin mengembang secara maksimum. Setelah semua butiran resin mengendap air di alas resin dibuang (dekantasi), kemudian dituangi lagi air suling 80°C sampai air di
Dekantasi resin dengan air suling
Pengendapan fraksi volum dengan oksalat Fraksi volum basil tampungan kolom penukar ion yang mempunyai kadar unsur yang sarna diendapk~ dengan H2C2O2. Reaksi yang terjadi: M+A- + H2C2O4 ---+
M2(C2O4h
Padatan
unttik
memperoleh keseragaman ukuran butir resin.
+ H+A
(17)
alas resin jemih. Penjenuhan resin dengan ion Cu2+ Membuat larutan CuSO4 0,5 -1 M untuk penjenuhan resin. Resin yang telah dilakukan dekantasi dengan air suling, dijenuhkan dengan ion Cu2+dengan cara memasukkan resin dalam larutan
Prosldlng Pertemuan dan Presentasillmiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001
162
ISSN 0216 -3128
CuSO4 0,5 -I M 80°C, kemudian dilakukan dekantasi seperti dengan air suling sampai tidak terjadi perubahan WarDa. Pemasukan resin ke dalam kolom Resin yang bercampur air suling dimasukkan ke dalam kolom dari atas kolom dan dijaga jangan sampai ada udara yang masuk. Untuk memperoleh posisi resin yang stabil resin dialiri air suling selama 2-5 jam.Pembebanan kolom resin
PenyiapanumpanKonsentrat Ce Menimbang konsentrat Ce yang eropa padatandaDdilarotkan ke dalam asam nitrat pekat dipanaskandaDdiencerkanuntukumpankolom. Pengumpanank%m resin Larutan umpan dialirkan ke dalam kolom resin dengan kecepatantertentu sampaihabis clan dibiarkan 24 jam supayaterjadi pengikatanion-ion dalam umpan dengan resin. untukmenghilangkan senyawa-senyawa lain yang dapatmengganggu,saat elusi ke dalam resin dialirkan air suling dengan kecepatantertentu selama 2-5 jam. Pada kolom denganresin, terlihat jelas batasantara resin yang telah mengikat ion-ion L TJ da.nresin yang masih
Gd2b~L~O1~
Tabell.
MV. Purwani dan Dwi Biyantoro
mengikat Cu. resin yang mengikat ion Cu2+ berwarna hijau-biru, resin yang mengikat ion-ion L TJ akan berwama sesuai denganwarna ion-ion yang diikat (Ce berwarnakuning,La berwarnaputih danNd berwarnamerahungu).
Elus;kolom Membuat eluen EDT A diencerkan dengan air pada konsentrasi tertentu, kemudian diatur pH nya dengan menambahkan amonia. Kolom dial iris eluen dengan kecepatan tertentu daD ditampung setiap 5 ml -20 mi. Elusi dihentikan jika semua unsur yang dipisahkan sudah keluar dari kolom. Hasil tampungan dianalisis dengan spektrometer pendar sinar x.Pembuatan oksida Ceo Fraksi volum yang hanya mengandung satu unsur dikelompokkan menjadi satu ditambah oksalat. Endapan yang terbentuk dipanaskan pada suhu di atas 700°C untuk memebntuk oksida.
BASIL DAN PEMBABASAN Hasil anaiisis pasir monasit dengan spektrometer pendar sinar X.
Ana/;s;s unsur has;/ yang d;pero/eh dar; proses pe/eburan pas;r monas;l salnpa; pem;sahan Ceo
Kadar
UNSUR
Pasir Monasit
LeburanPasir Monasit ( bpj )
Garam
Filtrat setelah pengambilanCe untukumpan(bpj)
KCOH
6,33
776
Ih
5,21
1086
Rangkap SulfatKC (%) 3,89
y
2,34
512
0,59
2,57
570
La
7,65
1712
6,56
12,96
10308
Ce
16,23
4505
12,97
30,45
772
Nd
6,87
1164
5,92
11,28
6126
Gcl
2,31
492
0,52
3,42
1278
Sm
2,82
624
2,77
5,72
826
178
0,03
0,42
0
(%)
Dy Pemurnian
konsentrat
Ceo
(%)
--
Umpan: KonsentratCe Hidroksidahasilolah pasir monasityangdilarutkandalamasamnitrat. Tabel 2. Ana/isiskadar unsurda/amCe Hidroksida Kadar unsur,% ThO.,
Y,O3
L~O]
Ce OksidaMerck Ce Oksidahasil olah
I CeO2 I Nd2O]
DY~QJ
99,98 1,13
1,33
0,42
95,11
1,78
0,08
0,05
Prosiding Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta. 7 -8 Agustus 2001
Tabel 3.
163
ISSN 0216 -3128
MJI: Purwani dan Dwi Biyantoro.
Pengaruhberat resin terhadapwaktu retensidan lebar kurva (dinyatakandengannornorfraksi volurn).
2500
2000
1500 "'0:
m
1000
500
0 8
14 20
26
30
36
Fraksi
42
48
54
60
66
73
volum
Gambar 1. Hubunganfraksi va/urn kadar unsur pada e/usikansentratCe Dari Gambar 1 dapat dilihat terjadi puncakpuncak dengan tinggi clan lebar yang berbeda. Nd adalah unsur yang pertama kali keluar dari kolom, disusul oleh Ce clan la sesuai dengan urutan besamya koefisien selektifitas dengan resin clan afinitas dengan EDT A yang telah disajikan oleh B. james. Luasan puncak yang terbentuk I sesuai dengan besamya konsentrasi unsur dalam umpan. Semakin besar unsur dalam umpan lebar puncak lebih luas. Semakin banyak jumlah resin, keberadaan resin dalam kolom semakin tinggi Reaksi pengikatan ion-ion dengan resin akan semakin sempuma. Dengan semakin tingginya resin dalam kolom, lintasan migrasi ion-ion semakin panjang. Dengan demikian kompetisi clan kesempatan ion-ion untuk membentuk kompleks dengan eluen semakin baik. Karena kecepatan migrasi masing-masing ion berbeda maka semakin panjang lintasan daya pisah akan semakin besar.
10
15
20
25
Berat resin, gram Gambar 2. Grafik hubunganberat resin dengan reso/usi pengaruh konsentrasiEDTA. Senyawa yang dipakai sebagai eluen adalah (NH4h HJ EDTA. Ion-ion EDTA4- setelah dialirkan ke dalam kolom segera menarik ion-ion L TJ yang berada pada ikatan resin. Dengan adanya ion EDTA4-, ion-ion LTJ membentuk senyawa kompleks dengan ion EDTA4- sesuai dengan reaksi sbb.: LTJ3+ + EDTA4- LTJ .EDTAo Kecenderungan pelepasan ion LTJ 3 + terhadap ikatan resin tergantung dari besarnya konstante kesetimbangan kompleks (Kkompleks) yang dimiliki. Semakin besar Kkompleks, il?n tersebut akan semakin cepat terlepas dari resin. Dari persobaan diperole.:1 hasil bahwa semakin besar konsentrasi EDTA, daya pisah atau resolusi semakin rendah. Jika konsentrasi EDT A besar maka laju pembentukan LTJ. EDTA -besar keadaan ini akan memperkecil selektifitas, sehingga kompetisi ion-
Prosldlng Pertemuan dan Presentasl IImlah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nukllr P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001
Tabel4. PengaruhkonsentrasiEDTA terhadapwaktur~tensidon /ebar kurva (dinyatakandengannomorfraksi vo/um). (Diameter kolom -0,7 cm, Penukar ion: Resin Dowex 50W-X8 100-200 mesh, Eluen EDTA dalam air pH = 8,4, Kecepatan elusi = 0,6 ml/menit, V~e Fraksi = 20 ml)
PengaruhpH EDTA. Tabel5. PengaruhpH EDTA terhadapwakturetensidan /ebar kurva (dinyatakandengannornorfraksi va/urn) (Diameter kolom -0,7 cm, Penukar ion: Resin Dowx 50W-X8 100-200mesh, Eluen EDTA dalam air konsentrasi0,015, KeceDatan elusi = 0,6 mVmenit.Vol. Fraksi= 21)ml)
Prosiding Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologl Nllkllr P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001
MJI: Purwani dan Dwi Biyantoro.
ISSN 0216 -3128
ion tidak sernpuma.Karena kecepatanaliran eluen cukupbesar, kesetirnbangankurang baik. Pernakaian eleuen dengan konsentrasi besar harus diirnbangi dengan kecepatanelusi yang lambat untuk rnernperolehresolusiyangbaik.
165
H EDTA]'
--+
EDTA4- + H+
(K4)
(23)
Besar konstante kesetimbangan untuk masingmasingtingkat bisa dirumuskandenganpersamaan reaksinya, Tingkat disosiasi dipengaruhi oleh pH
larutan. Tabel 6. Konstantekesetimbangandisosiasi (K) EDTAsebagaifungsipH
7 6 5 .~ 4 "0 II) Q) 3
K1
-log ( H+ )
K1
2,42 2,88 6,14 10,11
K2 K]
a:
~
2. 1
8.4
pH EDTA8.6
Gambar 4. Grafik hubunganpH EDTA dengan reso/us Reaksi disosiasi molekul EDTA merupakan fungsi pH !~rut-~~,Mekanisme disosiasi paPa molekul EDTA adalahsebagaiberikut : (NH.)zH)EDTA --+
(NH.)H)EDTA" + NH.+ (K.)
(20)
(NH.)H)EDTA" --+
H,EDTAz- + NH.+ (Kz)
(21)
HzEDTAz~-
--+
H EDTA3- + H+
2,12 2,70 6,18 10,27
Pacta pH 6,14 sampai 10,11 adalah merupakan daerah sesuai-H EDTA3-, sebagian dari 'H2 EDTA2dan EDTA4-. Penaikkan pH sampai 8,4 pacta larutan eluen dengan amonia dimaksudkan untuk memperoleh spesi -H EDT A 3- sebanyak mungkin,
o. 8.2
LogK
(K)
(22)
karena spesi ini pacta saat elusi akan membentuk senyawa kompleks dengan ion-ion LTJ yang terikat pactaresin. Reaksi pembentukan kompleks: LTJ3+ + H EDTA3- LTJ.H.EDTA(24) Pengendapan fraksi votum d:engan oksalat Fraksi volum yang mempunyai Ce, La clan
Nd yang mumi basil tampungankolom penukar ion dendapkan dengan H2C2O4. Dalam bentuk garam oksalat unsur-unsur mempunyai basil kali kelarutan yang sangat kecil, sehingga sangat mudah
mengendap. Kalsinasi atau pembuatan oksida Ceo
Tabel 7. Hasil kalsinasigaram obalat Cemenjadioksida Oksida Ce
Kadarunsur,%
~
0,70
~
0,01
L~O3
I CeO2 I NdPJ
0,01-198;91
Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa kemumian La paling tinggi, disusul oleh Ce dan Nd kemumiannya paling rendah. Hal ini sesuai dengan harga resolusi yang diperoleh Rs[La-Nd]dan Rs[LaCe] rata-rata lebih besar Rs[nd-Ce[. Unsur yang paling banyak mengotori adalah unsur yang pada saat elusi terelusi paling dekat. Pengotor La yang paling banyak adalah Ce, pengotor Nd paling banyak, karena pada saat elusi unsur yang keluar banyak yang terikut sesuai dengan urutan deret elusi dan Kkomplcks dengan EDT A pacta Tabel 5. Untuk memperoleh kemumian yang lebih tinggi dapat diperoleh dengan mengerangi jumlah fraksi kolom
r-o:o
~
~9;-I-DY20]
0,12
yang disatukan untuk diendapkan. Tetapi jumlah yangoksidayang diperolehmenjadilebih sedikit.
KESIMPULAN Dari data dapat diperoleh hasil terbaik pemumian konsentrat Ce dengan kolom penukar ion memakai resin penukar kation Dowex 50W-X8, eluen EDT A dalam air didapatkan resolusi tertinggi untuk Rs Ce-La = 0,81, Rs Ce-Nd = 1,12 dan Rs Nd-La = 6,25 pada elusi 5 gram konsentrat Ce dilarutkan dalam 25 mllarutan HNO] 3,5 M dengan 25 gram resin Dowex 50W-X8, eluen EDT A dalam
Prosldlng Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NI..klir P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001
2.
166
ISSN 0216 -3128
air 0,015 M, pH = 8,4, kecepatanelusi0,5 mVmenit, volume fraksi penampungan= 20 mi. Kemurnian ataukadar CeO2= 98,91 denganpengotorL~O) = 0,01%dan Nd2O)= 0,13%.
DAFTAR PUSTAKA 1
3,
4
5.
SURATMAN, :MonasitlsenotirnSebagaiMineral Ikutan Alam Endapan-EndapanTimah", Seminar Pengembangan Mineral Monasit Sebagai Sumber Potensi Mineral Langka, PT TambangTirnahPersero,jakarta,(1987). PRAKASH. S., Advanced Chemestryof Rare Earth, S Chand & co (PVT), New Delhi, (1975). POWELLI, J.E., "SeparationChemestry",hand Book of The Physics and Chmestry. (Gscheindener,J.R. dan Eyring L, Publishing company,Amsterdam,North Holland,(1979). HEFTMAN, E., Chromatography,Reinhold PublishingCorporation,new York, (1961). SAMUELSON,0., Ion ExchangeSeparationin Analytical Chemestryof RareEarth,Johnwiley & SonsInc., Vol. 3, new York, (1953).
MV. Purwanidan Dwi Biyan/oro
Hadi Suwarno -Apakah tidak pemah dipikirkan untuk melakukan dengan metoda membran padat sehinggaproblemlimbah bisa dieliminasi. -Dari banyaknyaresin yang actadi pasaranresin apakahyangpaling cocok.
MY. Purwani -Unsur LTJ (Ce, La, Nd) mempunyaisifat yang sangat mirip. Metoda membran Pl1dat tidak cocok untukpemisahanunsurLTJ: Limbah tidak ada, karena unsur harus keluar semua dari resin. Dan hasil sampingnyasemuadiendapkan denganoksalatsesuaifraksi-fraksi denganunsur yang sarna. -Pilihan resin Dowex 50 W -X8, angka 8 menunjukkan 85 dengan ikatan silang, yang dapat dikonversi dengan besarnya kesetimbanganion dengan resin. Kalau ikatan terkalu kuat, elu!:i sukar. Kalu terlalu mudah ion dilepaskanoleh eluen. Daya pi.\"ahlresolusi akanjelek.
Tunjung lndrati Y.
TANYAJAWAB
-Mohon penjelasan CeO2 yang diperoleh ==99 % ini diperhitungkan darimana. Sisa yang I % berupa apa.
Moch. Setyadji
MV. Purwani
-Penelitian ini dilakukan secarakontinyu, karni belumjelas teknik pengarnbilankondisi terbaik, apakah ditetapkan waktu tinggal yang sarna. Demikian pula denganproseselusinya.
-Pada waktu elusi, fraksi-fraksi volume dengan kadar unsur akan membentuk kurva-kurva dengan luasan don puncak tertentu. Fraksifraksi yang mepunyai kandungan unsur sarna diendapkan dengan oksalat kemudian dikalsinasi. CeO2 98,91 % diperoleh dari pengendapan fraksi volum yang sedikit terkontaminasi unsur/air, kemudian dianalisis denR;an X-ray.
MV. Purwani -Penampungan fraksi-fraksi dilakukan secara kontinyu, setiapwaktutertentudanjumlah fraksi volume tertentu yaitu = 20 ml, karena debit! kecepatanalir tetap. Waktupembebananumpan dalam resin memerlukanwaktu untukpengikatan (:i: 24 jam) supayaterjadi ikatanyang sempurna antara ion denganresin, sehinggapada waktu elusi akan terjadi pemisahanyang lebih baik.
Proslding Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001
