Daftar Isi KUMPULAN
LAPORAN
HASIL PENELlTlAN
ISBN.978-979-99141-2-5
TAHUN 2005
UJI COBA PENGOLAHAN BIJIH U RIRANG DENGAN KAPASITAS 0,75 KG: PELARUTAN TOTAL (P2BGGN/PGN- TPBGN/K/O 12/2005 Oleh : Sumarni, Hafni Lissa N, Widowati, Rusydi
ABSTRAK UJI COBA PENGOLAHAN BIJIH U RIRANG DENGAN KAPASITAS 0,75 KG : PELARUT AN TOTAL. Bijih uranium asal Rirang, Kalimantan Barat ini mengandung unsur-unsur radioaktif antara lain uranium ( U ) 0,66 % dan torium (Th ) 0,035 %, disamping itu juga mengandung unsur tanah jarang (RE203) 60,85 %, fosfat (P04-3 ) 32,85 % dan rutil 5,37 %. Pada penelitian ini dilakukan uji coba pelarutan bijih U Rirang secara total dengan kapasitas 0,75 kg yang bertujuan untuk mengaplikasikan kondisi optimal pelarutan bijih U Rirang secara total yang dikaitkan dengan rekoveri U,Th dan RE. Pelarut yang digunakan adalah asam khlorida pekat ( HCl ), kondisi pelarutan : konsumsi HCl 120 mll1 00 gram umpan, suhu 80°C dan waktu 2 jam, kondisi pelarutan ini diperoleh dari penelitian sebelumnya dengan rekoveri pelarutan U 96,91 %,Th 88,27 % dan RE203 91,99 %. Aplikasi kondisi optimal pelarutan bijih U Rirang secara total terhadap uji coba dengan kapasitas 0,75 kg menunjukkan hasil hampir sama dengan penelitian sebelumnya, yaitu Rekoveri U 95,92 %,Th 88,11 % dan RE203 90,76 %. Kata kunci : Uji coba pengolahan, U Rirang-pelarutan total.
ABSTRACT PRE OPERASIONAL TEST OF RIRANG URANIUM ORE PROCESSING WITH CAPACITY 0,75 KG: TOTALLY DISSOLUTION. Uranium ore from Rirang, West Kalimantan contains radioactive elements, that is uranium ( U ) 0,66 % and thorium ( Th ) 0,35 %, besides that also contains rare earth elements (RE203 ) 0,035 %, phosphate (P04-3) 32,85 % and rutile 5,29 %. At this investigate was done pre operasional test the disssolution of Rirang uranium ore totally with capacity 0,75 kg which purpuse to apply optimal condition disssolution of uranium Rirang ore totally. Dissolution which was used chlorid acid ( HCl ), the dissolution condition, consumption HCl 120 mlllOO gram ore, temperature 80°C and time two hours, this disssolution condition was gotten from investigate before with disssolution recovery U 96,61 %,Th 88,27 % and RE203 91,99 %. Application of optimal condition dissolution of Rirang uranium ore totally to pre test whith capacity 0,75 kg show the result is apropriate previous investigate. Recovery U 95,92 %,Th 88,11 % and RE203 90,76 %. Key word: Processing experiment, Rirang ores, total dissolution.
PUSAT PENGEMBANGAN
GEOLOGI
NUKLIR-BATAN
95
KUMPULAN
LAPORAN HASIL PENELITIAN
TAHUN ](J(J5
ISBN.978-979-99 141-2-5
PENDAHULUAN Bijih uranium asal Rirang berasal dari Kalimantan Barat merupakan bijih monas it yang mengandung unsur- unsur radioaktif antar lain uranium ( U ) 0,66 % dan torium (Th ) 0,035 %, disamping itu juga mengandung unsur tanah jarang (RE203 ) 60,85 %, fosfat (P04-3) 32,85 % dan rutil 5,29 %( hasil analisa laboratorium G
&
PBGN). Unsur- unsur tersebut mempunyai nilai ekonomis sehingga perlu dipisahkan satu sarna lainnya. Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan penelitian untuk menentukan kondisi optimal proses pelarutan bijih U Rirang secara total menggunakan reagen HCI pekat untuk jumlah umpan basah 100 gram. Dari penelitian ini diperoleh kondisi pelarutan optimal dengan konsumsi HCI 120 mlllOO gram umpan basah , suhu 80°C dan waktu 2 jam Umpan yang dilarutkan
(I
).
{( U,Th,RE )OH} dalam penelitian ini merupakan residu hasil
dekomposisi bijih U Rirang secara basa. Pada penelitian ini dilakukan uji coba pelarutan bijih U Rirang menggunakan
reagen
HCI pekat
dengan
kapasitas
0,75
kg, yang
secara total
bertujuan
untuk
mengaplikasikan kondisi optimal pelarutan yang diperoleh pada penelitian sebelumnya yang dikaitkan dengan rekoveri U,Th dan RE. Percobaan ini dilakukan sebanyak 4 (empat)
kali.
TEORI Dekomposisi secara basa terhadap bijih U Rirang menggunakan NaOH mempunyai keuntungan antara lain fosfat bisa diambil lebih dahulu sehingga diperoleh hasil samping natrium fosfat (Na3P04 ) dan terbentuk senyawa (U,Th,RE ) hidroksida yang relatif lebih mudah dipisahkan dari pada dalam bentuk senyawa. Reaksi yang terjadi pada proses dekomposisi secara basa adalah sebagai REP04
+ 3NaOH
Th3(P04)4 +12 NaOH
~
RE (OH)3 + Na3 P04
~
3Th (OH)4 +4Na3P04
(U02h (P04)2 +6 NaOH ~
96
3U02 (OH
PUSAT PENGEMBANGAN
h + 2Na3P04
GEOLOGI
NUKLIR-BATAN
berikut (2).
KUMPULAN
LAPORAN
HASIL PENELlTlAN
Kondisi optimal dekomposisi
ISBN.978-979-99141-2-5
TAHUN 2005
yang diperoleh dari penelitian sebelumnya dengan
umpan 100 gram residu basah adalah perbandingan bijih : NaOH : air = I : 1,7 : 1,7, dengan suhu dekomposisi 140°C, dan waktu 4 jam. Reaksi yang tetjadi dalam proses pelarutan dengan asarn khlorida (HCl) adalah sebagai berikut (2) RE (OH )3 + 3HCI
-+ RECh + 3 H20
Th(OH)4 + 4 HCI
-+ ThCl4
(U02h
+ 4H20
(OHh + 2HCI -+ (U02hCh + 2H20
Kondisi optimal pelarutan (U,Th,RE) hidroksida (residu dekomposisi ) yang diperoleh dari penelitian Laboratorium G&TPBN adalah konsumsi HCI 120 mlllOO gram umpan, suhu 80°C dan waktu 2 jam dengan rekoveri pelarutan U 96,91 %,Th 88,27 % dan RE203 91,99 %.
BAHAN, ALAT DAN TATA KERJA
Bahan 1 .Bijih U Rirang 2. Residu hasil dekomposisi bijih U Rirang/ (U,Th,RE)
hidroksida
3. Natrium hidroksida ( NaOH ) 4. Asam khlorida pekat ( HCI ) 5. Air 6. Bahan kimia untuk analisis Alat 1. Satu unit alat dekomposisi ( pemanas listrik, motor pengaduk,
termometer,
batang
termometer,
batang
pengaduk, beker gelas, statip) 2. Satu unit alat pelarutan( pemanas listrik, motor pengaduk, pengaduk, beker gelas, statip, pH meter dan elektroda pH) 3. Satu unit alat pemisah padat cair ( pompa vakum)
PUSAT PENGEMBANGAN
GEOLOGI
NUKLIR-BATAN
97
KUMPULAN LAPORAN HAS!L PENELITIAN TAHUN 20()5
ISBN.978-979-991 41-2-5
4. Timbangan sartorius 5. Oven 6. Peralatan analisis 7. Peralatan gelas lainnya
3
Keterangan: I.Pemanas listrik 2.Gelas beker 3. Motor pengaduk
4
-~-.----------2
4. Statif 5. Elektroda pH 6. Termometer
Gambar
1. Unit alat Pelarutan
Tata kerja I.
Pembuatan umpan pelarutan ( dekomposisi cara basa ) Disiapkan satu unit
alat dekomposisi yaitu memasang gelas beker 5000 ml, motor
pengaduk, pemanas listrik dan batang pengaduk. Oimasukkan air sebanyak 1275 ml ke dalam beker gelas, dipanaskan diatas pemanas listrik sampai suhu 50°C, kemudian ditambah natrium hidroksida (NaOH) sebanyak 1275 gram kedalam beker gelas. Setelah suhu 60°C dimasukkan bijih sebanyak 750 gram kedalam beker gelas, suhu dekomposisi dinaikkan sampai dengan suhu 140°C sambil diaduk, dekomposisi dilakukan selama 4 jam. Setelah dekomposisi selesai dilakukan pemisahan padat cair dengan penyaringan vakum dalam keadaan panas, residu dicuci dengan air panas (air mendidih) sebanyak 25 kali berat bijih ( 25 x 750 ml ). Residu yang dihasilkan digunakan sebagai umpan uji coba pelarutan dan sebagian (± 10 gram)
diambil untuk dianalisa kadar U,Th, dan
REZ03,dari dekomposisi diperoleh residu basah sebesar 1050 gram.
98
PUSAT PENGEMBANGAN
GEOLOGI
NUKLIR-BATAN
KUMPULAN
2.
LAPORAN
HAS/L PENELlTlAN
ISBN.978-979-99141-2-5
TAHUN 2005
Uji coba pelarutan total bijih U Rirang Disiapkan satu unit peralat pelarutan
yaitu motor pengaduk,
pemanas
listrik, batang
pengaduk, statip dan beker gelas 5000 ml. Ditimbang
residu
hasil
sebanyak 30 % berat
dekomposisi
sebanyak
1050 gram,
umpan ke dalam beker gelas diaduk,
pekat sebanyak 120 mIll 00 berat
kemudian
larutan
disaring
dengan penyaring
dicuci dengan air panas suhu
ditambah HCI
umpan, setelah itu dipanaskan sampai suhu
°c selama 2 jam dengan diaduk dengan kecepatan 300 Rpm, setelah selesai,
dimasukkan air
vakum
80°C sebanyak 6 kali
Residu yang dihasilkan dioven pada
dalam
80
waktu pelarutan
keadaan panas, residu
berat umpan ( 3 x 1050 ml ).
suhu ( 90-100) °c
dianalisa kadar U, Th, dan RE203. Uji coba ini dilakukan
sampai
berat
tetap, residu
sebanyak 4 kali.
HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Hasil Tabel 1. Kondisi optimal pelarutan dari penelitian tahun sebelumnya Th RE203 91,99 88,27 Kondisi optimal
Rekoveri ( % ) U 96,91
OO gram
Tabel 2.Hasil uji coba pelarutan residu dekomposisi terhadap rekoveri pelarutan U,Th,RE203 No
I RE203 95.30 Th IV II 90.73 96.18 87.92 88.65 96,54 90,76 88,11 95,69 87,96 Uji III coba 90,43 ke95,92 91,07 90,81 88,52
Rekoveri ( % )
U
PUSAT PENGEMBANGAN
GEOLOGI
NUKLIR-BATAN
99
KUMPULAN LAPORAN BASIL PENELITJAN TABUN ]()()5
ISBN.978-979-99141-2-5
2. Pembahasan Oari hasil uji coba I sampai dengan IV pada Tabel 2. menunjukkan
bahwa rekoveri
pelarutan residu hasil dekomposisi bijih U Rirang secara basa dengan jumlah umpan 1050 gram residu dekomposisi
basah = 750 gram bijih U Rirang kering, pelarut HCI pekat
diperoleh rekoveri rerata pada masing - masing unsur adalah
95,92% U; 88,11 % Th dan
RE203 90,76, sedangkan dari hasil penelitian sebelumnya denganjumlah kecil
(100 gram basah = 70 gram bijih U Rirang kering )
umpan yang lebih
diperoleh rekoveri pelarutan
masing - masing unsur adalah 91% U; 88,27 % Th dan 91,99 % RE203. Dari hasil tersebut terlihat bahwa rekoveri hasil uji coba menunjukkan rekoveri
rerata dari U,Th dan RE203
lebih kecil dari penelitian skala laboratorium, hal ini disebabkan umpan yang dilarutkan jauh lebih besar, sedangkan peralatan seperti pemanas dan pengaduk kurang memadai, sehingga kemungkinan kurang sempumanya reaksi dalam proses pelarutan, tetapi perbedaan yang diperoleh ± 1 % dan masih bisa ditoleransi/diterima.
KESIMPULAN Kondisi optimal hasil penelitian pelarutan skala laboratorium ( bijih U Rirang 70 gram) dapat diaplikasikan pada skala yang lebih besar ( bijih U Rirang 750 gram ), karenanya tidak jauh berbeda.
DAFTAR PUSTAKA 1. SUMARNI, ERN!. RA, TARJUDIN, TUKARDI
"Pclarutan Residu Hasil Dekomposisi
Bijih U Rirang", Prosiding Seminar Geologi Nuklir Dan Sumberdaya Tambang", PPBGN - BATAN, Jakarta 22 September 2. CUTHBERT.FL."
Thorium
(2004)
Production Technology". Addision
Wesly
Publishing
Company, Inc USA( 1958 )
100
PUSAT PENGEMBANGAN
GEOLOGI
NUKLIR-BATAN
Daftar Isi
