PENGARUE[
ADITIF
TERHADAF'
KARAKTERISTIK
SEMENTASJ
BAHAN
LIMBAH
KIMIA
DAN
MONO
URANIUJ\'f
IRADIASI
LIT
BLOK
GAMMA
HASIL
KONSENTRAT
SEVAPORATOR. 1.2.
Endro Kismolo, 19B.Djoko Sardjono, Isman MT P3TM-BATAN,Yogyakarta
ABSTRAK PENGARUH ADIT/F BAHAN KIMIA DAN /RAD/ASI GAMMA TERHADAP KARAKTER/ST/K MONOLIT BLOI<' HASIL SEMENTAS/ LIMBAH URANIUM KONSENTRAT EVAPORATOR. Te/ah di/akukan pene/itian pengaruh aditif bahan kimia dan iradiasi gamma terhadap karakteristik mono/it b/ok hasi/ sementasi /imbah uranium konsentrat evaporator. Pene/itian ini berlujuan untuk mengetahui pengaruh uji kimia dan iradiasi gamma terhadap mutu monolit b/ok yang dihasi/kan daTi proses sementasi /imbah uranium konsentrat evaporator. Pene/itian di/akukan dengan cara mencampur semen, air; limbah uranium konsentrat evaporator yang mengandung EDTA 0,6 % dan aditif CaCO3 pada perbandingan air dan semen (A/S = 0,35) di da/am ge/as beker yang diikuti dengan pengadukan menggunakan mixer. Adonan yang diperoleh dimasukkan ke da/am tabung polietilen yang mempunyai ukuran diameter dan tinggi 3,5 cm. Adonan da/am tabung po/yeti/en diperam se/ama 28 hari, se/anjutnya di/akukan uji ketahanan tekan dan uji /indi da/am media /indi akuades, air sungai dan air /aut pada kondisi sebelum dan sesudah iradiasi gamma pada /aju dosis 4,78 x 108 mrad/jam. Konsentrasi /imbah konsentrat divariasi daTi 0,0 %, 2,0 %, 4,0 %, 6,0 %, 8,0 %, 10,0 %, 12,0 %, 14,0 %, 16,0 %, 18,o % dan 20, o %. Aditif kalsium karbonat yang ditambahkan divariasi yaitu 0,2 %, 0,4 %, 0,6 %, 0,8 % dan 1,0 %.. Sedangkan pH media lindi akuades divariasi pada (pH = 5, pH 6, pH 7 dan pH = 9). DaTi percobaan dipero/eh kesimpu/an bahwa kondisi terbaik proses sementasi /imbah radioaktif cair konsentrat evaporator yang mengandung EDTA 0,6 %, pH /imbah 8,0, pada harga A/S 0,35 untuk beban /imbah 14,0 % dicapai pada penambahan aditif CaCO3 sebanyak 0,2 % , terhadap sampe/ yang tidak diiradiasi dan yang diiradiasi gamma 4,78 x 108 mRad/jam. Pada kondisi ini diperoleh karakteristik mono/it b/ok yang mampu memberikan harga ketahanan kuat tekan antara (22,376 N/mm2 sampai dengan 21,024 N/mm2). Harga kecepatan pe/indian terendah dicapai untuk media /indi akuades pada pH 6,0 yaitu sebesar 0,743 x 10-3 gram cm-2hari-1 untuk sampel yang tidak diiradiasi gamma dan 0,878 x 10-3 gram cm-2han-1 untuk sampe/ sesudah diiradiasi gamma. Sedangkan da/am media lindi air sungai dan air /aut, terhadap sampel yang tidak diiradiasi dan yang diiradiasi gamma masing-masing memberikan harga kecepatan pelindian rerata sebesar 1,23 dan 1,55 kali lebih besar hila dibandingkan dengan harga kecepatan pelidian da/am media lindi akuades.
ABSTRACT THE INFLUENCE OF GAMMA IRRADIATION AND CHEMICAL ADDITIVE TO THE CHARACTERISTIC OF MONOL/TE BLOCK FROM THE CEMENTATION PRODUCT OF THE EVAPORATOR C;ONCENTRATES URANIUM WASTE. Research on the investigation of the influence of gam/irJa ilT8diation and chemical test to the characteristic of monolith block from the cementation product of the uranium waste of evaporator concentrates has been done. The purpose of this research is to detennine the effect of chemical testing and gamma irradiation to the monolit result quality. The experiment was conducted by mixing of cement, water; radioactive waste to contain EDTA 0.6 % of evaporator concentrate and calcium carbonate in the beaker glass. The comparison of water and cement is 0.35. Dense homogeneous compound resultpoused was in to polyethylene tube which 3.5 cm diameter and height. Dense compound in the polyethylene tube was cured 28 days, and then tested by Paul Webber compress machine to test its compressive strength, leaching test in akuades, river water and sea water; befol'e and after gamma ilT8diation 4.78 x 108 mrad/hour. Concentration of concentrated wa~~tesare variated from 2 %,4 %,6 %,8 %, 10 %, 12 %, 14 %, 16 %, 18 % and 20 %. Additive of calcium carbonate was added to variation the compound in of 0.2 %, 0.4 %,
ISSN 0216-3128
Pengolahan Limbah Radioaktif & Lingkungan
Endro Kismolo, dkk
Prosiding Perlemuan danPresentasi Ilmiah P3TM-BATAN, Yogyakarta 14-15Juli 1999
BukuII
487
0.6 %, 0.8 % and 1 %. Than pH of akuades for leaching media are variated the pH of 5, 6, 7 and 9. From the experiments data can be concluded that the best result was obtained at the process condition of 0.6 % EDTA, 8 of pH waste. The concentration of waste is 14 %, the additive CaCO:~ is 0.2 %. That was obtained for the sample being irradiated and unirradiated and irradiation the gamma radiation on 4.78 x 108 mRadlhour. The characteristic of monolith block with the compressive strength of (22.376 N/mm2 to 21.024 N/mm2) was obtained at those condition'. The lowest value of leaching rate, that obtained on the aquatic leaching medium pH of 6, are 0.743 x 10-3 gram cm-2day-1 for the un-irradiated gamma sample and 0.878 x 10-3gram cm-2day-1 for gamma irradiated sample. While on the leaching medium water of river aj'Jd sea water, for the un-irradiated sample and irradiated sample, leaching rate value are more 1.23 and 1.55 than if they compared to leaching rate in the aquatic leaching medium.
Pada proses hidrasi semen,maka hidrasi silikat akan menghasilkanjel kalsium silikat hidrat (C3S2H3)atau C-S-H daD kalsium hidroksida N ilai kungkung blok semen terhadap sebagai kapUTbebas dimana C3Smelepas3 kali radionuklida sangat dipengaruhi oleh basil lebih banyak daTipadaC2S.Reaksitersebutdisertai reaksi hidrasi semenpadaprosessementasi.Reaksi pelepasan sejumlah panas daDberlangsunglambat hidrasi semenakanmenghasilkanimmobilan semen antara 2-5 jam sebelum mengalami percepatan yang mempunyai karakteristik kungkung yang setelah kulit permukaan pecah. Jel C-S-H tinggi apabila subtansi tambahan dalam proses merupakan suatu butiran koloid kristal sangathalus sementasi tidak mempengaruhi reaksi hidrasi yang memiliki luas permukaan amat besar. Pada semen. Keberadaanlimbah radioaktif konsentrat tahapan reaksi hidrasi selanjutnya, pastasemenyang evaporator dalam proses sementasi dapat terdiri daTi jel, kalsium hidroksida, air, sisa-sisa merupakan subtansi pengganggu dalam reaksi semen yang tidak bereaksi serta adanya beberapa hidrasi semenmeskipunjumlahnya sangatsedikit. senyawa-senyawa lain, kristal-kristalnya Oleh karena itu pada proses sementasi perlu ditambahkanbahan aditif tertentu yang bertujuan membentuk suatu rangkaian tiga demensi yang melekat random daD sedikit demi sedikit mengisi untuk menekanpengaruhdari penambahanlimbah ruangan yang semula ditempati oleh air, lalu konsentrat tersebut dan selanjutnya tidak mengganggutahapanproses reaksi hidrasi semen menjadi kaku daDmengerasmenjadi benda yang padatdan kuat (monolit)(5,9) sampaiterbentukblok monolir1,2). Produk hidrasi semen yang padat akan Demikian juga senyawa EDTA yang terdapatdalam limbah konsentratevaporatordapat menempati volume yang lebih kecil daTi memperburuk immobilan semenyang dihasilkan penjumlahan volume absolut semen kering daD volume air gabungan,sehingga terdapat ruangan mengingat EDTA adalah senyawa yang reaktif terhadaplogam alkali sepertikalsium yang dalam sisa di dalam volume bruto pastasemen.Ruangan proses hidrasi semen merupakan unsur penting sisa yang terbentuk selama hidrasi berlangsung untuk terjadinya immobilan yang monolit. Karena sebagaiporositasdalam semenberwujud suatuporisifat EDTA yang demikian,maka keberadaannya pori kapiler. Di dalam pori-pori inilah ada dugaan dalam limbah konsentratharus diantisipasidengan bahwakelebihansenyawakalsiumyang adaselama hidrasi akan tinggal, mengisi ruangan kosong menambahkan sejumlah tertentu aditif untuk sehingga dapatmeningkatkankuat tekannya.Tetapi memperbaikikwalitas immobilan. Pada penelitian kelebihan senyawa kalsium dalam proses hidrasi ini dipergunakan konsentrat evaporator yang akan menyebabkanflash set dimanajel-jel senyawa mengandung EDTA 0,60 % dan aditif kalsium silikat terlalu cepat mengeras daD akan karbonatyang sangatwnum digunakanuntuk aditif menghasilkan blok monolit yang rapuh daD dalam proses sementasi,karena kemampuannya higroskopis sehingga kuat ketahanan tekannya dalam memperbaikibasil sementasiterutamadapat menjaditurun (5,6) memperkecil terjadinya pengerasansemen yang Secaraumumkestabilanmonolit blok basil terlalu cepatflash set dan merupakanstabilisator sementasi limbah radioaktif tersebut sangat alkali semen untuk Ca(OH)2 pada reaksi hidrasi ditentukan oleh tingkat monolitas basil hidrasi semensehinggadapatdihasilkanmonolit blok yang semen dalam mengungkung senyawa-senyawa yang mempunyairentanpengerasan normal(3,4). ada di dalamnya. Untuk itu perlu dilakukan beberapapengujianbaik uji kimia maupunuji fisika
PENDAHULUAN
Endro Kismolo, dkk
Pengolahan Limbah Radioaktif & Lingkungan
ISSN 0216-3128
488
yaitu antara lain dengan uji ketahananterhadap berbagaimacam kondisi air lindi dan uji ketahanan terhadapradiasi. Pengkondisianair lindi pada uji lindi denganmemvariasipH danjenis air lindi perin dilakukan untuk mengetahui tingkat kestabilan monolit blok semendalammengungkungsenyawasenyawaselain semenyang terdapatdalam monolit blok. Adanya pori-pori dalam monolit blok menyebabkanprosespelindihanradionuklida lebih dipercepat,apalagiprosespelindihandalamair lindi yang mempunyaikandungansenyawadenganharga kelarutannyayang sesuaidengansenyawayang ada di dalam pori di dalam pasta semen. Sedangkan radiasididuga dapatmenyebabkan terjadinyaproses hidrolisa terhadapair di dalamraseair-semen(FAS) yang apabila ini terjadi dapat menggangguproses pengerasanlanjut selamapemeraman(1,8) Oleh karenaitu denganmemvariasijumlah bebanlimbah konsentrat,pH danjenis media lindi , serta irradiasi gamma diharapkan dapat diperoleh monolit blok basil sementasilimbah konsentrat evaporatoryang memenuhikarakteristikimmobilan limbah radioaktif sehingga penyebaran radioanuklidake lingkungandapatdiatasi.
TATA
Prosiding Pertemuan danPresentasi Ilmiah P3TM-BATAN, Yogyakarta 14-15Juli 1999
BukuII
KERJA
Peralatan yang digun~lkan Mixer tangan, peralatan cacah alpha schlumberger, tabung polietilen, piranti gelas, timbangan Sartorius, fasilitas irradiasi gamma (Beam Port), peralatanuji tekan PaulWebber Bahan yang digunakan Sementipe I merk Nusantara,akuades,air sungai selokan P3TM daD air laut pantai parang tritis, limbah konsentratevaporator(0,6 % EDTA) pH = 8), bahankimia : kalsium karbonatteknis daD natriumhidroksidateknis Cara Kerja 1. Preparasi limbah konsentrat Sebelumlimbah konsentratevaporator(0,6 % EDTA) di immobilisasi, terlebih dahulu diatur pH-nya menggunakannatrium hidroksida sampai
pH=8. 2. Penentuan penl~aruh beban limbah konsentrat. Dibuat adonanyang terdiri daTisemen,air daD limbah konsentratevaporator(0,6 % EDTA) denganbebanlimbah konsentratdivariasi terhadap berattotal yaitu 0 %, 2 %, 4 %, 6 %, 8 %, 10 %, 12 %, 14 %, 16 % 18 % daD 20 % pada pH limbah konsentrat 8,0. Pembuatan adonan dilakukan denganmenuangkanlimbah konsentrat,semendaD ISSN 0216-3128
air ke dalam gelas beker 1000 ml yang diikuti dengan pengadukanmenggunakanmixer tangan sampaiterbentuk adonanyang homogen. Adonan yang diperoleh dimasukkan ke dalam tabung polietilen denganukuran diameterdan tinggi = 3,5 cm , selanjutnyadilakukan pemeramanselama28 hari. Blok monolit yang diperoleh diirradiasi gamma,selanjutnyadilakukan uji ketahanantekan menggunakanalat tekan Paul WebberdaDuji lindi dalammedia lindi akuades. 3. Penentuanpengaruh penambahanCaCO3 Kondisi terbaik dari percobaan (2), selanjutnyadengancara yang sarna (2) ke dalam adonanditambahkanCaCO3yang bervariasi yaitu 0,2 %,0,4 %, 0,6 %, 0,8 % dan 1,0%. Blok monolit yang diperoleh diirradiasi gamma dan selanjutnya dilakukan uji ketahanantekan menggunakanalat tekan Paul WebberdaDuji lindi dalam media lindi akuades. 4. Penentuan pengaruh media lindi daD uji radiasi gamma Kondisi terbaik dari percobaan(2) dan (3), selanjutnyadilakukaniradiasigammamenggunakan fasilitas Beam-PortReaktorKartini. Blok monolit yang diperoleh diirradiasi gamma (4,78 x 108 mRad/jam), kemudian dilakukan uji lindi dalam media lindi akuades(pH 5, pH 6, pH 7 daDpH = 9) sertadalammedia lindi air sungaikomplek P3TMBATAN daDair laut PantaiParangtritis.
HASIL
DAN PEMBAHASAN
1. Percobaan pengaruh penambahan limbah
konsentrat Hasil percobaan pengaruh penambahan limbah konsentrat terhadap karakteristik monolit blok basil sementasidapatdilihat pactatabel 1 daD tabel2. Dari tabel 1 dapatdi lihat pengaruhbeban limbah konsentratterhadapketahanankuat tekan. Dari 'percobaandiperolehinformasibahwa semakin banyak limbah konsentrat yang ditambahkan ke dalamadonansemenmengakibatkanturunnyaharga ketahanantekannya. Hubungan antara ketahanan tekan terhadapjumlah limbah yang ditambahkan memberikanharga koefisienkorelasi(R = -0,965). Terjadinya penurunan ketahanan tekan dari immobilan tersebutdimungkinan karena semakin banyak limbah konsentrat yang ditambahkan ke dalam adonan semen dapat menyebabkanjarak antarpartikel semensemakinbesardaDmengurangi tingkat monolitas blok semen sehingga kuat tekannyamenjaditurun. Bebanlimbah yang terlalu' besar dapat mengganggu reaksi hidrasi semen
Pengolahan Limbah Radioaktif & Lingkungan
Endro Kismolo, dkk
~ ~"""= I ~IIJm ~:::~==::t:
ProsidingPertemuan denPresentasi llmiah P3TM-BATAN, Yogyakarta 14-15Juli 1999
BukuII
terutama pada pembentukan senyawa C-S-H karena pengenceran air oleh limbah sehingga mono lit yang diperoleh bersifat "brittle" yang tentunya tidak tahan terhadap tekanan. Dari percobaan menunjukkan bahwa pada kondisi jumlah penambahan limbah lconsentrat yang sarna, maka rerata penurunan harga ketahanan tekan basil immobilisasi terhadap immobilan yang tidak diirradiasi gamma adalah 1,035 kali lebih besar bila di bandingkan dengan immobilan yang dikenakan irradiasi gamma dengan dosis radiasi 4,78 x 108 mRadljam atau mempunyai penurunan kuat tekan rerata sebesar3,125 %. Hal ini menunjukkan bahwa irradiasi gamma pada dosis tersebut sudah mempengaruhi kualitas monolit blok pada sementasi limbah konsentrat. Tabell.
No
Pengaruh penambahan limbah konsentrat terhadap karakteristik ketahanan tekan immobilan pada kondisi AIS = 0,35, konsentrasi aditif CaCO) = 0 %, pH limbah konsentrat = 8,0 daD dosis irradiasi gamma = 4,78 x 108mRad/jam.
Limbah,( %)
1.
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20.0
2.
3. 4. 5.
6. 7. 8.
9. 10 11 40
Ketahanan Tekan N/mm2 iradiasi SetelahIradiasi 35,461 37,721 33,540 34,231 28,274 29,402 25,893 27,178 24,012 24,614 I 22,724 24,026 I 19,403 21,049 i 16,924 18,643 13,924 14,246 10,426 11,631
Kans.
I
~ 11,M2
9.134
Ketahanan leksn, N/mm3
30
20
-e-Sebelum
10
0
0
2
iradiasi
4
-E-Setal,.h iradiasi
6
8
10
12
14
16
18
20
Konsentrasi Umbah. %
Gambar1. Hubungan lmtara konsentrasi /imbah konsentrat dengan kuat tekan pada sementasi/imbahkonsentratevaporator. Sedangkanpengaruhpenambahanlimbah konsentratterhadapkarakteristikpelindihan dalam media lindi akuadesdapatdilihat padatabel2.
Endro Kismolo, dkk
489
Tabel 2. Pengaruhpenambahanlirnbah konsentrat terhadapkarakteristikuji pelindihan (hari ke 90) pada kondisi NS = 0,35, konsentrasi aditif CaCO) = 0 %, pH lirnbah = 8,0 clandosis radiasi gamma = 4,78 x 10.mRad/jam. No
Kans.
I Limbah,( %) 1. 0,0 2. 2,0 3. 4,0 4. 6,0 5. 8,0 6. 10,0 7. 12,0
8.
9. 10 11
14,0 16,0 18,0 20,0
K~eDt.lindi (x 10-:Sc!am cm-2.han-1) Setelahiradiasi Sebelum iradiasi 0,741 0,542 0,834 0,661 0,846 0,692 0,929 0,742 0,981 0,792 0,974 0,821 1,106 0,892 0,984 0,940 retak 0,980 retak retak retak retak
Dari tabel 2 dapat dilihat bahwa semakin besar konsen~i limbah konsenuat yang ditambahkan ke dalam adonan, maka harga kecepatanpelindiannya semakin besar. Hal ini terjadi karenapenambahanlimbah konsentratyang semakinbanyak akan mengakibatkanpeningkatan kekeroposanmonolit blok yang dalam hal ini juga ditentukan oleh adanya subtansiselain komponen semenyang dicampurkan.Kemampuanmaksimum sampaihari ke 90 dari semuasampelmonolit blok basil proses sementasi limbah konsenuat yang mengandungEDTA = 0,6 % terhadapmedia lindi akuadesdan dikenakanirradiasigammapadadosis 4,78 x 108mRad/jam dicapai pada beban limbah konsentrat14 % dengankecepatanpelindihan0,984 x 10-3gramcm-2hari-l. Di atasharga tersebutsampel mengalami kerusakanatau retak pada proses pelindian. Dari tabel 2 juga dapat dilperoleh informasi adanya perbedaantingkat ketahananimmobilan terhadap media lindi untuk sampel sebelum diiradiasi dan sampelyang sudah diiradiasi gamma pada dosis 4,78 x 10. mRad/jam.Perbedaantingkat ketahanan immobilan tersebut dapat dimungkinkan adanya prosespengerasansemenselamapemeramanyang berbeda.Sampelyang dikenai radiasi gammapada dosistersebutmempunyaiketahananpelindianyang lebih rendahbila dibandingkandengansampelyang tidak diiradiasi. Hal ini terjadi karena adanya dugaanterhidrolisanyasejumlah air dalam rase air semen selama pemeraman, sehingga proses pengerasan lanjut terganggu dalam hal ketersediaannrase air dalam proses hidrasi Ianjut. Kondisi yang demikian dapat menyebabkan terjadinya kapilarisasi monolit blok sehingga kecepatanpelindiannyamenjadilebih besar.
Pengolahan Limbah Radioaktif & Lingkungan
ISSN 0216-3128
~ -~
490
Prosiding Pertemuan danPresentasi Ilmiah P3TM-BATAN, Yogyakarta 14-15Juli 1999
BukuII
konsentrasi CaCO3 tertentu harga ketahanan kuat tekan menjadi turun. Untuk immobilan basil ~ sementasi limbah konsentrat yang tidak dikenai radiasi gamma maka penambahan CaCO3 0,8 ~ maksimum sebesar 0,2 % yaitu memberikan harga x.-~ 0,6 ketahanan kuat tekan sebesar 22,376 M/rnm2. Sedangkan monolit blok basil sementasi limbah 0,4 ~Sebelum iradiasi konsentrat yang dikenai radiasi gamma pada dosis -e-Setelah iradiasi 0,2 4,78 x 108 mRad/jam, maka penambahan CaCO3 sebesar 0,2 % memberikan harga ketahanan kuat 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 tekan sebesar 21,024 N/mm2. Diatas harga-harga Korn,entrasi limbah, % tersebut kuat tekannya menjadi turun. Hal ini disebabkan karena pada konsentrasi tertentu aditif Gambar2. Hubungan antara konsentrasi limbah CaCO) dapat sebagai"filler" pada pori monolit blok dengan kecepatan pelindian pada basil reaksi hidrasi dan sebagai penyerap rase air sementasilimbah konsentratevaporator lebih sehingga harga ketahanan tekannya menjadi Percobaan pengaruh I[>enambahanCaCO3. naik. Tetapi pada konsentrasi CaCO3 yang Pengaruh penambahan aditif CaCO) berlebihan justru akan mengganggu reaksi hidrasi terhadap kualitas monolit blok basil sementasi semen dalam hal pembentukan jel C-S-H dan akan 1,2
Kecepatan lindi, x 10-3gram.cotl-2.harI-1
--
limbah konsentrat evaporator dapat dilihat pada tabel3 clantabel4.
Tabel 3. Pengaruh penambahan aditif CaCO3 terhadap karakteristik ketahanan tekan immobilan pada kondisi A/S = 0,35,konsentrasilimbah konsentrat14 %, pH limbah = 8, dosis radiasi y = 4,78xl08 mRad/jam. No
1. 2. 3.
4.
5.~
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8
1.0
17, 648376
22,
16;421 21,'024
22, 142
20,764
21,.434724 19, 17,240
19;861 16,.243 15,543
Tabel 4. Pengaruh penambahan aditif CaCO] terhadapkarakteristikketahananpelindian immobilan pacta kondisi NS = 0,35, konsentrasilimbah konsentrat 14 %, pH limbah = 8 dan dosis radiasi gamma = 4,78 x 108mRad/jam. No
1. 2. 3. 4.5.
Kans.
Ketahanan Tekan( N/mm2)
CaCO3. (%) I SetJelum i~I::::§~telah iradiaslI 0,984 0,940 0,0 0,2 0,4
0,6 0,8~&
6
0,763
0,872 0,989 1,054 1,424
0,921 0,943 1,441 Retak retak
Dari tabel :3 dapat dilihat pengaruh penambahanaditif CaCO] terhadapketahanankuat tekan immobilan. Dari percobaan diperoleh informasi bahwa aditif CaCO] dapatmeningkatkan harga ketahanankuat tekan immobilan, tetapi pada
ISSN 0216-3128
dapat menyebabkan terjadinya proses pengerasan yang terlalu cepat akibat kekurangan rase air dan pori yang terbentuk semakin banyak sehingga ketahanannya menjadi turun. Selain itu dalam poripori ini ada dugaan bahwa kelebihan senyawa kalsium dalam proses hidrasi akan menyebabkan "flas sel" dimanajel-jel senyawa silikat terlalu cepat mengeras dan akan menghasilkan blok mono lit yang rapuh dan higroskopis sehingga kuat tekannya menjadi turun. 25
20
Ketahanan tekan, N/mm3
--
::::::~~---~~
~
y
-s-
15
-s-Sebelum irediasi -t:-Setelah
iradiasi
5 0 0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
Konsentrasi CaCO3, %
Gambar 3. Hubungan antara konsentrasi aditif CoCO 3 dengan kuat tekan pada sementasi limbah konsentrat evaporator Sedangkan daTi tabel 4 dapat dilihat pengaruh penambahan CaCO] terhadap karakteristik kecepatan pelindian immobilan basil sementasi limbah konsentrat evaporator sebelum clan sesudah irradiasi gamma. Di samping itu aditif CaCO] dapat memperbaiki ketahanan pelindian dari mono lit blok basil sementasi limbah konsentrat, baik untuk immobilan yang dikenai radiasi gamma maupun immobilan yang tidak dikenai radiasi gamma. Hal ini dibuktikan dengan turunnya harga kecepatan pelindian setelah penambahan aditif CaCO] ke
Pengolahan Limbah Radioaktif & Lingkungan
Endro Kismolo, dkk
/"
ProsidingPertemuandan PresentasiI/miah P3TM-BATAN,Yogyakarta14-15 Juti 1999
BukuII
dalam adonan. Tetapi pada konsentrasitertentu penambahan CaCO] menyebabkan kenaik-an harga kecepatan pelindian. Untuk immobilan yang dikenai iradiasi y penambahan maksimum aditif CaCO] adalah sebesar 0,6 % yaitu memberikan harga kecepatan pelindian sebesar 1,441 x 10-3gram cm2hari-'. Oi atasharga tersebut menyebabkanturunnya ketahanan immobilan terhadap media lindi daD terjadi kerusakan mono lit blok (retak) dalam pelindian. Hal ini terjadi karena penambahan CaCO] ke dalam adonan semen yang terlalu banyak justru akan menyebabkan kenaikan pori pada monolit blok basil sementasi serta dapat mengurangi volume absolut dari seluruh basil reaksi hidrasi semen,
sehingga dapat meningkatkan abrasi pada permukaan mono lit dan harga kecepatan pelindian menjadi besar. Kondisi yang demikian dapat meningkatkan terjadinya intrusi air lindi ke dalam monolit melalui pori. Sedangkan untuk immobilan yang tidak dikenai radiasi gamma, maka penambahan maksimum CaCO] sebagai aditif adalah 0,2 % karena mampu memberikan harga kecepatan pelindian terkecil yaitu sebesar 0,763 x 10-3gram cm-2hari-', sedangkan untuk immobilan yang dikenai radiasi gamma pada konsentrasi CaCO] yang sarna (0,2 %) memberikan harga kecepatan pelindian sebesar0,921 x 10-3gram cm2hari-'.
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
Konsentrasi aditifCaCO3.% Gambar 4. Hubungan antara konsentrasi aditif GaGa 3 dengan kecepatan Fe/indian pada sementasi /imbah konsentrat evaporator Penentuan pengaruh jt~nis media lindi Pengaruh pemakaian media lindi terhadap karakteristik immobilan basil sementasi limbah konsentrat evaporator dapat dilihat pada tabel5. Dari tabel 5 dapat dilihat pengaruh jenis media lindi, pH media lindi terhadap terhadap sampel basil sementasi limbah radioaktif konsentrat evaporator yang tidak diiradiasi daD yang diiradiasi gamma. Di samping itu faktor pH media lindi terutama pada kondisi asam diduga dapat mempengaruhi terbentuknya Ca(OH)2 dalam reaksi hidrasi tingkat lanjut. Tetapi pada kondisi pH media Endro Kismolo, dkk
491
lindi ke arab basa maka pertumbuhanCa(OH)2 dalam reaksi hidrasi semencukup stabil sehingga pembentukanjel C-S-H tidak terganggu. Ketika pembentukanjel C-S-H tidak terganggu maka butiran halus jel-jel kalsium silikat hidrat akan segera mengerasbersama sisa-sisahidrasi semen dan menempativolume absolutdaTivolume seluruh materialreaksihidrasi saatmengerasdemikianjuga pacta saat kondisi rase air berlebih (pelindian), sehinggahargakecepatanpelindian menjadirendah Tabel5. Pengaruh media lindi terhadap karakteristik immobilan hasil sementasi limbah konsentratevaporatorpactakondisi AlS = 0,35, konsentrasilimbah konsentrat = 14%, pH limbah = 8, aditifCaCO]= 0,2 % dan irradiasigammapactadosis4,78 x 101mRad/jam.
Untuk media lindi akuades, dari percobaan, pH media lindi terbaik adalah antara pH = 6,0 daD pH = 7,0 karena memberikan harga kecepatan pelindian yang rendah yaitu antara 0,743 x 10-3 gram.cm02.hari°lsampai 0,763 x 10-3gra.'D.cm-2.hari-1 untuk sampel yang tidak diiradiasi gamma daD antara 0,878 x 1003gram.cm02hari-lsampai 0,931 x 1003gram.cm02.harioluntuk sampel yang diiradiasi gamma pada dosis 4,78 x 108mRad/jam. Sedangkan untuk media lindi air sungai daD air laut memberikan harga kecepatan pelindian yang lebih besar bila dibandingkan dengan media lindi akuades. Dari percobaan untuk sampel yang diiradiasi gamma memberikan peningkatan harga kecepatan pelindian rerata sebesar 1,219 kali lebih besar terhadap sampel yang tidak diiradiasi atau mengalami peningkatan harga kecepatan pelindihan rerata sebesar 22,65 %. Peningkatan harga kecepatan pelindian pada penggunaan media lindi air sungai dan air laut dimungkinkan terjadi karena dalam air tersebut (khususnya air laut) mengandung senyawa-senyawayang mempunyai harga kelarutan yang sesuai dengan senyawa-senyawa yang ada dalam pori-pori blok mono lit. Kondisi ini semakin diperburuk dengan adanya iradiasi yang diduga dapat merusak irnrnobilan dalam hal ketersediaan air dalam rase air semen ketika masa pemeraman daD pengerasan lanjut, sehingga pada percobaan pelindian diperoleh harga kecepatan pelindian yang
Pengolahan Limbah Radioaktif & Lingkungan
ISSN 0216-3128
492
Buku11
Prosiding Peltemuan dan Presentasi /lmiah P3TM-BATAN, Yogyakalta14-15Juli 1999
lebih tinggi. Dalam media lindi air sungai memberikan harga kecepatan pelindian sebesar 0,932 x 10-3gram cm-2hari-Juntuk sampel yang tidak diiradiasi daD 1,064 :K 10-3gram cm-2hari-Juntuk sampel yang diiradiasi gamma atau 1,23 kali lebih besar bila dibandingkan dengan harga kecepatan pelindian dengan media lindi akuades. Sedangkan dalam media air laut memberikan harga kecepatan pelindian sebesar1,041 x 10-3gram cm-2hari-1untuk sampel yang tidak diiradiasi daD 1,493 x 10-3gram cm-2hari-luntuk sampel yang diiradiasi gamma pacta dosis 4,78 x 10' mRad/jam (atau 1,55 kali lebih besar bila dibandingkan dengan harga kecepatan pelindian dengan media lindi akuades).
2. BROWNSTEIN,M., R.LEVESQUE., Experimence With Cemen Usage as The Binding Agent For Radwaste,ASME Publication, New York, (1979). 3. A.ANTONO,Prof. Ir., Teknologi Beton, Fakultas Teknik Jurusan Teknil Sipil UGM, Yogyakarta,(1980. 4. ENDRO,K., "Immobilisasi Limbah Konsentrat EvaporatorYang Mengandung EDTA Menggunakan Semen", PresentasiIlmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuandan Teknologi Nuklir, PPNY-BATAN, (1998). 5. ZANGE,E, SCHLENTER,M, LA SCHER, Immobilization of Waste Water Residues By EnbeddingInto Concrete,IAEA-SM, 261. 6. SUPARDI, "Penelitian Fiksasi Resin Dengan KESIMPULAN Semen", Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah PenelitianDasar Ilmu Pengetahuandan Dari data yang diperoleh didalam Teknologi Nuklir, ISSN 0216-3128, PPNYpercobaanserre berdasarkanteori yang ada maka BATAN, (1988). r dapatdiperolehbeberapakesimpulanantaralain : 7. GARLEY MACAULY K.W, DKK, Advanced Semen merk Nusantara dapat dipakai sebagai Management Methodes for Medium Active immobilan dalam proses sementasi limbah Waste,ISSN0275-7273,(1981). radioaktif cair konsentrat evaporator yang 8. J.A.AYRES, Decontamination of Nuclear mengandung EDTA yaitu dengan memberikan Reactors and Equipment, Pacific Northwest aditif CaCOJke dalamnya. Laboratory Battelle Memorial Institute, New Kondisi terbaik proses sementasilimbah York, (1982). radioaktif cair konsentrat evaporator yang 9. NEVILLE,AM, ConcreteTechnology,Longman mengandungEDTA 0,6 %, pH limbah 8,0; pada Science & Technical, Copublished in The harga AlS 0,35 untuk bebanlimbah 14,0 % dicapai United Statewith John Wiley & Sons,Inc, New pada penambahanaditif CaCOJsebanyak0,2 % York, (1987). pada berbagaikondisi media lindi terhadapsampel yang tidak diiradiasi daD diiradiasi gamma pada dosis4,78 x 10 8mRad/jam. Pada kondisi tersebut menghasilkan monolit blok dengan harga ketahanankuat tekan TANYA JAWAB antara 22,376 N/mm2 untuk sampel yang tidak diiradiasi daD 21,024 N/mm2 untuk sampelyang Duyeh Setiawan diiradiasi daD dengan harga kecepatanpelindian > Bagaimana fungsi CaCO3 dalam monolisasi masing-masinguntuk media lindi akuadespH 6, 0 limbah Uranium konsentrat evaporasi pada adalah 0,743 x 10-3gram.cm-2.hari-1 untuk sampel monolit blok? yang tidak diiradiasi gamma daD 0,878 x 10-3 Endro Kismolo gram.cm-2hari-luntuk sampel yang diiradiasi ~ CaCO3berfungsi: gamma. Sedangkandalam media lindi air sungai .Mengatur ketersediaanCa dalam proses daD air laut, terhadapsampelyang tidak diiradiasi hidrasi semen. daD yang diiradiasi gamma masing-masing .Sebagai ':filter " dalam pori-pori yang memberikan harga kecepatan pelindian Terata sebesar 1,23 daD 1,55 kali lebih besar hila terbentukpada mono/it blok. dibandingkan dengan harga kecepatan pelidian dalammedia lindi akuades.
DAFTAR
PUSTAKA
1. SURGENT & LUNDY ENGINEER, Low RadwasteSolidification,California,(1983).
ISSN 0216-3128
Pengolahan Limbah Radioaktif & Lingkungan
Endro Kismolo, dkk
