1,2,3mala
TRANSCRIPT
7/23/2019 1,2,3mala
http://slidepdf.com/reader/full/123mala 1/10
Dwi Biyantoro, dkk. ISSN 0216 - 3128 189
Prosiding PPI - PDIPTN 2010Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta, 20 Juli 2010
KAJIAN PEMISAHAN Zr–Hf DENGAN PROSES EKSTRAKSI
CAIR–CAIR
Dwi Biyantoro dan Muhadi AWPusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan – BATAN, Yogyakarta
ABSTRAK
KAJIAN PEMISAHAN Zr – Hf DENGAN PROSES EKSTRAKSI CAIR-CAIR. Telah dilakukan kajian
pemisahan Zr – Hf dengan proses ekstraksi cair-cair. Disajikan data hasil kajian untuk pemisahan Zr – Hf.
Data yang diperoleh ini akan dipakai untuk menentukan proses pemisahan yang digunakan untuk
memperoleh Zr derajad nuklir dengan kandungan Hf dibawah 100 ppm. Beberapa aspek yang perlu
dipertimbangkan pada pemisahan ini antara lain: jenis solven yang digunakan, pengencer, dan suasana
umpan. Disamping itu teknologi proses pemisahan Zr – Hf dengan proses ekstraksi cair-cair yang dipilih
harus memperhatikan beberapa kriteria antara lain: proses mudah dikerjakan, efisiensinya tinggi, cepat dan
murah. Kajian proses pemisahan Zr – Hf melalui tahapan pengumpulan data, mempelajari buku pustaka,
jurnal hasil penelitian, download internet, analisis data dan perumusan. Dari hasil kajian dapat disimpukan
bahwa untuk proses pemisahan Zr – Hf dengan proses ekstraksi cair – cair untuk memperoleh Zr derajad
nuklir dengan kadar Hf dibawah 100 ppm dapat dilakukan dengan menggunakan alat pengaduk pengenap
(mixer settler) atau dalam reaktor alir tangki berpengaduk (RATB) yang disusun secara seri memakai solven
TBP, pengencer kerosen dan umpan suasana asam nitrat. Langkah-langkah penelitian dapat dilakukan
dengan melakukan sistem aliran fluida, melakukan kajian, spesifikasi dan sifat fisis dan parameter sistem
seperti densitas dan viskositas larutan, serta parameter reaksi. Alternatif lain untuk teknik pemisahan Zr –
Hf yang kemungkinan bisa diterapkan adalah ekstraksi membran emulsi. Teknik pemisahan ini melibatkan
tiga fasa yaitu fasa air eksternal dimana terkandung logam yang akan diekstraksi (Zr – Hf), fasa organik
atau fasa pengekstrak dan fasa air internal untuk re-ekstraksi. Sama seperti pada proses ekstraksi, proses ini
memerlukan solven, pengencer, dan diperlukaan tambahan surfaktan Span 80 sebagai pembentuk emulsi.
Diharapkan, dengan teknik membran cair ini akan memberikan hasil pemisahan yang lebih baik.
Kata kunci: Ekstraksi cair-cair, pemisahan Zr, Hf, derajad nuklir.
ABSTRACT
STUDY ON SEPARATION OF Zr - Hf WITH LIQUID-LIQUID EXTRACTION PROCESS.
Separation of Zr – Hf with liquid-liquid extraction process was conducted. The data from studies
for the separation of Zr – Hf . The data obtained will be used to determine the separation process
for obtaining the nuclear grade Zr with Hf content less than 100 ppm. Some aspects to consider in
this separation process include: type of solvent used, diluent, and the feed condition. Besides the
separation process technology Zr - Hf with liquid-liquid extraction, the process selected must be
considered several criteria, such as: workability of the process, high efficiency, quick and cheap.
Study on the separation process of Zr - Hf through the stages of collecting data, studying library
books, research journals, internet download, data analysis and formulation. From the results of
the study can concluded that for the process of separation of Zr - Hf with the process liquid -
liquid extraction to obtain nuclear grade Zr with Hf content below 100 ppm can be done by using
a mixer (mixer settler) or in a continuosly stirred tank reactor (CSTR) series using TBP solvent,diluent kerosene and in the nitric acid condition. Step-by-step of research by using of fluid flow
systems, by reviewing the specifications and physical properties and system parameters such as
density and viscosity of the solution, as well as reaction parameters. Another alternative to
separation techniques Zr - Hf which might be applied is the emulsion membrane extraction. This
technique involves three-phase separation of the external aqueous phase in which the contained
metal to be extracted (Zr - Hf), organic phase or phase extraction and internal water phase for
re-extraction. Just like in the extraction process, this process requires a solvent, diluent, and an
additional of surfactant Span 80 as the forming of the emulsion. Hopefully, with this liquid
membrane technique will provide a better separation results.
Key word: Liquid-liquid extraction, Zr, Hf separation, nuclear grade.
7/23/2019 1,2,3mala
http://slidepdf.com/reader/full/123mala 2/10
190 ISSN 0216 - 3128 Dwi Biyantoro, dkk.
Prosiding PPI - PDIPTN 2010Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta, 20 Juli 2010
PENDAHULUAN
irkonium (Zr) dalam bahan bakar nuklir
diperlukan karena mempunyai beberapa
keunggulan antara lain : penampang lintang
serapan netron rendah (0,185 barn), tahan panas,
tahan korosi, dan mempunyai sifat mekanik yang baik. Keunggulan ini menyebabkan ZrC berpotensi
menggantikan SiC sebagai pelapis uranium/bahan
bakar reaktor suhu tinggi. Untuk memperoleh Zr
derajad nuklir dengan kandungan pengotor Hf
maksimal 100 ppm maka diperlukan teknologi
pemisahan antara Zr dan Hf yang tepat. Metode
pemisahan ini terus dikembangkan untuk membuat
proses lebih efisien, efektif dan dipakai untuk
meningkatkan produksi.
Pulau Bangka di Indonesia adalah salah satu daerah
yang mempunyai sumber daya mineral pasir zirkon
dengan kadar Zr sekitar 40% dengan pengotor
antara lain : (Hf = 1,39%, Si = 20,75% dan Sn =1,27%). Zirkonium agar dapat dipakai sebagai
bahan strategis dalam industri nuklir, Zr harus
bersih dari pengotornya terutama dari hafnium (Hf)
karena mempunyai penampang lintang penyerap
netron yang tinggi yaitu 102 barn. Dalam reaktor
nuklir hafnium digunakan sebagai batang kendali.
Oleh karena itu kedua unsur tersebut pemakaiannya
dalam reaktor juga mempunyai fungsi yang
berlainan.
Penelitian yang berkaitan proses pemisahan
Zr – Hf dari hasil olah pasir zirkon sudah banyak
dilakukan, namun hasil yang dipublikasikan datanyakurang lengkap, sehingga perlu dilakukan penelitian
tersendiri. Beberapa metode pemisahan antara Zr
dan Hf yang telah ditemukan antara lain : fraksinasi
kristalisasi dan pengendapan, fraksinasi sublimasi
dan distilasi, migrasi ion, kolom kromatografi dan
ekstraksi cair-cair. Meskipun telah dihasilkan
banyak penelitian mengenai pemisahan Zr – Hf,
tetapi informasi cara pemisahan kedua unsur
tersebut sampai saat ini masih terbatas dalam bentuk
informasi singkat atau dalam bentuk paten.
Sebelum dilakukan penelitian pemisahan Zr
– Hf perlu dikaji dulu pemilihan proses pemisahandari berbagai proses yang akan digunakan. Proses
dipilih yang menguntungkan dengan peralatan yang
tersedia dan murah, bahan tersedia dan reagennya
juga tersedia dan murah. Pada kajian ini difokuskan
pada teknologi proses ekstraksi cair-cair karena
prosesnya sangat memperhatikan aspek, yaitu
better, faster, and cheaper .
Pemisahan Zr dan Hf dengan proses ekstraksi
pelarut adalah merupakan proses basah. Untuk
proses pemisahan dengan proses basah digunakan
tangki reaktor yang dibuat dari baja nirkarat 316 (SS
316), sedang ukuran alat tidak terlalu besar karena
jarang digunakan dalam industri (1-5). Pemisahan Zr
– Hf melalui proses ekstraksi yang dikerjakan di
laboratorium menggunakan tangki reaktor yang
terbuat dari gelas kaca.
Diketahui bahwa untuk pemisahan Zr dan Hf
sangat sulit dikerjakan karena kedua unsur tersebutmempunyai sifat kimia yang sangat mirip. Metode
awal yang digunakan untuk pemisahan Zr dan Hf
yaitu dengan proses pengendapan atau kristalisasi
fraksinasi memakai garam amonium florida ternyata
tidak cocok untuk produksi skala industri atau
produksi komersial. Metode teknologi pemisahan Zr
– Hf dengan proses ekstraksi senantiasa terus
dilakukan sampai dengan penemuan pelarut baru.
Mengingat sifat kimia unsur Zr (IV) yang mirip
dengan Hf (IV) maka pemisahan secara kimia sulit
dikerjakan, maka perlu diperhatikan sifat-sifat
keduanya yang berbeda yaitu sifat fisisnya antara
lain : nomor atom, titik lebur, titik didih dankelarutan senyawa kimianya. Untuk pemilihan
teknologi proses pemisahan Zr – Hf melalui proses
ekstraksi cair – cair yang efektif perlu dilakukan
dengan cara mencari dan mempelajari dari beberapa
pustaka, hasil penelitian, jurnal dan internet.
Zirkonium mempunyai valensi 2, 3 (halogen only)
dan 4. Demikian pula hafnium juga mempunyai
valensi 2, 3 dan 4. Oleh karena itu perlu dipelajari
pemilihan pemakaian solven baru pada berbagai pH
yang bisa membuat ikatan komplek kimia dan
memodifikasi sifat unsurnya menjadi spesies
(molekuler/senyawa komplek) yang berbeda antara
Zr dan Hf sehingga dapat memberikan nilaikoefisien distribusi (Kd) berbeda. Dengan nilai Kd
yang bebeda maka dapat memberikan solusi
pemisahan antara Zr dan Hf. Dari hasil kajian
diharapkan dapat diperoleh cara yang efektif untuk
memperoleh zirkonium derajad nuklir dengan
kandungan hafnium dibawah 100 ppm.
Teknologi pemisahan Zr – Hf menggunakan
proses ekstraksi cair-cair terus dikembangkan
karena mengarah pada: a) pengembangan pelarut
baru agar lebih selektif terhadap ion tertentu, b)
pemakaian kembali pelarut ke dalam proses,
sehingga dapat menghemat biaya, c) peningkatkanunjuk kerja proses agar kebutuhan energi yang lebih
rendah, d) peralatan yang lebih kecil, e) kebutuhan
bahan pelarut yang lebih hemat, dan f) limbah yang
lebih sedikit. Metode ini terus dikembangkan untuk
membuat proses ekstraksi lebih efisien, efektif dan
dipakai untuk meningkatkan produksi(6).
DASAR TEORI
Ekstraksi adalah proses pemisahan satu atau
lebih komponenn dari suatu campuran homogen
menggunakan pelarut cair (solven) berdasarkan
Z
7/23/2019 1,2,3mala
http://slidepdf.com/reader/full/123mala 3/10
Dwi Biyantoro, dkk. ISSN 0216 - 3128 191
Prosiding PPI - PDIPTN 2010Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta, 20 Juli 2010
prinsip beda kelarutan. Ekstraksi dapat dipakai
untuk memisahkan dari kadar rendah sampai dengan
kadar tinggi. Ekstraksi cair-cair atau sering disebut
ekstraksi saja.
Ada kecenderungan baru untuk mencoba
menggunakan gabungan dua solven. Solven yangdipakai mengandung zat yang bisa berikatan kimia
atau membentuk senyawa kompleks dengan zat
yang diserap sehingga kemampuan solven
mengekstraksi meningkat(7). Contoh adalah
pemakaian solven metil isobutil keton (MIBK) yang
mengandung triisooktil amin (TIOA), TBP dan
cyanex . Selain itu, ada juga usaha mengembangkan
ekstraksi dengan membran cair, di mana terbentuk
tiga fasa cair.
Pemisahan zirkonium dan hafnium pada
proses ekstraksi cair-cair (reaksi homogen) dapat
dikerjakan dengan mengubah logam tersebut
menjadi senyawa kompleks yang dapat larut dalam
fasa organik. Fasa organik ini mempunyai gugus
ligan yang dapat bereaksi selektif terhadap salah
satu atau beberapa unsur logam yang ada dalam fasa
air. Terpisahnya unsur-unsur logam ini karena
perbedaan reaktifitas dan difusifitas masing-masing
unsur logam terhadap fasa organik.
Laddha, 1976 mengatakan bahwa ekstrasi
lebih ekonomis dipakai dibandingkan dengan proses
lain, antara lain pada pemisahan campuran bahan
yang mempunyai sifat kimia yang mirip antara yang
satu dengan yang lain(8)
.
Pada proses ekstraksi cair-cair pemakaian
solven yang selektif pada proses pemisahan Zr – Hf
sangat berpengaruh pada kecepatan pemisahan
sehingga diharapkan akan diperoleh Zr derajad
nuklir, meningkatkan efisiensi dan faktor
pemisahan.
Pada proses pemisahan yang digunakan
dalam industri untuk pengolahan logam seperti
lantanida, karena faktor pemisahan antara lantanida
begitu kecil banyak stage ekstraksi diperlukan.
Dalam proses multistage, fasa air dari satu stage
ekstraksi diumpankan ke stage berikutnya sebagaiumpan dikontakkan dengan fasa organik secara
berlawanan arah. Oleh karena itu dengan cara ini
jika pemisahan di antara dua logam di tiap stage
kecil, sistem keseluruhan dapat memiliki faktor
dekontaminasi lebih tinggi.
Mixer-settler pertama kali digunakan dalam
industri nuklir karena alat tersebut tidak
memerlukan ruangan yang luas, operasi dan
perawatannya mudah. Biasanya, mixer settler terdiri
dari beberapas stage yang tidak memerlukan
pemipaan, dan prinsip kerjanya berdasarkan beda
densitas untuk memberikan “driving force” untuk
aliran fluida. Sejak itu, penggunaan mixer-settler
telah menyebar ke berbagai aplikasi, dan banyak
dimanfaatkan di pertambangan dan industri
metalurgi. Oleh karena itu alat tersebut bisa
digunakan baik dalam skala laboratorium maupun
skala industri dan handal jika di scale-up. Kelebihanyang lain kaskadenya dapat disusun secara
horisontal sehingga tidak memerlukan ruangan yang
tinggi, serta memungkinkan penambahan stage
setiap saat.
Salah satu teknik pemisahan yang sering
dipakai adalah ekstraksi membran emulsi. Teknik
pemisahan ini melibatkan tiga fasa yaitu fasa air
eksternal yang mengandung logam yang akan
diekstraksi, fasa organik atau fasa pengekstrak dan
fasa air internal untuk re-ekstraksi. Ekstraksi
berjalan sangat cepat karena tebal lapisan membran
yang dilewati sangat tipis dan luas permukaan yang besar per unit volume. Antara fasa organik dan fasa
air internal merupakan emulsi yang terbentuk karena
adanya emulgator atau surfaktan. Logam yang ada
dalam fasa air eksternal akan terekstrak oleh
pengekstrak yang ada dalam fasa organik dengan
membentuk senyawa kompleks. Senyawa kompleks
ini selanjutnya terdekomposisi oleh fasa air internal
dan tersimpan didalamnya. Oleh karena itu teknik
membran cair emulsi merupakan teknik yang
potensial dan efektif dalam proses pemisahan,
karena ekstraksi dan stripping terjadi secara
simultan. Dengan metode ekstraksi membran emulsi
ini terjadi penghematan pemakaian ekstraktan
karena ekstraktan tidak mengalami kejenuhan dan
logam langsung ditransfer ke fasa air internal dan
pemakaian teknik ini dapat menghemat waktu(9).
Diharapkan, pemakaian teknik membran cair ini
akan memberikan hasil pemisahan yang lebih baik.
Sisi kelemahan teknik ini adalah pada pembuatan
emulsi karena membutuhkan kecepatan pengaduk
1.000 s/d 10.000 rpm. ABOU NEMEH dkk.(10)
,
telah memisahkan uranium dari pengotor-
pengotornya dengan teknik pemisahan ekstraksi
membran emulsi cair.
Dengan latar belakang uraian tesebut di atas, pengembangan metode pemisahan yang lebih efektif
untuk kedua elemen ini masih bertumpu pada
teknologi proses pemisahan menggunakan proses
ekstraksi cair-cair dan atau kolom penukar ion. Pada
proses pemisahan diperlukan ilmu pengetahuan dan
inovasi untuk merancang sistem pemisahan yang
efisien dan murah, serta sarana pendukung seperti
perkembangan teori baru, eksperimen dengan unjuk
kerja yang lebih baik dan simulasi komputer.
Dibawah ini Tabel 1. ditampilkan per-
bandingan pokok antara zirkonium dan hafnium.
7/23/2019 1,2,3mala
http://slidepdf.com/reader/full/123mala 4/10
192 ISSN 0216 - 3128 Dwi Biyantoro, dkk.
Prosiding PPI - PDIPTN 2010Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta, 20 Juli 2010
Tabel 1. Perbandingan-perbandingan pokok antara zirkonium dan hafnium
Zirkonium Hafnium
Simbol Zr Hf
No. Atom 40 72
Berat Atom 91,22 178,49
Tabel periode IVB IVB
Warna Metalik metalik
Valensi 2, 3 (halogen only), 4 2, 3, 4
Isotop 5 6
Spesifik gravity 6,4 13,1
Melting point 1850oC 2150
oC
Boiling point 4377oC 5400
oC
Penamppang lintang penyerap netron (
) 0,185 barn 102 barn
Secara garis besar, sistem proses utama dari
sebuah pabrik kimia adalah reaktor yaitu tempat
berlangsungnya reaksi, sistem proses pemisahan dan
pemurnian. Ada dua model teoritis paling populeryang digunakan dalam merancang reaktor yang
beroperasi dalam keadaan tunak, yaitu Continous
Stirred Tank Reactor (CSTR) dan Plug Flow
Reactor (PFR). Perbedaannya adalah pada dasar
asumsi konsentrasi komponen-komponen yang
terlibat dalam reaksi. CSTR adalah reaktor model
berupa tangki berpengaduk dan diasumsikan
pengaduk yang bekerja dalam tanki sangat
sempurna sehingga konsentrasi tiap komponen
dalam reaktor seragam sebesar konsentrasi aliran
yang keluar dari reaktor. Model ini biasanya
digunakan pada reaksi homogen di mana semua
bahan baku dan katalisnya berfasa cair, atau reaksi
antara cair – cair dengan katalis cair (11, 12)
.
Sistem pemisahan dan pemurnian bertujuan
agar hasil dari sistem pereaksian sesuai dengan
permintaan pasar sehingga layak dijual. Sistem
pemisahan kadang juga diperlukan untuk
menyiapkan bahan baku agar konsentrasi atau
keadaannya sesuai dengan katalis yang membantu
penyelenggaraan reaksi.
Pemilihan sistem pemisahan dan pemurnian
tergantung pada perbedaan sifat fisik dan sifat kimia
dari masing-masing komponen yang ingindipisahkan. Perbedaan sifat fisik yang bisa
dimanfaatkan untuk memisahkan komponen-
komponen dari satu campuran adalah perbedaan
fasa (padat, cair atau gas), perbedaan ukuran
partikel, perbedaan muatan listrik statik, perbedaan
tekanan uap atau titik didih dan perbedaan titik
bekunya. Perbedaan sifat kimia yang bisa
dimanfaatkan untuk memisahkan komponen-
komponen suatu campuran adalah kelarutan dan
tingkat kereaktifan.
Sistem pemroses yang dibangun tergantung
pada jenis perbedaan apa yang ingin dimanfaatkan
untuk memisahkan komponen tersebut. Sistem
proses pemisahan dan pemurnian yang paling lazim
di pabrik kimia adalah distilasi dan ekstraksi.
Distilasi memanfaatkan perbedaan perbedaantekanan uap masing-masing komponen sedangkan
ekstraksi memanfaatkan perbedaan derajat kelarutan
komponen terhadap satu jenis atau satu campuran
pelarut.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Perkembangan teknologi pemisahan Zr – Hf
dengan proses ekstraksi
Penelitian yang telah dilakukan di laboratorium
BKTPB – PTAPB
(13-16)
Penelitian yang berkaitan dengan pemisahan
Zr – Hf dengan proses ekstraksi yang sudah
dikerjakan oleh peneliti BKTPB – PTABPB hingga
tahun 2006 telah dipresentasikan dalam jurnal dan
PPI(13,-16)
. Dari hasil yang telah diperoleh dari proses
pemisahan Zr – Hf menggunakan umpan zirkon
oksid klorid menggunakan solven TBP dengan
pengencer kerosen dan normal heptan. Untuk
mengetahui kandungan Zirkonium dalam umpan
dan hasil proses pemisahan dapat dilakukan
menggunakan alat pendar sinar – X, sedangkan
untuk hafnium dengan metode analisis pengaktifan
netron (APN) atau ICP spektometer massa.
Pristri Hartati, dkk.(1996)(13)
, melaporkan
bahwa ekstraksi memakai alat mixer settler 16
tingkat menggunakan umpan zirkonil klorida yang
dilarutkan dalam asam nitrat dan dicampur dengan
solven TBP – n heptan diperoleh hasil yaitu : waktu
kesetimbangan tercapai setelah operasi 3,5 jam,
konsentrasi umpan 28,97 g/l, keasaman 5 N dan
kecepatan pengadukan 2000 rpm dapat menurunkan
kadar Hafnium dari 1249 ppm menjadi 42,4 ppm
dan Zr yang terambil 92,02%.
Reaksi ekstraksi pemisahan Zr-Hf ditulis :
7/23/2019 1,2,3mala
http://slidepdf.com/reader/full/123mala 5/10
Dwi Biyantoro, dkk. ISSN 0216 - 3128 193
Prosiding PPI - PDIPTN 2010Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta, 20 Juli 2010
ZrO2++4NO3-+2H++2TBP↔Zr(NO3)42TBP+H2O(1)
HfO2++4NO3-+2H++2TBP↔Hf(NO3)42TBP+H2O (2)
Sajimo, dkk.(2007)(14)
, melakukan proses
ekstraksi zirkonil nitrat 2 N HNO3 dengan 30% TBP
– kerosen dan re-ekstraksi memakai memakai asam
sulfat 0,2 N diperoleh hasil efisiensi sekitar 76,26 %dan Kd = 3,24.
Tunjung Indrati, dkk.(1992)(15)
, melaporkan
bahwa pada ekstraksi menggunakan pesawat
pengaduk pengenap 12–stages menggunakan umpan
suasana asam nitrat 4 N yang dikontakkan
berlawanan arah dengan 60% TBP-kerosen, nisbah
fo : fa = 2 : 1, kecepatan pengadukan 3750 rpm dan
laju alir total 6 mL/menit diperoleh hasil yaitu :
harga pemungutan Zr (PZr ) mencapai 91,22%, faktor
dekontaminasi (FD) = 82,88 (Hf dalam ekstrak 6,6
ppm), menggunakan konsentrasi umpan (zirkonil
nitrat) 25,74 g Zr/L dan 602 ppm Hf.
Tunjung Indrati Y, dkk.(1993)(16)
, melaku-
kan penelitian ekstraksi dan re-ekstraksi
Zr(Hf)OCl2.8H2O hasil pelindihan HCl menggnu-
kan pesawat pengaduk pengenap. Proses ekstraksi
pemisahan Zr-Hf dan re-ekstraksi pemungutan Zr
dilakukan dengan menggunakan 2 box pesawat
pengaduk pengenap merk Sonal masing-masing 12
stage dan bagian pengadukan disetiap stagenya
berkapasitas 10,5 mL. Pada box pertama umpan
ekstraksi berupa zirkonil nitrat dalam suasana asam
nitrat 4,5 N dengan konsentrasi 25,75 gram Zr/L
dikontakkan berlawanan arah dengan TBP 60%-
kerosen. Zirkonium sebagai hasil ekstrak dipungut(re-ekstraksi kembali) pada box ke dua dengan asam
sulfat 6 M. Pada kondisi operasi ekstraksi, laju
pengadukan 3750 rpm, nisbah = fo : fa = 3 : 2, laju
alir total 5 mL/menit atau waktu kontak 2,01 menit
,sedangkan kondisi operasi re-ekstraksi dengan laju
pengadukan 3750 rpm dan nisbah = fo : fa = 1 : 1,
didapat hasi proses (Hf/Zr)E = 0,07%, (Hf/Zr)Re =
0,04%, (PZr )E = 89,50%, (PZr )Re = 49,50%, (FD)E =
37,14% dan (FD)Re = 55,32%.
Penelitian yang telah dilakukan di luar negeri(17-
23)
Penelitian yang berkaitan dengan pemisahan
Zr – Hf dengan proses ekstraksi di luar negeri relatif
sudah banyak dilakukan terutama oleh negara yang
mempunyai reaktor nuklir. Namun hasil yang
dipublikasikan datanya kurang lengkap, sehingga
perlu dilakukan pengkajian dan penelitian tersendiri.
Meskipun telah dihasilkan banyak penelitian
mengenai pemisahan Zr – Hf, tetapi informasi cara
pemisahan kedua unsur tersebut sampai saat ini
masih terbatas dalam bentuk informasi singkat,
sebagian besar dalam bentuk abstrak atau dalam
bentuk paten.
Dari hasil kajian pustaka, jurnal, penelusuran
internet pada pemisahan Zr – Hf melalui proses
ekstraksi cair-cair relatif lebih menarik dilakukan
karena seiring dengan penemuan solven baru dan
pemakaian solven yang sudah ada dengan
peningkatan unjuk kerja agar proses lebih efisien
dan hemat. Solven yang relatif sudah lama dikenaldan banyak diproduksi adalah TBP, MIBK, dan
TOPO sampai sekarang masih digunakan. Demikian
pula pemakaian pelarut atau pengencer solven yang
sampai saat ini masih dipakai antara lain yaitu :
kerosen, benzen, dodekan, n heksan, n heptan,
xylen, dan toluen. Sedang solven baru yang masih
terus dikembangkan antra lain yaitu : cyanex dan
derivat dari organofosfor.
Ramachandra Reddy, dkk., (2006)(17) telah
melakukan pemisahan Zr – Hf dengan cara ekstraksi
cair – cair memakai solven 3-phenyl-4-acyl-5-
isoxazolones – xylen dalam larutan nitrat dalamwaktu relatif singkat 30 menit diperoleh nilai Kd Zr
= 1,3 dan KdHf = 0,6. Dalam paten yang lain
dilakukan pemisahan dengan cara ektraksi cair-cair
menggnggunaan solven 3-phenyl-4-acyl-5-
isoxazolones dalam larutan klorida. Efek sifat
pelarut seperti karbon tetraklorida, sikloheksana, n-
heksana, benzena, nitrobenzene, xylene, toluene dan
kloroform pada ekstraksi zirkonium (IV) / hafnium
(IV) telah dipelajari.
Nayl, dkk., (2009)(18)
telah melakukan
ekstraksi dan memisahkan zirkonium dan hafnium
dalam medium nitrat dengan menggunakan fosfinaoksida extractants (CYANEX 921, CYANEX 923,
dan CYANEX 925) dalam kerosen. Ekstraksi
meningkat dengan meningkatnya temperatur,
menunjukkan bahwa reaksi endotermik. Proses
stripping Zr (IV) dan Hf (IV) sebesar 0,5 M HNO3
dari fase organik yang diambil setelah dua tahap
masing-masing mencapai 97,5% dan 10,2%, hasil
yang diperoleh mengarah pada pemisahan Zr – Hf
yang baik. Kondisi optimum masing-masing
ekstraktan, ekstraksi zirkonium sekitar 90; 87,6; dan
91,6% dan faktor pemisahan sama dengan 17; 21,4;
dan 40,7 diperoleh masing-masing untuk CYANEX
921, CYANEX 923, dan CYANEX 925. Hasil yangdiperoleh menunjukkan bahwa asam nitrat 2,0 M
adalah konsentrasi asam optimal untuk pemisahan
Zr (IV) dan Hf (IV).
Stavsetra dkk.(2003(19)), melaporkan
ekstraksi Zr – Hf dalam larutan sulfat menggunakan
tri oktil amin (TOA) dalam pelarut toluen
menggunakan sistem SISAK (Short-lived Isotopes
Studied by the AKufve technique). Percobaan
ekstraksi melibatkan campuran Rf-Hf-Zr dilakukan
secara batch sederhana. Dalam waktu yang relatif
singkat selama 60 detik dapat dipisahkan dengan
cara sentrifugasi. Koefisien distriusi dihitung
7/23/2019 1,2,3mala
http://slidepdf.com/reader/full/123mala 6/10
194 ISSN 0216 - 3128 Dwi Biyantoro, dkk.
Prosiding PPI - PDIPTN 2010Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta, 20 Juli 2010
berdasarkan sampel yang dihubungkan dengan
detektor HPGe. Ekstraksi dari Zr dan Hf dari asam
sulfat dengan TOA cukup rumit karena harus
menentukan komposisi garam amina dalam fase
organik dan spesies yang berbeda-beda tergantung
pada asam dan konsentrasi TOA.
Untuk memproduksi zirkonium tingkat nuklir
dilakukan dengan cara ekstraksi cair-cair
menggunakan alat mixer-settler. Kondisi proses
memakai konsentrasi tinggi dan aliran lambat.
Fischer, dkk., (1964)(20-22)
, melakukan
penelitian pemisahan zirkonium dan hafnium
memakai tiosianat. Proses pemisahan menggunakan
mixer-settler 23 tingkat, memakai umpan campuran
zirkonium – hafnium (berisi hafnium: 1 – 2%)
diperoleh hasil ZrO2 berisi kurang 100 ppm HfO2
dan HfO2 berisi hanya 0,30% ZrO2. Disajikan
bahwa nilai-nilai Kd Zr dan Hf meningkat tajam
dengan meningkatnya konsentrasi HCl, dan bahwafaktor pemisahan kd (Zr) / kd (Hf) tertinggi adalah 7
M dan nilainya menurun dengan turunnya
konsentrasi HCl.
Dari data kajian pemisahan Zr – Hf dengan
proses ekstraksi cair-cair dapat disajikan dalam
Tabel 2. di bawah ini.
Tabel 2. Pemisahan Zr – Hf dengan proses ekstraksi
Umpan SolvenJumlah
stageKd
Pengotor Hf,
ppm
Faktor
pemisahan
BKTPB Zr Hf Awal Akhir
EkstraksiMS
Zirkonil nitrat 5 N,28,97 g/L
50% TBP-nheptan
16 1249 42,4
Ekstraksi
MS
Zirkonil nitrat 4 N, 40% TBP-
kerosen
12 602 6,6
Ekstraksi
MS
Zirkonil nitrat 4,5
N, 25,75 g/L
40% TBP-
kerosen
12
Ekstraksi Zirkonil nitrat 2 N, 30% TBP-
kerosen
3,24
Luar Negeri
Ekstraksi (23) Umpan suasana
asam nitrat
TBP-
kerosen
12
Ekstraksi Umpan suasana
asam nitrat
3-phenyl-4-
acyl-5-
isoxazolon-
xylen
1,3 0,6
Ekstraksi Umpan suasana
asam nitrat 2 N
Cyanex 921 17
Umpan suasana
asam nitrat 2 N
Cyanex 923 21,4
Umpan suasana
asam nitrat 2 N
Cyanex 925 40,7
Dari data yang disajikan tersebut di atas baik
yang telah dilakukan di laboratorium BKTPB –
PTAPB dan penelitian yang dikerjakan di luar
negeri dapat sedikit memberi gambaran kepada kita
bahwa pada teknologi pemisahan Zr – Hf dengan
proses ekstraksi cair – cair masih dilakukan dan
terus dikembangkan sejalan dengan penemuan
solven baru agar lebih selektif terhadap ion tertentu.
Pemakaian solven yang sudah ada masih tetap
digunakan akan tetapi dengan meningkatkan unjuk
kerja proses agar kebutuhan energi yang lebih
rendah, solven dapat digunakan kembali ke dalam
proses, peralatan yang lebih kecil sehingga dapat
menghemat biaya, dan limbah yang sedikit. Untuk
mencapai tujuan itu perlu optimasi pemakaian jenis
solven, konsentrasi solven dan pengencer, molaritas
umpan, dan rasio umpan dengan solven. Mengingat
hasil proses pemisahan yang diinginkan kadar Zr
derajad nuklir dan kadar Hf dibawah 100 ppm maka
pada proses ekstraksi ini perlu pemilihan solven
yang selektif dan cermat. Untuk meningkatkan
efisiensi pemisahan diperlukan hidrokarbon alifatik
seperti kerosen, dodekan, n heptan, toluen, dan
xylen dengan tujuan agar ekstraksi lebih mudah
dikontrol, mengurangi berat jenis, menurunkan
viskositas, mengurangi massa jenis, dan
memperbaiki sifat hidroliknya, sehingga
memperbesar kemampuan ekstraktan untuk
membentuk komplek dengan zirkonium.
Setelah mempelajari dan memahami uraian di
atas dapat memberi gambaran bahwa proses
ekstraksi cair – cair menggunakan alat mixer settler
7/23/2019 1,2,3mala
http://slidepdf.com/reader/full/123mala 7/10
Dwi Biyantoro, dkk. ISSN 0216 - 3128 195
Prosiding PPI - PDIPTN 2010Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta, 20 Juli 2010
sekala laboratorium dapat digunakan untuk
meperoleh zirkonium derajad nuklir dengan
kandungan hafnium dibawah 100 ppm. Walaupun
optimalisasi proses secara keseluruhan belum
semuanya tuntas, pemilihan suatu proses pemisahan
Zr – Hf penting dan sangat diperlukan apabila
menginginkan hasil yang efisien dan efektif. Untuk proses pemisahan ini yang penting untuk dipikirkan
dan dipertimbangkan terutama menyangkut
perancangan dan persiapan alat yang akan
digunakan. Jika melihat ketersediaan alat, bahan
baku (hasil olah pasir zirkon) untuk umpan
ekstraksi, solven dan pengencer serta acuan
beberapa pustaka dan penelitian yang telah
dilakukan di laboratorium BKTPB, kita akan lebih
condong untuk memilih menggunakan solven TBP
dan pengencer kerosen. Hal ini karena sudah lebih
establish dan sampai saat ini dan masih banyak
dikerjakan di luar negeri, walaupun tidak menutup
kemungkinan untuk beralih memakai solven baru
seperti cyanex. Solven TBP dan pengencer kerosen
sering digunakan pada pemisahan Zr – Hf karena
harganya relatif lebih murah, lebih mudah diperoleh
dan masih dipakai untuk produksi skala komersial.
Untuk mewujudkan hasil pemisahan Zr – Hf
dengan kadar Zr derajad nuklir dengan pengotor
dibawah 100 ppm, dipilih proses ekstraksi cair-cair
menggunakan alat mixer settler yang ada di lab.
BKTPB – PTAPB dengan jumlah stage 12, namun
setelah hasil proses diendapkan belum diperoleh
endapan zirkonium. Untuk itu perlu pemantapan
hasil percobaan dan revitalisasi alat yang sudah ada.
Data yang dapat diketahui : kecepatan dan
komposisi umpan, kecepatan dan komposiosi
solven. Karena alat mixer settler relatif mudah di
scale up maka pada perancangan alat dapat dicari
jumlah stage ideal (dapat diperoleh melalui
pemodelan), proses counter-current setelah
keadaan seimbang telah tercapai pada setiap stage.
Perbandingan cairan berapapun dapat ditangani
dengan mudah, kaskadenya dapat disusun secara
horisontal sehingga tidak memerlukan ruangan yang
tinggi, serta memungkinkan penambahan stage
setiap saat, mudah dishut-down dan efisiensistagenya tinggi. Pada perancangan alat ekstraksi
perlu geometri alat dan data kinetika reaksi. Pada
penelitian proses (penelitian awal), skala bangku
(bench scale) yang dilakukan di laboratorium
bertujuan untuk meneliti kelayakan suatu proses
baru dari segi teknis dan ekonomis, pengumpulan
data-data yang diperlukan untuk membuat pabrik
skala pilot dan untuk pembuatan simulasi proses
dengan komputer.
Bilamana stage ideal yang diperlukan terlalu
banyak, maka untuk meperoleh tingkat kemurnian
yang lebih tinggi, setelah melalui proses ekstraksi
stripping dilanjutkan proses menggunakan kolom
penukar ion. Oleh karena itu perlu diperhatikan
kapasitas hasil proses ekstraksi-stripping sebagai
umpan yang akan masuk kolom penukar ion.
Dari hasil kajian teknologi pemisahan Zr-Hf
dengan proses ekstraksi cair-cair ada beberapasolven yang dapat dipakai untuk memperoleh Zr
derajad nuklir dengan kandungan pengotor Hf
maksimal 100 ppm yaitu antara lain : TBP, methyl
isobutyl ketone (MIBK), 3 fenil 4 akil 5 isoxazolone
dan cyanex. Dipilih proses ekstraksi memakai
solven TBP – kerosen dalam larutan umpan zirkonil
nitrat karena terjadi kontak antar fasa yang baik,
TBP relatif lebih mudah mengekstrak Zr
dibandingkan dengan Hf. Sedang solven MIBK
lebih cocok untuk mengekstrak Hf. Pada proses
ekstraksi memakai solven 3 fenil 4 akil 5
isoxazolone dan cyanex relatif masih baru dan
harganya relatif lebih mahal dan masihdikembangkan di laboratorium. Untuk
meningkatkan efisiensi pemisahan Zr menggunakan
TBP dengan pengencer kerosen, perlu memperbesar
kemampuan ekstraktan dalam membentuk komplek
dengan zirkonium. Proses pemisahan ini relatif
mudah dikerjakan, efisiensinya tinggi, cepat dan
murah.
Pada teknologi proses pemisahan Zr – Hf
dengan metode ekstraksi cair-cair dapat
menggunakan alat pengaduk pengenap (mixer
settler ) karena prosesnya berkesinambungan. Proses
yang terjadi yaitu mengalirkan dan mengontakkandua fasa (organik dan air) secara kontinyu dalam
mixer yang dilengkapi dengan pengaduk dan keluar
pada bagian pengenap. Solven TBP dan pengencer
kerosen sering digunakan pada pemisahan Zr – Hf
karena harganya relatif lebih murah, lebih mudah
diperoleh dan masih dipakai untuk produksi. Untuk
memperoleh pemisahan yang baik diperlukan unjuk
kerja alat yang baik disamping itu juga dipengaruhi
oleh macam pelarut dan konsentrasi solven.
Konsentrasi kerosen dalam TBP optimal sekitar 40
– 50%. Koefisien distribusi dipengaruhi oleh
konsentrasi asam nitrat di dalam fasa umpan (fasa
air). Dipilih konsentrasi asam nitrat 4 N, karena pada konsentrasi asam nitrat tinggi di atas 8 N
jarang digunakan karena pada ekstraksi dapat
menimbulkan fasa ketiga. Penambahan garam nitrat
(NaNO3) dalam konsentrasi rendah ke dalam larutan
asam nitrat kadang-kadang diperlukan karena dapat
menaikkan koefisien distribusi asam nitrat tersebut.
Kondisi ini dinyatakan sebagi salting out effec.
Langkah proses yang dikerjakan adalah melarutkan
zirkonil klorida hasil olah pasir zirkon dalam asam
nitrat. Umpan zirkonil nitrat dan solven TBP –
kerosen dialirkan/dikontakkan berlawanan arah.
Pada keadaan seimbang zirkonium terambil oleh
7/23/2019 1,2,3mala
http://slidepdf.com/reader/full/123mala 8/10
196 ISSN 0216 - 3128 Dwi Biyantoro, dkk.
Prosiding PPI - PDIPTN 2010Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta, 20 Juli 2010
fasa organik membentuk larutan komplek zirkonil
nitrat tributil fosfat dan hafnium terambil dalam fasa
air.
Pada proses ekstraksi cair-cair untuk
pemisahan Zr – Hf dalam suatu larutan campuran
umpan dapat juga dilakukan dalam model reaktoralir tangki berpengaduk. Proses utama ekstraksi cair
– cair dalam sistem pemisahan adalah sistem
pereaksian antara fasa air (umpan) dengan fasa
organik (solven) di dalam reaktor. Reaktor yang
beroperasi dalam keadaan tunak, yaitu Continous
Stirred Tank Reactor (CSTR) atau disebut reaktor
alir tangki berpengaduk. CSTR adalah model
reaktor berupa tangki berpengaduk dan diasumsikan
pengaduk yang bekerja dalam tangki sangat
sempurna sehingga konsentrasi tiap komponen
dalam reaktor seragam sebesar konsentrasi aliran
yang keluar dari reaktor. Model ini biasanya
digunakan pada reaksi homogen di mana semua bahan baku dan katalisnya berfasa cair, atau reaksi
antara cair – cair dengan katalis cair (13).
Perbedaan sifat kimia yang bisa
dimanfaatkan untuk memisahkan Zr – Hf pada
proses ekstraksi dalam suatu campuran adalah
perbedaan derajad kelarutan dan tingkat kereaktifan
dengan mengatur konsentrasi asam atau pH larutan
yang berpengaruh terhadap koefisien distribusi.
Salah satu teknik pemisahan Zr – Hf yang
kemungkinan bisa diterapkan adalah ekstraksi
membran emulsi. Teknik pemisahan ini melibatkan
tiga fasa yaitu fasa air eksternal dimana terkandunglogam yang akan diekstraksi (Zr – Hf), fasa organik
atau fasa pengekstrak dan fasa air internal untuk re-
ekstraksi. Sama seperti pada proses ekstraksi, proses
ini memerlukan solven, pengencer, dan diperlukaan
tambahan surfaktan Span 80 sebagai pembentuk
emulsi. Pada proses ini ekstraksi dan re-ekstraksi
atau stripping terjadi secara simultan Proses
pemisahan ditempuh melalui 2 tahap, yakni tahap
pembuatan emulsi dan tahap ekstraksi. Emulsi
dibuat dengan mencampurkan fase organik dengan
fase internal. Fase organik terdiri atas larutan
surfaktan sorbitan monooleat (SPAN-80), senyawa pengemban di-2-etil heksil fosfat (D2EHPA) atau
tributil fosfat (TBP). Konsentrasi surfaktan terbaik
SPAN-80 5% v/v dan nisbah volume fase umpan
dan emulsi 1:1. Diharapkan, dengan teknik
membran cair ini akan memberikan hasil pemisahan
yang lebih baik.
KESIMPULAN1. Kajian teknologi pemisahan Zr-Hf dengan
proses ekstraksi cair-cair untuk memperoleh Zr
derajad nuklir dengan kandungan pengotor Hf
maksimal 100 ppm lebih menguntungkan bila
dilakukan melalui proses ekstraksi cair-cair
memakai solven TBP-kerosen dengan umpan
suasana asam nitrat. Teknologi proses
pemisahan Zr – Hf dengan metode ekstraksi
cair-cair dapat dilakukan dengan menggunakan
alat pengaduk pengenap (mixer settler) atau
dalam model reaktor alir tangki berpengadukyang disusun secara seri.
2. Untuk mewujudkan hasil pemisahan Zr – Hf
dengan kadar Zr derajad nuklir dengan pengotor
dibawah 100 ppm, dipilih proses ekstraksi cair-
cair menggunakan alat mixer settler yang ada di
lab. BKTPB – PTAPB dengan jumlah stage 12.
3. Teknologi pemisahan Zr – Hf dengan proses
ekstraksi cair – cair masih dilakukan dan terus
dikembangkan sejalan dengan penemuan solven
baru agar lebih selektif terhadap ion tertentu.
4.
Salah satu alternatif teknik pemisahan Zr – Hfyang kemungkinan bisa diterapkan adalah
ekstraksi membran emulsi. Teknik pemisahan ini
melibatkan tiga fasa yaitu fasa air eksternal
dimana terkandung logam yang akan diekstraksi
(Zr – Hf), fasa organik atau fasa pengekstrak dan
fasa air internal untuk re-ekstraksi. Sama seperti
pada proses ekstraksi, proses ini memerlukan
solven, pengencer, dan diperlukaan tambahan
surfaktan Span 80 sebagai pembentuk emulsi.
Diharapkan, dengan teknik membran cair ini
akan memberikan hasil pemisahan yang lebih
baik.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada
Sdri. Ir. Tunjung Indrati Y, MT, Sdr. Ir. Djoko
Sardjono, M.Sc, Sdr. Ir. AN Bintarti, dan Sdr. Ir.
Murdani Sumarsono atas partisipasinya dalam
diskusi dan masukkannya dalam penulisan makalah
ini.
DAFTAR PUSTAKA
1.
DWI RETNANI SUDJOKO, Kajian PemilihanRute Proses Pada Pembuatan Zirkon Ingot,
Ganendra, Vol. III, No. 1, P3TM Yogyakarta.
2. MILLER, G. L., The Metallurgy of Rarer
Metals, Butterworths Sciencetific Publications,
2 – 142, (1967).
3. MUSAFFAR, M. CHUGHTAI, N. A. and
Zaidi, S. M. A., Fuel Material Group, 1 – 56,
(1977).
4. http:/www.webelements.com/webelements/ele
ments/text/Zr/Document modification date : 4
Desember 2000.
7/23/2019 1,2,3mala
http://slidepdf.com/reader/full/123mala 9/10
Dwi Biyantoro, dkk. ISSN 0216 - 3128 197
Prosiding PPI - PDIPTN 2010Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta, 20 Juli 2010
5. http:/www.alleghenytechnologies.com/wah
Chang/Document modification date : 2000.
6. ADLER, S., BRYAN, P., ROBINSON, S.,
WATSON, J., ”Vision 2020: 2000 Separations
Roadmap”, AIChE, New York (2000).
7.
WAHYUDI BUDI SEDIAWAN, ”TeknikKimia dan Peranannya Dalam Peningkatan
Pemanfaatan Bahan Mentah Indonesia”, Pidato
Pengukuhan Jabatan Guru Besar pada Fakultas
Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta,
(2004).
8. LADDHA, G. S. AND DEGALLESAN, T. E.,
”Transport Phenomena in Liquid Extraction”,
Tata McGraw-Hill Publishing Co., Ltd., New
Delhi (1976).
9. MOK, Y. S. LEE, W. K., AND LEE, Y. K.,
Modeling of Liquid Emulsion MembranesFacilitated by Two Carries, Chem. Eng. J., 66,
11 -20. (1997).
10. ABAO NEMEH, I. AND PATEGHEM, APV,
“Membrane Recycling in Liquid Surfactant
Membrane Process”, Ind. Eng. Chem., res.,
(1995).
11. ALFIATY, ANA, RAMAWATI, NOFI,
Pengendalian Temperatur Reaksi Van de Vusse
Pada Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR)
Menggunakan Model Predictive Control
(MPC), Teknik Kimia, ITS (2009).
12.
LING LING, Simulasi Pengaruh Pencampuran
Pada Reaksi Paralel Dalam Reaktor Alir Tangki
Berpengaduk, ITS, (2007).
13. PRISTRI HARTATI, BUSRON MMASDUKI,
SUNARDJO, Ekstraksi Pemisahan Zr-Hf
Dengan Pelarut Tributyl Phosfat – N.Heptan,
PPI, PPNY – BATAN , Yogyakarta, (1996).
14. SAJIMO, dkk., Pembuatan Larutan Umpan
Proses Pengendapan Zr(OH)4 menggunakan
Metode Re-ekstraksi, Seminar Nasional III,
SDM Teknologi Nuklir, Yogyakarta, (2007).
15.
TUNJUNG INDRATI Y., dkk., EkstraksiPemisahan Zr-Hf Hasil Pengolahan Pasir
Zirkon Menggunakan Pesawat Pengaduk
Pengenap, PPI, PPNY – BATAN , Yogyakarta,
(1992).
16. TUNJUNG INDRATI Y, dkk., Ekstraksi dan
Re-ekstraksi Zr(Hf)OCl2.8H2O Hasil
Pelindihan HCl menggnukan Pesawat
Pengaduk Pengenap, PPI, PPNY – BATAN ,
Yogyakarta, (1993).
17. http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0103-
50532006000400021&script=sci_arttext
Journal of the Brazilian Chemical Society, date
: 29 Desember 2009.
18. http://www.patentstorm.us/patents/5132016.ht
ml, date : 1 Oktober 2009
19. http://www.kjemi.uio.no/kjernekjemi/AnnualRe
ports2003/Polakova_Hf_and_Zr_extraction_H2SO4-TOA_Annual_Report_2003_v3.pdf, date :
2 Desember 2009.
20. http://www.springerlink.com/content/u7471037
u0247468/ , date : 18 September 2009.
21. US Patent 5132016 – Solvent prestripping in a
Zr/Hf separation liquid-liquid extraction
(LLX)circuit, date : 29 September 2009.
22. http://sciencelinks.jp/j-
east/article/200515/000020051505A0527441.p
hp. date : 21 September 2009.
23. E. F. COX, E. F., PETERSON, H. C. AND
BEYER, G. H., Solvent Extraction with
Tributyl Phosphate, Departement of Chemical
Engineering, University of Missouri, Colombia,
Mo., (1958).
TANYA JAWAB
Gatot Wurdiyanto
− Tolong jelaskan proses ekstraksi Zr-Hf ?
− Berapa step proses ekstraksi ?
− Hubungan antara berat atom Zr & Hf terhadap
proses ekstraksi ?
Dwi Biyantoro
• Proses ekstraksi Zr-Hf adalah memisahkan
antara unsur Zr dengan Hf dengan cara proses
ekstraksi. Ekstraksi merupakan metode
pemisahan dengan melarutkan bahan
campuran dalam pelarut yang sesuai. Dasar
metode pemisahan ini adalah kelarutan bahan
dalam pelarut tertentu. Ekstraksi adalah proses
pemisahan satu atau lebih komponen dari suatu
campuran homogen menggunakan pelarut cair
(solven) berdasarkan prinsip beda kelarutan.
• Setiap proses ekstraksi yang digunakan adalah
12 stage menggunakan alat mixer settler
dengan solven TBP (40%) dan kerosen (60%).
• Berat atom Zr = 40 dan Hf = 72. Hubungan
antara Zr dan Hf terhadap proses ekstraksi
dipengaruhi oleh jenis ekstraktan yang dipakai.
Pada proses ekstraksi terjadi difusi unsur ke
dalam ekstraktan (fasa organik). Pada
umumnya unsur dengan berat atom lebih kecil
7/23/2019 1,2,3mala
http://slidepdf.com/reader/full/123mala 10/10
198 ISSN 0216 - 3128 Dwi Biyantoro, dkk.
Prosiding PPI - PDIPTN 2010Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta, 20 Juli 2010
akan lebih mudah mendifusi masuk ke dalam
fasa ekstraktan. Karena ion Zr lebih mudah
masuk ke dalam fasa organik dibandingkan ion
Hf maka nilai Kd Zr lebih besar dibandingkan
Kd Hf. Perbedaan nilai Kd ini yang
menyebabkan terjadinya pemisahan.
Pujadi
− Mengapa memilih metode ekstraksi ?
− Apa saja keuntungannya ?
Dwi Biyantoro
• Dipilih metode ekstraksi Zr-Hf karena cara ini
paling menguntungkan dibanding dengan
metode yang lain seperti distilasi atau proses
yang lain. Laddha, 1976 mengatakan bahwa
ekstraksi