UPAYA PEMANFAATAN MINERAL SULFIDA PADA BIJIH URANIUM BM-179 KALAN.KALBAR UNTUK PEMBUATAN H2SO4 DENGAN PROSES KONTAK 1) Rachmat Sahputra, 2) A. Sarwiyana Sastratenaya, 3) Widayanti Wibowo, 4) Soeprapto TjokrokarOOno. 1) JulUsan PMIPAFKlP UniversitasTanjungpura, Pontianak 2,4) PusatPengembangan BahanGalian dan Geologi nuklir -BA TAN Jakarta 3) JulUsanKimia-FMIPA Universitas Indonesia, Jakarta ABSTRAK UPAYA PEMANFAATAN MINERAL SULFIDA PADABIJIH URANIUM BM-179 KALAN-KALBAR UNTUK PEMBUATAN H2S0.DENGAN PROSES KONTAK. Pengolahan Bijih BM-179 Ekoremaja untuk memperoleh U30S yang dilakukan BATANtampaknya kurang efisien karena mengkonsumsi H2SO4 125 kg/ton pada tahap pelindian/leaching. Untuk mengatasi hal ini dilakukan suatu upaya pemanfaatan mineral sulfida dalam bijih BM-179 ulrtuk mendukung pengolahan bijih uranium. Tujuan dari penelitian iniadaIah upaya pemanfaatan mineral sulfida dalam bijih uranium berkadar rendah guna menghasilkan H2S0.mQalui proses kontak yang bermanfaat untuk proses pengolahan bijih uranium BM-179 Eko remaja Kalan-Kalbar pada tahappelindian. Padapenelitian in; dlakukan pengayaan mineral sulfidadengan metoda magnetik separator, flotasi,knelson konsentrator dan meja goyang. Penelitian menunjukkan bahwa metoda magnetik separator dan flotasi dapatmeningkatkan kadarsulfur secara sigr:ifikan. Magnetik separator berhasil meningkatkan kadar sulfur daJam bijih sampai 9,58 kali kadar sulfur awalnya sarta mampu menghasilkan H2&O.28,44 %,sedangkan flotasi berhasil meningkatkan kadar sulfur 4,71 kalidarikadar sulfur awaJ dan menghasilkan H2S0422, 19 %. Kata ~unci: Bijih Uranium BM 179, flotasi, knelson konsentrator, meja goyang, proses kontak, peiindan. ABSTRACT THE EFFORTS OF SULFIDE MINERALS EMPLOYIOO AT BM-179 URANIUM ORE KALAN-KALBAR TO PRODUCE H2SO4 USING CONTACT PROCESS. Eko remaja BM-179 uranilJll ore processing conducted by BATAN to obtain U30S seems to be inefficientbecauseat leaching state, it consumpts H2SO4 125 kg per ton ore. There is no information aboutthe efforts of mineralsulfideemploying at BM-179 ore to support uranium processing. The purpose of the study was the effortsto employof mineral sulfide at ore's low uraniumto produce H2SO4 using contact process, which it would be, used at leaching state of Eko remaja BM-179uranium ore processing Kaian-Kalbar. Magnetic separator, flotation, knelsonconcentrator and shake table could conduct the enrichment of sulfide minerals. The study reveals that magnetic separator methodand flotationmethodsincreased sulfur content significantJy. Magnetic separator succeedto increase sulfur contentto 9.58 times from sulfur's initial and produce 28.44 % H2SO4, while the flotation method increased sulfur's content to 4.71 times from sulfurs initialand produce 22.19 % H2SO4. Key words: BM-179 uranium ore, flotation, knelsonconcentrator, shake table,contact process, leaching. PENDAHULUAN uranium di beberapa daerah, salahsatunya berada di Kalan-Kalimantan Barat yangmemiliki cadangan sekitar lebih dari 12.409 ton U30s(3), dengan cadangan terbesar terdapat d sektor Eko-Remaja. BArANtelahberhasil mengolah Bijih BM-179 menjad 'yellow cake' (U30S) dengan berbagai tahap penge~aan. Proses dimulai dari preparasi fisik, peiindian, pemisahan padat-cair, PElnumian dan pengendapan. Padaproses ini, tahappelindian mengkonsumsi asam sulfatlebih kurang100-125 kgiton(4.5.6}. Konsumsi asam ini masih relatif tinggidan dperkirakan 50 % biayapengolahan Eksplorasi Uranium yang dilakukan sejak tahun 1981sampai saat ini telah mengalami penurunan seiring dengan harga uranium di pasaran dunia yang terus melemah. Kebutuhan uranium dunia saatini diperkirakan 75.000 ton/tahununtuk reaktor tenaga listrik,sedangkan produksi pertambangan uranium dunia dewasa ini hanya sekitar 40.000 ton/tahun, Kekurangan pasokan ini dipenuhi dari hasil daur ulang, antara lain uranium sisa- sisa militer Rusia(l. 2). Indonesia belum memanfaatkan energi nuklir untuk tenaga listrik, padahal Indonesia memiliki sumber PROSIDING -ISSN 979-8769-11 -2 115
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
UPAYA PEMANFAATAN MINERAL SULFIDA PADA BIJIH URANIUM BM-179 KALAN.KALBARUNTUK PEMBUATAN H2SO4 DENGAN PROSES KONTAK
1) JulUsan PMIPA FKlP Universitas Tanjungpura, Pontianak2,4) Pusat Pengembangan Bahan Galian dan Geologi nuklir -BA TAN Jakarta
3) JulUsan Kimia-FMIPA Universitas Indonesia, Jakarta
ABSTRAK
UPAYA PEMANFAATAN MINERAL SULFIDA PADA BIJIH URANIUM BM-179 KALAN-KALBAR UNTUKPEMBUATAN H2S0. DENGAN PROSES KONTAK. Pengolahan Bijih BM-179 Eko remaja untuk memperoleh U30Syang dilakukan BATAN tampaknya kurang efisien karena mengkonsumsi H2SO4 125 kg/ton pada tahappelindian/leaching. Untuk mengatasi hal ini dilakukan suatu upaya pemanfaatan mineral sulfida dalam bijih BM-179ulrtuk mendukung pengolahan bijih uranium. Tujuan dari penelitian ini adaIah upaya pemanfaatan mineral sulfida dalambijih uranium berkadar rendah guna menghasilkan H2S0. mQalui proses kontak yang bermanfaat untuk prosespengolahan bijih uranium BM-179 Eko remaja Kalan-Kalbar pada tahap pelindian. Pada penelitian in; dlakukanpengayaan mineral sulfida dengan metoda magnetik separator, flotasi, knelson konsentrator dan meja goyang.Penelitian menunjukkan bahwa metoda magnetik separator dan flotasi dapat meningkatkan kadar sulfur secarasigr:ifikan. Magnetik separator berhasil meningkatkan kadar sulfur daJam bijih sampai 9,58 kali kadar sulfur awalnyasarta mampu menghasilkan H2&O.28,44 %, sedangkan flotasi berhasil meningkatkan kadar sulfur 4,71 kali dari kadarsulfur awaJ dan menghasilkan H2S0422, 19 %.Kata ~unci: Bijih Uranium BM 179, flotasi, knelson konsentrator, meja goyang, proses kontak, peiindan.
ABSTRACT
THE EFFORTS OF SULFIDE MINERALS EMPLOYIOO AT BM-179 URANIUM ORE KALAN-KALBAR TOPRODUCE H2SO4 USING CONTACT PROCESS. Eko remaja BM-179 uranilJll ore processing conducted by BATAN toobtain U30S seems to be inefficient because at leaching state, it consumpts H2SO4 125 kg per ton ore. There is noinformation about the efforts of mineral sulfide employing at BM-179 ore to support uranium processing. The purpose ofthe study was the efforts to employ of mineral sulfide at ore's low uranium to produce H2SO4 using contact process,which it would be, used at leaching state of Eko remaja BM-179 uranium ore processing Kaian-Kalbar. Magneticseparator, flotation, knelson concentrator and shake table could conduct the enrichment of sulfide minerals. The studyreveals that magnetic separator method and flotation methods increased sulfur content significantJy. Magnetic separatorsucceed to increase sulfur content to 9.58 times from sulfur's initial and produce 28.44 % H2SO4, while the flotationmethod increased sulfur's content to 4.71 times from sulfurs initial and produce 22.19 % H2SO4.Key words: BM-179 uranium ore, flotation, knelson concentrator, shake table, contact process, leaching.
PENDAHULUAN
uranium di beberapa daerah, salah satunya berada di
Kalan-Kalimantan Barat yang memiliki cadangan sekitar
lebih dari 12.409 ton U30s(3), dengan cadangan terbesar
terdapat d sektor Eko-Remaja.
BArAN telah berhasil mengolah Bijih BM-179 menjad
'yellow cake' (U30S) dengan berbagai tahap penge~aan.
Proses dimulai dari preparasi fisik, peiindian, pemisahan
padat-cair, PElnumian dan pengendapan. Pada proses
ini, tahap pelindian mengkonsumsi asam sulfat lebih
kurang 100-125 kgiton(4.5.6}. Konsumsi asam ini masih
relatif tinggi dan dperkirakan 50 % biaya pengolahan
Eksplorasi Uranium yang dilakukan sejak tahun
1981 sampai saat ini telah mengalami penurunan seiring
dengan harga uranium di pasaran dunia yang terus
melemah. Kebutuhan uranium dunia saat ini diperkirakan
75.000 ton/tahun untuk reaktor tenaga listrik, sedangkan
produksi pertambangan uranium dunia dewasa ini hanya
sekitar 40.000 ton/tahun, Kekurangan pasokan ini
dipenuhi dari hasil daur ulang, antara lain uranium sisa-
sisa militer Rusia(l. 2).
Indonesia belum memanfaatkan energi nuklir untuk
tenaga listrik, padahal Indonesia memiliki sumber
PROSIDING -ISSN 979-8769-11 -2 115
digunakan untuk pengolahan daur awal sampai
leachinglpelindian(7) .Pengolahan dengan metoda ini
tidak efisien untuk pengolahan uranium berskala besar.
sehingga apabila Kalan djadkan kawasan
pertambangan dperlukan upaya dan pencarian altematif
untuk menekan biaya produksi pengolahan.
Bijih uranium Eko Remaja Kalan Btv1-179 selain
mengandung mineral uranium (uranini~ branerit davidit
dan gummit) masih mengandung mineral asosiasi lain
seperti pirit, pirhoti~ kalkopirit, kobalti~ loIlingit, petlandit,
xanthat sebanyak 0,15 mL dan fronther pine oil 0,05 mL.
Preparasi dengan pemisah magnetBijih uranium -65 mesh dipisahkan antara partikel
bersifat magnet dengan partikel non-magnetik dengan
magnet ladam.
Penetapan sulfur dengan metoda modifikasi
ESCHKA (Gravimetri).
Bijih uranium BM-179 ditambah pereaksi sintering
(Campuran Na2CO3 dan znO), dpijarkan dalam tanur,
dilarutkan dan diendapkan sebagai BaSO4. Dipijarkan
sampai bobot tetap.
Pembuatan sayatan poles untuk analisis mineragrafi
Batuan tM:jih ukuran 3cmx3cmxO,5cm dratakan
permukaannya dengan silikon karbida. Batuan ditambah
transoptic powder dalam sample holder, kemudan
dicetak dengan speciment mount press. Batuan hasil
cetakan dihaluskan kembali permukaannya dengan
mikropolish alumina.
Batuan hasil poIesan tersebut didentifikasi dan
ditentukan trak radioaktifnya d bawah mikroskop
reflektan.
Analisis uranium dengan spektrofotometer
Ditimbang contoh batuan yang dihaluskan,
didekstruksi dengan campuran HCIO4 + HNO3 (6:1), dan
HF pekat. Larutan dipanaskan perlahan-lahan selama 1
jam sambil dtutup, kemudan dikeringkan pada
tempertur 250oC sampai terbentuk pasta. Pasta
dilarut"-an dengan HNO3 2,5 N, dmasukkan ke dalam
labu ukur 50 mL.(larutan contoh).
Dipipet larutan contoh ke dalam labu kocak,
ditambahkan asam askorbat 5 %, NaF 2 % dan farutan
TOPO 0,05 N. Dikocok, kemudian ditM:arkan 5 menit
sampai fa3a orgaruk terpisah dari fas3 a:r oongar baik.
S~MINAR IPtlK NUKUR DAN PENGELOLAAN SUMlER DAYA TANIA.- JAKARTA,
PUSAT PENGEHBANGAN BAHAN GAllAN DAN GEOlOGI NUKLIR -BATAN 2 HE12002
T abel1. ldentifikasi kualitatif mineral sulfida danmineral uranium
~Q
Radiometri
~ediandior
l metri (ops)
KadarDan13kali
(cps) MineralSulfida-< 1 %
-5%
~..<1 %..<1 %
..<1 %
-1 %
kualilatif(%)n ukumn
MineralUranium...0%
~1%~1 %~<1 %~1%~1.8%..3%--
1 <1~2 150--5003 500-1CXXJ
Tt1COO-1500-~
75
~~~r-~
4-~
t!i;1500.3OOQ 22506 .3QOO.5OOO 4(X1J-7.
5CXX>- 15000 1 (XXX)
Gambar 1. Grafik hubungan radiometri (cps) dengankadar (11ft) unsur sulfur dan uranium.
Dari hasil identifikasi secara kualitatif dperoleh
ir)formusi bahw& di dalarn bijih Eko-Remaja BM-179
terkandung mineral sulfida pada bijih ber-radiometri
kurany dati 1000 cps, sedang uranium terdapat pada
bijih beradiometri lebih dati 1000 cps.
I(andungan uranium dan sulfur pada bijih BM-179
Eko-Remaja
Hasil analisis secara kuantitatif yang dilakukan dapat
teriihat pada T abel 2.
Tabe! 2. Hubungan radiometri dengan kadar unsururanium, sulfur pada bijih BM-179 Eko-Remaja.
Radiumetri-(~ps)--
1. >0-150 cps,~ .~~ ~~~'2. 150-500
3.500-10004. 1000-15005. 1500-3000
6.3000-50007.5000-1
Median
(cps)7522S--1~-I
I
1250
1225014000
110000
U
(%)
S
(%)
2,3452
1,9648
1,2373
0,5188
1,8781
1,3413
1,145
0,0470,14210,49190,8462
3,5842
Untuk memanfaatkan unsur sulfur (mineral
sulfida) dari BM-179 Eko-Remaja sebagai bahan baku
pembuatan asam sulfat, maka bijih yang diambil berasal
dari bijih ber-radometri rendah, kurang dari 1200 cps.
Oleh karena kandungan sulfur tertinggi hanya mencapai
kadar 2,3452 % dari bijih, maka perlu preparasi khusus
untuk pengayaan kandungan sulfur agar dapat
dimanfaatkan untuk pembuatan Asam sulfat. Produknya
nanti dharapkan dapat rnemberikan efisiensi yang
berarti terhadap biaya keseluruhan proses produksi
uranium pada bijih yang berasal dari Eko-Remaja-Kalan
Kalimantan Barat.
Preparasi bijih untuk pengayaan mineral sulfida
Bijih uranium BM-179 Eko-Remaja memiliki
kandungan sulfur tertinggi sebesar 2,3452 %.
Kandungan sulfur ini belum memungkinkan secara
langsung digunakan untuk umpan pembuatan asam
sulfa~ sehingga perlu penelitian metoda pengayaan
mineral sulfida untuk meningkatkan kadar sulfur di dalam
bijih. Pengayaan mineral sulfida tersebut dilakukan
dengan beberapa pilihan metoda, dantaranya: dengan
metoda flotasi, knelson konsentrator, meja goyang dan
magnetik separator. Dari pilihan metoda tersebu~
diperoleh hasil-hasil seperti terlihat pada Tabel 3
Tabe: 2 jika dibuat plot grafik antara radicxnem (cps)dengan kadar (%) unsur uranium dan sulfur, dapatdiamati seperti Gambar 1
119PROSIDING -ISBN 979 -8769 -II -2
15000
SE~!KAR iPTEI\ NUKUB DAN pmNCiELOLAAa SUMlER DATA TAMBAt!G JAKARTA,
PUSAT PENGEHBANGAN BAHAN GAllAN DAN GEOLOGI NUKLIR -BATAN 2 "EI2002---
Tabe; 3. Pengayaan sulfur dengan metoda flotasi, knelson konsentrator, meja goyang dan magnetik separator
terhadap bijih BM-179 beradiometri 150 -500 cpsMetodaPengayaan
~
Flolasi
Dari hasil tersebut dapat dlihat bahwa metoda
pengayaan sulfur terbaik adalah dengan melakukan
pemisahan berdasarkan sifat kemagnetan (magnetik
separator) yang mampu meningkatkan kadar sampai
9,58 X dari sulfur awal 2,34 % menjadi 22,42 %, sulfur
yang terarol mencapai 62,86 % (rata-rnta). Melalui
pemisah magnet dapat diperkirakan bahwa bijih BM-179
Eko-remaja banyak mengandung mineral pirhotit Fe1-x S
(x=O-O,2), karena mampu ditarik kuat oIeh magnet iadam
(12) .
Bila dihitung berdasarkan pada jumlah terbesar
sulfur yang dapat terambil dalam bijih, maka metoda
yang paling baik adalah metoda flotasi, karena mampu
mengambil sulfur dati bijih mencapai 82,8 %, tetapi
metoda ini hanya mampu meningkatkan kadar sulfur
sebesar 4,70 x. dan lebih rendah dbandingkan dengan
metoda magnetik separator yang mencapai peningkatan
kadar sulfur 9,58X, Selain itu preparasi dengan magnetik
separator memiliki kelebihan dibandingkan metoda
flotasi antara lain: karena kemudahan dalam penge~aan
dan efisien karena tidak menggunakan bahan kimia,
sehingga berpeluang akan mengefisiensikan biaya
I hb "'
hpengo.a.!an IJI "
Pengayaan mineral sulfida dengan knelson
konsentrator dan meja goyang kurang baik untuk
dilakukan, karena peningkatan kadar sulfumya ren.jah
dan dengan metoda ini rnenyebabkan banyak sulfur
yang telbuang .-i20- -
Gambar
2. Hasil desain alat proses KontakEfisiensi
alai 'Proses Kontak' dan produksi asam
sulfatHasil
dari uji efisiensi teltladap alat proses kontakdengan
menggunakan air sebagai pengikat 803diperoieh
data sepelii pada Tabei 4.
Desain dan kontrol Alat Proses Kontak
Kontrol kondisi pada alat proses kontak
Dari hasil penelitian kondsi yang terbaik d1peroleh dalta
sebagai berikut
Temperatur reaktor (katalis) = 400 0 C
T enlperatur pemanas (T anur) = 800 oC
Laju aliran oksigen dan uap pembakaran: 12 mU1,:25
detik = 9,6 mUdetik
Laju aliran uap 802 lpembakar : 12 mU2 detik= 6
mUdetik
Laju aliran oksigen = 3,6 mUdetik
J
PROSIDING -ISBN 979 -8769 -II t 2
Tabel4. Ensiensi alat proses kontak dan produk asarn sultat yang terbentuk
~.
S(%)
Katalis
V20s (1)/g
KataJisV205(2)/g
rrap1 ~rap2 Irrap31%)HzSO4 ~%)HzSO4 r%)HzSO4
rrap41%)IizSO.Total Eflslensi &
HJSO4(%)
16,!KI & 42,73 :
23,~ & 4O,!KI
44,00 & 82,50
SO,!KI & 86,90
48,16 & 83,88
t ~
Umpan(g)
~Z4 I 10,0 110,~ I 39,33 '3,40- IJL- 10
rA;
L1M
r-1-o:oI 58,30 I 15,75 I 9,91 ~
r2:Qlj -~~
, 57.25 _1~4,65 I 10,96Rata -rata efisiensi alat 48,01%
KetGrangan: ~" ,
NO.1 Alat proses kontak dengan 2 perangkap (trap)No.2 Alat proses kontak dengan 3 perangkap (trap)No.3,4,5 Alat proses kontak dengan 4 perangkap yang dgunakan percobaaan berikutnya.
Tabel 5. Prod uk asarn sulfat dengan bahan baku bijih
BM-179 Eko-Remaja
Eff&
HzSO4%'
t'roduk FIoIasJ e
150, "2. 10,0 I 10,01136 100 ..
ro:o~~,2 ~2,, 004 I 00
~ ~~.Total etisiensi alii. dihitung dengan membandingkan jumlah&'am su/fli. produk dengan &'am sulfat yang seharusnyatetbentuk berd&'arkan kandungan sulfur dalan bijih.
Konsentrasi asam sutfat yang dapat terbentuk dari bijih
BM-179 Eko-remaja dengan .AJat proses kontak yang
memiliki efisiensi 9SO/o dapat dramalkan sebagai berikut
Tabel6. Prediksi produk asam sulfat yang mampudihasilkan dengan proses kontak yang memilikiefisiensi alat 95 '/.um ..1M. 8d«*' I~ 118
.I i2SO. i2SO. i2SO. H.SO. :%)I
m:-~~ ~7 ! H2%) ,03(2
1~\
Dengan menggunakan empat perangkap (trap)
pada penelitian ini mampu memberikan total efisiensi
alat rata-rata 48,01 % (nomor 3-5), dan kadar asam
sulfat yang tertinggi pada perangkap pertama memiliki
kadar rata-rata 57,12 % (nomor 3-5) dari bahan baku
sL:lfur, dan ini masih dapat ditingkatkan dengan
mempematikan:
Seal djaga agar tidak menyebabkan kebocoran gas
T emparatur pada reaktor katalis dusahakan konstan
Laju aliran diusahakan selalu stabil
Alat harus terbuat dari bahan yang anti korosif
Untuk proses produksi yang lebih besar sebaiknya
digunakan perangkap (trap) selain air, misalnya asam
sulfat pekat
Penambahan reactor katalis dari 2 reaktor menjad 4
reaktor
S!:Ibelum contoh masuk ke dalam tanur, contoh
sebaiknya melewatj melter
Penlbuatan asarn sulfat dan bijih BM-179
Percobaan pembuatal1 Asam sulfat dengan bahan
baku bijih BM-179 Eko-Remaja yang telah melewati
preparasi fIotasi dan magnetik separator dapat terlihat
seperti
3,88
-rj7irl
Produk magnetik separator, jika dibuat umpanpembuatan asam sulfat dengan proses kontak ber-efisiensi 95 %, pada trap pertama akan dihasilkanmaksimum asam sulfat 38,21 %, dan jika bemasilmengumpulkan keseluruhan produk dalam 1 wadah/trap,hanya akan mampu menghasilkan asam sulfat 56,17%.
pemakaian asam sulfat pada tahap pelincian dalam
Untuk memproduksi H2SO4 dalam skala besar
sebaiknya digunakan adsorben selain air, seperti H2SO4
pekat. Selain itu, per1u dbuat desain alat yang lebih bai~:
agar menghasilkan efisiensi tinggi yang dlengkapi
pengontrol kondisi dengan ketelitian tinggi terhadap
temperatur katalis, tekanan dan laju aliran.Produk flotasi, jika djadikan umpan pembuatan asam
sulfat dengan proses kontak yang ber-efisiensi 95 %,
pada trap pertama akan dihasilkan maksimum asam
su/fat 27,25 %, dan jika berhasil mengumpulkan produk
keseluruhan dalam satu trap mampu menghasilkan
asam sulfat 43,91 %.
Analisis Kandungan Asam sulfat pada produk
Proses Kontak
Pengujian terhadap produk asarn sulfat yang
dihasilkan dilakukan perbandingan 2 metoda, yaitu
metoda fisika dan kimia. Metoda fisika dlakukan dengan