PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Penelitian Dan Pengembangan Teknologi MajuYogyakarta, 28 Agustus 2008

OPTIMASI PEMANFAATAN ZEOLIT ALAM DARI GUNUNGKIDUL UNTUK REDUKSI KADAR CESIUM DALAM LIMBAH

RADIOAKTIF CAIR

Endro Kismolo, Nurimaniwathy, Tri SuyatnoPustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

ABSTRAK

OPTIMASI PEMANFAA TAN ZEOLIT ALAM DARI GUNUNG KIDUL UNTUKREDUKSI KADAR CESIUM DALAM LlMBAH CAIR. Kegiatan ini bertujuan untukmengetahui kemampuan zeolit dari Gunung Kidul untuk reduksi kadar cesium dalamIimbah radioaktif cairo Percobaan dilakukan dengan metode sorpsi secara catudengan zeolit ukuran butir (-40 +60) mesh), (-60 + 80) mesh dan (-80+100) meshsebelum dan sesudah pengaktifan kimia dengan ammonium sulfat. Penambahanzeolit divariasi dari 2,0 % sampai 10,0 %, kecepatan pengadukan divariasi dari 50 rpmsampai 200 rpm dan waktu pengadukan divariasi dari 10 menit sampai 60 menit padapengenapan selama 120 menit. Dari percobaan diperoleh kesimpulan bahwa kondisiterbaik dicapai pada penambahan zeolit (-80+100) mesh sebanyak 8,0 % blv,kecepatan pengadukan 100 rpm selama 45 menit dengan waktu pengenapan selama120 menit. Pada kondisi ini diperoleh nifai efisiensi sorpsi cesium sebesar 83,701 %untuk zeolit alam dan 87,334 % untuk zeolit hasif pengaktifan kimia.Kata Kunc; ~Reduksi radionuklida - Zeolite alam - Gunung Kidul.

ABSTRACT

OPTIMA TlON OF THE BENEFIT NA TURAL ZEOLITE FROM GUNUNG K1DUL FORREDUCTION OF CESIUM IN THE LIQUID RADIOACTIVE WASTE. The aim ofactivity was to know performen of zeolite from Gunung Kidul for reduction of cesiumreduction in the radioactive liquid waste. The experiment was done by bath sorptionmethode with zeolite on grain zise are (-40+60) mesh, (-60+80) mesh and (-80 +100)mesh before and after chemical activation using ammonium sulphat. The addition ofzeolite was varied of 2 % to 10 %, the stirring speed was varied from 50 rpm to 200rpm and the stirring time was done on 10 minutes to 60 minutes and settling time on120 minutes. From the experiment can be deduced of the best condition to achievedon the addition of natural zeolite for grain zise are (-80+100) mesh on 8 % wlv, stirringspeed of 100 rpm on 45 minutes with the settling time on 120 minutes. At the conditionto obtained cesium adsofption efficiency value is 83.701 % for natural zeolite and87.334 % for zeolite after chemical activated.

Key Words: Radionuclide reduction - Natural zeolite - Gunung Kidul.

PENDAHULUAN

Pemanfaatan mineral alam untuk prosespenjerapan (sorpsi) merupakan diversifikasimetode alternatif pengolahan limbah radioaktif cairdan senyawa B3 yang bertujuan untuk reduksi kadarkontaminan dan radionuklida dalam limbah cairo

Proses penjerapan ini dapat diterapkan untukmereduksi limbah cair yang memiliki kadar

kontaminan radionuklida yang rendah dan memilikikarakteristik fisik tertentu, yaitu pH limbah

mendekati netral dan mempunyai kadar zat padatterlarut juga rendah. Limbah radioaktif cair yangmemiliki karakteristik demikian biasanya dihasilkandaTi efluen hasil pengolahan kimia yang telahmengalami preparasi melalui penyaringan maupunproses pengenapan "settling".

Saat ini mineral alam seperti zeolit banyak

dimanfaatkan sebagai bahan proses dalam industri

390 ISSN 1410 - 8178 Endro Kismolo, dkk

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Penelitian Dan Pengembangan Teknologi MajuYogyakarta, 28 Agustus 2008

(3)

TEORI

(1)

Zeolit- Ca++ + NH4+ -+ Zeolit- NH4+ + Ca++ (2)

2. Reaksi pertukaran ion dalam proses penjerapan(sorpsi)

Zeolit - NH4+ + Cs + -+ Zeolit - Cs + NH4+

khususnya sebagai penjerap alternative padapengolahan limbah dan sebagai penjernih padaproses dekolorisasi. Faktor penting yangmenjadikan zeolit diambil untuk bahan penjerapkarena selain murah, zeolit mudah didapatkan diwilayah Indonesia, dan memiliki kemampuansebagai bahan penukar ion. Zeolit dari GunungKidul memiliki kadar senyawa silikat cukup tinggi(mengandung Ca-silikat pada kisaran 45,65 %sampai 52,75 %), sehingga diduga memilikikemampuan sorpsi yang tinggi(l·2).

Zeolit mengandung senyawa alumuniumsilikat yang memiliki struktur kerangka tigademensi terbentuk oleh tetrahedral Awl dan Si044­dengan rongga di dalamnya terisi ion-ion logambiasanya didominasi logam alkali tanah (Na, K, Mg,Ca dan Fe) dan rnolekul air yang dapat berg~rakbebas dalam struktur rongga. Untuk mempermudahterjadinya proses pertukaran kation, padatan zeolitharus dibuat homogen terlebih dahulu melaluiproses preparasi baik preparasi fisika maupun kimiayaitu dengan pemanasan dan atau menambah asamatau garam tertentu(3,4).

Dalam percobaan ini dicoba melaluipreparasi fisika yaitu dengan cara pengaturanukuran butir dari zeolit setelah pengeringan 150°Cdan preparasi kimia menggunakan larutanammonium sulfat . Preparasi pemanasan sampai150°C bertujuan selain untuk memperluas bidangkontak tanpa merusak kerangka struktur, perubahanukuran butir sorben, diharapkan terjadi kenaikandistribusi sorben dalam proses adsorpsi. Sedangkanpengaktifan kimia bertujuan untuk reposisi logamdalam zeolit dengan ion NH/ sehingga pergerakanlogam-Iogam alkali tanah dalam zeolit lebihoptimum . Dengan cara ini zeolit alam akan

memiliki nilai kemampuan pe~erapan (sorpsi) danpenukar ion yang lebih tinggi(4..

Pada pengaktifan secara kimiamenggunakan larutan garam NH4+ untukmemperoleh zeolit-NH4+ sebagai penukar kation.Kation cesium yang ada dalam limbah akan terserapoleh pori permukaan lempung dan bersubtitusidengan kation NH4+ yang ada pada permukaansorben, dan mekanisme pertukarannya dapatdigambarkan dalam bentuk reaksi di bawah ini :I. Reaksi pengaktifan zeolit dengan garam

ammonium (NH4 +)

Zeolit - Na+ + NH4+ ~ Zeolit - NH4+ + Na+

Atau secara umum dapat ditulis sebagai berikutdengan M suatu kerangka anionik dari zeolit.;

nH+ -R(padatan) + Mn+ (Iarutan)-+ M-Rn (padatan) + nH+(larutan) (4)

n(OH)--R(padatan) + Mn+ (Iarutan) -+ M-Rn (padatan) + n(OH)­

(tarutan) (5)

Dengan memperbanyak ion NH4+ dalam strukturzeolit, dapat diperoleh kemudahan terjadinya

pertukaran ion logam cesium dalam larutan limbah(6.7)

Pada proses adsorpsi menggunakan zeolitalam, maka ion Cs+ yang ada dalam limbah akanterserap oleh pori permukaan zeolit dan bersubtitusidengan kation NH4+ yang ada pada permukaanadsorben, seperti dalam reaksi di bawah ini :Zeolit - NH4+ + Cs+ -+ Zeolit - Cs+ + NH4+

Dalam hal pemanfaatan mineral alam,kemampuan adsorpsi mineral alam juga ditentukanoleh nilai kapasitas tukar kation (KTK) dari mineralalam tersebut. Zeolit pada umumnya memiliki nilaikapasitas tukar kation lebih tinggi biladibandingkan lempung, hal ini dapat diterangkandari perbedaan struktur kristal kedua material yangmempengaruhi sifat serapan dan pertukaran ionnya.KTK total dari zeolit jenis klinoprilolir padaumumnya antara (1,5 - 2,0) meq/g. Selanjutnyanilai KTK dari zeolit juga sangat ditentukan sifatpergerakan logam-Iogam alkali tanah yang ada didalamnya (K, Na, Ca, Mg dan Fe).(6.7.8).

Logam-Iogam alkali tanah tersebut secaraterpisah mampu menaikkan nilai kapasitas tukarkation total dari zeolit tergantung dari kemudahanlogam-Iogam alkali tersebut bergerak dalam sistemsaluran kerangka zeolit. Karakter zeolit lainnyaadalah dari pembentukan kerangka strukturmolekular dari penggabungan molekul-molekultetrahedral membentuk celah-celah dan saluranyang teratur sehingga menyebabkan adanya strukturberpori yang memungkinkan suatu molekul yangdapat melewati akan terperangkap di dalamnya. Halini yang menyebabkan mineral zeolit bersifat

sebagai ~enukar ion, penyerap dan penyaringmolekul(5. ).

Di dalam sistem air pada prosespenjerapan, sorben alam mengalami degradasiakibat adanya proses pelarutan fisik terutama akibatpengadukan, maka ukuran butir berpengaruhi padakondisi selama proses dan akhir dari prosespenjerapan. Kondisi fisik penjerap paska penjerapandapat dilihat dari kadar zat padat dalam beninganpasca proses pengenapan. Dalam percobaan iniingin diperoleh karakteristik sorpsi zeolit alam padaberbagai kondisi ukuran butir setelah pemanasan150°C dan setelah pengaktifan kimia menggunakanlarutan ammonium sui fat encer untuk reduksi kadarcesium dalam limbah B3 cair fase air. Selain ukuranbutir, dalam aplikasi proses penjerapan secara catu

Endro Kismolo, dkk. ISSN 1410·8178 391

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR

Pusat Penelitian Dan Pengembangan Teknologi MajuYogyakarta, 28 Agustus 2008

pengadukan, dan kadar

dianalisis

spektrometri

ini beberapa variabel penting yang akan dipelajariadalah beban sorben dalam limbah, kecepatanpengadukan dan waktu pengadukan pada waktupengenapan tertentu (7).

Dengan memvariasi ukuran butir, bebanzeolit dalam limbah cair, kecepatan pengadukan danwaktu pengadukan, diharapkan dapat diperolehefisiensi penjerapan logam cesium dalam limbahcair yang maksimum.

METODE

Bahan penelitian

Zeolit dari Daerah Gunung Kidul, limbahradioaktif cair fase air dengan kadar Cs-137 sebesar10,00 ppm dan aquades.

Peralatan penelitian

Perangkat penggerus (Iumpang-penumbukbesi) digunakan untuk menghancurkan bOl1gkahanzeolit alam kering. Ayakan Tyler digunakan untukmengayak zeolit sesuai ukuran butir yangdikehendaki. Perangkat furnase digunakan untukmengeringkan zeolit. Perangkat pengaduk Jar testdigunakan untuk proses penjerapan (sorpsi) secaracatu dengan menggunakan peralatan pendukungberupa piranti gelas. Untuk analisis kadar cesiumdalam beningan digunakan perangkat Spektrometrigamma.

Cara Kerja

I. Preparasi Zeolita. Pengaktifan fisika dengan pemanasan

Bongkahan kering zeolit alam, ditumbukmenggunakan peralatan penggerus (Iumpangpenumbuk besi) sampai diperoleh butiranhalus zeolit. Hasil tumbukan disaringmenggunakan ayakan Tyler sehinggadiperoleh zeolit dengan ukuran butir (­40+60); (-60+80) dan (-80+100) mesh.Selanjutnya dimasukkan ke dalam cawanporselain, dipanaskan dalarn fumase padasuhu 150°C selama 60 menit, didiamkandalam fumase sampai suhu karnar danditampung dalam wadah tertutup rapat.Zeolit hasil pengaktifan kimia inidikeringkan pada suhu udara, setelah keringdi ayak sehingga diperoleh zeolit hasilpengaktifan kimia dengan ukuran butir (­40+60) ; (-60+80) dan (-80+ I00) mesh.

b. Pengaktifan kimia dengan larutanammonium sulfatZeolit ukuran butir (-60+80) mesh sebanyak500 gram dimasukkan ke dalam gelas bekervolume 2000 ml yang telah berisi larutanaktivan (NH4)2S04 0, I M sampai seluruhbutiran zeolit terendam larutan ammonium

suifat. Selanjutnya diaduk pada kecepatanpengadukan 50 rpm selama 30 menitmenggunakan perangkat Jar Test.

c. Hasilnya disaring dan padatan dalam kertassaring masukkan ke dalam gelas beker 2000m\. Selanjutnya padatan dalam beker gelasdicuci dengan akuades yaitu dengan caraditambahkan !lkuades 1000 ml, diaduklambat 50 rpm selama 10 menit, disaring dandiukur pH filtratnya. Pencucian terhadappadatan diulang dengan cara yang sarnasarnpai diperoleh pH filtrat = 7,0

d. Padatan yang diperoleh dipindahkan kedalam beker gelas 2000 ml untuk dicucidengan ethanol teknis sebanyak 500 mldengan cara diaduk (30 rpm) selarna 60menit, disaring, dan padatan yang dalamkertas saring dipindahkan ke dalarn cawanporselain, dikeringkan menggunakan lampupemanas sampai diperoleh berat padatanyang tetap.

e. Padatan zeolit hasil pengaktifan digerus dandiayak dengan ayakan Tyler ukuran (­40+60) mesh, hasilnya disimpan dalameksikator.

f. Dengan cara yang sarna dilakukanpengaktifan terhadap lempung ukuran butir(-60+80) mesh dan (-80+100) mesh.

2. Proses sorpsia. Kedalam gelas beker 100 ml yang berisi

limbah cair sebanyak 50 ml, ditambahkanzeolit alam ukuran butir (-40+60) mesh, (­60+80) mesh dan (-80+100) mesh. masing­masing sebanyak 2,0 ; 4,0 ; 6,0 ; 8,0 dan 10,0% b/v. Carnpuran diaduk menggunakan JarTes pada kecepatan pengadukan 50 rpmselama 10 menit. Hasil pengadukandienapkan selama 120 menit, danselanjutnya dilakukan analisis kadar cesiumdalarn beningan dengan perangkatspektrometri gamma.

b. Kondisi terbaik percobaan (a), dengan carayang sarna dilakukan variasi kecepatanpengadukan berturut-turut : 75; 100 ; 125 ;150 dan 175 rpm.

C. Kondisi terbaik percobaan (a sampai b),dengan cara yang sarna dilakukan variasiwaktu pengadukan berturut-turut : 20 ; 30menit ; 40 ; 50 dan 60 menit.

d. Pada kondisi terbaik (a, b dan c), dengancara yang sarna digunakan zeolit hasipengaktifan kimia.

e. Masing-masing dari hasildienapkan selama )20 menitcesium dalam beninganmenggunakan perangkatgamma.

392 ISSN 1410 - 8178 Endro Kismolo, dkk

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Penelitian Dan Pengembangan Teknologi MajuYogyakarta, 28 Agustus2008

HASIL DAN PEMBAHASAN

Gambar. I. Grafik hubungan antara beban sorbenzeolit alam hasil pemanasan 150°Cterhadap karakteristik sorpsi limbahcesium pada kondisi, kecepatanpengadukan 50 rpm, waktu pengadukan]0 menit dan waktu pengenapan(settling time) selama ]20 menit.

DaJam percobaan selanjutnya diambilbeban adsorben sebanyak 8,0 % karena kondisibeningan untuk pengenapan selama 120 menitkondisinya cukup baik yaitu tidak terjadi floatasipartikel sorben, dengan kadar zat padat terlarut

Pengaruh beban adsorben terhadap nilaiefisiensi penjerapan (sorpsi).

Pengaruh beban adsorben yangd:tambahkan dalam proses penjerapan (sorpsi)Iimbah dapat dilihat pada Gambar 1. Dari Gambar 1diperoleh informasi bahwa nilai efisiensi adsorpsilogam cesium semakin besar dengan bertambahnyabeban sorben dalam limbah. Hal ini terjadi karenasemakin banyak sorben yang ditambahkan akanmenambah luas permukaan penyerap, sehinggapenetrasi cesium dalam Iimbah cair ke dalamrongga atau pori sorben meningkat dengan adanyaproses difusi yang semakin meningkat. DariGambar I, juga diperoleh informasi bahwa ukuranbutir sorben zeolit juga berpengaruh terhadapkemampuan sorpsinya.

Ukuran butir sorben zeolit yang semakinkecil, memberikan nilai efisiensi sorpsi yangsemakin besar. Hal ini terjadi karena pada jumlahsorben yang sarna, semakin kecil ukuran butimyaakan menambah jumlah pori penyerap sehinggalimbah yang terserap juga akan semakin besar ataunilai efisiensi sorpsiya menjadi semakin besar. Daripercobaan (I), beban sorben zeolit terbaik untukketiga kondisi ukuran butir sorben zeolit adalahpada penambahan sorben zeolit sampai sebanyak8,0 % b/v. Diatas nilai itu meskipun nilai efisiensipemisahan yang dihasilkan sedikit lebih besar,tetapi dalam penerapan proses catu terjadi kesulitandalam pengadukan (kental) dan terjadi suspensipadatan yang sulit mengendap.

dalam beningan cukup rendah yaitu sebesar 0,556gliiter.

Pengaruh kecepatan pengadukan terhadapnilai efisiensi penjerapan (sorpsi).

Pengaruh kecepatan pengadukan terhadapnilai efisiensi penjerapan dapat dilihat pada Gambar2. Dari Gambar 2 dipero]eh informasi bahwa nilaiefisiensi sorpsi semakin besar dengan adanyaperubahan kecepatan pengadukan. Hal ini terjadikarena kecepatan pengadukan berpengaruh padadistribusi partikel sorben dalam Iimbah. Distribusisorben dalam larutan semakin besar denganmeningkatnya kecepatan pengadukan dankemungkinan terjadinya kontak antara butiranpartikel zeolit dengan Iimbah juga semakin besar ,sehingga nilai efisiensi adsorpsi yang dihasilkancenderung semakin besar. Sarna dengan percobaan(I), maka dari Gambar 2, dipero]eh informasibahwa ukuran butir (-60+80) mesh tetapmemberikan nilai efisiensi sorpsi lebih tinggi untukberbagai kecepatan pengadukan.

-+- ZeoItJur.., WI.: (..j().oo) mesh

--- Zeal •.•..•.Sl Wir: (~-+60) mesh....•....leoI t.kwm bAil'; (·8(}+1 00) FreSh

..-~-=:;:=-=_~ ~m ~

t:==-t • ...-

25 50 15 100 125 150 115 200

Kecepatan pengadli<an (~

80

10

~ 60

Isog 40

~ 30

~ 2010

o

o

Gambar. 2. Grafik hubungan antara kecepatanpengadukan terhadap efisiensi sorpsicesium menggunakan zeolit alam hasilpemanasan 150°C, beban zeolit 8,0 %,waktu pengadukan 10 menit dan waktupengenapan selama 120 menit.

Dari Gambar 2, diperoleh informasi bahwauntuk penjerap zeolit dengan ukuran butir (-60+80)mesh diperoleh kondisi penjerapan (sorpsi) terbaikpada kecepatan pengadukan antara 100 rpm sampai125 rpm, yaitu memberikan nilai efisiensi sorpsisebesar 70,125 % sampai 70,726 % .

Kecepatan pengadukan di atas 125 rpmcenderung tidak menaikkan nilai efisiensi sorpsi.Hal ini terjadi terjadi karena pada kecepatanpengadukan yang relatif tinggi memungkinkanterlepasnya kembali ion Cs+ yang terikat dalamkerangka zeolit ke dalam larutan limbah ataukesetimbangan pertukaran ion sudah tercapai,sehingga nilai efisiensi sorpsinya menjadi turunatau tetap. Secara fisis, pada kecepatan pengadukanyang terlalu besar menyebabkan hancurnya minerallokal dan terbentuk koloid dan terbentuknyapartikel yang terflotasi sehingga membutuhkanwaktu pengenapan "settling time" yang lebih lama.

12

-.- ZeofIt uktzm bJi': (.40+60) rresh

"""'*-ZeoII:ukll'ootuir: (-ID+BO)~$h

....•... - ZeoIt uk\.ran tUlr: (-8)+100) rresh

4 6 8 10

Beban s"'ben zeollt ('36b'"

80

10

~ 60

§. 50w 40'"i 30

~ 2010

o

o

Endro Kismolo, dkk. ISSN 1410 - 8178 393

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR

Pusat Penelitian Dan Pengembangan Teknologi MajuVogyakarta, 29 Agustus 2009

Gambar 3. Grafik hubungan antara waktupengadukan terhadap nilai efisiensisorpsi cesium menggunakan zeolit hasilpemanasan 150°C, pada kondisi bebanzeolit 8,0 %, kecepatan pengadukan 100rpm dan waktu pengenapan se\ama 120menit.

Kondisi ini kemungkinan karena ion Cs+yang terikat dalam kerangka zeolit terlepas kembalike dalam larutan limbah dengan bertarnbahnyawaktu pengadukan, sehingga nilai efisiensisorpsinya relatif tetap atau menjadi lebih rendah.Pada aplikasinya, bertambahnya waktu pengadukanmenyebabkan adanya peningkatan terjadinyapartikel tertlotasi dalam beningan yang

Sehingga dalam percobaan lanjutan diambilkecepatan pengadukan 100 rpm, karena beninganetluen pasca pengenapan 120 menit relatif lebihjemih dibandingkan pada kondisi kecepatanpengadukan 125 rpm, dengan kadar zat padatterlarut dalam beningan etluen cukup rendah yaitusebesar 0,482 g/liter.

pengaruh waktu pengadukan terhadap nilaiefisiensi sorpsi.

Pengaruh waktu pengadukan terhadap nilaiefisiens sorpsi dapat dilihat pada Gambar 3. DariGambar 3 diperoleh informasi bahwa waktupengadukan berpengaruh pada proses sorpsi secaracatu. Dari Gambar 3 menunjukkan bahwa semakinlama pengadukannya, maka nilai efisiensi sorpsiyang dihasilkan sedikit meningkat. Hal ini terjadikarena waktu pengadukan secara langsungberpengaruh terhadap waktu kontak antara partikelsorben dengan limbah. Apabila waktu kontaknyacukup lama, maka akan memungkinkan terjadinyaproses pertukaran ion dalarn kerangka strukturzeolit dengan Cs+ dalam limbah, sehingga nilaiefisiensi sorpsinya akan semakin besar.

Dari Gambar 3 diperoleh informasi bahwauntuk semua ukuran butir sorben, menunjukkanwaktu pengadukan terbaik adalah sekitar 45 menitdan ukuran butir penyerap zeolit (-60+80) meshsudah memberikan nilai efisiensi sorpsi maksimum.Waktu pengadukan di atas 50 menit tidakmenaikkan nilai efisiensi sorpsi secara signifikan.

....•...• Z~ '-*u'en bJir : (-40t-60) mesh

-+- Zd •••.•.en bW' : (..so.eo)mem

_..• -- Zeoli t.A:LrenbJir : (-8()t.100) mesh

Percobaan dengan menggunakan sorbenzeolit hasil pengaktifan kimia menggunakanammonium sulfat 0,1 M dilakukan pada kondisiterbaik percobaan 1,2 dan 3. Hasil aplikasi sorbenhasil pengaktifan kimia dapat dilihat pada Gambar.4. Dari Garnbar 4 dapat diperoleh informasi bahwapengaruh pengaktifan kimia terhadap zeolit hampirsarna untuk semua ukuran butir.

7060

-+-leolt.*wM WI' : (...4£k.60)mesh

___ Idl&t.ra"l bUr: (.so..OO)mesh

-.-leoll"*lI«'I bUr : (..ao.1 (0) mesh

20 30 40 50

Waktu pengadiJ<an (menl1)

10

:~~_:m ;-~100

90

00

~ 70

~ 60

g 50

~ 40! :JJ

w 20

10

o

o

Gambar 4. Grafik hubungan antara waktupengadukan terhadap nilai efisiensisorpsi cesium menggunakan zeolit hasilpemanasan 150°C yang mengalamipengaktifan kimia dengan ammoniumsulfat 0,1 M, pada kondisi beban zeolit8,0 %, kecepatan pengadukan 100 rpmdan waktu pengenapan selama 120menit.

Kenaikan nilai efisiensi sorpsi denganmenggunakan zeolit hasil pengaktifan kimia terjadidimungkinkan karena adanya peningkatanpertukaran ion dalam struktur kerangka zeolitdimana logam-Iogam alkali yang digantikan ionNH/ yang lebih reaktif bertukar ion dengan ionCs+. Selain itu pengaktifan kimia juga didugamampu membersihkan rongga dan pori zeolit,sehingga kemungkinan terjadinya proses pertukaranion dan proses penjerapan menjadi meningkat.Kondisi ini yang memungkinkan dapat diperolehpeningkatan nilai efisiensi sorpsi.

kemungkinan akibat terjadinya degradasi strukturkerangka zeolit, sehingga membutuhkan waktupengenapan di atas 120 menit.

Pada percobaan dengan waktu pengenapanyang sarna, untuk waktu pengadukan di atas 50menit memberikan kadar zat padat terlarut dalambeningan etluen meningkat menjadi sebesar 0,558g/Iiter. Tetapi untuk waktu pengadukan 40 menitdan pengenapan 120 menit memberikan kadar zatpadat dalarn beningan etluen sebesar 0,435 g/Liter.Pada percobaan ini diperoleh nilai efisiensi sorpsisebesar 74,974 % untuk zeolit (-40+60) mesh,81,230 % untuk zeolit (-60+80) mesh dan 83,701 %untuk zeolit (-80+ 100) mesh.

Aplikasi sorben zeolit hasil pengaktifankimia

70605030

Waktu pengadli<an (menil)

2010

100

90

00

~ 70

.~ 60

g 50

.~ 40! :l)

w 20

10

o

o

394 ISSN 1410 - 8178 Endro Kismolo,dkk

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Penelitian Dan Pengembangan Teknologi MajuYogyakarta, 28 Agustus 2008

Dari percobaan penggunaan zeolit hasilpengaktifan kimia , pada beban zeolit 8,0 %,kecepatan pengadukan 100 rpm selama 45 menitdan pengenapan 120 menit diperoleh nilai efisiensisorpsi sebesar sebesar 79,028 % untuk zeolit (­40+60) mesh, 85,553 % untuk zeolit (-60+80) meshdan 87,334 % untuk zeolit (-80+100) mesh. Nilaiini 1,035 kali lebih besar bila dibandingkan denganhasil percobaan yang sarna menggunakan zeolit daridaerah Bayah, Kabupaten Lebak - Jawa Barat(Endro K, DKK- 2007).

Dari percobaan, secara fisik ketiga variableyang diteliti memberikan informasi bahwakarakteristik fisik mineral lokal zeolit akan berubahpada proses sorpsi yaitu ditandai denganterbentuknya partiklel terflotasi pada saatpengenapan, sehingga waktu pengenapan danpemisahan fraksi beningan menjadi proses pentingyang harus dipertimbangkan. Partikel terfloatasidalam beningan pada proses kontinyu tidak begituberpengaruh karena kondisinya tetap terjaga olehaliran umpan, tetapi pada proses bath menjadimasaiah pada pemisahan fraksi padatan dalampenyaringan. Untuk mereduksi partikef terfloatasiperlu dilakukan penyempumaan preparasi sorben,mengingat material / partikel terfloatasi sebagianbesar diakibatkan oleh kotoran dalam sorben.

KESIMPULAN

Dari teori, data percobaan dan pembahasanhasil percobaan, dapat diambil kesimpulan yaitu :I. Zeolit alam dari Qunung Kidul setelah proses

pengeringan 150°C dapat diaplikasikan untukreduksi kadar cesium dalam limbah radioaktifcairo

2. Kondisi terbaik dicapai pada beban adsorben 8,0%, kecepatan pengadukan 100 rpm, waktupengadukan 45 menit dan waktu pengenapan120 menit, diperoleh nilai efisiensi sorpsisebesar 74,974 % untuk zeolit (-40+60) mesh,81,230 % untuk zeolit (-60+80) mesh dan83,701 % untuk zeolit (-80+100) mesh untukzeolit tanpa pengaktifan kimia. Sedangkan zeolityang diaktivasi dengan ammonium sulfat 0, I Mmemberikan nilai efisiensi sorpsi sebesarsebesar 79,028 % untuk zeolit (-40+60) mesh,85,553 % untuk zeolit ukuran butir (-60+80)mesh dan 87,334 % untuk zeolit (-80+100)mesh.

3. Pada pemanfaatan mineral alam, ketiga variabeldi atas perlu dipertimbangkan agar teknissorpsinya tidak mengalami kesulitan danpemisahan fraksi beningan dapat dilakukandengan mudah.

DAFT AR PUST AKA

I. ANONIM, "Keputusan Menteri NegaraKependuduknn dan Lingkungan Hidup tentang.Standard Baku Mutu air Limbah di Indonesia",Jakarta, (1999)

2. ANONIM, Peraturan Pemerintah RI Nomor 82,"Pengelolaan Kualitas Air dan PengendalianPemcemaran Air dan Penjelasannya. ", Jakarta,(200 I).

3. BRECK, D.W., "Zeolite Molecular Sieves.Structure. Chemistry. and Use", John Wiley &Sons, Inc., New York, (1974).

4. SCHNEIDER, K., "Use of Local Minerals inthe Treatment of Radioactive Waste", TechnicalReport Series No. 136, IAEA, Vienna, (1974).

5. OTHMER, K., "Encyclopedia of ChemicalTechnology", 3th ed., vol. 15, John Wiley &Sons, New York, (1981)

6. ENDRO KISMOLO, DKK, "PemanjaatanLempung Nanggulan Untuk Mengolah LimbahChrom", Seminar Nasional (II) PerkembanganTeknologi Keramik, Bandung, (2003)

7. TECHNICAL REPORTS SERIES NO 136,"Use of Local Mineral in The Treatment ofRadiactive Waste", IAEA, Vienna, p.12, (1972)

8. NURIMANIW ATHY,DKK, "KarakterisasiKapasitas Tukar Kation Zeolit Dari GedangsariGunung Kidul", Prosiding Seminar PranataNuklir", P3TM-BATAN, Yogyakarta, 2004.

9. ENDRO KISMOLO, DKK, "Reduksi KadarCesium Dalam Limbah RadioaktifCairMenggunakan Zeolit dari Daerah Bayah - JawaBarat " Prosiding Seminar Nasional KeramikVI, Balai BesarKeramik, Bandung, 2007.

TANYA JAWAB

Hendro Wahyono» Apa perbedaan (sifat fisis dan kimia) zeolit dari

Qunung Kidul dengan yang ada di pasaran?Endro Kismolo

~ Zeolit clari Gunung Kidul dengan yang ada dipasaran tidak jauh berbeda baik sifat fisikamaupun kimianya. tetapi un/uk peningkatannikai KTK dapat ditambah pengaktifan kimia.Sedikit yang membedaknn adalah kndarlogam-logam alknli yang dikandungnya,sehingga dari data pengalaman selama ininilai KTK-nya berlainan

Endro Kismolol dkk, ISSN 1410 - 5175 395