Prosiding Hasil Penelitian dan Kegiatan PTLR T ahun 2017 ISSN 0852-2979

ANALISIS KUANTITATIF KONSENTRAT DAN DESTILATHASIL PROSES EVAPORASI

Ajrieh Setyawan, Sugeng Purnomo, Bambang Sugito, Mas'udi, BudiyonoPusat Teknologi Limbah Radioaktif-Badan Tenaga Nuklir Nasional

Kawasan PUSPIPTEK Serpong Gedung 50E-mail: ajrieh@batan.go.id

ABSTRAK

ANALISIS KUANTITATIF KONSENTRAT DAN DESTILAT HASIL PROSES EVAPORASI.

Tujuan dari analisis kuantitatif ini untuk memantau kebcrhasian proses selama evaporasi. Pemantauan dilakukanpada kegiatan evaporasi minggu ke 2 Maret sampel tanggal 7, 8, dan 9 Maret 2017. Parameter pemantauananalisis dilakukan pada sampel konsentrat dan destilat dengan pengukuran ektrak kering, ph, konduktivitas danradionuklida. Dari hasil kegiatan diperoleh balma ekstrak kering meningkat dari 69.5 gr/l s.d 105.05 gr/l.

konduktititas dan radionuklida mengalami peningkatan pada samp-;:l konsentrat serta pada destilat prosesevaporasi tidak didapatkan radionuklida. Kesimpulan asil pemantauan analisis selama proses evaporasi berjalandengan baik.

Kata Kunci : Evaporasi, MCA, Ekstrak Kering

ABSTRACT

QUANTITATIVE ANALYSIS OF CONCENTRATE AND DESTILAT PRODUCT OFEVAPORA TION PROCESS. The purpose of this quantitative analysis is to monitor the sustainability of the

process during evaporation. The monitoring was conducted on sampling dated 7, 8, and March 9, 2017. Theanalyzes were carried out with measurements of dry extract, pH, Conductivity and Radionuclides. The resultshows that dlY extracts increased ji-OI1l 69.5 g / I to 105.05 g / I, the conductivity and radionuclide in theconcentrate sample and in the evaporative process of radionuclide was not obtained. The conclusions ofmonitoring monitoring during the evaporation process are good.

Keywords: Evaporation. ivlCA. Dry £':tract

PENDAHULUAN

Beroperasinya fasilitas nuklir dan penelitian mengenai radioaktif akan menghasilkan limbahradioaktif baik berupa padat, cair maupun gas. Kehadiran limbah tersebut dapat berdampak negatifterhadap manusia dan lingkungan. Limbah cair yang memiliki konsentrasi tinggi dan bersifatradioaktif akan membahayakan apabila tidak dilakukan penanganan dengan baik. Instalasi evaporatorsebagai unit pengolah limbah radioaktif berfungsi melakukan pengolahan limbah radioaktif cairaktivitas rendah hingga sedang yang berasal dari reaktor nuklir serta laboratorium penunjang lainnya.Untuk menghindari kegagalan proses evaporasi yang ditimbulkan dalam proses pengolahan limbahmaka diperlukan suatu tahap karakterisasi dan pemantauan secara periode waktu tertentu, sehinggabisa dipastikan apakah pengolahan menggunakan metode evaporasi berhasil atau tidak. [I]

Evaporasi adalah proses pemekatan dari suatu larutan, yaitu dengan mengubah zat pelarutmenjadi uap. Pada umumnya suatu larutan terdiri dari zat yang mudah menguap (volatile) dan yangtidak mudah menguap (non volalile). Dengan perkataan lain evaporasi adalah proses penghilanganzat-zat yang mudah menguap untuk mendapatkan larutan yang lebih pekat. Pada proses evaporasilimbah radioaktif, bahan radioaktif merupakan komponen terbesar yang masuk ke dalam konsentrat.[2] Karakterisasi pemantauan proses evaporasi meliputi pH, konduktivitas, radionuklida dan ekstrakkering dalam konsentrat. metode analisis yang digunakan untuk mengetahui kandungan radioaktifdalam sampel yaitu menggunaka spektro gamma MCA. Tujuan dari analisis kuantitatif ini untukmemantau keberhasian proses selama evaporasi berlangsung.

Cara kerja

Kegiatan karakterisasi kuantitatif meliputi analisis produk hasil evaporasi berupa konsentratdan destilat. Lingkup analisisnya berupa ekstrak kering untuk konsentrat, analisis radionuklidamenggunakan MCA, analisis pH dan Analisis Konduktivitas. Tahap kerja kegiatan karakterisasi dapatdilihat pada gambar I.

9

Ajrih Setyawan, Sugeng Punomo, Bambang Sugito, .. : Analisis Kuantitatif Konsentrat ...

Konsentrat I I I Destilat

AnalisaEkstrak Kering

Cek pH

Pencac<lh<lndengan MCA

Cel;:Konduktivitas

PencacahandenganlvfCA Cek pH

Cel;:Kondul;:tivitas

GambaI' 1. Tahapan Kerja Karakterisasi

Penentuan Kadar Ekstrak Kering Dalam limbah Radioaktif Semi Cair (Konsentrat)

Cawan 25mL dicuci dengan asam pencuci, kemudian dibilas dengan aquadest. Cawan yangsudah dicuci kemudian dikeringkan di oven selama 15 menit. Kemudian cawan ditimbangmenggunakan neraca, catat sebagai berat awaI (PI). IOmL sample diambil, kemudian pindahkan kecawan. Sample yang sudah diambil lalu dikeringkan menggunakan hotplate hingga kering. Setelahsample kering maka dinginkan di desikator pada suhu ruang. Ditimbang sampai diperoleh berat yangkonstan (P2). Kadar ekstrak kering dihitung menggunakan rumus sebagai berikut :

( P 1 - P2) X 1000x= V ......................................................................................(I)

Keterangan :XPV

Analisis Radiokimia

: Ektrak Kering (gr/L): Massa Cawan (gr): Volume Limbah (L)

Analisis radiokimia menggunakan spektrometer gamma MCA. Volume yang digunakansebanyak 500 ml dengan waktu pencacahan selama I jam untuk destilat dan 10 menit untukkonsentrat. Prinsip pengukuran sinal' gamma akan berinteraksi dengan detektor HPGE sehinggamenimbulkan pulsa arus listrik. Pulsa ini akan diperkuat oleh preamplifer lalu amp lifer.

Keluarnya akan diubah menjadi spektum-spektrum oleh ADC (Analog Digital Conventer) padapembacaan (layar komputer). Spektrum yang diperoleh dianalisis menggunakan software analisisspektrum untuk mengetahui jenis dan aktivitas radionuklida yang terdapat dalam sampel denstilat dankonsentrat.

Penentuan konduktivitas dan pH

Konduktivitas dan pH ditentukan secara elektrometri menggunakan konduktimeter dan pHMeter

HASIL DAN PEMBAHASAN

Limbah cair yang belum diolah ditampung didalam tangki penampung limbah mentah untukkemudian diolah dengan proses evaporasi. Analisis limbah hasil evaporasi dilakukan secara berkalauntuk memantau proses evaporasi. Hasil evaporasi dianalisis, kadar ekstrak kering, nilai aktivitas totalradionuklida, pH dan konduktivitas secara berkala. Hal tersebut dilakukan untuk menunjang prosesevaporasi dan memamtau keberlangsungan selama proses evaporasi.

Pengolahan limbah cair dilakukan dengan met ode evaporasi untuk memisahkan konsentratyang mengandung unsur unsur radioakti[ dan destilat yang yang bebas dari kandungan unsur

10

Presiding Hasil Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahun 2017 ISSN 0852-2979•••

radioaktif Data pengamatan karakterisasi destilat dan konsentrat dilaksanakan pada minggu ke 2maret tanggal 7, 8 dan 9 Maret 2017 .

t _

Gambar 2. Sampel Konsentrat dan Sampel Destilat

••

Analisis Kadar Ekstrak Keling

Setelah dilakukan analisis kadar ekstrak kering secara berkala didapat hasil awal hingga akhirevaporasi yaitu 69.5 s.d 105.05 gIL. Dapat dilihat dari grafik berikut :

~ 120

e.

100~ e

.5J

80

•.....

60-:J'-' -.:...::-J

-.:...::

:;1,40e '"-.:...::

20~-'

~0

c;::~

02

4 6 8

Gambar 3. Ekstrak Kering Konsentrat Vs No Sampel

Dari gambar 3. terlihat bahwa semakin lama proses evaporasi berlangsung maka kadar ekstrakkering atau kadar garam yang terkandung akan semakin tinggi. Hal tersebut teIjadi karena adanyaproses akumulasi dan pengentalan pada konsentrat. Proses evaporasi akan diberhentikan apabila kadarekstrak kering sudah mencapai 250 g!L kareilll pada saat kadar ekstrak kering di konsentrat melebilri250 g!L lrulka akan mcnghambat instalasi cvaporator. Setelah evapordsi sclesai, maka hasil konscntratyang mcngandung unsur radioaktif dikirim kc unit sementasi untuk dilakukan pcmadatan. Prosespemadatan dilakukan untuk mengurangi kontaminasi terhadap lingkungan.

Analisis Radionu klida Konsentrat

Analisis nilai aktivitas totaillnsur radionllklida diukur berdasarkan pancaran sinar gamma darizal radioaklif.yang dicacah menggunakan alaI spektrofotomcter gamma multi channel ana(vzer. DarihasH pencacahan akan mcnghasilkan unsur radionulida diantaranya unsur Co-60 dan Cs-137. HasHanalisis data yang diperoleh dapat dibuat gambar 4 dan gambar 5. sebagai berikut:

11

Ajrih Setyawan, Sugeng Punomo, Bambang Sugito, .. : Analisis Kuantitatif Konsentrat ,..

~ 0,0016

-;; ;:i 0,00]4

~ C 0,00]21_ =- 0,001'" -

':; ..s 0,0008

i2 ~ 0,0006... -" ::: 00004

~ ~ 0:0002

Z;2 0] 2 3 4 5 6

Urutan konsentrat yang dillkur

Gambar4. Radionuklida Cs-l37 Vs SampelKonsentat

I Il'ml;m KL'lh~nl141\ an~(hnl.lu

Gambar 5. Radionuklida Co-60

Sampel Konsentat

Pada analisis nilai aktivasi totalunsur radionuklida dicacah sclama 10 mcnit. mcskipun didapatdua unsur yaitu unsur Co-60 dan Cs-l37.Dari hasil grafIk dapat dilihat balm'a dari kedua unsurccndcmng mcngalami kcnaikan nilai aktivitasnya hal tcrscbut scsuai dcngan kcadaan dilapangan,meskipun ada perbedaan titik kenaikan dimana hal tersebut terjadi karena unsur Co-60 dan Cs-l37tidak sclalu scjajar kcnaikannya, ballkan kandungan Co-60 bisa Icbih dominan bila dibandingkandcngan unsur Cs-137. Adanya pcnumnan unsur radionuklida tcrscbut tcrjadi karcna adanyakcmungkinan saat pcngambilan sampc I bcrsamaan dcngan proscs pcngumpanan di cvaporatorschingga kcadaan Icvcl konscntrat scdang mcngcncer schingga unsur radiomlklidanya pun mcnumn.

Semakin lama proses evaporasi berlangsung maka kadar radionuklida yang terkandung jugasemakin banyak. oleh karerul itu dibutullkan pemantauan untuk analisa kadar radionuklida danekstrak kering pada konsentrat secara berkala demi keberlangsungan proses evaporasi.

Analisis R~ldionuklida Pad a Destilat

Pencacahan salllpcl destilat ini dilakukan sclama I jam dcngan MCA karcna dari wujud fIsiktcrlihat balm'a dcstilat ini sudah tidak mcngandung unsur radionuklida lagi jadi dibutullkan waktulebih lama bila dibandingkan dcngan pcncacahan konscntral. Sctclah dilakukan pcncacahan sampcldestilat hasilnya temyata sudah tidak tcrdapat unsur radionuklida lagi. Hal tcrscbut 1I1cnunjukanbahwa proscs cvaporasi bcrjalan baik. Apabila sa mpc I dcstilat sudah tidak mcngandung unsurradionuklida maka dapat dibuang kc Pantauan Buangan Tcrpadu (PBT).

Analisis pH dan Kondul<tititas Pad a Konsentrat

Analisis pH pada konsentrat

4,5

~ 4

3,5

Sarnpel Konsentr at

Gambar 6. pH Vs Salllpcl Konscntrat

-,

Analisis Nilai Konduktivitas pada Konsentrat

')0

Gambar 7. KonduktifItas Vs SampclKonsentrat

Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa pH konscntrat awal hingga akhir sckitar 3.32 sampaidcngan 4.42 . Dari data tcrscbut tcrlihat bahwa scmakin lama proscs cvaporasi maka sClllakin basajuga pH konsentrat. Hal tcrsebut terjadi karena semakin banyak logam yang terlamt didalamkonscntrat mcnycbabkan pH scmakin basa, Scdangkan pH pada sample dcstilat ccndcmng nctralkarerul sudah terbebas dari logam terlamt serta radionuklida.

Dari grafik diatas dapat tcrlihat bahwa scmakin lama proscs cvaporasi maka scmakin tinggiams listrik pada konscntrat. Nilai konduktivitas pada konscntrat dipcngamhi olch kadar ckstrak

12

Prosiding Hasil Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahun 2017 ISSN 0852-2979

kering, apabila semakin tinggi kadar garam yang terkandung pada konsentrat berarti konsentrat akanmenghasilkan arus listrik yang kuat. Sedangkan pad a sampel destilat nilai konduktivitasnya cenderungrendah sehingga tidak menghantarkan arus listrik dengan baik.

KESIMPULAN

I. Kadar ekstrak kering secara berkala proses evaporasi didapat hasil awal hingga akhir yaitu 69.5g/L s.d 105.05 g/L

2. Analisis Radionuklida pada konsentrat diperoleh bahwa semakin tinggi, hal ini terjadi karenakonsentrasi terlarut radionuklida dalam limbah terakumulasi menjadi konsentrat.

3. Setelah dilakukan beberapa analisis pada kedua sampel menunjukan bahwa evaporasi beljalandengan baik dengan dibuktika bahwa prod uk destilat terbebas dari radionuklida.

DAFT AR PUST AKA

[I]. Technicatome-BA T AN, Liquid waste processing by evaporation, System Note, 1983

[2]. Bidang Pengolahan Limbah, Instruksi Kerja Preparasi dan Analisis, 2011

[3]. Evaporation System, System Note RWI 220 NJM 000 I. (tthn.).

[4]. Perkin Elmer, Aanalyst 400 Operation Manual, 2010

[5]. Walman, E. (1994). Evaporasi. Serpong: Pusat Teknologi Pengolahan Limbah RadioaktifBadan Tenaga Atom Nasional.

[6]. Technicatome-BA TAN, Routine Labolatory, System Note, 1983

13

Ajrih Setyawan, Sugeng Punomo, Bambang Sugito, .. : Analisis Kuantitatif Konsentrat ...

14