DISTRIBUSI HAFNIUM PADA MODEL KESETIMBANGAN CAIR – CAIR EKSTRAKSI PEMISAHAN ZIRKONIUM DAN HAFNIUM

Abstract

Di alam Zirkonium selalu terdapat bersama – sama dengan Hafnium. Keduanya merupakan unsur golongan IVB yang mempunyai kemiripan sifat kimia tetapi berbeda tampang lintang serapan neutron, masing –masing sebesar 0,18 barn dan 108 barn. Tampang lintang serapan neutron besar yang dimiliki Hafnium membuat logam ini berpotensi digunakan sebagai batang kendali pada reaktor nuklir. Pemisahan Zirkonium dan Hafnium sangat penting dilakukan karena untuk mencapai derajat nuklir Zirkonium harus mempunyai kemurnian tinggi dengan kandungan Hafnium tidak melebihi 100 ppm. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari fenomena kesetimbangan yang terjadi pada pemisahan Zirkonium dan Hafnium dari umpan larutan ZrO(NO₃)₂. Fenomena kesetimbangan dilakukan dengan penyusunan model yang dapat memperkirakan distribusi Hafnium dalam fasa air dan fasa organik. Penelitian ini dilakukan dengan ekstraksi cair – cair single stage dengan umpan  fasa air ZrO(NO₃)₂ dan solvent fasa organik TBP yang diencerkan kerosin. Proses ekstraksi dilakukan dengan perbandingan volum 1:1 dan kecepatan pengontakkan 200 rpm selama 90 menit menggunakan peralatan mechanical shaker. Konsentrasi Hafnium di fasa air dianalisis menggunakan ICP-EOS sedangkan konsentrasi Hafnium di fasa organik dihitung dengan neraca massa. Dari hasil penelitian dapat diambil kesimpulan bahwa distribusi Hafnium pada pada proses ekstraksi Zirkonium Hafnium menggunakan solvent TBP yang diencerkan dengan kerosin dapat dilakukan dengan pendekatan kesetimbangan kimia dengan konsep kesetimbangan fisis (quasi – physical approximation) dimana fasa organik terdapat kesetimbangan antara logam – logam bebas dengan logam yang telah terikat dalam kompleks tanpa perlu memperhatikan stoikhiometri reaksi pembentukan kompleks tersebut. Model yang menggambarkan fenomena distribusi Hafnium pada kesetimbangan fisis yaitu (C_B,org,tot/C_B,aq) = (0,090561 + (0,03033(C_E,tot)^1,904504(C_B,aq)^-1,14215 )). Model tersebut memiliki perhitungan sederhana, lebih presisi, dan berlaku untuk kisaran konsentrasi TBP yang cukup luas (0,5 M – 2 M). Kesalahan relatif rata-rata untuk distribusi Hafnium sekitar 7,3 % dan efisiensi ekstraksi Hafnium di fasa air paling rendah 9,9 %.