PEMISAHAN Zr-Hf DALAM ZIRKONIUM OKSIKLORIDA (ZOC) HASIL PELEBURAN PASIR ZIRKON KALIMANTAN MENGGUNAKAN TRI n-BUTIL FOSFAT (TBP)-DODEKANA DAN TRI n-BUTIL FOSFAT (TBP) DALAM PELARUT KEROSEN

Kharistya Rozana, Prof. Dr.rer.nat. Karna Wijaya, M.Eng; Dr. Ariyani Kusuma Dewi

2025 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Kelimpahan pasir zirkon Kalimantan, Indonesia menjadi tantangan bagi peneliti dalam mengelola hasil mineral bumi. Pasir zirkon memiliki kandungan unsur zirkonium (Zr) dan hafnium (Hf). Di alam unsur Zr selalu ditemukan bersamaan dengan unsur Hf, keduanya memiliki kemiripan s?fat fisik dan kimia. Namun kedua unsur ini memiliki perbedaan dalam hal penampang serapan neutron.

Pada penelitian ini dilakukan pemisahan Zr-Hf menggunakan dua ekstraktan yang berbeda yaitu Tri n-Butil Fosfat (TBP)-Dodekana dan TBP dengan pelarut kerosen. Umpan ekstraksi berupa zirkonium oksiklorida (ZOC) diperoleh dari peleburan pasir zirkon Kalimantan. ZOC dari peleburan pasir zirkon diuji kualitasnya dengan alat XRF, XRD, FTIR, dan SEM. Proses ekstraksi dilakukan dengan 2 cara yaitu melarutkan umpan ZOC dalam media asam nitrat menggunakan ekstraktan TBP-Dodekana dan ekstraktan TBP dalam media pelarut kerosen. Beberapa parameter ekstraksi yang dilakukan dalam penelitian ini antara lain variasi fase organik dan fase berair (O/A), variasi waktu kontak, variasi konsentrasi asam nitrat, dan variasi penambahan jenis garam. Ekstraksi dilakukan dengan menggunakan mechanical shaker. Filtrat hasil ekstraksi dianalisis dengan menggunakan XRF.

Hasil penelitian menunjukkan Zr dan Hf dapat dipisahkan secara optimum menggunakan penambahan natrium nitrat dengan rasio organik/air 1:5, waktu kontak 75 menit, dan konsentrasi HNO₃ 7 M. Pemisahan Zr dan Hf menggunakan TBP dalam media pelarut kerosen dan ekstraktan TBP-Dodekana memberikan nilai faktor pisah berturut-turut sebesar 13,88 dan 14.49. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi dalam pengembangan metode ekstraksi cair-cair Zr dan Hf yang efisien sehingga dapat diaplikasikan untuk Zr derajat nuklir.

The abundance of zircon sand in Kalimantan, Indonesia poses a challenge for researchers in managing mineral resource outcomes. Zircon sand contains the elements zirconium (Zr) and hafnium (Hf). In nature, the element Zr is always found together with the element Hf, both of which have similar physical and chemical properties. However, these two elements differ in terms of neutron absorption cross-section. This study involves the separation of Zr-Hf using two different extractants: Tri n-Butyl Phosphate (TBP)-Dodecane and TBP with kerosene solvent.

The extraction feed in the form of zirconium oxychloride (ZOC) is obtained from the melting of zircon sand from Kalimantan. The quality of the ZOC from the melting of zircon sand is tested using XRF, XRD, FTIR, and SEM instruments. The extraction process is carried out in two ways: dissolving the ZOC feed in nitric acid media using TBP-Dodecane extractant and TBP extractant in kerosene solvent. Several extraction parameters implemented in this study include variations of organic and aqueous phases (O/A), contact time variations, variations in nitric acid concentration, and variations in the type of salt addition. Extraction was carried out using a mechanical shaker. The filtrate from the extraction was analyzed using XRF.

The research results showed that Zr and Hf could be optimally separated using sodium nitrate addition with an organic/water ratio of 1:5, a contact time of 75 minutes, and an HNO₃ concentration of 7 M. The separation of Zr and Hf using TBP in a kerosene solvent medium and TBP-Dodecane extractant yielded separation factors of 13.88 and 14.49, respectively. This research is expected to contribute to the development of an efficient liquid-liquid extraction method for Zr and Hf that can be applied for nuclear grade Zr.

Kata Kunci : zirkonium, hafnium, ekstraksi cair-cair, TBP-dodekana, kerosen