Volume 33 No. 1,  Mei  2012:  41 - 54

## DIGESTI MONASIT BANGKA DENGAN ASAM SULFAT

## Riesna Prassanti
Pusat Pengembangan Geologi Nuklir, Badan Tenaga Nuklir Nasional Jalan Lebak Bulus Raya No. 9 Jakarta Selatan, Indonesia
Email : riesna@batan.go.id Masuk: 17 Februari 2012 Revisi: 21 Maret 2012 Diterima: 2 Mei 2012

## ABSTRAK
DIGESTI  MONASIT  BANGKA  DENGAN  ASAM  SULFAT. Teknologi  pengolahan monasit Bangka metode basa telah dikuasai oleh PPGN BATAN dengan produk berupa RE ( Rare Earth )  yang  mengandung U  < 2 ppm dan Th 12  – 16 ppm. Untuk itu  sebagai pembanding telah dilakukan penelitian pengolahan monasit Bangka metode asam dengan cara digesti menggunakan asam  sulfat.  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  mencari  kondisi  optimal  digesti  monasit  Bangka menggunakan asam sulfat (H 2 SO 4 ), di mana pada kondisi tersebut unsur – unsur yang terkandung dalam monasit Bangka yaitu : U, Th, RE, PO 4 diharapkan terlarut sebanyak mungkin. Parameter yang  digunakan  meliputi  ukuran  bijih  monasit,  konsumsi  asam  sulfat  (perbandingan  berat  bijih  : asam sulfat), suhu digesti, waktu digesti dan konsumsi air pencuci. Hasil penelitian menunjukkan bahwa  kondisi  optimal  digesti  adalah  pada  ukuran  bijih  monasit  -250+325  mesh,  perbandingan berat bijih : asam sulfat = 1 : 2,5, suhu digesti 190 o C, waktu digesti 3 jam dan konsumsi pencuci 8 kali berat umpan monasit dengan rekoveri terdigesti U = 99,90 %, Th = 99,44 %, RE = 99,54 % dan PO 4 = 99,88 %.
Kata kunci : digesti, monasit, asam sulfat, Bangka.

## ABSTRACT
DIGESTION  OF  BANGKA  MONAZITE  WITH  SULFURIC  ACID. Technology  of Bangka monazite processing with alkaline method has been mastered by PPGN BATAN with the product in the form of RE (Rare Earth) which is contain U < 2 ppm and Th 12  – 16 ppm. Hence, as comparator, the research of Bangka monazite processing with acid method using sulfuric acid has been done. The aim of this research is to obtain the optimal condition of Bangka monazite’s digestion using sulfuric acid so that all elements contained in the monazite that are U, Th, RE, PO 4 dissolved as much as possible. The research parameter’s are monazite particle’s size, sulfuric acid consumption (weight ratio of  monazite ore : sulfuric acid),  digestion temperature, digestion time and consumption of wash water. The results showed that the optimal conditions of digestion are - 250+325 mesh of monazite particle’s size, 1 : 2.5 of weight ratio of monazite ore : sulfuric acid, 190 C of digestion temperature, 3 hours of digestion time and 8 times of weight monazite’s feed of  wash  water  with  the  recovery  of  digested  U  =  99.90  %,  Th  =  99.44  %,  RE  =  98.64  %  dan PO 4 = 99.88 %.
Key words : digestion, monazite, sulfuric acid, Bangka.

## PENDAHULUAN

## Latar Belakang
Monasit  merupakan  mineral  radioaktif  sebagai  hasil  samping  kegiatan  penambangan  timah yang tersusun dari unsur – unsur U, Th, RE, PO 4. Masing-masing unsur tersebut mempunyai nilai
Digesti Monasit Bangka dengan Asam Sulfat.
Oleh: Riesna Prassanti
ekonomis  dan  strategis  sehingga  harus  dipisahkan.  Uranium  (U)  dan  Thorium  (Th)  digunakan sebagai bahan bakar nuklir, RE ( Rare Earth ) digunakan sebagai bahan baku dalam industri nuklir, elektronika  dan  otomotif  sedangkan  PO 4 (pospat)  digunakan  sebagai  bahan  baku  pembuatan pupuk  kimia [1] .  Kandungan  unsur  –  unsur  U,  Th,  RE,  PO 4 dalam  bijih  monasit  Bangka  cukup tinggi yaitu U : 1500 – 3000 ppm, Th : 2,5 – 3,6 %, RE : 50 – 67 % dan PO 4 : 18 – 30 % [2] . Pengambilan unsur–unsur tersebut dari bijih monasit dapat dilakukan dengan 4 metode yaitu: Metode basa menggunakan natrium  hidroksida (NaOH), Metode asam  menggunakan asam  sulfat (H 2 SO 4 ),  klorinasi  dengan  adanya  karbon  dan  reduksi  suhu  tinggi  dengan  karbon [3] .  Teknologi pengolahan monasit Bangka dengan metode basa menggunakan NaOH telah dikuasai oleh PPGN BATAN  melalui  tahapan  proses  dekomposisi,  pelarutan  parsial  pH  3,7,  pengendapan  U,  Th  pH 6,3  dan  pengendapan  RE  pH  9,8.  Dari  proses  tersebut  diperoleh  produk  RE(OH)3  yang mengandung U < 2 ppm dan Th 12  – 16 ppm dengan rekoveri RE 58  – 65 % [1] . Oleh karena itu sebagai  pembanding  untuk  pemilihan  proses  yang  paling  sesuai  terhadap  monasit  Bangka, dilakukan  penelitian  pengolahan  monasit  Bangka  dengan  metode  asam  menggunakan  H 2 SO 4 melalui Usulan Kegiatan Penunjang Penelitian (UKPP) dengan nomor dokumen PPGN/02/K/02/2011.

## Teori
Proses digesti adalah proses penghancuran dan pelarutan suatu padatan secara kimia menjadi komponen-komponen  halus  yang  mudah  dipisahkan  unsur-unsurnya [12] . Pengolahan  monasit dengan metode asam bisa dilakukan dengan asam sulfat, asam nitrat dan asam perklorat [4] . Akan tetapi yang biasa digunakan adalah asam sulfat karena harganya relatif murah dan prosesnya lebih sederhana  dibandingkan  jika  menggunakan  asam  nitrat  atau  asam  perklorat [5] .  Monasit  bereaksi dengan asam sulfat pada suhu di atas 150 o C dan harus dijaga agar tidak lebih dari 300 o C karena pada suhu 300 o C atau lebih akan terbentuk senyawa thorium pirofosfat yang tidak terlarut. Asam sulfat  yang  digunakan  juga  harus  berlebih  agar  reaksi  berjalan  sempurna.  Selain  kedua  faktor  di atas, kecepatan dan kesempurnaan reaksi antara monasit dengan asam sulfat juga ditentukan oleh ukuran  partikel  bijih  monasit  dan  waktu  digesti [6] .  Ukuran  partikel  pasir  monasit  hasil  samping penambangan  timah  masih  terlalu  besar  sehingga  harus  digerus  dahulu  menggunakan ball  mill untuk mendapatkan ukuran partikel yang lebih halus.
Pasir  monasit  didigesti  dengan  sejumlah  asam  sulfat  pekat  berlebih  selama  2  –  5  jam  dengan suhu  150  –  230 o C  yang  bertujuan  agar  semua  unsur  yang  terkandung  dalam  pasir  monasit  larut dalam  air  sehingga  dapat  dengan  mudah  dipisahkan  dari  pasir  yang  tidak  terdigesti  dengan pengenceran  dan  penyaringan [6] .  Larutan  hasil  digesti  wujud  fisiknya  sangat  kental  sehingga  tidak bisa langsung disaring tetapi harus diencerkan dulu dengan menggunakan air panas. Penggunaan air panas di sini karena larutan sulfat hasil digesti yang masih agak panas akan mendidih dan meletup – letup jika ditambah air dingin. Setelah pengenceran selesai dan larutan menjadi dingin dengan suhu 40 o C, larutan disaring dan dicuci menggunakan air dingin karena RE sulfat lebih mudah larut dalam suhu rendah [6] . Reaksi kimia yang terjadi selama digesti adalah sebagai berikut [6] : + ............................................................. (1) ...................................................... (2) ............................................... (3)
Pada penelitian Susilaningtyas [7] dengan ukuran bijih monasit -200 mesh, perbandingan berat bijih:asam  =  1:2,5,  suhu  175 C,  waktu  4  jam  dan  konsumsi  air  pencuci  10  kali  berat  umpan monasit  diperoleh  rekoveri  terdigesti  U  =  98,9 %,  Th  =  98 %  dan  RE  =  99 %.  Akan  tetapi
Volume 33 No. 1,  Mei  2012:  41 - 54
parameter yang diteliti hanya suhu dan konsumsi asam sulfat sedangkan ukuran bijih,  waktu dan konsumsi  air  pencuci  tidak  diteliti  sehingga  diperlukan  penelitian  lanjutan  untuk  menentukan kondisi  optimal  digesti.  Oleh  karena  itu  pada  penelitian  ini  dilakukan  digesti  dengan  parameter ukuran bijih monasit, konsumsi asam sulfat, suhu digesti, waktu digesti dan konsumsi air pencuci sehingga unsur U, Th, RE, PO 4 terlarut sebanyak mungkin.

## Tujuan
Tujuan  penelitian  ini  adalah  mencari  kondisi  optimal  digesti  monasit  Bangka  menggunakan asam sulfat (H 2 SO 4 ).

## TATA KERJA
Bahan : monasit Bangka, H 2 SO 4 pekat, air panas, air suhu kamar dan bahan kimia analisis.
Alat : ball mill ,  ayakan,  peralatan  gelas  (gelas  beker,  gelas  ukur,  gelas  arloji,  batang pengaduk),  pemanas  ( hot plate ),  motor  pengaduk,  termometer,  vakum  filter, timbangan, oven .
Tata Kerja:
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Pengolahan Bahan Galian Nuklir PPGN- BATAN dari bulan Maret – Agustus 2011. Bahan utama monasit didatangkan dari daerah Muntok di Pulau Bangka.
Prosedur pelaksanaan penelitian adalah sebagai berikut :
1. Preparasi Bijih
Bijih  monasit  Bangka  yang  masih  berbentuk  pasir  kasar  digerus  menggunakan  ball  mill kemudian  diayak  hingga  diperoleh  variasi  ukuran  bijih  -48+65  mesh,  -65+100  mesh,  - 100+150  mesh,  -150+200  mesh,  -200+250  mesh,  -250+325  mesh  dan  -325  mesh.  Masing– masing ukuran bijih diambil contoh untuk dianalisis kadar U, Th, RE dan PO 4 serta ditimbang masing–masing seberat 200 gram untuk digunakan dalam proses digesti.
2. Proses Digesti
a. Menentukan ukuran bijih monasit
Peralatan  digesti  yang  terdiri  dari  motor  pengaduk,  gelas  beker  dan  alat  pemanas  dirangkai sedemikian  rupa  sehingga  siap  untuk  digunakan.  Alat  pemanas  dan  motor  pengaduk dinyalakan  kemudian  asam  sulfat  seberat  2,5  kali  berat  umpan  monasit  atau  setara  dengan 271  ml  asam  sulfat  dimasukkan  ke  dalam  gelas  beker.  Selanjutnya  bijih  monasit  ukuran  - 48+65 mesh seberat 200 gram juga dimasukkan ke dalam gelas beker. Digesti dilakukan pada suhu  170 C  selama  2  jam.  Setelah  2  jam  alat  pemanas  dan  motor  pengaduk  dimatikan  dan larutan  hasil  digesti  didiamkan  10  menit  supaya  agak  dingin.  Langkah  berikutnya  larutan hasil  digesti  yang  sudah  agak  dingin  tersebut  diencerkan  dengan  air  panas  suhu  100 C sebanyak  1000  ml  (5  kali  berat  umpan  monasit)  untuk  memudahkan  dalam  penyaringan. Pengenceran  dilakukan  sedikit  demi  sedikit  sambil  diaduk  perlahan  karena  larutan  asam sulfat ditambah dengan air menghasilkan efek meletup–letup seperti mendidih. Larutan yang sudah diencerkan didiamkan  sampai suhu 40 o C  kemudian disaring. Selanjutnya residu  hasil penyaringan dicuci dengan jumlah air pencuci 3 kali berat umpan bijih monasit (total dengan air  pengencer  =  8  kali  berat  umpan  monasit).  Residu  yang  sudah  dicuci  dikeringkan  dalam oven  sampai  beratnya  stabil.  Setelah  itu  residu  dihaluskan  dan  diambil  sampel  untuk
Digesti Monasit Bangka dengan Asam Sulfat. Oleh: Riesna Prassanti
dianalisis  kadar U, Th, RE dan PO 4 . Langkah-langkah kerja ini juga dilakukan pada variasi ukuran bijih yang lain. Data hasil analisis sampel diolah dengan rumus perhitungan rekoveri sehingga diperoleh ukuran bijih monasit yang optimal untuk digesti.
b. Menentukan konsumsi asam sulfat
Dilakukan  digesti  dengan  kondisi  terbaik  dari  percobaan  (a).  Konsumsi  asam  sulfat divariasi dengan perbandingan berat bijih : asam sulfat = 1:2; 1:2,5; 1:3; 1:3,5; 1:4; 1:4,5 dan  1:5.  Data  hasil  analisis  sampel  diolah  dengan  rumus  perhitungan  rekoveri  sehingga diperoleh konsumsi asam sulfat yang paling optimal untuk digesti.
c. Menentukan suhu digesti
Dilakukan digesti dengan kondisi terbaik dari percobaan (a) dan (b). Suhu digesti divariasi dari  130 C,  140 C,  150 C,  160 C,  170 C,  180 C,  190 C,  200 C  dan  210 C.  Data  hasil analisis  sampel  diolah  dengan  rumus  perhitungan  rekoveri  sehingga  diperoleh  suhu  yang optimal untuk digesti.
d. Menentukan waktu digesti
Dilakukan  digesti  dengan  kondisi  terbaik  dari  percobaan  (a),  (b)  dan  (c).  Waktu  digesti divariasi dari 0,5 jam, 1 jam, 1,5 jam, 2 jam, 2,5 jam, 3 jam, 3,5 jam dan 4 jam. Data hasil analisis sampel diolah dengan rumus perhitungan rekoveri sehingga diperoleh waktu yang optimal untuk digesti.
e. Menentukan konsumsi air pencuci
Dilakukan digesti dengan kondisi terbaik dari percobaan (a), (b), (c) dan (d). Konsumsi air pencuci divariasi mulai dari dicuci 5 kali, 6 kali, 7 kali, 8 kali, 9 kali, 10 kali, 11 kali, 12 kali, 13 kali, 14 kali, 15  kali dan 16 kali. Data hasil analisis sampel diolah dengan rumus perhitungan rekoveri sehingga diperoleh konsumsi air pencuci yang optimal untuk digesti.
Berikut ini adalah gambar blok diagram proses digesti :
Milling Filtrasi Pengenceran dengan Air Panas Digesti dengan H 2 SO 4 Monasit
Gambar 1. Blok Diagram Proses Digesti

## Eksplorium
Volume 33 No. 1,  Mei  2012:  41 - 54
45 Gambar 2. Proses digesti monasit Bangka dengan asam sulfat
(b) (a) (c) Keterangan: a. Bijih monasit
b. Proses digesti c. Proses penyaringan d. Residu digesti e. Filtrat digesti (d) (e)
Digesti Monasit Bangka dengan Asam Sulfat. Oleh: Riesna Prassanti

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil
Data  hasil  analisis  monasit  umpan  digesti  dan  sampel  residu  hasil  digesti  yang  disajikan dalam berbagai parameter dapat dilihat dalam Tabel 1 – 6 berikut:
1. Parameter ukuran bijih
Kadar unsur U, Th, RE, PO 4 dalam umpan monasit dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil Analisis Unsur Monasit Umpan Digesti Parameter Ukuran Bijih
Ukuran Bijih (mesh) Kadar Unsur Monasit U ( ppm) Th ( %) RE 2 O 3 (%) PO 4 (%) -48 +65 1972,5 3,345 54,8 20,68 -65+100 2144,0 3,283 57,7 19,57 -100+150 2325,5 3,486 57,2 21,33 -150+200 2126,0 3,327 65,3 23,25 -200+250 2340,0 3,365 64,8 19,95 -250+325 2442,5 3,598 63,8 23,31 -325 2054,0 3,275 59,5 20,85
Berat  residu  kering  hasil  digesti  parameter  ukuran  bijih  dan  kadar  unsur  U,  Th,  RE,  PO 4
seperti terlihat pada Tabel 2 .
Tabel 2 . Hasil Analisis Unsur Residu Digesti Parameter Ukuran Bijih
Ukuran Bijih (mesh) Berat Residu Kering (gram) Kadar Unsur Residu U ( ppm) Th ( %) RE 2 O 3 (%) PO 4 (%) -48+65 71,08 1309,5 1,857 41,6 3,494 -65+100 67,97 1185,0 1,698 42,5 2,810 -100+150 64,93 947,5 1,646 43,7 2,728 -150+200 55,73 1114,0 1,326 42,8 1,382 -200+250 48,15 875,0 1,204 42,3 1,073 -250+325 41,53 617,0 1,002 41,4 0,964 -325 39,62 685,0 0,981 40,9 0,938
2. Parameter konsumsi asam sulfat
Kadar monasit umpan digesti parameter konsumsi asam sulfat: U= 2103,5 ppm; Th= 3,692 %; RE 2 O 3 = 67,20 %; PO 4 = 24,62 %.
Tabel 3. Hasil Analisis Unsur Residu Digesti Parameter Konsumsi Asam Sulfat
Berat Bijih : Asam Sulfat Berat Residu Kering (gram) Kadar Unsur Residu U (ppm) Th (%) RE 2 O 3 (%) PO 4 (%) 1  :   2 42,08 975,5 1,249 43,42 1,23 1  :   2,5 41,53 617,0 1,002 41,40 0,96 1  :   3 38,54 627,5 0,997 46,05 1,18 1  :   3,5 34,68 589,0 1,167 51,86 1,21 1  :   4 32,76 538,5 1,133 54,57 1,11 1  :   4,5 31,39 564,0 1,130 56,76 0,87 1  :   5 31,30 543,0 1,117 56,97 0,75
Volume 33 No. 1,  Mei  2012:  41 - 54
3. Parameter suhu
Kadar monasit umpan digesti parameter suhu : U= 2124,0 ppm; Th= 3,375 %; RE 2 O 3 = 69,40 %;PO 4 = 24,28 %.
Tabel 4. Hasil Analisis Unsur Residu Digesti Parameter Suhu
Suhu ( o C) Berat Residu Kering (gram) Kadar Unsur Residu U (ppm) Th (%) RE 2 O 3 (%) PO 4 (%) 130 80,06 1615,5 1,7250 56,30 12,540 140 66,80 1480,0 1,3825 46,90 7,950 150 63,19 1245,5 1,1638 47,00 4,890 160 46,12 1176,5 1,0780 45,70 6,890 170 41,53 617,0 1,0020 41,40 0,964 180 37,31 318,5 0,6572 46,40 0,946 190 32,95 54,5 0,3754 42,00 0,846 200 34,52 45,0 0,4514 45,40 0,774 210 35,92 38,0 0,5568 45,80 0,705
4. Parameter waktu
Kadar  monasit  umpan  digesti  parameter  waktu:  U=268  ppm;  Th=2,085%;  RE 2 O 3 = 63,40%; PO 4 = 21,47%.
Tabel 5. Hasil Analisis Unsur Residu Digesti Parameter Waktu
Waktu (jam) Berat Residu Kering (gram) Kadar Unsur Residu U (ppm) Th (%) RE 2 O 3 (%) PO 4 (%) 0,5 86,34 347,50 1,065 43,70 2,2800 1 79,27 110,30 0,895 33,45 1,4540 1,5 59,10 74,00 0,643 27,30 0,9935 2 32,95 54,50 0,375 42,00 0,8460 2,5 25,79 58,75 0,215 19,80 0,6020 3 12,66 37,50 0,185 4,65 0,4225 3,5 11,42 37,50 0,172 4,90 0,3975 4 9,48 35,25 0,161 5,20 0,6095
5. Parameter konsumsi air pencuci
Kadar monasit umpan digesti parameter konsumsi air pencuci: U = 2268 ppm; Th = 2,085 %; RE 2 O 3 =  63,40  %;PO 4 =  21,47  %.  Untuk  parameter  konsumsi  air  pencuci,  yang  dianalisis adalah filtrat digesti dan hasil yang diperoleh dapat dilihat dalam Tabel 6.
Tabel 6. Hasil Analisis Unsur Filtrat Digesti Parameter Konsumsi Air Pencuci
Pencuci ( x 200 ml ) Kadar Unsur Filtrat U (ppm) Th (ppm) RE 2 O 3 (mg/ml) PO 4 (mg/ml) 5 395,600 3541 68,46 40,680 6 186,800 1314 99,75 4,570 7 48,570 843,90 121,65 3,750 8 34,270 869,50 67,36 2,670 9 0,537 25,28 1,10 0,094 10 0,428 12,95 0,98 0,052 11 0,468 15,95 0,65 0,025 12 0,268 20,78 0,15 0,031 13 0,145 17,46 0 0,028 14 0,168 4,64 0 0 15 0,042 5,49 0 0 16 0,018 1,86 0 0

## Digesti Monasit Bangka dengan Asam Sulfat.
Berat residu kering hasil digesti parameter konsumsi air pencuci sampai dengan pencuci ke  – 16 (3200 ml) adalah 12,24 gram.

## Pembahasan
Rekoveri unsur U, Th, RE, PO 4 yang terdigesti dihitung dengan rumus berikut :

## 1. Parameter ukuran bijih
Menentukan kandungan unsur U, Th, RE, PO 4 dalam monasit umpan dan residu hasil digesti parameter ukuran bijih seperti terlihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Kandungan unsur-unsur residu digesti parameter ukuran bijih.
Ukuran Bijih (mesh) Berat Umpan (gram) Berat Residu (gram) U Th RE 2 O 3 PO 4 U Th RE 2 O 3 PO 4 -48+65 0,39 6,69 109,6 41,36  0,09 1,32 29,57 2,48 -65+100 0,43 6,57 115,4 39,14  0,08 1,15 28,89 1,91 -100+150 0,47 6,97 114,4 42,66  0,06 1,07 28,38 1,77 -150+200 0,43 6,65 130,6 46,50  0,06 0,74 23,85 0,77 -200+250 0,47 6,73 129,6 39,90  0,04 0,58 20,37 0,52 -250+325 0,49 7,20 127,6 46,62  0,03 0,42 17,19 0,40 -325 0,41 6,55 119,0 41,70  0,03 0,39 16,21 0,37
Kondisi tetap  yang diambil adalah : berat umpan monasit 200 gram, perbandingan berat bijih : asam sulfat = 1 : 2,5, suhu digesti 170ºC, waktu digesti 2 jam dan konsumsi air pencuci 8 kali berat umpan monasit. Rekoveri yang diperoleh dapat dilihat dalam Gambar 3.
Gambar 3. Grafik hubungan antara ukuran bijih monasit terhadap rekoveriU,Th, RE, PO 4.
Dari Gambar 3 terlihat bahwa semakin halus ukuran bijih maka rekoveri U, Th, RE, PO 4 yang  terdigesti  semakin  besar.  Hal  ini  disebabkan  pada  ukuran  bijih  yang  lebih  halus,  luas
76,41 81,22
86,77
85,40 91,00 94,75 93,39 80,27 82,42 84,67 88,90 91,39 94,22 94,07
73,02 74,97 75,20 81,74 84,28 86,53 86,38 94,00
95,12 95,85
98,34 98,71 99,14 99,11 70 75 80 85 90 95 100 -48+65  -65+100 - 100+150
- 150+200 - 200+250 -
250+325 -325 re k o v e ri (% ) ukuran bijih (mesh) U Th RE PO4
Volume 33 No. 1,  Mei  2012:  41 - 54
permukaan  bijih  yang  bereaksi  semakin  luas  sehingga  semakin  banyak  pula  partikel  yang saling bertumbukan. Tumbukan ini mengakibatkan reaksi digesti berlangsung lebih cepat dan lebih  sempurna  sehingga  rekoveri  U,  Th,  RE,  PO 4 yang  terdigesti  semakin  besar [8] .  Akan tetapi pada ukuran bijih yang lebih halus lagi yaitu -325 mesh, rekoveri U, Th, RE, PO 4 yang terdigesti mengalami penurunan. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh unsur–unsur pengotor yang  ikut  bereaksi  dengan  asam  sulfat  pada  ukuran  bijih  yang  sangat  halus  sehingga menurunkan  rekoveri  U,  Th,  RE,  PO 4 yang  terdigesti.Berdasarkan  hasil  yang  diperoleh, diambil  ukuran  bijih  -250+325  mesh  sebagai  ukuran  bijih  monasit  yang  optimal  dengan persentase rekoveri terdigesti U = 94,75 %, Th = 94,22 %, RE = 86,53 % dan PO 4 = 99,14 %.
3. Parameter konsumsi asam sulfat
Berat unsur dalam umpan = U: 0,42 gram; Th: 7,38 gram; RE 2 O 3 : 134,4 gram; PO 4 : 49,24 gram.
Kondisi tetap yang diambil adalah : berat umpan monasit 200 gram, ukuran bijih monasit -250+325,  suhu  digesti  170 o C,  waktu  digesti  2  jam  dan  konsumsi  air  pencuci  8  kali  berat umpan monasit. Rekoveri yang diperoleh dapat dilihat dalam Gambar 4.
Menentukan kandungan unsur U, Th, RE, PO 4 dalam residu hasil digesti parameter konsumsi asam sulfat seperti terlihat pada Tabel 8.
Tabel 8. Kandungan unsur-unsur residu hasil digesti parameter H 2 SO 4 Bijih : asam Berat Residu (gram) U Th RE 2 O 3 PO 4 1  :   2 0,0410 0,526 18,27 0,52 1  :   2,5 0,0256 0,416 17,19 0,40 1  :   3 0,0242 0,384 17,75 0,45 1  :   3,5 0,0204 0,405 17,99 0,42 1  :   4 0,0176 0,371 17,88 0,36 1  :   4,5 0,0177 0,355 17,82 0,27 1  :   5 0,0170 0,350 17,83 0,23
Gambar 4. Grafik hubungan antara konsumsi asam sulfat terhadap rekoveriU, Th, RE, PO 4 90,24
94,75 94,25 95,14 95,81 95,79 95,96 92,88 94,22 94,80 94,52 94,97 95,20 95,26 86,41 86,53 86,79 86,62 86,70 86,74 86,73 98,95 99,14 99,08 99,15 99,26 99,45 99,52 75 80 85 90 95 100 105 1 : 2 1 : 2,5 1 : 3 1 : 3,5 1 : 4 1 : 4,5 1 : 5 re k o v e ri (% ) berat bijih : asam U Th RE
Digesti Monasit Bangka dengan Asam Sulfat. Oleh: Riesna Prassanti
Dari Gambar 4 terlihat bahwa pada perbandingan bijih : asam sulfat = 1 : 2 sampai dengan 1:2,5,  rekoveri  U,  Th,  RE,  PO 4 yang  terdigesti  mengalami  peningkatan.  Hal  ini  disebabkan konsentrasi asam sulfat yang tersedia semakin banyak sehingga molekul reaktan yang tersedia juga semakin  banyak,  dengan  demikian  tumbukan  antar  partikel  yang  terjadi  semakin  banyak  yang mengakibatkan kecepatan reaksi meningkat dan rekoveri U, Th, RE, PO 4 yang terdigesti semakin besar [8] . Akan tetapi pada jumlah asam sulfat yang lebih besar lagi, rekoveri U, Th, RE, PO 4 yang terdigesti  hanya  mengalami  sedikit  peningkatan  dan  cenderung  konstan.  Hal  ini  disebabkan kelarutan U, Th, RE, PO 4 dalam asam sulfat telah mencapai keadaan setimbang sehingga rekoveri U,  Th,  RE,  PO 4 tidak  bertambah  meskipun  jumlah  asam  sulfatnya  ditambah [9] .  Selain  itu  asam sulfat  yang  berlebih  akan  bereaksi  dengan  unsur–unsur  pengotor  yang  tidak  larut  dan menyebabkan  larutan  menjadi  bentuk  gel  sehingga  U,  Th,  RE,  PO 4 yang  sudah  terlarut  terbawa dalam  gel  dan  mengendap  bersama  –  sama  residu [6] .  Berdasarkan  hasil  yang  diperoleh,  diambil perbandingan berat bijih : asam sulfat = 1 : 2,5 sebagai konsumsi asam sulfat yang optimal dengan persentase rekoveri terdigesti U = 94,75 %, Th = 94,22 %, RE = 86,53 % dan PO 4 = 99,14 %.
4. Parameter suhu
Berat unsur dalam umpan: U= 0,42 gram; Th= 6,75 gram; RE 2 O 3 = 138,8 gram;  PO 4 = 48,56 gram Menentukan  kandungan  unsur  U,  Th,  RE,  PO 4 dalam  residu  hasil  digesti  parameter  suhu seperti terlihat pada Tabel 9.
Tabel 9. Kandungan unsur-unsur residu hasil digesti parameter suhu
Suhu ( o C) Berat Residu (gram) U Th RE 2 O 3 PO 4 130 0,129 1,38 45,07 10,04 140 0,099 0,92 31,33 5,31 150 0,079 0,74 26,45 3,09 160 0,054 0,50 21,07 3,18 170 0,026 0,42 17,19 0,40 180 0,012 0,25 14,24 0,35 190 0,002 0,12 10,84 0,28 200 0,002 0,16 9,78 0,27 210 0,001 0,20 9,64 0,25
Gambar 5. Grafik hubungan antara suhu digesti terhadap rekoveri U, Th, RE, PO 4. 69,55 76,73 81,47 87,23 94,75 97,20 99,58  99,63  99,68 79,54 86,32 89,10 92,64 94,22 96,37 98,17  97,69  97,04 67,53 77,43 80,94 84,82 86,53 89,74 92,19  92,95  93,05 79,33 89,06 93,64  93,46 99,14  99,27  99,43  99,45  99,48 130 140 150 160 170 180 190 200 210 60 65 70 75 80 85 90 95 100 suhu (C) re k o v e ri (% ) U Th
Volume 33 No. 1,  Mei  2012:  41 - 54
Kondisi tetap yang diambil adalah : berat umpan monasit 200 gram, ukuran bijih monasit - 250+325, perbandingan berat bijih : asam sulfat = 1 : 2,5, waktu digesti 2 jam dan konsumsi air pencuci 8 kali berat umpan monasit. Rekoveri yang diperoleh dapat dilihat dalam Gambar 5.
Dari  Gambar  5  terlihat  bahwa  semakin  tinggi  suhu  maka  rekoveri  U,  Th,  RE,  PO 4 yang terdigesti semakin besar, sampai pada suatu titik di mana rekoveri U, Th, RE, PO 4 yang terdigesti hanya  mengalami  sedikit kenaikan dan cenderung konstan  meskipun  suhunya dinaikkan. Hal ini disebabkan  dengan  kenaikan  suhu  akan  menyediakan  energi  yang  cukup  bagi  molekul  reaktan untuk  bergerak  lebih  cepat  dan  meningkatkan  tumbukan  antar  partikel  sehingga  tumbukan  yang terjadi semakin sering yang mengakibatkan laju reaksi semakin cepat dan rekoveri U, Th, RE, PO 4 yang  terdigesti  semakin  besar [8] .  Rekoveri  U,  Th,  RE,  PO 4 yang  cenderung  konstan  setelah mencapai  suhu  tertentu  disebabkan  kelarutan  U,  Th,  RE,  PO 4 dalam  asam  sulfat  telah  mencapai keadaan  setimbang  sehingga  rekoveri  U,  Th,  RE,  PO 4 tidak  bertambah  meskipun  suhunya  terus dinaikkan [9] .  Berdasarkan  hasil  yang  diperoleh,  diambil  suhu  190 o C  sebagai  suhu  yang  optimal dengan persentase rekoveri terdigesti U = 99,58%, Th = 98,17%, RE = 92,19% dan PO 4 = 99,43%.
5. Parameter waktu
Berat unsur dalam umpan: U = 0,45 gram; Th= 4,17 gram; RE 2 O 3 = 126,8 gram; PO 4 = 42,93 gram. Menentukan kandungan unsur U, Th, RE, PO 4 dalam residu hasil digesti parameter waktu seperti terlihat pada Tabel 10.
Tabel 10. Kandungan unsur-unsur residu hasil digesti parameter waktu
Waktu (jam) Berat Residu (gram) U Th RE 2 O 3 PO 4 0,5 0,0300 0,920 37,732 1,969 1 0,0087 0,709 26,515 1,153 1,5 0,0044 0,380 16,135 0,587 2 0,0018 0,124 10,840 0,279 2,5 0,0015 0,055 5,106 0,155 3 0,0005 0,023 0,589 0,053 3,5 0,0004 0,020 0,559 0,045 4 0,0003 0,015 0,493 0,058
Kondisi tetap yang diambil adalah : berat umpan monasit 200 gram, ukuran bijih monasit - 250+325, perbandingan berat bijih : asam sulfat = 1 : 2,5, suhu digesti 190 o C dan konsumsi air pencuci 8 kali berat umpan monasit. Rekoveri yang diperoleh dapat dilihat dalam Gambar 6.
Dari  Gambar  6  terlihat  bahwa  rekoveri    U,  Th,  RE,  PO 4 yang  terdigesti  semakin  besar dengan  bertambahnya  waktu  tetapi  terlihat  konstan  setelah  waktu  3  jam.  Hal  ini  disebabkan dengan bertambahnya waktu digesti, semakin lama waktu kontak antara bijih monasit dengan asam sulfat sehingga reaksi terjadi lebih sempurna [10] .  Akan tetapi setelah 3 jam  kelarutan U, Th, RE, PO 4 dalam asam  sulfat telah  mencapai  keadaan setimbang sehingga rekoveri  U, Th, RE, PO 4 tidak bertambah meskipun waktunya terus ditambah. Selain itu dengan waktu digesti yang  semakin  lama  akan  bertambah  lama  pula  terjadinya  tumbukan  antara  butiran  bijih  dan juga  tumbukan  bijih  dengan  impeller  pengaduk  serta  dinding  bejana  sehingga  ukuran  butir bijih monasit menjadi lebih halus [11] . Seperti pada pembahasan sebelumnya (parameter ukuran bijih),  dengan  ukuran  bijih  monasit  yang  sangat  halus  maka  unsur  –  unsur  pengotor  akan bereaksi  dengan  asam  sulfat  sehingga  menurunkan  rekoveri  U,  Th,  RE,  PO 4 yang  terdigesti. Berdasarkan  hasil  yang  diperoleh,  diambil  waktu  3  jam  sebagai  waktu  yang  optimal  dengan persentase rekoveri terdigesti U = 99,90 %, Th = 99,44 %, RE = 99,54 % dan PO 4 = 99,88 %.
Digesti Monasit Bangka dengan Asam Sulfat. Oleh: Riesna Prassanti
Gambar 6. Grafik hubungan antara waktu digesti terhadap rekoveriU, Th, RE, PO 4.
6. Parameter konsumsi air pencuci
Berat  unsur  dalam  umpan:  U = 0,45 gram;  Th = 4,17 gram;  RE 2 O 3 = 126,8 gram; PO 4 = 42,93 gram. Kondisi tetap yang diambil adalah berat umpan monasit 200 gram, ukuran bijih monasit -250+325, perbandingan berat bijih : asam sulfat = 1 : 2,5,  suhu digesti 190 C dan waktu digesti 3 jam. Menentukan kandungan unsur U, Th, RE, PO 4 dalam residu hasil digesti parameter konsumsi air pencuci seperti terlihat pada Tabel 11.
Tabel 11. Kandungan unsur-unsur residu hasil digesti parameter konsumsi air pencuci
Pencuci ( x 200 ml ) Berat Residu (gram) U Th RE 2 O 3 PO 4 5 0,054 0,629 58,340 2,250 6 0,017 0,366 38,390 1,336 7 0,007 0,197 14,060 0,586 8 0,0005 0,024 0,588 0,052 9 0,0004 0,018 0,368 0,033 10 0,0003 0,016 0,172 0,023 11 0,0002 0,013 0,042 0,018 12 0,0001 0,009 0,012 0,012 13 0,0001 0,005 0,012 0,006 14 0,0001 0,004 0,012 0,006 15 0,0001 0,003 0,012 0,006 16 0,0001 0,003 0,012 0,006
93,39 98,07 99,04 99,58 99,67 99,90 99,91 99,93 77,95 82,99 90,89 98,17 98,67 99,44 99,53 99,63 70,24 79,09 87,28 92,19 95,97 99,54 99,56 99,61
95,41 97,32 98,63 99,43 99,64 99,88 99,89 99,87
0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 60 65 70 75 80 85 90 95 100 waktu (jam) re k o v e ri (% ) U Th RE

## Eksplorium
Volume 33 No. 1,  Mei  2012:  41 - 54
Gambar 7. Grafik hubungan antara konsumsi air pencuci terhadap rekoveri U, Th, RE, PO 4 Dari Gambar 7 terlihat bahwa pada jumlah air pencuci 8 kali berat umpan monasit (1600 mL),  unsur  –  unsur  U,  Th,  RE,  PO 4 sudah  tercuci  dengan  sangat  baik  dengan  rekoveri  U  = 99,90  %,  Th  =  99,44  %,  RE  =  99,54  %  dan  PO 4 =  99,88  %.  Sedangkan  sampai  dengan pencucian  16  kali  (3200  mL)  rekoveri  U,  Th,  RE,  PO 4 yang  diperoleh  hanya  meningkat sedikit sekali yaitu rekoveri U = 99,99 %, Th = 99,94 %, RE = 99,99 % dan PO 4 = 99,99 %. Oleh  karena  itu  dengan  pertimbangan  faktor  ekonomi,  diambil  konsumsi  air  pencuci  8  kali berat umpan  monasit  sebagai  konsumsi air pencuci  yang optimal  untuk digesti dengan asam sulfat. Hasil tersebut menunjukkan bahwa dengan waktu digesti yang lebih pendek diperoleh peningkatan rekoveri terdigesti U, Th, RE sebesar 0,5 – 1,5 % dari penelitian sebelumnya.

## KESIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  diperoleh  kondisi  optimal  digesti  monasit  Bangka  dengan  asam  sulfat pada ukuran bijih monasit  -250+325 mesh, perbandingan berat bijih : asam sulfat = 1 : 2,5, suhu digesti  190 C,  waktu  digesti  3  jam  dan  konsumsi  air  pencuci  8  kali  berat  umpan  bijih monasitdengan rekoveri terdigesti U = 99,90 %, Th = 99,44 %, RE = 99,54 % dan PO 4 = 99,88 %.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terimakasih  kepada  semua  staf  Kelompok  Pengolahan  Bahan  Galian Nuklir yang telah membantu kelancaran pelaksanaan penelitian sampai terwujudnya makalah ini.
87,91 96,21 98,37 99,90  99,92  99,94  99,96  99,97  99,98  99,98  99,99  99,99 84,92 91,22 95,27 99,44  99,56  99,62  99,70  99,80  99,88  99,90  99,93  99,94 53,99 69,72 88,91 99,54  99,71  99,86  99,97  99,99  99,99  99,99  99,99  99,99 94,76 96,89 98,63 99,88  99,92  99,95  99,96  99,97  99,99  99,99  99,99  99,99 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 air pencuci (ml) re k o v e ri (% ) U Th RE PO 4
Digesti Monasit Bangka dengan Asam Sulfat. Oleh: Riesna Prassanti

## DAFTAR PUSTAKA
1. HAFNI  L.N.,  SOROT  S.,  BAMBANG  S.,  “Peningkatan  Efisiensi  Produksi  Rare EarthRadioaktif dari Hasil Samping Penambangan Timah”, PPGN-BATAN, 2009.
2. KURNIA  T.,  RIESNA  P.,  SUMARNI,  RUDI  P.,  “Pemisahan  Uranium  dariThorium  pada Monasit dengan Metode Ekstraksi Pelarut Alamin”,  Eksplorium,XXXII (155): 47 – 52, 2011.
3. CALLOW R.J., “The Industrial Chemistry of  Lanthanons,  Yttrium, Thorium and Uranium”, Pergamon Press,  New York, 1965.
4. G.D.  CALKINS,  “Processing  of  Monazite  Sand”,  Paten  Amerika  SerikatNo.  US2815264, 1957.
5. J.W. CLEGG, D.D. Foley,“Uranium Ore Processing”, Addison-Wesley Publishing Company, Massachusetts, 1958.
6. F.L.  CUTHBERT,  “Thorium  Production  Technology”,  Addison-Wesley  Publishing Company, Massachusetts, 1958.
7. SUSILANINGTYAS,  “Penentuan  Kondisi  Digesti  Monasit  dengan  Asam  Sulfat”, Eksplorium, 105 (XVIII) : 2 – 4, 1996.
8. K.A.  CONNOR,  “The  Study  of Reaction  Rate  in  Solution”,VCH  Publisher Inc, New  York, 1990.
9. R.J.  BORG,  G.J.  DIENES,  “The  Physical  Chemistry  of  Solid”,  Academic  Press  Inc,  San Diego, 1992.
10. ERNI R.A., DKK, “Penentuan Kondisi Dekomposisi Optimal Bijih Uranium Rirang Kalan”, Prosiding  Seminar  Geologi  Nuklir  dan  Sumberdaya  Tambang  Tahun  2004  :  275  –  281, Jakarta, 22 September 2004, PPGN BATAN, 2004.
11. SUSILANINGTYAS,  ERNI  R.A.,  GUSWITA  A.,  “Pengolahan  Monasit  dari  Limbah Penambangan  Timah:  Digesti  dengan  Cara  Basa”,    Prosiding  Seminar  Pranata  Nuklir  dan Litkayasa  PPBGN-BATAN  Tahun  1998:  113  –  124,  Jakarta,  2  September  1998  :  PPBGN BATAN, 1998.
12. ANTHEA M., HOPKINS J., WILLIAM C. Mc., JOHNSON S., WARNER M.Q., LAHART D.,  WRIGHT  J.D.,  “HUMAN  Biology  and  Health”,  Englewood  Cliffs,  New  Jersey,  USA, 1993.