## Urania

## Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir
Beranda jurnal: http://jurnal.batan.go.id/index.php/urania/

## STUDI KELAYAKAN YELLOWCAKE HASIL SAMPING
PETROKIMIA GRESIK SEBAGAI BAHAN BAKU

## PROSES PEMURNIAN DAN KONVERSI

## DI FASILITAS PILOT CONVERSION PLANT
Ade Saputra 1 , Erilia Yusnitha 1 , Imam Abdurrosyid 1 , Ratih Langenati 1
1 Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir - BATAN Kawasan PUSPIPTEK Serpong Gd. 65, Tangerang Selatan, Banten 15314 e-mail: ade-saputra@batan.go.id
(Naskah diterima: 19 –04–2021, Naskah direvisi: 31 –05–2021, Naskah disetujui: 28 –06–2021)
ABSTRAK STUDI KELAYAKAN YELLOWCAKE HASIL SAMPING PETROKIMIA GRESIK SEBAGAI BAHAN  BAKU PROSES PEMURNIAN DAN KONVERSI DI FASILITAS PILOT CONVERSION PLANT. Fasilitas Pilot Conversion Plant (PCP) telah berhasil digunakan untuk pemurnian dan konversi yellowcake komersial dari Cogema – Perancis. Sehingga, untuk mendukung kemandirian bangsa, dilakukan pengkajian proses pemurnian dan konversi menggunakan sumber yellowcake dalam negeri. Salah satu sumber yellowcake dalam negeri adalah yellowcake hasil samping proses yang dilakukan di Petrokimia Gresik. Dengan demikian dapat diketahui karakteristik dan sifat khusus yellowcake Petrokimia Gresik dan peluang penggunaan PCP sebagai fasilitas pemurnian dan konversi yellowcake tersebut. Kegiatan pengkajian dilakukan dengan membandingan karakteristik sifat kimia dan fisika yellowcake Petrokimia dengan yellowcake Cogema yang telah berhasil diproses di PCP. Informasi primer mengenai karakteristik kedua yellowcake didapatkan dari hasil analisis yang telah dilakukan, sedangkan informasi sekunder didapatkan dari literatur terkait. Informasi tersebut digunakan juga untuk menentukan parameter proses yang diperlukan di PCP untuk pemurnian dan konversi yellowcake dari Petrokimia Gresik. Hasil pengkajian ini menunjukkan bahwa yellowcake Petrokimia Gresik layak digunakan sebagai umpan proses pemurnian dan konversi di PCP. Yellowcake Petrokimia Gresik lebih mudah ditangani namun memerlukan asam nitrat lebih banyak dibandingkan pelarutan yellowcake Cogema. Nilai parameter proses pemurnian dan konversi yellowcake Petrokimia Gresik yang telah didapatkan meliputi proses pelarutan yellowcake , pemurnian uranil nitrat, pemekatan uranil nitrat, pengendapan uranil nitrat menjadi ammonium diuranat (ADU), pengeringan serbuk ADU, kalsinasi ADU menjadi serbuk U 3 O 8 dan reduksi serbuk U 3 O 8 menjadi serbuk UO 2 untuk yellowcake Petrokimia Gresik tidak berbeda dengan yellowcake Cogema.
Kata kunci : PCP, Pemurnian yellowcake , Konversi yellowcake, Yellowcake Petrokimia.
Studi Kelayakan Yellowcake Hasil Samping Petrokimia Gresik Sebagai Bahan Baku Proses Pemurnian dan Konversi Di Fasilitas Pilot Conversion Plant
(Ade Saputra, Erilia Yusnitha, Imam Abdurrosyid, Ratih Langenati)

## ABSTRACT
STUDY OF GRESIK PETROKIMIA'S BY-PRODUCT YELLOWCAKE AS RAW MATERIAL FOR PURIFICATION  AND  CONVERSION  PROCESS  IN  THE  PILOT  CONVERSION  PLANT FACILITY. The Pilot Conversion Plant (PCP) facility has been successfully used for the purification and conversion of commercial yellowcake from Cogema – France. Thus, to support self-reliance of the nation, an assessment of the purification and conversion process of domestic yellowcake was carried out. One of domestic sources of yellowcake is the by-product of a process carried out at Petrokimia, Gresik. This study was carried out by comparing the characteristics of the chemical and physical properties of Petrokimia's yellowcake to those of Cogema's yellowcake which has been used  at  the  PCP.  Primary  information  was  obtained  from  analysis  results  while  secondary information  was  obtained  from  related  literatures.  The  information  obtained  is  also  used  to determine the process parameters needed by the PCP for the purification and conversion process. The results of this study show that Petrokimia's  yellowcake is suitable to be used as the feed of purification and conversion process at the PCP facility. In addition, Petrokimia's yellowcake is easier to handle although requires more nitric acid than Cogema yellowcake dissolution. The parameters values  of  Petrokimia's  yellowcake  purification  and  conversion  process  that  have  been  obtained include  dissolution  of  yellowcake,  purification  of  uranyl  nitrate,  uranyl  nitrate  concentrating, precipitation of uranyl nitrate into ammonium diuranate (ADU), drying of ADU powder, calcination of ADU into U 3 O 8 powder and reduction of U 3 O 8 powder into UO 2 powder, which are no different from the parameters values for Cogema's yellowcake processing.
Keywords: PCP, Yellowcake purification, Yellowcake conversion, Petrokimia's yellowcake.
Studi Kelayakan Yellowcake Hasil Samping Petrokimia Gresik Sebagai Bahan Baku Proses Pemurnian dan Konversi Di Fasilitas Pilot Conversion Plant (Ade Saputra, Erilia Yusnitha, Imam Abdurrosyid, Ratih Langenati)

## PENDAHULUAN
Fasilitas Pilot  Conversion  Plant (PCP) yang  dimiliki  oleh  Instalasi  Elemen  Bakar Eksperimental
(IEBE) telah berhasil melakukan  proses  pemurnian  dan  konversi yellowcake pada  tahun  2018  [1].  Proses tersebut  melalui  beberapa  tahapan  proses kimia  yaitu  proses  pelarutan yellowcake, proses  pemurnian  uranil  nitrat,  proses pemekatan uranil nitrat, proses pengendapan uranil  nitrat  menjadi  ammonium  diuranat (ADU),  proses  kalsinasi  dan  proses  reduksi. Pada  proses  pemurnian  dan  konversi  yang telah  dilakukan  tersebut,  bahan  baku  yang digunakan  adalah yellowcake komersial Cogema  (sebelumnya  bernama  Areva)  yang merupakan  hasil  tambang  yang  dilakukan perusahaan asal Perancis di beberapa negara seperti Kanada dan Kazakhstan [2],[3].
Berdasarkan rencana strategis (Renstra)  Badan  Tenaga  Nuklir  Nasional (BATAN)  tahun  2020-2024  pada  Peraturan BATAN No. 6 Tahun 2020 dan Renstra Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir (PTBBN) tahun 2020-2024 diamanatkan pelaksanaan kegiatan
penelitian,
pengembangan,
pengkajian  dan  penerapan  (litbangjirap) teknologi  bahan  bakar  nuklir  yang  mampu meningkatkan
kemandirian
dengan memanfaatkan kandungan lokal secara maksimal [4], [5]. Sehingga, untuk mendukung
kemandirian bangsa khususnya terkait pemanfaatan  sumber  daya  alam  dalam negeri, dilakukan pengkajian proses pemurnian dan konversi di PCP menggunakan  sumber yellowcake dalam negeri. Salah satu sumber yellowcake dalam negeri  tersebut  adalah yellowcake hasil samping proses yang dilakukan di Petrokimia Gresik.
Yellowcake dari  Petrokimia  Gresik  ini merupakan  hasil  samping  dari  pengolahan batuan fosfat dalam proses pembuatan pupuk fosfat  [6].  Sebagian  besar  uranium  yang terkandung  dalam  batuan  fosfat  menjadi kontaminan  pada  produk  pupuk  fosfat  yang dihasilkan. Sehingga Petrokimia Gresik melakukan proses pemurnian untuk menghilangkan  kontaminan  uranium  dari pupuk  fosfat  dengan  metode  ekstraksi  di fasilitas  pemurnian  asam  fosfat –  Petrokimia Gresik  (PAF –  PKG)  [7].  Proses  pemurnian tersebut menghasilkan hasil samping / limbah yang  mengandung  uranium  dengan  kadar 110-180 ppm untuk kemudian disimpan dalam bentuk yellowcake dengan  konsentrasi  U 3 O 8 sekitar  85%  [8].  Hasil  studi  sebelumnya menunjukan  setiap  tahunnya  bisa  dihasilkan sebanyak  5,5  ton yellowcake [6],[9] . Proses pemurnian  terhadap  pupuk  fosfat  dari kontaminan uranium ditunjukan Gambar 1.
Gambar 1. Diagram alir fasilitas PAF-PKG [8].
Fasilitas PAF-PKG hanya dioperasikan pada  periode  april  hingga  juli  1989  [10] setidaknya menghasilkan 54 drum atau setara ±4,6 ton yellowcake yang saat ini disimpan di PTLR  [11].  Penggunaan yellowcake dari Petrokimia  Gresik  ini  sebagai  bahan  baku proses  pemurnian  dan  konversi  untuk menghasilkan  serbuk  UO 2 di  PCP,  selain
mengatasi masalah ketersediaan bahan baku untuk  bahan  bakar  reaktor  nuklir  juga  dapat mengatasi  masalah  pencemaran  lingkungan oleh  limbah  uranium.  Selain  itu,  kemandirian bangsa  dalam  pemenuhan  kebutuhan  bahan baku  untuk  produksi  bahan  bakar  nuklir kedepannya dapat terjamin.
Studi Kelayakan Yellowcake Hasil Samping Petrokimia Gresik Sebagai Bahan Baku Proses Pemurnian dan Konversi Di Fasilitas Pilot Conversion Plant
(Ade Saputra, Erilia Yusnitha, Imam Abdurrosyid, Ratih Langenati)
Beberapa  penelitian  skala  lab  telah dilakukan untuk mengetahui karakteristik, sifat pelet untuk bahan bakar nuklir dan mekanisme  proses  pemurnian yellowcake Petrokimia  Gresik  [6],[9],[11],[12],  namun belum  pernah  ada  yang  menggunakan yellowcake Petrokimia Gresik sebagai umpan proses  pemurnian  dan  konversi  skala  pilot yang  mampu  menghasilkan  100  kg  UO 2 perhari  seperti  di  PCP.  Oleh  karena  itu dilakukan  kajian  literatur,  untuk  mengetahui peluang  penggunaan yellowcake Petrokimia Gresik sebagi pengganti bahan baku yellowcake Cogema  asal  Perancis  yang digunakan di PCP saat ini.
Dengan demikian, PCP sebagai fasilitas  awal  dalam  proses  pemurnian  dan konversi yellowcake menjadi  serbuk  UO 2 berderajad  nuklir  untuk  bahan  baku  bahan bakar  reaktor  nuklir  dapat  digunakan.  Hal tersebut  mendukung  kemandirian  bangsa dalam aspek sumber daya alam, sumber daya manusia  dan  fasilitas  untuk  produksi  bahan bakar nuklir.

## TEORI
Proses pemurnian dan konversi terhadap yellowcake meliputi proses pelarutan yellowcake ,  pemurnian  larutan uranil nitrat (UN), pemekatan UN, pengendapan  ammonium  diuranat  (ADU), kalsinasi ADU menjadi U 3 O 8 dan reduksi U 3 O 8 menjadi UO 2.
Proses  pelarutan  dilakukan  ditahapan awal  proses  bertujuan  untuk  melarutkan yellowcake dengan  asam  nitrat  (HNO 3 ) menjadi  larutan  uranil  nitrat  (UN)  sehingga memudahkan proses pemisahan uranium dari pengotor  melalui  proses  pemurnian.  Proses pemurnian larutan uranil nitrat menggunakan metode  proses  ekstraksi-stripping  dengan sistem  pengaduk-pengenap  ( mixer-settler ) dengan  menggunakan solvent TBP/Kerosin dengan  perbandingan  volume  30/70  [13] sehingga diperoleh UO 2 (NO 3 ) 2 murni. Kandungan  pengotor  setelah  melalui  proses pemurnian  ini  harus  dibawah  batasan keberterimaan  ASTM  ( American  Standard Testing  and  Material) C  753-99  spesifikasi standar  derajat  nuklir  untuk  serbuk  uranium dioksida (UO 2 ) [14].
Selanjutnya dilakukan proses pengendapan  uranil  nitrat  dengan  amonium hidroksida (NH 4 OH) dalam tangki pengendapan menurut Persamaan (1) [15]. Proses pengendapan merupakan tahapan  proses  yang  sangat  menentukan dalam  pembentukan  karakter  atau  sifat-sifat fisik  serbuk  UO 2 .  Endapan  ADU  tersebut dikeringkan    sebelum  dilakukan  proses kalsinasi  agar  zat  cair  dalam  suspensi  ADU terpisahkan.
Serbuk  ADU  didekomposisi  thermal (kalsinasi) pada suhu yang tinggi agar semua air  dan  amonia  keluar  dan  terbentuk  oksida- oksida uranium [16]. Sesuai Persamaan (2),
2UO 2 (NO 3 ) 2 + 6NH 4 OH → (NH 4 ) 2 U 2 O 7 + 4NH 4 NO 3 + 3H 2 O (1)
3(NH 4 ) 2 U 2 O 7 →   2U 3 O 8 + O 2 + 6NH 3 + 3H 2 O (2)
Selanjutnya,  dilakukan  proses  reduksi.
Hal  tersebut dimaksudkan  untuk  mengurangi kandungan  oksigen  dalam  serbuk  oksida uranium dengan menggunakan gas hidrogen sebagai reduktor. Sesuai dengan Persamaan (3) [16] :
U 3 O 8 + 2H 2 berlebih →    3UO 2 + 2H 2 O (3)

## METODOLOGI
Pengkajian kelayakan ini
menggunakan  metode  prospektif  dengan kerangka  kerja  “SALSA”  ( Search,  Appraisal, Synthesis and Analysis ). Kajian ini merupakan literature review untuk penilaian awal potensi berdasarkan nilai kualitatif dan nilai kuantitatif ( scoping  review) [17],[18] pada yellowcake hasil  samping  Petrokimia  Gresik  sebagai umpan proses di PCP.
Kerangka kerja SALSA yang digunakan membagi tahapan kegiatan pengkajian meliputi  kegiatan  pencarian  literatur  terkait yellowcake Petrokimia  Gresik.  Disebabkan
terbatasnya  informasi  mengenai yellowcake Petrokimia  Gresik,  maka  semua  sumber informasi  dari  literatur  yang  dipublikasikan baik dalam dan luar negeri digunakan sebagai sumber informasi dengan rentang tahun 2008 2020. Informasi yang didapatkan dari literatur tersebut  dirangkum  sehingga  didapatkan karakteristik  sifat  fisika dan  kimia yellowcake Petrokimia Gresik.
Karakteristik  sifat  fisika  dan  kimia yellowcake Petrokimia  Gresik  tersebut dibandingkan dengan karakteristik yellowcake Cogema  yang  telah  digunakan  di  PCP. Informasi  mengenai  karakteristik yellowcake
Studi Kelayakan Yellowcake Hasil Samping Petrokimia Gresik Sebagai Bahan Baku Proses Pemurnian dan Konversi Di Fasilitas Pilot Conversion Plant (Ade Saputra, Erilia Yusnitha, Imam Abdurrosyid, Ratih Langenati)
Cogema diperoleh dari data hasil proses PCP dan  dokumen  teknis  Proses  Konversi Yellow Cake menjadi  UO 2 –  Pilot  Conversion  Plant (PCP) serta makalah yang telah dipublikasikan. Hasil perbandingan didapatkan dengan memadukan karakteristik
yellowcake Petrokimia Gresik dengan yellowcake Cogema,  sehingga  didapatkan  nilai  kualitatif dan  kuantitatif  karakteristik  yang  berbeda antara kedua yellowcake pada sifat fisika dan kimia . Karakteristik  yang  berbeda  tersebut dijadikan  karakteristik  kunci  untuk  dianalisis pengaruh perbedaan tersebut terhadap parameter  proses  pemurnian  dan  konversi yang  dilakukan  di  PCP.  Karakteristik  kunci meliputi sifat kimia yaitu senyawa kimia, kadar uranium, impuritas dan isotop serta sifat fisika yaitu  densitas  dan  morfologi  yang  meliputi struktur lattice , ukuran, bentuk dan warna.
Karakteristik kunci tersebut
diidentifikasi  pengaruhnya  pada  parameter proses pemurnian dan konversi yang dilakukan di PCP dan ditentukan probabilitas prosepektif penggunaan
yellowcake
Petrokimia  Gresik  sebagai  umpan  proses  di PCP.  Data  parameter  proses  pemurnian  dan konversi yang digunakan merupakan data dari dokumen teknis yang telah merekam parameter  proses  yang  ditetapkan  ketika menggunakan umpan yellowcake Cogema.
Hasil  analisis  tersebut  dijadikan  dasar penentuan  apakah yellowcake Petrokimia Gresik  berpeluang  dijadikan  umpan  proses pemurnian dan konversi di PCP.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Beberapa  penelitian  dan  analisis  telah dilakukan sebelumnya untuk mengidentifikasi karakteristik  dan  sifat  kimia  maupun  fisika yellowcake Petrokimia Gresik serta yellowcake Cogema. Dengan
membandingkan sifat - sifat tersebut, karakteristik yellowcake Petrokimia  yang merupakan salah satu sumber uranium dalam negeri dipetakan untuk menentukan kelayakannya  sebagai  bahan  baku  proses pemurnian  dan  konversi  di  PCP.  Data yellowcake komersil  Cogema  yang  telah berhasil  diproses  di  PCP  dijadikan  sebagai pembanding  dan  ukuran  kelayakan  dan
kemampuan penggunaan fasilitas PCP untuk melakukan  proses  pemurnian  dan  konversi terhadap yellowcake Petrokimia Gresik. Bahan baku yellowcake yang berbentuk serbuk memiliki  karakteristik  dan  sifat  yang mempengaruhi  kemampuan  fasilitas  dan parameter  proses  di  PCP.  Sifat yellowcake tersebut dapat dikelompokan menjadi 2 yaitu sifat kimia dan fisika [6]. Sifat kimia dan fisika akan berpengaruh terhadap parameter proses secara  langsung  dan  serbuk  UO 2 yang dihasilkan.  Sifat  kimia  meliputi  bentuk senyawa  kimia,  kadar uranium  dan  impuritas (pengotor),  isotop  uranium  maupun  thorium terikut  [19].  Senyawa  kimia yellowcake akan berkaitan  erat  dengan  reaksi  yang  terbentuk saat  proses  pelarutan yellowcake dengan asam  nitrat.  Begitu  juga  dengan  kadar uranium  pada yellowcake, nilai  tersebut digunakan sebagai penentu jumlah yellowcake yang  akan  diumpankan  dalam proses pelarutan untuk mencapai konsentrasi uranium optimal hasil proses pelarutan. Selain itu,  jenis  dan  konsentrasi  senyawa  pengikut sebagai  impuritas  perlu  diketahui  untuk menentukan  kemampuan  dan  parameter proses pemurnian menggunakan mixer settler dengan  metode  esktraksi.  Sedangkan  sifat fisika yellowcake terkait  dengan  morfologi (struktur lattice ,  warna  dan  bentuk)  dan densitas [19].  Dimana, morfologi (khususnya bentuk  dan  ukuran)  akan  berkaitan  erat dengan  kecepatan  reaksi  pada  proses pelarutan yellowcake dan densitas menunjukan  kemapuan  alir  serbuk  saat proses pelarutan.
Senyawa  kimia yellowcake Cogema dan yellowcake Petrokimia  Gresik  memiliki formula  yang  sedikit  berbeda. Yellowcake Cogema berupa Dioxouranium (VI) Hydroxide dengan rumus empiris (UO 2 )(OH) 2 dan rumus kimia UO 4 H 2 sedangkan yellowcake Petrokimia  berbentuk Triuranium  Octoxide dengan  rumus  empiris  dan  kimia  U 3 O 8 [19]. Namun,  baik yellowcake Petrokimia  dan Cogema  akan  terlarut  dalam  asam  nitrat membentuk  uranil  nitrat  (UO 2 (NO 3 ) 2 )  sesuai Persamaan (4) untuk yellowcake Cogema dan Persamaan  (5)  untuk yellowcake Petrokimia Gresik [11],
UO 4 H 2 + 4HNO 3 → UO 2 (NO 3 ) 2 + 2HNO 3 + 2H 2 O (4)
U 3 O 8 + 8HNO 3 → 3UO 2 (NO 3 ) 2 + 2NO 2 + 4H 2 O (5)
4NO 2 + O 2 + 2H 2 O → 4HNO 3 (6)
Studi Kelayakan Yellowcake Hasil Samping Petrokimia Gresik Sebagai Bahan Baku Proses Pemurnian dan Konversi Di Fasilitas Pilot Conversion Plant
(Ade Saputra, Erilia Yusnitha, Imam Abdurrosyid, Ratih Langenati)
Sehingga hasil pelarutan kedua yellowcake akan menghasilkan senyawa yang sama  yaitu  uranil  nitrat  (UO 2 (NO 3 ) 2 ).  Pada Persamaan    (4)  akan  menghasilkan  asam nitrat  yang  mempertahankan  suasana  asam sistem, sedangkan Persamaan (5) menghasilkan  gas  NO 2 yang  dihisap  dalam scruber yang dimiliki sistem PCP. Perbedaan hasil  samping  ini  tidak  terlalu  berpengaruh pada kedua macam proses pelarutan, karena gas NO 2 yang dihasilkan dari  Persamaan (5) akan dijerap oleh scruber yang berisi air dan mengikuti  Persamaan  (6),  sehingga  tetap menghasilkan asam nitrat untuk dikembalikan pada  sistem  proses  pelarutan.  Meskipun beberapa literatur menunjukan bahwa yellowcake dari batuan fosfat  (seperti yellowcake Petrokimia  Gresik)  lebih  umum dilarutkan menggunakan asam sulfat dibandingkan  menggunakan  asam  nitrat [20]-[22] sebelum dimurnikan, namun pelarutan yellowcake menggunakan  asam nitrat sesuai kondisi proses di PCP memungkinkan dilakukan [6], [11], [12].
Kadar uranium pada yellowcake Cogema  adalah  77,73  %  [23],  sedangkan pada yellowcake Petrokimia  Gresik  memiliki kadar  uranium  sebesar  50%  [12].  Kadar ekonomis uranium untuk diproses antara 70 - 90  %  [24],[25],  nilai  tersebut  berkaitan  erat dengan  jumlah  asam  nitrat  yang  dibutuhkan untuk  melarutkan  uranium  dalam yellowcake tersebut.  Sehingga  dari  informasi  tersebut, untuk  melarutkan  uranium  dalam yellowcake Petrokimia  dibutuhkan  asam  nitrat  lebih banyak  sekitar  65%  dari  kebutuhan  asam nitrat  untuk  melarutkan yellowcake Cogema. Dengan  kata  lain,  konsentrasi  uranium  pada uranil  nitrat  hasil  pelarutan yellowcake Petrokimia akan lebih kecil jika menggunakan jumlah  asam  nitrat  yang  sama  dengan  yang dibutuhkan untuk pelarutan yellowcake Cogema.  Hal  ini  akan  berpengaruh  pada syarat  umpan  proses  pemurnian yellowcake menggunakan mixer  settler di  PCP  yang mensyaratkan  kadar  uranium  antara  80-120 gU/liter  [26].  Selain  itu,  umpan  uranil  nitrat pada proses pemurnian memerlukan pengkondisian  keasaman  dengan  kondisi asam  bebas  3  M.  Hal  tersebut  dilakukan dengan  penambahan  asam  nitrat  berlebih hingga  dicapai  kondisi  ideal  umpan mixer settler [13]. Akibat pengkondisian ini, konsentrasi uranium pada umpan uranil nitrat proses pemurnian yang menggunakan yellowcake Petrokimia  Gresik  akan  semakin rendah.  Oleh  sebab  itu,  jika  menggunakan yellowcake Petrokimia Gresik diperlukan pre-
treatment untuk mengkondisikan kadar uranium  agar  layak  proses  di  PCP.    Ditinjau dari  jenis  dan  konsentrasi  senyawa  ikutan (impuritas  /  pengotor)  dalam  masing-masing yellowcake, diketahui  jenis  dan  konsentrasi seperti yang ditunjukan Tabel 1.
Tabel 1.  Jenis  dan  konsentrasi  pengotor pada yellowcake Cogema  dan
Petrokimia Gresik [27]. Jenis unsur pengotor Konsentrasi Pengotor (mg/liter) Yellowcake Cogema Yellowcake PKG Ag 0,14 0,047 Al 2,75 3,97 B 0,3 0,3 C 100 100 Ca 58,73 75,34 Cd 0,05 0,07 Cl 15 15 Co 0,80 0,81 Cr 3,15 3,81 Cu 1,36 1,19 Dy 0,15 0,15 F 10 10 Fe 48,68 18,53 Gd 0,5 0,5 Mg 25,57 25,12 Mn 3,63 3,82 Mo 10,92 23,67 H 80 80 Ni 2,58 1,86 Pb 0,75 0,72 Si 24,95 31,90 Sn 10,03 6,32 V 101,95 97,30 Zn 3,62 18,91
Jenis pengotor untuk kedua yellowcake cenderung sama dengan konsentrasi masing- masing  pengotor  tidak  terlalu  jauh  berbeda. Hanya  beberapa  unsur  yang  ada  sedikit perbedaan  cukup  jauh  seperti  unsur  kalsium (Ca)  pada yellowcake Petrokimia  lebih  besar 28%,  unsur  besi  (Fe)  pada yellowcake Cogema lebih besar 2,5 kali, unsur molobdenum (Mo) pada yellowcake
Petrokimia Gresik 2 kali lebih besar dan unsur zink  (Zn)  pada yellowcake Petrokimia  Gresik
Studi Kelayakan Yellowcake Hasil Samping Petrokimia Gresik Sebagai Bahan Baku Proses Pemurnian dan Konversi Di Fasilitas Pilot Conversion Plant (Ade Saputra, Erilia Yusnitha, Imam Abdurrosyid, Ratih Langenati)
6  kali  lebih  besar.  Jika  dilihat  secara keseluruhan,  pengotor  pada yellowcake Petrokimia  lebih  besar  dari yellowcake Cogema,  namun  tidak  terlalu  signifikan. Sehingga  kedua yellowcake masih  dapat dikatakan  memiliki  jenis  dan  konsentrasi yellowcake yang  mirip  dan  dapat  dilakukan proses pemurnian menggunakan mixer settler di PCP dengan parameter yang sama. Terkait  perbedaan  komposisi  isotop pada yellowcake Cogema  dan  Petrokimia. Komposisi isotop pada yellowcake Petrokimia  menunjukan 235 U/ 238 U=  0,0064, 234 U/ 238 U=  0,000055823  dan 228 Th/ 232 Th=
0,5872  [10],  [19].  Sedangkan  perbandingan
isotop  untuk yellowcake Cogema  hanya  ada untuk  isotop  U-235  yaitu 235 U/ 238 U  =  0,00715 [19]. Yellowcake Cogema  yang  merupakan produk  komersial  telah  melewati  tahapan pemisahan  isotop  lainnya.  Komposisi  isotop ini terkait dengan signature (sidik jari) masing- masing yellowcake tidak  terlalu  berpengaruh signifikan  terhadap  proses  yang  dilakukan  di PCP  sehingga  perbedaan  isotop  tersebut dapat diabaikan.
Sifat  selanjutnya  yang  membedakan kedua yellowcake adalah sifat fisika, meliputi morfologi  dan  densitas.  Morfologi  kedua yellowcake ditunjukan Gambar 2.
a. Yellowcake Cogema b. Yellowcake Petrokimia Gresik
Gambar 2. Penampakan bentuk fisik yellowcake Cogema dan Petrokimia Gresik [27].
Kedua yellowcake memiliki  butir cenderung  bulat  yang  solid  dengan  ukuran butir  yang  sama.  Perbedaan  yang  nampak dari keduanya adalah warna masing-masing. Yellowcake Cogema berwarna kuning kehijauan  sedangkan yellowcake Petrokimia Gresik berwarna kehitaman. Hal ini disebabkan senyawa komplek yang menyertai kedua yellowcake berbeda.  Dari  parameter tersebut,  yang  sangat  berpengaruh  terhadap proses  di  PCP  adalah  ukuran yellowcake .
Yellowcake yang  dimasukan  dalam  proses pelarutan  di  PCP  harus  memiliki  ukuran maksimal  0,5  mm  untuk  mengoptimalkan kecepatan  reaksi  pelarutan yellowcake [28], oleh  kerena  itu  kedua yellowcake sebelum dilarutkan  menggunakan  asam  nitrat  perlu melalui  proses crushing dan shieving untuk memenuhi  syarat  pada  proses  pelarutan yellowcake [26].  Sifat  fisika  lainnya  yang diperhatikan  adalah  densitas  masing-masing
yellowcake.  Yellowcake Petrokimia  Gresik memiliki  densitas  sebesar  8,479  gr/cc,  lebih besar dari densitas yellowcake Cogema yaitu 6,611  gr/cc  [19].  Densitas yellowcake terkait dengan kemampuan alir pada saat yellowcake diproses  pada  unit crushing dan  pelarutan. Semakin  besar  densitas yellowcake, maka akan semakin mudah untuk di- handling terkait kemampuan alir bahan tersebut.
Dengan  demikian  terlihat yellowcake Petrokimia  Gresik lebih  mudah  di- handling dibandingkan yellowcake Cogema  terkait kemampuan  alir.  Tabel  2.  menunjukan perbandingan sifat kimia dan fisika yellowcake Cogema  dan  Petrokimia  Gresik.  Diketahui bahwa  hanya  beberapa  proses  yang terpengaruh  langsung  dari  bahan  baku yellowcake yang  digunakan  sebagai  bahan baku.  Proses  tersebut  meliputi  proses crushing dan sieving ,  proses  pelarutan  dan proses pemurnian.
Studi Kelayakan Yellowcake Hasil Samping Petrokimia Gresik Sebagai Bahan Baku Proses Pemurnian dan Konversi Di Fasilitas Pilot Conversion Plant
(Ade Saputra, Erilia Yusnitha, Imam Abdurrosyid, Ratih Langenati)
Tabel 2.   Rangkuman sifat kimia dan fisika yellowcake Cogema dan Petrokimia Gresik.
Perbandingan Yellowcake Cogema Yellowcake Petrokimia Sifat Kimia 1. Senyawa kimia [19] UO 4 H 2 U 3 O 8 2. Kadar U [12],[23] 77,73% 50% 3. impuritas Tabel 1 Tabel 1 4. isotop - 235U/238U [19] 0,00715 0,0064 - 234U/238U [10] - 0,000055823 - 228Th/232Th [10] - 0,5872 Sifat Fisika 1. morfologi [27] Gambar 2.a                      Gambar 2.b - struktur lattice orthorombik Hexagonal - ukuran besar / padat besar / padat - bentuk bulat bulat - warna Kuning kehijauan kehitaman 2. densitas [19] 6,611 gr/cc 8,479 gr/cc
Pada  proses crushing dan sieving , yellowcake Petrokimia Gresik memiliki kelebihan ketika ditangani karena densitasnya yang  lebih  besar  dibandingkan yellowcake Cogema.  Hal  tersebut  memudahkan  aliran yellowcake ketika  diumpankan  ke  dalam crusher dan ditampung dalam can . Selanjutnya, pada proses pelarutan yellowcake, sifat  mudah  alir yellowcake Petrokimia  Gresik    memudahkan handling dalam  proses  pengumpanan  pada  reaktor pelarutan.  Hal  tersebut  selain  mempercepat waktu  proses,  juga  akan  meminimalkan kehilangan  uranium  pada  proses  akibat menempel pada dinding hopper pengumpan. Namun, karena kadar uranium pada yellowcake Petrokimia Gresik  dibawah kadar ekonomis  proses  [23],  [24],  maka  diperlukan perlakuan  khusus  untuk  meningkatkan  kadar uranium  pada  serbuk yellowcake Petrokimia Gresik  agar  mencapai  kadar  70%  uranium atau  dengan  memekatkan  uranil  nitrat  hasil pelarutan  dengan  evaporasi.  Pilihan  kedua seperti  lebih  mungkin  dilakukan  karena  PCP sedang  megembangkan  evaporator  efluen pemekat uranil nitrat untuk umpan proses [29]. Dengan  pemekatan  larutan  uranil  nitrat  hasil pelarutan menggunakan yellowcake Petrokimia Gresik , maka konsentrasi uranium pada  uranil  nitrat  umpan  proses  pemurnian akan memenuhi persyaratan proses. Namun, tentu akan diperlukan biaya tambahan terkait pre-treatment dengan  proses  pemekatan yang dilakukan.
Pada proses pemurnian menggunakan mixer settler, parameter proses pada yellowcake Cogema  dapat  digunakan  untuk
yellowcake Petrokimia  Gresik.  Hal  tersebut karena kadar impuritas yellowcake Petrokimia Gresik yang tidak terlalu berbeda jauh dengan yellowcake Cogema. Sedangkan pada proses selanjutnya  yaitu  proses  pemekatan  uranil nitrat nuclear grade hingga  proses  reduksi, perbedaan  karakterisitik yellowcake  Cogema dan  Petrokimia  Gresik  tidak  berpengaruh karena  umpan  sudah  dalam  bentuk  uranil nitrat nuclear  grade (baik  dari  Cogema maupun Petrokimia Gresik).
Sehingga, secara umum sifat kimia dan fisika yellowcake Petrokimia yang tidak terlalu berbeda  jauh  dari  sifat yellowcake Cogema dapat menunjukan bahwa yellowcake
Petrokimia Gresik layak diproses di PCP dan peluang  penggunaan  fasilitas  PCP  untuk proses yellowcake tersebut sangat besar.

## SIMPULAN
Pengkajian pada yellowcake Petrokimia Gresik  menunjukan  tidak  ada  perbedaan signifikan  pada  karakteristik  kunci  dengan yellowcake Cogema  yang  telah  berhasil diproses  di  PCP  selain  perbedaan  kadar uranium  dan  densitas  serbuk.  Sehingga yellowcake Petrokimia  Gresik  layak  diproses meskipun diperlukan pre-treatment tambahan dan  fasilitas  PCP  berpeluang  besar  untuk melakukan  proses  pemurnian  dan  konversi yellowcake dalam negeri terkhusus yellowcake Petrokimia Gresik.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih kepada  Plt.  Kepala  Pusat  Teknologi  Bahan Bakar  Nuklir  dan  staf  BFBBN  terkhusus  tim
Studi Kelayakan Yellowcake Hasil Samping Petrokimia Gresik Sebagai Bahan Baku Proses Pemurnian dan Konversi Di Fasilitas Pilot Conversion Plant (Ade Saputra, Erilia Yusnitha, Imam Abdurrosyid, Ratih Langenati)
PCP  dan  Kendali  Kualitas  atas  dukungan data-data  hingga  selesainya  makalah  ini. Kegiatan  ini  merupakan  bagian dari  kegiatan prototipe  bahan  bakar  nuklir  reaktor  daya tahun 2021.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] A.  Muchsin,  dkk ,  “Pembuatan  serbuk UO 2 dari yellowcake Cogema di  Pilot Conversion  Plant  (PCP)”, Hasil-hasil penelitian  EBN  Tahun  2018 ,  ISSN 0854-5561, hal. 27-36, 2019.
[2] K.  Wheatley, et.  al ., “Overview  of  the Maybelle River Uranium Mineralization,
Alberta, Canada ”, International Symposium Uranium Production & Raw Materials  for  the  Nuclear  Fuel  Cycle –
Supple  and  Demand,  Economic,  the Enviroment and Energy Security ,
International  Atomic  Energy  Agency Extended Synopses IAEA-CN-128, pp. 46-47, 2005.
[3] P.  Crochon, et.  al ., “Remediation  of ecarpiere  uranium  tailing  pond  by Cogema (France) ”, Planning for enviromental restoration of radioactively  contaminated  sites  in central and eastern Europe,
International  Atomic  Energy  Agency Technical  Document  IAEA-TECDOC- 865 , , vol. 3, pp. 139-152, 1994.
[4] BATAN,  “Peraturan  Badan  Tenaga Nuklir  Nasional  Republik  Indonesia
Nomor 6 Tahun 2020 tentang Rencana Strategis Badan Tenaga Nuklir Nasional  tahun 2020 – 2024”, Jakarta, 2020.
[5] PTBBN- BATAN,  “Rencana  Strategis PTBBN  2020 –  2024”,  Tangerang Selatan, 2020.
[6] G. K. Suryaman, dkk. , “Komparasi sifat kimia  dan  fisik  serbuk  UO 2 hasil konversi yellowcake limbah  pupuk fosfat dan yellowcake komersial melalui j alur  ADU”, Jurnal  Teknologi  Bahan Nuklir ,  vol  9,  no.  2,  Juni,  hal.  77-83, 2013.
[7] E. Nuraeni, “Pengolahan  limbah organik  dari  fasilitas  pemurnian  asam fosfat  PT.  Petrokimia  Gresik  dengan metode  oksidasi  b iokimia”, Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengolahan  Limbah  VII ,  hal.  147-151,
2009.
[8] M.  Daryoko, “Strategi  dekomisioning fasilitas pemurnian asam fosfat Petrokimia  Gresik”, Prosiding  Seminar Nasional Teknologi Pengolahan
Limbah  VI ,  ISSN  1410-6086,  hal. 173- 179, 2008.
[9] A.  Muchsin,  dkk. ,  “The  Characteristics of  uranium  oxide  sintered  pellets  from phosphate fertilizer waste as a potential resource  of  u ranium”, Proceedings  of the International Symposium on Uranium  Raw  Material  for  the  Nuclear Fuel Cycle: Exploration, Mining,
Production,  Supply  and  Demand, Economics  and  Enviromental  Issues (URAM 2014) , pp. 510-517, 2014.
[10]  E.  Noerpitasari, dkk , “Penentuan umur yellow  cake secara  r adiokronometri”,
Urania Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir ,  vol.  26,  no.  2,  hal.  121-130,
2020.
[11]  Ngatijo, dkk .,  ”Proses  pemurnian yellowcake dari  limbah  pabrik  p upuk”, Majalah  Ilmiah  PIN ,  No.  09-10,  Tahun V, April - Oktober, hal. 1-9, 2012.
[12] Masripah,  ”Karakterisasi  serbuk  UO 2 dari yellow  cake limbah  pupuk  f osfat”,
Departemen Kimia, Fakultas
Matematika  dan  Ilmu  Pengetahuan Alam,  Universitas  Indonesia,  Depok,
2009.
[13]  A.  Muchsin,  dkk ,  ”Proses  ekstraksi- stripping  UO 2 (NO 3 ) 2 berimpuritas  hasil pelarutan  dari  y ellowcake”, Urania Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir vol. 23, no. 1, 20, hal. 23-32, 2017.
[14]  ASTM Standard specification for Nuclear-Grade Sinterable Uranium Dioxide  Powder, ASTM C  753-99,
2009.
[15]  P. Oktavianto, dkk, ”Proses pengendapan  uranil  nitrat  melalui  jalur amonium diuranat (ADU) pada fasilitas Pilot Conversion Plant (PCP)”, Majalah Ilmiah  PIN ,  No.  22,  tahun  XII,  hal.  11- 22, 2019.
[16]  H. Suwarno, ”Teknik kalsinasi - kursus operasi  teknik  dan  proses  pengolahan bahan  n uklir”,  Pusat  Penelitian  Bahan Murni dan Instrumentasi, Badan Tenaga Atom Nasional, 1984.
[17]  M. J. Grant, and A. Booth, “A typology of  reviews:  an  analysis  of  14  review types  and  associated  methodologies ”, Health Information & Libraries Journal , vol. 26, no. 2, pp. 91-108, 2009.
[18]  L.  C.  Weeks,  and  T.  A.  Strudsholm, “Scoping  review  of  research  on complementary and alternative medicine  (CAM)  and  the  mass  media: looking  back,  moving  forward ”, BMC
Studi Kelayakan Yellowcake Hasil Samping Petrokimia Gresik Sebagai Bahan Baku Proses Pemurnian dan Konversi Di Fasilitas Pilot Conversion Plant
(Ade Saputra, Erilia Yusnitha, Imam Abdurrosyid, Ratih Langenati)
Complementary and Alternative
Medicine , vol. 19, no. 8, p. 43, 2008.
[19]  B.  Briyatmoko, ”Identification  of  high confidence nuclear forensics signatures for  mining,  milling  and  conversion processes ”, IAEA Tecdoc Series, IAEA- TECDOC-1820, Vienna, August, 2017, pp. 57- 63.
[20]  H.  Guettaf, et.  al ., “Concentration- purification  of  uranium  from  an  acid leaching  solution ”, Physics  Procedia, vol. 2, no. 3, pp. 765-771, 2009.
[21]  E. H. Y. AbowSlama, et. al., “Precipitation and purification of uranium  from  rock  phosphate ”, Jurnal Radioanal Nucl Chem , vol. 299, pp. 815 - 818, 2014.
[22]  A.  A.  Adam, et.  al ., “Uranium recovery from  uro  are  phosphate  ore,  Nuba Mountains, Sudan ”, Arabian Journal of Chemistr y,  vol  7,  no.  5,  pp.  758-769, 2014.
[23]  Torowati,  et. al.,  ”Analisis  kadar uranium  dalam  yellowcake  dengan titrasi  secara  potensiometri ”, Majalah Ilmiah  PIN ISSN  1979-2409,  no.  03, tahun II, hal. 1-6, 2009.
[24]  C. C. Bernido, et. al ., “Laboratory study on the dissolution and solvent extraction  of  yellowcake  to  produce nuclear  grade  ammonium  diuranate ”,
Philipine  Atomic  Energy  Commission ,
Oktober, 1984.
[25]  E. H. Y. AbowSlama, et. al., “Comparative  study  on  precipitation methods  of  yellow-cake  from  acid leachate  of  rock  phosphate  and  its purification ”,  Sudan  Academy  of
Science (SAS) Atomic Energy Research Coordinator Council, 2006. [26]  A.  Sumaryanto,  dkk ,  “Dokumen  teknis proses  konversi yellow  cake menjadi UO 2 –  Pilot  Conversion  Plant  (PCP)”, Pusat  Teknologi  Bahan  Bakar  Nuklir – BATAN, Serpong, 2020.
[27]  B.  Briyatmoko,  dkk .,  ”Pengembangan metoda  forensik  nuklir ”, Hasil-hasil Penelitian  EBN  Tahun  2015 ,  ISSN 0854-5561, hal. 133- 143, 2015.
[28]  A. Muchsin, dkk ., ”Pengaruh konsentrasi  asam  nitrat,  temperatur proses,  laju  pengadukan  terhadap kadar  uranium  hasil  proses  pelarutan padatan yellow cake pada seksi 300 di IEBE ”, Urania Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir , vol. 20, no. 2, hal. 92-99,
2014.
[29]  A.  Saputra,  dkk ,  “Pendayagunaan  unit pelarutan yellow cake Pilot Conversion Plant (PCP) sebagai evaporator cairan limbah  uranium ”, Majalah  Ilmiah  PIN No. 23, tahun XII, Oktober, 2019.