Pengolahan Bijih Uranium

Bijih uranium memang jarang dijumpai di dunia ini, namun begitu ada beberapa tempat yang memang kaya dengan bijih tersebut. Bijih ini merupakan bijih radioaktif, sehingga uranium sering dijumpai pada daerah yang gersang karena pepohonan tidak bisa hidup dengan baik di daerah yang kandungan uraniumnya tinggi. Di Indonesia mungkin ada beberapa tempat yang mengindikasikan adanya bahan raioaktif ini salah satunya tempat yang ada di Jawa Timur yang relatif gersang. Beberapa macam bijih uranium yang sering dijumpai:
1. Coffinit : U(SiO4)­(1-x)(OH)4x
2. Gummit : UO3∙nH2O
3. Bequerelit : 2UO3∙3H2O
4. Uraninit : UO2
5. Pitchblende : U3O8
Selain beberapa macam bijih di atas, masih ada lagi bijih uranium dengan valensi 6+ yaitu: Carnotit, Schroecingenit, Zippeite, Uranopilit, Johannite. Bijih yang sering dijumpai adalah Uraninit (UO2) dan Pitchblende (U3O8) dengan kadar di alam sekitar 1%.

Ada beberapa cara pelindian yang bisa digunakan untuk meningkatkan kadar uranium ini, yaitu:
1. Cara Asam (H2SO4)
2. Cara Alkali Karbonat (Na2CO3 + NaHCO3)
Mekanisme reaksi secara elektrokimia menurut Habashi & Thurston, th 1967:

Gambar 1. Mekanisme Reaksi Secara Elektrokimia

Pelindian Cara Asam (H2SO4)

Leaching Agent:
H2SO4 encer untuk mineral yang mudah larut
H2SO4 pekat untuk mineral yang sulit larut

Metoda Leaching:
Agitation leaching dalam Dorr Agitator/Pachuca Tank
Pressure leaching untuk Refractory Ore kalau ada mineral sulfida (misal Pirit FeS2) dapat dihasilkan H2SO4 secara “in-situ”
Percolation leaching, In-situ dan heap leaching untuk low grade dengan bantuan bakteri

Reaksi Leaching:
1. Oksidator O2

UO2(s) + 2H+ + ½ O2 = UO22+ + H2O

2. Oksidator MnO2 atau NaClO3

a. 2Fe2+ + MnO2 + 4 H+ = 2 Fe3+ + Mn2+ + 2 H2O

6Fe2+ + ClO3- + 6 H+ = 6 Fe3+ + Cl- + 3 H2O
b. UO2(s) + 2 Fe3+ = UO22+ + 2 Fe2+

3. Oksidator Thiobacillus Ferrooxidans (Th.f) dan Ferrobacillus Ferrooxidans (F.f)

2Fe2+ + 2 H+ + ½ O2 = 2 Fe3+ + H2O (memakai Th.f dan F.f)
UO2 + 2 Fe3+ = UO22+ + 2 Fe2+

4. Oksidasi Pirit (FeS2)

2 FeS2 + 7O2 + 2H2O = 2 FeSO4 + 2 H2SO4 (Menggunakan Th.f)
2 FeSO4 + H2SO4 + ½ O2 = Fe2(SO4)3 + H2SO4 (Menggunakan Th.f dan F.f)

Reaksi Total: 2 FeS2 + 15/2 O2 + H2O à Fe2(SO4)3 + H2SO4 (Menggunakan Th.f dan F.f)


Pelindian Cara Alkali Karbonat (Na2CO3 + NaHCO3)

Reaksi Leaching:

UO2(s) + 3Na2CO3 + H2O + ½ O2 = Na4[UO2(CO3)3] + 2 NaOH
U3O8(s) + 9 Na2CO3 + 3 H2O + ½ O2 = 3 Na4[UO2(CO3)] + 6 NaOH
K2O∙2UO3V2O5∙3H2O(s) + 6 Na2CO3 = 2 NaU[UO2(CO3)3] + K2CO3 + 2 NaVO3 + 2 NaOH + H2O

Karena adanya [OH-], maka ada kemungkinan pengendapan Na2U2O7 (Na-diuranat) mengikuti reaksi:

2UO2(CO3)34- + 6 OH- + 2 Na+ = Na2U2O7(s) + 6 CO32- + 3 H2O

Dapat dihindari dengan penambahan bi-karbonat (NaHCO3) yang akan mengurangi jumlah OH- sehingga bisa terkendali.

OH- + HCO3- = CO32- + H2O

Recovery

Recovery dari ion uranium terlarut bisa dilakukan dengan menggunakan Ion Exchange yang diikuti dengan elution seperti contoh berikut:

2 Fe2+ + MnO2 + 4 H+ à 2 Fe3+ + Mn2+ + 2H2O
UO2(s) + 2Fe3+ à UO22+ + 2 Fe2+
UO2+ + n SO42- = UO2(SO4)n2-2n (n = 1, 2 atau 3)
Misal n=3 à UO2(SO4)34-
Ion Exchange : 4 R+X- + [UO2(SO4)3]4- = (R+)4UO2(SO4)34- + 4X-
X- : Cl- atau NO3

Selain dengan Ion Exchange, recovery juga bisa dilakukan dengan menggunakan Solven Extraction:

Gambar 2. Skema Solven Extraction

Diagram alir proses pengolahan uranium dengan pelindian cara asam dapat dilihat pada gambar 3. Contoh yang diambil adalah proses di Daggafontein Mill, Afrika Selatan dengan umpan residu sianidasi bijih emas.

Gambar 3. Contoh Diagram Alir Cara Asam di Daggafontein, Afrika Selatan