Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengolahan Limbah VI Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
STRATEGI
DEKOMISIONING FASILITAS PEMURNIAN PETROKIMIA GRESIK
ISSN 1410-6086
ASAM FOSFAT
Mulyono Daryoko Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BA TAN
ABSTRAK STRATEGI DEKOMISIONING FASILITAS PEMURNIAN ASAM FOSFAT PETROKIMIA, GRESIK. Dekomisioning Fasilitas Pemumian Asam Fosfat-Petrokimia Gresik (PAF-PKG) adalah kegiatan untuk menghentikan secara tetap dan formal beroperasinya Fasilitas PAF-PKG, kemudian menjadikannya bekas situs fasilitas tersebut menjadi bebas kontaminasi seperti sediakala (green land), artinya dijamin keamanan dan keselamatannya terhadap pekerja, masyarakat dan lingkungannya. Kegiatan ini antara lain adalah pengambilan limbah radioaktif yang terjadi selama operasi, dekontaminasi sebelum maupun setelah dismantling, dismantling struktur dan komponen proses, dan pengelolaan limbah radioaktif. Untuk itu perlu strategi agar di dalam menyelesaikan pekerjaan-pekerjaan tersebut dipenuhi syarat-syarat keselamatan dan keamanan serta dikeluarkan beaya yang semurah-murahnya. Di dalam makalah ini akan dibahas secara lebih terperinci untuk hal-hal yang dimaksudkan di atas. ABSTRACT DECOMMISSIONING STRATEGY OF PHOSPHORIC ACID PURIFICATION FACILITYPETROCHEMICAL PLANT, GRESIK. Decommissioning of Phosphoric Acid Purification FacilityPetrochemical Plant, Gresik is the action taken at the end of the facility to retire its operation and then returned to green land from service in a manner that provides adequate protection for the security and safety of the decommissioning workers, the general public, and the environment. The activity consist of remove of primary radioactive waste, decontamination before and after dismantling, dismantling structure and process component, and radioactive waste management. That's must have strategy for finished of this problems for optimization, safety, security and also in the economical problems. This paper will be discussed of that.
yaitu fase air dan fase organik akan terpisah. Aliran fase organik masuk ke dalam sistem pengenapan kira-kira 50% dari aliran fase air, tetapi di dalam sistem perbandingan antara fase air dan fase organik = 2 : I. Fungsi proses ekstraksi dan stripping siklus kedua adalah untuk menghasilkan larutan dengan kadar dan kualitas uranium cukup tinggi, sehingga akan memberikan produk yellow cake yang bisa memenuhi persyaratan yang telah ditentukan. Proses ini meliputi beberapa unit antara lain unit ekstraksi, scrubbing, stripping dan regenerasi. Proses asidifikasi dimaksudkan untuk mendekomposisi karbonat, sehingga gas karbon dioksidasi, bisa keluar dan menaikkan efisiensi pengendapan yellow cake. Pada proses pengendapan, larutan tersebut disemprot dengan amoniak untuk menghasilkan amonium diuranat. Amonium diuranat (slurry) dikeringkan, dan berikutnya dimasukkan dalam drum untuk disimpan (storage/shipping) dalam bentuk yellow cake. Yellow cake ini mengandung 85%
PENDAHULUAN Fasilitas pemumian asam fosfatPetrokimia Gresik (PAF-PKG) adalah salah satu fasilitas di pabrik Petrokimia Gresik yang mempunyai fungsi ganda, yaitu dapat menghasilkan asam fosfat yang lebih mumi serta dapat menghasilkan hasil samping . uranium, dalam bentuk amonium diuranat atau yellow eaki1). Diagram alir dari pabrik tersebut dapat dilihat pada Gambar I. Periakuan awal umpan asam fosfat dimaksudkan untuk pengaturan valensi, pendinginan dan penjemihan umpan asam fosfat. Pengaturan valensi dimaksudkan agar uranium yang semula merupakan campuran dari valensi 4 dan 6, sebesar-besamya dioksidasi menjadi bervalensi 6, untuk memudahkan proses ekstraksi. Proses ekstraksi dan stripping siklus I bertujuan untuk mengambil uranium dari asam fosfat. Prinsip ekstraksi ini adalah memindahkan uranium dari larutan asam fosfat ke dalam pelarut organik. Pelarut organik yang digunakan merupakan campuran dari Di 2 Ethyl Hexyl Phosporie Aeid (DEHPA) + rri Oetyl Phospine Oxide (TOPO) di dalam kerosin sebagai diluen. Dengan melakukan proses pengenapan (settling) kedua fase
U30S(I).
Fasilitas ini dioperasikan pada bulan April - Juli 1989, tetapi kemudian dihentikan operasinya sejak 12 Agustus 1989. Oalam kurun waktu yang hampir 14 tahun, banyak 173
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengolahan Limbah VI Pusaf Teknologi Limbah RadioakJif-BATAN Pusat Penelifian Ilmu Pengefahuan dan Teknologi-R1STEK
3)
alat-alatlsistem yang sudah tidak layak untuk dioperasikan lagi. Oleh karena itu sesuai dengan verifikasi terakhir dari Badan Pengawas Tenaga Nuklir (BAPETEN) tanggal 12 Juni 2000, yang laporannya tertuang dalam surat Ka. Dit. Perijinan Instalasi Nuklir, BAPETEN No. 883/PINNI-00 tanggal 23 Juni 2000, BAPETEN merekomendasikan agar Petrokimia Gresik segera mengajukan ijin pelaksanaan dekomisioning fasilitas PAFPKG dan kemudian melaksanakan kegiatan dekomisioning terse but.
Untuk dismantling peralatan tipe B beberapa perlakuan yang diperlukan (bergantung kondisi alat) seperti: a. b. c.
d.
I.
Pengambilan Iimbah radioaktif yang terjadi selama operasi. 2. Dekontaminasi, baik sebelum maupun setelah dismantling 3. Dismantling struktur dan komponen proses. 4. Pengelolaan Iimbah radioaktif hasil dismantling.
a. b. c. d.
Berdasarkan aspek kemudahan dan keselamatan, secara prinsip pentahapan dekomisioning pabrik PAF dapat dilakukan dengan urutan pentahapan berikut:
2)
Dismantling peralatan yang berada di zona I dan II (peralatan tipe A dan B).
Dekontaminasi in situ(sebelum dan atau setelah pembongkaran) Pembongkaran peralatan Handling untuk langsung dibawa ke temp at pengumpulan limbah nonradioaktif, jika aktivitasnya telah di bawah clearance level. Kalau tingkat kontaminasi peralatan masih tetap berada di atas clearance level, maka dilakukan penyiapan pewadahan Iimbah radioaktif untuk pengangkutan ke lembaga pengolah limbah radioaktif (PTLR-BA TAN) Untuk dismantling peralatan tipe C beberapa perIakuan yang diperIukan (bergantung kondisi alat) seperti:
STRATEGIPENTAHAPAN DEKOMISIONING
Pengangkutan drum-drum yellow cake yang ada dalam gudang pabrik PAF ke BA TAN.
Dismantling peralatan yang berada pada zona III dan IV (peralatan tipe B dan C). Peralatan tipe C adalah peralatan yang aktivitasnya di atas clearance level, dan sedikit kemungkinannya bisa berubah menjadi di bawah clearance level.
Dekomisioning PAF-PKG adalah kegiatan untuk menghentikan secara tetap dan formal beroperasinya PAF-PKG, kemudian menjadikannya bekas situs fasilitas tersebut menjadi bebas kontaminasi seperti sediakala (green land). Pada kegiatan ini maka perIu strategi agar di dalam menyelesaikan pekerjaan-pekerjaan terse but dipenuhi syarat-syarat keselamatan dan keamanan serta diperIukan beaya yang semurah-murahnya. Kegiatan ini antara lain adalah:
I)
ISSN 14IO-6086
4) 5)
pengambilan yellow cake atau limbah radioaktif dari peralatan. Dekontaminasi in situ (kalau diperlukan) Pembongkaran peralatan Handling dan pewadahan yellow cake atau Iimbah radioaktif untuk pengangkutan ke lembaga pengolah limbah radioaktif (PTLR-BA TAN). Pembongkaran bangunan penunjang dan struktur bangunan utama. Pemulihan areal situs secara fisik, sehingga siap digunakan untuk keperluan lain atau menjadi green land.
STRA TEGI PENGAMBILAN RADIOAKTIF
LIMBAH
Proses awal yang perlu dilakukan adalah pengambilan Iimbah radioaktif yang terjadi selama operasi, yang hingga saat ini masih terdapat di dalam peralatanperalatan/sistem. Metode pengambilan Iimbah radioaktif tersebut dibuat sesederhana mungkin, dan sedapat mungkin tidak menimbulkan Iimbah sekunder. Untuk
Peralatan tipe A adalah peralatan tidak terkontaminasi atau aktivitasnya di bawah clearance level, peralatan tipe B adalah peralatan yang aktivitasnya di atas clearance level, namun setelah diambil Iimbahnya dan atau didekontaminasi akan menjadi di bawah clearance level.
fase padat, pengambilan dilakukan dengan alat scraper (pengeruk) sederhana, dan 174
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengolahan Limbah VI Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN Pusat Pene/itian I/mu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
dilakukan seteliti mungkin untuk kemudian diwadahkan ke dalam drum standar 100 !. Untuk fase cair, pengambilan dilakukan dengan membuka fasilitas-fasilitas yang tersedia atau alat manual yang lain untuk dipindahkan ke dalam tangki stainles steel 100!.
STRATEGI
DEKONTAMINASI
5.
IN
Tujuan dekontaminasi in situ adalah untuk mengurangi/menghilangkan kontaminan yang ada di dalam/permukaan sistem, sehingga peralatan-peralatanlsistem tersebut akan berubah sifatnya menjadi unrestricted release, dan siap untuk digunakan kembali (reuse) atau dimanfaatkan kembali dengan proses olah ulang (recycle). Untuk memilih teknik dekontaminasi ini perlu beberapa pertimbangan teknis sebagai berikut(2).:
-
-
A. Metode mekanik dengan pembersihan permukaan bahan (surface cleaning methods).
jenis fasilitas sejarah pengoperasian fasilitas jenis bahan peralatan-peralatanlsistem: pipa, tangki,dsb. jenis bahan peralatan-peralatanlsistem: baja tahan karat, hetron, dsb. tipe permukaan bahan: halus, berpori, dsb. jenis kontaminan: crud, loose, dsb. komposisi radionuklida faktor dekontaminasi yang diinginkan tujuan dekontaminasi
Pada metode ini digunakan kain majun yang telah dibasahi dengan bahan kimia organik dipakai untuk membersihkan permukaan bahan secara manual (simple sweeping). Bahan-bahan kimia yang biasanya dipakai ialah : aceton 90 % dan trichloro ethylene(2). Bahan-bahan ini sangat efektif dipakai karena dapat membentuk korosifitas pad a permukaan logam. Pad a metode ini hanya menghasilkan limbah sekunder dalam bentuk padat yang relatif kecil dan mudah penanganannya.
Demikian pula pertimbanganpertimbangan non teknis sebagai berikut:
B.
ketersediaan, harga dan kompleksitas peralatan-peralatan dekontaminasi penanganan limbah sekunder yang ditimbulkan kesediaan tenaga yang dibutuhkan.
I.
4.
Metode strippable coating.
Pada meta de ini campuran bahan-bahan kimia, yang terdiri dari bahan penopang dan bahan pendekontaminasi dengan cara dioleskan/dicatkanldikuaskan pada permukaan bahan yang akan didekontaminasi, kemudian setelah kering dan diharapkan telah menyerap kontaminan dilepas kembali, sehingga limbah sekunder yang didapat adalah dalam bentuk padatan. Bahan-bahan penopang yang bisa dipakai adalah : gliserin fosfat, gliserin asetat atau latex, sedangkan bahan pendekontaminasinya adalah Etilen Diamin Tetra Asetat (EDT A), asam sitrat, asam oksalat dan KMn04(3,4,5). Dalam metode yang terbaru, selain bahan penopang dan bahan pendekontaminasi, juga ditambahkan pula adsorben(5). Selain lebih mengefektifkan proses dekontaminasi, bahan ini juga sangat berperan dalam imobilisasi
Dalam kaitannya dengan dekontaminasi in situ peralatan fasilitas PAF-PKG, perlu dipertimbangkan kondisi peralatan pabrik tersebut sebagai berikut(I): 2. 3.
permukaannya adalah relatif kecil (mendekati clearance level), sedikit mungkin menimbulkan limbah radioaktif sekunder (terutama dalam fase cair).
Berdasarkan pertimbangkan teknis dan non teknis serta kondisi peralatan fasilitas PAF-PKG tersebut di atas, maka hams direncanakan agar pelaksanaan dekontaminasinya dapat dilaksanakan dengan sederhana dan mudah dan harga faktor dekontaminasi harus diramalkan sedemikian rupa sehingga tingkat kontaminasi permukaan dari peralatanperalatanlsistem menjadi dibawah clearance level. Untuk itu berdasarkan pertimbangan teoritis dan kajian lapangan ada 2 metode dekontaminasi yang dapat diterapkan, yaitu:
SITU
-
ISSN 1410-6086
fasilitasnya relatif sederhana, baru dioperasikan lebih kurang 4 bulan, kontaminasi zat radioaktif pada permukaan peralatan-peralatanlsistem adalah loose contamination (hal ini karena sebagian besar kontaminan adalah yellow cake, yang merupakan senyawa yang hidrofob), peralatan-peralatan/sistem (terutama peralatan-peralatan utama) mempunyai permukaan yang halus dan kontaminasi 175
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengolahan Limbah VI Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN Pusat Penelitian IImu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
limbah sekundemya. Pad a Tabel 1 dan Tabel 2 diberikan eontoh komposisi bahanbahan untuk metode ini. Pada aplikasinya, kedua metode digunakan sebagai berikut:
c. TK 304, Sx Feed Tank, limbah ini adalah limbah anorganik larutan asam fosfat, yang telah dilakukan pengendapan dengan Clarifier dan kemudian disaring dengan Bed Filter. Uranium yang terkandung dalam larutan ini ialah U(IV) dan U(VI) d. TK 752, Gunk Separator, adalah tangki untuk memisahkan filtrat, raflnat dan gunk yang berasal dari Ekstraksi siklus I. Tangki ini berisi campuran larutan asam fosfat dan organik. Larutan ini mengandung U(VI). e. TK 753, Gunk Surge Tank, adalah tangki untuk menampung gunk yang berasal dari Gunk Separator. Gunk ini bisa merupakan eampuran dari asam fosfat dan organik, dan mengandung U(VI). f. TK 602, Acidification I, mengandung larutan uranium karbonat. g. TK 612, Acidification 2, mengandung larutan uranium sulfat.
terse but
a) Berdasarkan aktivitasnya - Untuk kontaminasi yang sudah mendekati atau di bawah clearance level digunakan: surface cleaning methods. - Untuk kontaminasi yang agak jauh di atas clearance level digunakan: sirippable coating methods b) Berdasarkan teknis pelaksanaannya - Untuk bagian-bagian yang sempit yang susah digunakan strippable coating methods, digunakan surface cleaning methods
STRATEGI DISMANTLING Dismantling adalah pembongkaran peralatan-peralatan/sistem dari kedudukannya semula dan atau pemotonganpemotongan alat tersebut menjadi potonganpotongan yang lebih keeil. Pada prinsipnya ada 2 jenis pelaksanaan dismantling: .
Untuk limbah anorganik, secara teoritis sarigat mudah untuk diambil uraniumnya dengan metode sorbsi dan atau penukar ion, baik dengan resin maupun dengan zeolit, sedangkan untuk yang organik perlu dikaji lebih lanjut. Hal yang paling mudah adalah dengan insenerasi, dan dengan furnace yang sederhana mungkin sudah bisa menyelesaikan masalah ini. Proses oksidasi biokimia dengan bakteri bisa juga dicobakan pad a masalah ini.
1. Dengan melepaskan mur-baut peralatanperalatan/ sistem dari kedudukannya atau dari hubungannya dengan peralatanperalatan/sistem lain dengan menggunakan tool kit yang selengkap mungkin. 2. Dengan alat-alat potong: gergaji potong, gerinda potong, las asetilen dan plasma cutting.
Untuk mendisain alat penukar ion (in situ process) harus dilakukan pengujian sbb.: a. Analisis kandungan padatannya, karena metode penukar ion hanya efektif digunakan untuk larutan yang mengandung padatan kurang dari 3000 ppm. b. Pereobaan skala laboratorium untuk meyakinkan agar pengolahan limbah skala teknik in situ yang direneanakan bisa berjalan sebaik-baiknya.
STRATEGI PENGELOLAAN LIMBAH A.
Pengelolaan
ISSN 1410-6086
limbah cair primer
Limbah eair primer yang terdapat pada tangki-tangki TK 423, TK 436, TK 304 dan TK 752 adalah sbb.: a. TK 423, Organic Surge Tank, adalah limbah filtrat yang berasal dari Unit Extraksi siklus 1 ditambah dengan pelarut baru DEHPA-TOPO dalam kerosin. Limbah ini mengandung uranium oksida (U(VI» yang terlarut dalam larutan organik. b. TK 436, Loaded Organic Tank, ini adalah limbah filtrat yang berasal dari Gunk Separator. Seperti no. 1, limbah ini juga mengandung U(VI) yang terlarut dalam larutan organik.
Limbah padat sekunder yang berasal dari proses terse but bisa diberlakukan seperti limbah semi cair atau limbah beton, yaitu dengan disposal (penyimpanan lestari) di dalam repositori.
176
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengolahan Limbah VI Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN Pusat Penelitian llmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
ISSN 1410-6086
DAFT AR PUST AKA B.
Pengelolaan dan padat
Iimbah primer semi cair 1. Tim Program Dekomisioning PAF-PKG, "Program Dekomisioning Pabrik Pemumian Asam Fosfat, PT. Petrokimia Gresik", Gresik, 2002 2. IAEA, "Methodology and Technology of Decommissioning Nuclear Facilities", TRS No. 267, IAEA, Vienna, 1986 3. DARYOKO, M., "Dekontaminasi Stripable Coating Baja Tahan Karat Menggunakan Bahan Penopang Gel Gliserofosfat", Hasil Penelitian Pus at Teknologi Pengolahan Limbah Radioaktif, PTPLR, BATAN, 1997
Limbah primer semi cair dan padat bisa didisposal in situ dengan repositori. Sudah tentu hal ini diperlukan perizinan ke BAPETEN. C.
Pengelolaan dismantling
Iimbah
sekunder
Limbah sekunder hasil bisa dilakukan sebagai berikut:
hasil
dismantling
a. Pengambilan Iimbah primer di dalam tangki-tangki baik yang cair maupun padat harus seefektif mungkin. b. Pengerjaan dekontaminasi harus dilakukan sekeras mungkin, lebih-lebih untuk tangki-tangki bekas berisi padatan yang bercampur dengan kerakkerak dinding tangki. Pengerjaan dekontaminasi terse but dapat dilakukan: -
4. SUSENO, H., "Penggunaan Lateks Teriradiasi Sebagai Bahan Penopang pad a Dekontaminasi dengan Teknik Strippable Coating', Hasil Penelitian Pusat Teknologi Pengolahan Limbah Radioaktif, PTPLR, BAT AN, 1997 5. VORONIK, N.J., SHA TILO, N.N., "Decontamination of Belarus Research Reactor Installation by Strippable Coating", IAEA-TECDOC-1273, IAEA, Vienna, 2002.
Dengan metode mekanik yang diulang-ulang. Dengan metode strippable coating. Perlu dilakukan triability test di lapangan.
Apabila ini dilakukan maka diperkirakan bahwa hampir semua Iimbah hasil dismantling bisa digolongkan menjadi limbah tipe A dan limbah tipe B (sedikit tipe C). KESIMPULAN Pad a kegiatan dekomisioning fasilitas PAF-PKG diperlukan strategi, baik pada urutan-urutan pentahapannya, pengelolaan Iimbahnya, dekontaminasi maupun dismantlingnya. Strategi-strategi tersebut dimaksudkan agar di dalam penyelesaian pekerjaan-pekerjaan itu dipenuhi syaratsyarat keselamatan dan keamanan, serta diperlukan beaya yang semurah-murahnya.
177
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengolahan Limbah VI Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RlSTEK
ISSN 14IO-6086
Asam fosfat dari PKG
Asam fosfat ke PKG
Perlakuan awal
Ekstraksi Uranium
Post Treatment Yellow cake ke storage
Pemurnian Uranium Gambar
Tabell.
l_m_>. r--"'"
1. Diagram alir fasilitas PAF-PKG
Dekontaminasi dengan sorbent
lignin
Bahan dan komposisi(%)
351
Pengambilan Produk
Aluminium FD Aluminium 12,2 Asam 3,0 ose-0,5 25,0 NH4F -tartrat - 3,0 8,4 - cel/ulose-0,5 29,2 7,8 38,1 H3P04 17,6 37,8 26,6 12,6 Baja tahan karat 13,6 27,9 22,4 30,8 16,8 17,1 carboxymethyl carboxymethyl cel/ul tahan Bahan yangkarat didekontaminasi NaOH PVA-12,0 Asam LiRnin Lignin --10 21,0 9,2 11,5 H2S04 -11,5 PV A - tartrat 10,0- 3,0 H3P04 No
178
j
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengolahan Limbah VI Pusat Teknologi Limbah RadioakJif-BATAN Pusat Penelitian I/mu Pengetahuan dan Teknologi-RiSTEK
Bahan dan komposisi(%) Asam tartrat - 3,0 LiJ!nin 12,3 H2S04 - 9,2 No
Aluminium FD 23,8 13,5 21,5 8,9 Bahan Baja tahan yangkarat didekontaminasi
TabeI 2. Dekontaminasi dengan sorbent clinoptilolite
753I
Bahan dan komposisi(%) Aluminium FD 33,8 18,7 Asam tartrat 21,2 NH4F - 3,0 - cel/ul 3,0 10,8 44,9 35,8 15,4 19,8 40,6 34,6 42,4 48,2 30,9 24,6 31,3 56,8 Baja tahan 14,6 Bahan yangkarat didekontaminasi carboxymethyl carboxymethyl cel lulose-0,5 ose-0,5 28,6 NaOH clinoptilolite PVA-12,0 10, clinopti/olite 14,3I PYA PV A -12,0 - ---10 11,5 12,6 H2S04 9,2 H3P04 H2S04 10,0- 9,7 No
179
ISSN I41O-6086
