Teks ini membahas serangkaian percobaan defosforisasi briket konsentrat monasit menggunakan metode **Hydrogen Plasma Smelting Reduction (HPSR)**, dengan fokus pada pengaruh durasi reduksi (1, 4, 7, dan 15 menit) terhadap karakteristik produk.
**Poin-poin utama penelitian meliputi:**
1. **Perhitungan Kesetimbangan Termodinamika:** Simulasi FactSage menunjukkan bahwa kehadiran gas hidrogen (H2) secara signifikan menurunkan suhu defosforisasi monasit dan memfasilitasi penghilangan fosfor dalam bentuk gas (PO, PO2, P) serta pembentukan oksida unsur tanah jarang (UHTJ) seperti Ce2O3 dan La2O3 pada suhu yang lebih rendah dibandingkan tanpa H2. Pembentukan uap air (H2O) juga teramati sebagai produk sampingan.
2. **Analisis Konsentrat Monasit Awal:** Sampel awal didominasi oleh mineral monasit-cerium (87,70%), disertai mineral lain seperti kasiterit, ilmenit, zirkon, dan xenotim.
3. **Kehilangan Berat Sampel:** Kehilangan berat meningkat seiring durasi reduksi, mencapai 62,30% pada 15 menit. Hal ini terutama disebabkan oleh pelepasan fosfor dalam bentuk gas dan pembentukan uap air, serta reduksi oksida minor seperti SnO2. Endapan putih kekuningan yang kemungkinan mengandung fosfor juga teramati pada reaktor.
4. **Karakteristik Produk Hasil Percobaan:** Secara makroskopis, produk mengalami perubahan warna menjadi lebih gelap dan ukurannya mengecil seiring durasi reduksi, menandakan penghilangan fosfor dan pembentukan fasa oksida. Titik-titik mengkilap pada produk teridentifikasi sebagai logam timah (Sn) yang tereduksi.
5. **Komposisi Kimia Produk (SEM-EDS):** Kadar fosfor (P) menurun drastis dari 6,87% (1 menit) menjadi sekitar 0,4% (15 menit). Sebaliknya, kadar unsur tanah jarang (Ce, La, Nd, Th) cenderung meningkat atau stabil. Proses defosforisasi berlangsung dari luar ke dalam briket, mengubah fosfat UHTJ menjadi oksida UHTJ.
6. **Estimasi Persentase Penghilangan Fosfor:** Tingkat penghilangan fosfor sangat tinggi, meningkat dari 70,62% (1 menit) menjadi **99,05% (15 menit)**, menunjukkan efektivitas HPSR.
7. **Rasio Daya terhadap Berat:** Proses ini sangat efisien dengan rasio daya terhadap berat 2,80 kWg untuk sampel 0,5 gram, dan jauh lebih cepat dibandingkan penelitian sebelumnya. Penggunaan gas Ar80-H2 dan berat sampel yang kecil berkontribusi pada kecepatan proses.
8. **Perbandingan dengan Penelitian Lain:** Metode HPSR dalam penelitian ini terbukti jauh lebih efisien dalam hal waktu (15 menit untuk 99,05% penghilangan fosfor) dibandingkan metode reduksi lain yang menggunakan reduktor seperti coking coal, charred coal, atau grafit (membutuhkan 120-360 menit untuk tingkat penghilangan serupa).
Secara keseluruhan, penelitian ini menunjukkan bahwa **HPSR adalah metode yang sangat efektif dan efisien untuk defosforisasi konsentrat monasit, memungkinkan penghilangan fosfor yang hampir sempurna dalam durasi reduksi yang sangat singkat.**