digilib@itb.ac.id +62 812 2508 8800

Terak peleburan FeNi merupakan limbah yang dihasilkan dari peleburan bijih nikel laterit (yang sudah dikalsinasi) menjadi feronikel (FeNi) di Electric Arc Furnace (EAF) seperti yang dilakukan di pabrik peleburan feronikel PT. Antam (Persero) Tbk. di Pomalaa, Sulawesi Tenggara. Lelehan terak yang keluar dari EAF digranulasi dengan cara memasukkannya ke dalam kolam air dan didalamnya disemprot dengan air bertekanan tinggi untuk mendapatkan distribusi ukuran granule terak 12,5 – 0,3 mm. Selama ini terak peleburan FeNi PT. Antam, Tbk. di Pomalaa belum dimanfaatkan secara optimal dan hanya ditumpuk di unit pengolahan terak, sebagian dimanfaatkan untuk pengurukan pantai dan sebagian lainnya digunakan untuk bahan pengerasan jalan. Terak FeNi mempunyai kandungan unsur logam yang bernilai terutama yaitu Ni, Fe, Mg dan Si sehingga sangat berpotensi dimanfaatkan lebih lanjut dengan mengekstraksi unsur-unsur logam tersebut. Unsur Si memiliki kandungan sangat dominan dibandingkan dengan Mg, Fe dan Ni. Proses hidrometalurgi untuk mengekstrak Si dengan menggunakan metode pelindian dalam larutan asam dan basa telah banyak diteliti. Beberapa studi proses ekstraksi terak menunjukan keberadaan Si selalu menjadi masalah dalam mengekstraksi unsur yang larut dalam pelindian menggunakan HCl, H2SO4 dan HNO3 seperti Mg, Fe dan Ni. Metode yang diperkirakan sesuai terkait keberadaan Si dalam bentuk silika maupun silikat dengan kandungan Si yang tinggi dalam terak FeNi berdasarkan studi literatur adalah dengan pelindian basa, asam organik dan kombinasi asam-basa. Reagen pelindi basa yang dapat digunakan adalah NaOH dan KOH, sementara asam organik yang telah diteliti sebelumnya untuk ekstraksi terak adalah asam oksalat (C2H2O4), asam sitrat (C6H8O7), dan asam asetat (CH3COOH). Pada penelitian ini dipelajari proses ekstraksi Si dari terak peleburan FeNi dengan metode pelindian agitasi pada tekanan atmosfer menggunakan berbagai reagen pelindi yaitu pelindian satu tahap dengan NaOH, C2H2O4 dan C6H8O7 serta pelindian dua tahap. Pada pelindian dua tahap ini pertama-tama terak dilindi dalam larutan asam sulfat untuk melarutkan Mg dan Fe selanjutnya residu pelindian yang kaya SiO2 dicuci dan dikeringkan serta dilindi pada pelindian tahap kedua dengan larutan NaOH untuk mengekstraksi Si. Serangkaian percobaan telah dilakukan untuk mengetahui pengaruh variabel proses pelindian Si dengan berbagai reagen pelindi. Percobaan diawali dengan tahap preparasi sampel yaitu pengayakan, penimbangan, homogenisasi sampel terak FeNi dan sampling dengan metode coning quartering kemudian dihaluskan sampai mendapatkan ukuran 44-74 mikron. Selanjutnya dilakukan karakterisasi sampel dengan menggunakan alat mikroskop optik, SEM-EDS, XRF dan XRD. Tahap selanjutnya adalah pelindian yang dilakukan dalam sebuah reaktor dari bahan Teflon (PTFE) yang dilengkapi dengan batang pengaduk pada magnetic hot plate stirrer. Sebanyak 300 ml aquades dimasukkan kedalam reaktor kemudian ditambahkan reagen pelindi sampai larut sempurna, setelah itu baru dimasukan sejumlah sampel terak FeNi dengan berbagai variasi kondisi percobaan pelindian yang meliputi konsentrasi reagen pelindi, kecepatan putaran pengaduk, temperatur dan persen padatan. Proses sampling dilakukan pada waktu tertentu mulai dari menit ke-15, 30, 60, 120, 240, 480, sampai jam ke-48. Konsentrasi NaOH, C2H2O4 dan C6H8O7 divariasikan berturut-turut pada 6; 8; 10; 12 dan 14M, 0,25; 0,5; 1; 1,5 dan 2M, serta 0,25; 0,5; 0,75; 1 dan 1,25M. Sementara itu, kecepatan pengadukan divariasikan pada 200, 300, 400, 500 dan 600 rpm dengan variasi persen padatan 5, 10, 15, 20 dan 25%. Dipelajari juga pengaruh temperatur dengan melalukan variasi percobaan pelindian pada 25, 50, 70, 90 dan 110oC. Evaluasi selektivitas pelindian terhadap Fe, Mg dan Al dan analisis kinetika pelindian dilakukan pada kondisi terbaik pelindian. Filtrat yang diperoleh dianalisis dengan AAS untuk mengetahui persen ekstraksi Si dan logam Al, Mg dan Fe terlarut. Residu hasil pelindian terbaik dicuci menggunakan aquades kemudian dikeringkan dan dianalisis dengan XRF, XRD dan SEM-EDS untuk mengetahui komposisi kimia, morfologi dan fasa yang terbentuk. Hasil karakterisasi sampel terak FeNi dari Pomalaa menunjukkan bahwa terak FeNi mengandung SiO2 (52,10%), MgO (27,06%), Fe2O3 (11,26%) dan Al2O3 (6,49%). Fasa-fasa yang terbentuk adalah forsterit, enstantit dan forsteritferroan dimana Si berada dalam matrik senyawa silikat. Hasil pelindian menunjukan persen ekstraksi Si terbaik yaitu 79,41% yang diperoleh dengan pelindian 2 tahap pada konsentrasi H2SO4 3M dalam pelindian tahap 1 dan konsentrasi NaOH 10M pada tahap dua, temperatur 70oC, kecepatan pengadukan 200 rpm dengan persen solid 5% pada tahap dua. Pelindian dengan asam organik, yaitu asam oksalat dan asam sitrat tidak menghasilkan ekstraksi Si yang memadai dimana persen ekstraksi Si tertinggi yang diperoleh hanya 21,73%. Temperatur pelindian mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap ekstraksi silikon. Sementara itu, selektivitas pelindian Si terhadap Mg, Fe, Al, terbaik diperoleh dengan menggunakan reagen pelindi NaOH. Analisis kinetika pelindian Si dari terak peleburan FeNi dengan shrinking core model (SCM) menunjukan bahwa pengendali laju reaksi untuk setiap reagen pelindi (NaOH, C2H2O4, C6H8O7, NaOH tahap 2) adalah difusi melalui lapisan produk padat yang tidak bereaksi dengan energi aktivasi masing-masing sebesar 64,45; 25,07; 41,89; -6,72 kJ/mol.