Perpustakaan Digital ITB

Industri baterai merupakan sektor yang sedang berkembang pesat pada beberapa tahun terakhir akibat pertumbuhan permintaan kendaraaan listrik global yang signifikan. Nikel sulfat heksahidrat (NiSO4.6H2O) merupakan salah satu bahan baku utama katoda baterai litium yang sering digunakan untuk kendaraan listrik saat ini. Untuk menjawab peningkatan kebutuhan akan nikel (Ni) yang meningkat di masa depan, feronikel (FeNi) dan nikel pig iron (NPI) yang kapasitas produksinya sangat besar di Indonesia dapat menjadi salah satu sumber bahan baku untuk memproduksi nikel sulfat. Fokus dari penelitian ini adalah pada pemurnian Ni dari larutan hasil pelindian FeNi setelah pengendapan besi (Fe) sebagai besi fosfat untuk memisahkan nikel dari logam-logam pengotor yang masih tersisa, yaitu Fe, Co, Mn, dan Cr. Serangkaian percobaan pemurnian larutan artifisial yang mensimulasikan hasil pelindian FeNi dilakukan untuk mengetahui kondisi optimum proses pemurnian dengan metode pengendapan selektif dan ekstraksi pelarut (solvent extraction, SX). Percobaan diawali dengan analisis komposisi sampel FeNi yang menjadi basis dalam penentuan komposisi larutan artifisial dalam penelitian ini dengan persentase pelarutan logam tertentu yang ditetapkan berdasarkan penelitian sebelumnya. Larutan artifisial kemudian dilakukan proses pengendapan Fe dan Cr. Komposisi filtrat yang dihasilkan dari kondisi pengendapan optimum kemudian digunakan sebagai sampel percobaan SX dengan ekstraktan bis(2,4,4-trimethylpentyl) phospinic acid (Cyanex 272). Percobaan SX dengan Cyanex 272 dilakukan dengan memvariasikan pH kesetimbangan, konsentrasi ekstraktan, dan rasio O/A. Rafinat yang diperoleh pada kondisi SX optimum kemudian dilakukan proses SX selanjutnya dengan ekstraktan neodecanoic acid (Versatic 10) untuk memisahkan Ni dari ion monovalen. Loaded organic dari tahap ini kemudian melalui tahapan stripping untuk mendapatkan loaded stripped solution yang dikristalisasi lebih lanjut untuk memperoleh kristal nikel sulfat. Hasil penelitian menunjukkan kondisi optimum pengendapan selektif Fe dan Cr diperoleh pada pH 4,4. Pada pH tersebut pengendapan Fe dan Cr masing-masing sebesar 97,85% dan 100%. Sementara ko-presipitasi Ni, Co, Mn masing-masing 26,83%, 55,87%, dan 46,51%. Kondisi optimum untuk SX Cyanex 272 tercapai pada pH kesetimbangan 4,5, konsentrasi ekstraktan 20%, dan rasio O/A = 1 dengan temperatur 40 ºC. Ekstraksi logam masing-masing mencapai 100% Fe, 99,48% Co dan 98,86% Mn, sementara ko-ekstraksi Ni sebesar 9,95%. Ekstraksi Ni oleh Versatic 10 untuk rafinat kaya Ni dapat mencapai 99,31% dan 99,82% Ni-nya dapat dilakukan stripping. Produk kristal nikel sulfat yang diperoleh menunjukkan kadar Ni sebesar 22,28% yang memenuhi kemurnian untuk bahan baku baterai ion litium.