Perpustakaan Digital ITB

Saat ini, ekstraksi nikel secara komersial dari bijih nikel laterit berkadar rendah tipe limonit umumnya dilakukan melalui proses High Pressure Acid Leaching (HPAL). Salah satu permasalahan yang dihadapi pabrik HPAL adalah volume residu yang sangat besar dengan tonase sekitar 1,4-1,6 kali lipat dari bijih yang diolah. Residu pabrik HPAL menjadi isu lingkungan dan pemanfaatannya masih belum banyak dilakukan. Kandungan utama residu HPAL adalah besi (Fe), yang salah satu potensi pemanfaatannya adalah untuk membuat besi fosfat (FePO4) yang dapat digunakan sebagai bahan baku katoda baterai ion-lithium tipe lithium-ferrophospate (LFP). Untuk menghasilkan FePO4 murni, larutan hasil pelindian harus dimurnikan, khususnya untuk memisahkan aluminium dari besi. Dalam penelitian ini dilakukan pemurnian larutan hasil pelindian residu HPAL untuk memisahkan Al dari Fe dan menghasilkan larutan prekursor FePO4 dengan kemurnian tinggi. Serangkaian percobaan dilakukan untuk mensintesis FePO4 dari residu pabrik HPAL nikel yang meliputi pelindian residu dalam larutan H2SO4 5 M, presipitasi Fe-hidroksida, pelindian Al dalam presipitat Fe-hidroksida dengan larutan NaOH (pelindian kaustik), pelindian kembali residu kaya Fe dari pelindian kaustik dengan larutan H2SO4 5 M, dan presipitasi besi fosfat. Pelindian dengan larutan H2SO4 5 M dilakukan untuk melarutkan Fe dengan kondisi mengacu pada penelitian sebelumnya. Percobaan presipitasi hidroksida dilakukan pada variasi pH 2,5–5,0 untuk memisahkan Fe dari Al. Pelindian kaustik dilakukan terhadap presipitat Fe- Al-hidroksida untuk melarutkan Al yang ikut mengendap bersama Fe dengan variasi konsentrasi NaOH 150–300 g/L, suhu 70–100 °C, rasio padat/cair (solid/liquid, S/L) 0,25–0,40 g/mL, dan waktu pelindian 10–50 menit. Residu kaya Fe yang diperoleh kemudian dilakukan pelindian kembali dengan asam sulfat 5 M untuk melarutkan kembali Fe dan menghasilkan larutan untuk presipitasi FePO4. Presipitasi FePO4 dilakukan dengan menggunakan diamonium fosfat (DAP). Hasil percobaan presipitasi hidroksida memberikan persen presipitasi Fe dan Al yang meningkat seiring meningkatnya pH dari 2,5 hingga 5. Nilai selektivitas presipitasi Fe terhadap Al paling tinggi pada pH 3, yaitu sebesar 0,52. Percobaan pelindian kaustik memberikan persen ekstraksi Al tertinggi yaitu 88,88% pada percobaan dengan konsentrasi NaOH 250 g/L, suhu 100 oC, rasio S/L 0,33 g/mL, waktu pelindian 40 menit, dan kecepatan pengadukan 400 rpm. Peningkatan konsentrasi NaOH dari 150 hingga 250 g/L meningkatkan pelarutan Al, namun cenderung menurun apabila konsentrasi NaOH dinaikkan lebih lanjut. Peningkatan suhu dan waktu pelindian, dan penurunan rasio S/L pada rentang yang diuji meningkatkan persen pelarutan Al. Produk FePO4 yang diperoleh pada kondisi optimum memiliki ukuran rata-rata partikel 413,6 nm dan kadar Fe 29,03% (berada dalam rentang kadar Fe dalam FePO4 komersial, yaitu 29-30%).