Perpustakaan Digital ITB

Peningkatan tren penggunaan kendaraan listrik mengakibatkan peningkatan terhadap permintaan nikel kelas 1, khususnya nikel sulfat sebagai salah satu bahan baku pembuatan katoda baterai. Nikel sulfat dapat diproduksi dari pengolahan bijih nikel limonit melalui jalur hidrometalurgi. Namun, saat ini angka produksi nikel sulfat melalui jalur hidrometalurgi belum mampu memenuhi permintaan pasar sehingga nikel sulfat mengalami defisit pasokan. Alternatif solusi yang dapat dicoba adalah dengan mengkonversi lebih lanjut nikel kelas 2 seperti feronikel atau nickel pig iron (NPI) yang mengalami surplus pasokan menjadi produk intermediet berupa mate nikel yang nantinya dapat dimurnikan lebih lanjut menjadi nikel sulfat. Teknologi konversi feronikel atau NPI menjadi mate nikel melalui jalur pirometalurgi sudah tersedia melalui penambahan sulfur elemental. Sulfur elemental berpotensi untuk digantikan dengan bahan alternatif berupa gipsum (CaSO4?2H2O) yang mengandung 19 % sulfur dan memiliki harga yang relatif lebih rendah. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk mempelajari pengaruh temperatur, persentase penambahan gipsum, dan tahapan pembentukan mate nikel dari proses sulfurisasi feronikel menggunakan gipsum dan reduktor batubara. Simulasi awal dengan perangkat lunak FactSage 8.0 dilakukan menggunakan data karakterisasi awal dari feronikel untuk mengetahui pengaruh teoritis dari variabel penelitian. Percobaan dilakukan dengan melebur campuran 1,5 gram feronikel dan gipsum sebanyak 10 %, 30 %, 60 %, dan 90 % dari massa feronikel yang dicampur dengan batubara sebanyak 1 stoikiometri sebagai reduktor untuk mendekomposisi gipsum. Campuran dimasukkan dalam krusibel magnesia (MgO) lalu dilebur di dalam vertical tube furnace selama 180 menit dalam kondisi inert dengan mengalirkan gas argon dengan kecepatan 1liter/menit. Temperatur proses bervariasi mulai dari 900?, 1000?, 1100?, 1200?, 1300?, 1400?, dan 1500?. Hasil percobaan dianalisis dengan mikroskop optik dan Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS). Feronikel tersulfurisasi seluruhnya mulai pada temperatur 1400?. Peningkatan temperatur dari 1400? menjadi 1500? menyebabkan kadar besi rata-rata mengalami penurunan dari 57,37 % menjadi 53,53 %, kadar nikel rata-rata mengalami peningkatan dari 38,84 % menjadi 42,17 %, dan kadar sulfur rata-rata mengalami peningkatan dari 3,80 % menjadi 4,30 %. Penurunan besi serta peningkatan nikel dan sulfur secara lebih signifikan terjadi mulai dari penambahan 60 % gipsum, dimana rata-rata penurunan kadar besi sebesar 12,78 % serta peningkatan kadar nikel dan sulfur sebesar 8,86 % dan 3,92 %. Tahapan pembentukan mate nikel diawali dengan dekomposisi gipsum oleh batubara dan proses pelelehan feronikel, yang kemudian diikuti oleh proses sulfurisasi dari feronikel. Setelah seluruh feronikel tersulfurisasi, fasa mate akan menyatu dan terpisah dari fasa terak secara sempurna.