Perpustakaan Digital ITB

Angka permintaan baterai meningkat pesat dalam beberapa tahun terakhir disebabkan oleh perkembangan pasar kendaraan bermotor listrik berbasis baterai. Nikel sulfat (NiSO4) dan besi fosfat (FePO4) adalah komponen-komponen utama pada dua tipe baterai yang banyak digunakan saat ini untuk kendaraan listrik, yaitu baterai bertipe litium nikel-mangan-kobalt oksida (NMC) dan litium besi fosfat (LFP). Kedua bahan baku tersebut berpotensi untuk diperoleh dari feronikel (FeNi) melalui proses pelindian dan pemurnian lebih lanjut. Berdasarkan penelitian sebelumnya, NiSO4 dan FePO4 dapat diperoleh dari FeNi melalui proses pelindian dengan asam klorida (HCl) dan serangkaian proses pemurnian yang mencakup dua tahap presipitasi, dua tahap ekstraksi pelarut (solvent extraction, SX), dan kristalisasi nikel sulfat. Salah satu tahapan SX yang dilakukan adalah untuk memurnikan Ni, memisahkannya dari pengotor-pengotornya, yaitu Co, Fe, Mn, dan Cr, dengan menggunakan ekstraktan bis(2,4,4-trimethylpentyl) phospinic acid (Cyanex® 272). Dalam penelitian, dipelajari performa pemisahan Ni dari Co, Fe, Mn, dan Cr dengan menggunakan Cyanex 272 yang disaponifikasi menggunakan natrium hidroksida (NaOH). Serangkaian percobaan dilakukan pada skala laboratorium dengan umpan awal berupa larutan artifisial hasil dari proses pelindian FeNi yang telah melewati proses pengendapan besi sebagai FePO4. Pertama-tama, pemisahan sebagian besar sisa Fe dari tahap pengendapan FePO4 dilakukan dengan melakukan pengendapan hidroksida. Selanjutnya, percobaan SX dilakukan terhadap larutan artifisial yang telah melewati pengendapan besi dua tahap menggunakan ekstraktan Cyanex 272 tersaponifikasi, diluen kerosin, dan pemodifikasi fasa berupa tributil fosfat (TBP). Pada percobaan ekstraksi, dipelajari pengaruh variasi pH, tingkat saponifikasi, konsentrasi ekstraktan, dan rasio organik/aqueous (O/A). Loaded organic yang didapatkan pada kondisi optimum kemudian digunakan sebagai umpan pada percobaan scrubbing dengan memvariasikan pH awal scrubbing agent, yaitu larutan HCl encer, dengan perlakuan secara counter-current dan cross-current. Terakhir, percobaan stripping dilakukan dengan memvariasikan konsentrasi stripping agent (2–4 M HCl). Hasil percobaan pengendapan Fe(OH)3 menunjukkan bahwa kondisi optimum pengendapan selektif Fe dan Cr dapat diperoleh pada pH 4,2 dengan persen pengendapan untuk Fe dan Cr adalah 100% dan 95,82%, dengan ko-presipitasi Ni, Co, dan Mn sebesar 0,34%, 25,66%, 15,45%, secara berurutan. Kondisi terbaik untuk tahap ekstraksi dengan Cyanex 272 diperoleh pada pH awal 3,5, tingkat saponifikasi sebesar 10%, konsentrasi ekstrakstan 10%, dan rasio O/A = 0,8 dengan ekstraksi Co, Cr, Mn berturut-turut sebesar 96,51%, 96,13%, 100%, dan ko-ekstraksi Ni sebesar 1,08%. Hasil percobaan scrubbing menunjukkan bahwa scrubbing Ni dari loaded organic dapat dilakukan dengan efektif pada pH 2 dan O/A = 1 dengan scrubbing Ni sebesar 94% dan 4% untuk ko-scrubbing Co. Kondisi terbaik stripping diperoleh pada konsentrasi HCl 6 M dengan persen stripping sebesar 98,52% Ni, 84,36% Co, 41,47% Cr, dan 100,00% Mn. Berdasarkan hasil percobaan variasi rasio O/A, Co dapat ter-stripping secara kuantitatif dalam 2 tahapan pada O/A = 2. Hasil penelitian ini mengindikasikan bahwa Cyanex 272 tersaponifikasi dapat memisahkan Ni dari pengotornya pada tahap ek