Perpustakaan Digital ITB

Peningkatan permintaan nikel dunia dalam beberapa tahun terakhir didorong oleh pertumbuhan industri baterai sebagai penyimpan energi pada mobil listrik. Nikel sulfat sebagai bahan baku prekursor baterai lithium-ion, dapat dihasilkan melalui rangkaian pemurnian dari produk mixed hydroxide precipitate (MHP) dengan menggunakan metode ekstraksi pelarut (solvent extraction, SX). Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari proses pemurnian larutan artifisial yang mengandung Ni, Co, Mn, Cu, dan Mg, serta menentukan kondisi optimal dari masing-masing proses dalam metode SX menggunakan ekstraktan Ionquest® 290 (bis-2,4,4-trimethylpentyl phosphinic acid) sehingga dapat dihasilkan larutan nikel sulfat dengan kemurnian tinggi sebagai prekursor garam nikel sulfat. Serangkaian percobaan SX dengan Ionquest® 290 (IQ 290) telah dilakukan, meliputi ekstraksi, scrubbing, dan stripping. Penelitian diawali dengan preparasi larutan aqueous kaya Ni yang mengandung pengotor sebagai larutan umpan SX. Komposisi unsur logam dalam sampel larutan artifisial telah disesuaikan dengan larutan hasil pelindian MHP yang telah dimurnikan dengan D2EHPA. Percobaan dilanjutkan dengan proses ekstraksi untuk mempelajari pengaruh variasi jenis diluen, pH kesetimbangan, penambahan phase modifier, konsentrasi ekstraktan, dan rasio volume larutan organik dan volume larutan aqueous (O/A) terhadap persen ekstraksi logam. Selanjutnya, dilakukan juga percobaan scrubbing untuk mempelajari pengaruh variasi konsentrasi larutan asam sulfat dan rasio volume organik/aqueous (O/A) terhadap persen scrubbing nikel. Dilakukan pula percobaan stripping untuk mempelajari pengaruh variasi konsentrasi larutan asam sulfat terhadap persen stripping logam dari loaded organic. Hasil percobaan ekstraksi menunjukkan bahwa peningkatan level pH kesetimbangan, konsentrasi ekstraktan, dan rasio O/A menyebabkan peningkatan persen ekstraksi logam Ni, Co, Mg, Mn, dan Cu. Kondisi optimal proses ekstraksi didapatkan pada jenis diluen kerosin ShellSol D80 tanpa penambahan phase modifier, pH kesetimbangan = 5,5, konsentrasi ekstraktan = 20% (v/v), dan rasio O/A = 0,8 dengan persen ekstraksi logam Ni, Co, Mg, Mn, dan Cu masing-masing sebesar 3,86%, 99,92%, 99,62, 99,99%, dan 100%. Loaded organic kemudian dilakukan proses scrubbing dengan larutan asam sulfat pada pH tertentu untuk melepaskan logam Ni yang terko-ekstraksi. Peningkatan nilai pH larutan aqueous dan rasio O/A menyebabkan peningkatan persen scrubbing pada logam-logam di dalamnya. Adapun kondisi optimal dalam proses scrubbing ini diperoleh pada pH larutan aqueous = 2 dan rasio O/A = 1. Pada proses stripping didapatkan kondisi optimal pada konsentrasi larutan asam sulfat 0,25 M yang menyebabkan pelepasan logam-logam Co, Mn, Mg, dan Cu secara sempurna (100%) dari loaded organic.