Perpustakaan Digital ITB

Sebagai salah satu produsen utama timah di dunia, Indonesia memiliki potensi besar untuk menjadi sumber komoditas unsur tanah jarang (rare earth elements). Monasit merupakan mineral fosfat yang membawa unsur tanah jarang dan umumnya ditemukan berasosiasi dengan endapan plaser kasiterit, khususnya pada tailing hasil penambangan timah. Berdasarkan laporan PT Timah Tbk tahun 2023, total monasit yang berhasil dikumpulkan mencapai 1.424 ton. Monasit memiliki struktur kristal fosfat yang inert serta stabilitas termal yang tinggi, sehingga memerlukan proses awal berupa pretreatment atau dekomposisi untuk mengubah struktur REE-PO4 menjadi bentuk oksida. Proses ini penting agar unsur tanah jarang dapat diekstraksi secara efektif. Dekomposisi tersebut dapat dilakukan melalui dua metode utama, yaitu perlakuan asam dan perlakuan basa. Kedua metode tersebut menggunakan reagen kimia berkonsentrasi tinggi, dilakukan pada temperatur tinggi selama beberapa jam, dan menghasilkan limbah kimia serta radioaktif dalam jumlah besar. Oleh karena itu, diperlukan metode alternatif yang lebih ramah lingkungan dan efisien. Salah satu teknologi yang menjanjikan adalah hydrogen plasma smelting reduction (HPSR). Teknologi ini berpotensi menghilangkan fosfor dari struktur monasit secara selektif, sehingga meningkatkan efisiensi proses ekstraksi unsur tanah jarang sekaligus mengurangi dampak lingkungan. Serangkaian percobaan defosforisasi terhadap konsentrat monasit menggunakan teknologi HPSR telah dilakukan untuk mengevaluasi pengaruh durasi reduksi terhadap karakteristik produk yang dihasilkan. Percobaan diawali dengan karakterisasi awal konsentrat monasit menggunakan metode X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), dan electron probe microanalysis (EPMA). Selanjutnya, sebanyak 0,5 gram konsentrat monasit dibentuk menjadi briket, kemudian dimasukkan ke dalam reaktor HPSR. Percobaan dilakukan dengan laju alir gas sebesar 5 liter per menit dan rasio gas H2/Ar sebesar 4:1. Durasi reduksi divariasikan pada waktu 1, 4, 7, dan 15 menit. Setelah proses reduksi selesai, sampel ditimbang untuk mengetahui kehilangan berat. Sampel hasil reduksi kemudian dianalisis menggunakan scanning electron microscope–energy dispersive spectroscopy (SEM–EDS) untuk menentukan komposisi kimia produk yang dihasilkan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa efisiensi penghilangan fosfor meningkat seiring dengan bertambahnya durasi reduksi. Pada durasi 1 menit, penghilangan fosfor mencapai 70,62 %, meningkat menjadi 92,69 % pada 4 menit, 95,73 % pada 7 menit, dan mencapai 99,05 % setelah 15 menit. Data ini menunjukkan bahwa semakin lama durasi reduksi, semakin efektif proses defosforisasi berlangsung. Peningkatan efisiensi ini mengindikasikan percepatan laju pemecahan fosfat dan pelepasan fosfor, sehingga menghasilkan oksida tanah jarang yang bebas fosfor sebagai produk akhir. Dengan demikian, metode HPSR terbukti efektif dalam menghilangkan fosfor dari konsentrat monasit, serta memiliki potensi besar untuk dikembangkan sebagai teknologi pemurnian unsur tanah jarang yang efisien dan ramah lingkungan.