Perpustakaan Digital ITB

Logam tanah jarang (LTJ) merupakan kelompok unsur strategis yang banyak digunakan pada kendaraan listrik, turbin angin, perangkat elektronik, magnet permanen, sistem pertahanan, dan teknologi kedirgantaraan. Peningkatan kebutuhan LTJ serta terkonsentrasinya rantai pasok global mendorong pengembangan sumber alternatif dari material sekunder, termasuk sedimen air asam tambang (AAT) batubara. Kondisi asam pada AAT dapat memobilisasi LTJ dari batuan, sedangkan proses pengolahan AAT mendorong pembentukan mineral sekunder Fe dan Al yang dapat mengikat LTJ melalui mekanisme adsorpsi dan kopresipitasi sehingga unsur tersebut terakumulasi dalam fase padat. Penelitian ini bertujuan mempelajari bioleaching LTJ dari sedimen AAT batubara menggunakan Alicyclobacillus ferrooxydans strain SKC/SAA-2 dengan perlakuan awal bioflokulasi serta mengevaluasi pengaruh perlakuan awal tersebut terhadap karakteristik umpan dan kinerja ekstraksi LTJ. Penelitian dilakukan dalam tiga tahap utama. Tahap pertama adalah seleksi strain penghasil biosurfaktan berdasarkan indeks emulsifikasi 24 jam (EI-24), optical density pada panjang gelombang 600 nm (OD600), dan pH kultur pada dua media pertumbuhan termodifikasi. Tahap kedua adalah bioflokulasi suspensi sedimen AAT untuk menentukan waktu kontak terbaik dan membandingkan kinerja strain Sutina 7 dan VA5. Bioflokulasi dilakukan menggunakan SKC-2 broth termodifikasi pada pH awal 3 dengan konsentrasi padatan 10 g/L. Tahap ketiga adalah bioleaching menggunakan A. ferrooxydans strain SKC/SAA-2 terhadap dua jenis umpan, yaitu sedimen AAT dan endapan hasil bioflokulasi. Percobaan bioleaching dilakukan pada empat variasi media dengan densitas pulp 2 % selama tujuh hari. Parameter yang diamati meliputi pH, potensial oksidasi-reduksi (Eh), serta konsentrasi LTJ dan Au dalam pregnant leach solution. Karakterisasi umpan dan residu dilakukan menggunakan XRD, XRF, SEM–EDS, FTIR, dan AAS. Hasil seleksi menunjukkan bahwa media pertumbuhan terbaik adalah SKC-2 broth termodifikasi yang mengandung 10% limbah tempe, molase 5 g/L, pupuk magnesium sulfat 4 g/L, dan garam kasar 10 g/L. Pada media tersebut, strain Paenibacillus pasadenensis strain SKC/S-7 (Sutina 7) dan Bacillus safensis subsp. osmophilus strain SKC/VA-5 (VA5) menghasilkan nilai EI-24 masing-masing sebesar 28,35 % dan 23,60 %, dengan pH akhir 7,25 dan 6,73, serta memasuki fase stasioner pada hari ke-3. Waktu kontak terbaik pada proses bioflokulasi adalah tiga menit. Pada waktu pengamatan 10 menit, efisiensi pengendapan mencapai 93,78 % untuk Sutina 7 dan 92,27 % untuk VA5, kemudian meningkat pada menit ke-60 menjadi masing-masing 98,07% dan 97,57 %. Nilai pH akhir perlakuan Sutina 7 dan VA5 masing-masing sebesar 5,27 dan 4,95. Secara keseluruhan, Sutina 7 memberikan kinerja bioflokulasi yang sedikit lebih baik dibandingkan VA5. Karakterisasi menunjukkan bahwa endapan hasil bioflokulasi menggunakan Sutina 7 mengalami pengayaan relatif fraksi aluminosilikat, terutama kaolinit, dibandingkan sedimen AAT awal. Kadar Au pada endapan hasil bioflokulasi terukur sebesar 0,54 mg/kg, sedangkan kadar Au pada sedimen AAT awal berada di bawah batas pelaporan metode, yaitu <0,06 mg/kg. Hasil tersebut menunjukkan bahwa bioflokulasi mampu mengonsentrasikan fraksi padat pembawa Au. Waktu optimum bioleaching adalah tiga hari. Pada umpan sedimen AAT, ekstraksi total LTJ tertinggi diperoleh menggunakan Media 2 sebesar 72,35 %, yang didominasi oleh La, Ce, Pr, Nd, dan Sm dengan persen ekstraksi masing-masing sebesar 91,32 %; 87,14 %; 91,71 %; 97,24 %; dan 92,32 %. Pada endapan hasil bioflokulasi, ekstraksi total LTJ tertinggi diperoleh menggunakan Media 1 sebesar 61,02 %, terutama pada La, Ce, Pr, Nd, dan Gd dengan persen ekstraksi masing-masing sebesar 93,37 %; 72,58 %; 97,15 %; 93,41 %; dan 95,76 %. Pada kondisi yang sama, ekstraksi Au mencapai 59,44%. Perpanjangan waktu bioleaching hingga tujuh hari tidak meningkatkan ekstraksi total LTJ pada kedua kondisi terbaik tersebut.