Perpustakaan Digital ITB

Vanadium merupakan logam strategis yang banyak digunakan sebagai unsur pemadu pada baja paduan rendah berkekuatan tinggi (high-strength low-alloy, HSLA) serta sebagai komponen aktif elektrolit pada baterai aliran redoks vanadium (vanadium redox flow battery, VRFB) untuk penyimpanan energi. Peningkatan kebutuhan vanadium mendorong pengembangan sumber alternatif selain sumber primer. Red mud, yang merupakan residu padat proses Bayer pada produksi alumina, berpotensi menjadi salah satu sumber sekunder vanadium karena dihasilkan dalam jumlah besar dan masih mengandung sejumlah logam bernilai. Penelitian ini bertujuan menentukan kondisi optimum pelindian vanadium dari red mud menggunakan larutan HCl, mengevaluasi pengaruh parameter pelindian, serta mempelajari kinetika pelindiannya. Percobaan pelindian dirancang menggunakan orthogonal array Taguchi L16 dengan empat faktor pada empat level, yaitu konsentrasi HCl sebesar 2, 4, 6, dan 8 M; temperatur 40, 60, 80, dan 100 °C; waktu pelindian 60, 90, 120, dan 180 menit; serta rasio cairan terhadap padatan (L/S) sebesar 3, 5, 7, dan 9 mL/g. Pengaruh masing-masing parameter terhadap ekstraksi vanadium dievaluasi menggunakan metode Taguchi dan analisis varians (ANOVA). Percobaan untuk studi kinetika selanjutnya dilakukan dengan mempertahankan konsentrasi HCl dan rasio L/S pada kondisi terpilih, sedangkan temperatur divariasikan pada 40, 60, 80, dan 100 °C dan sampel larutan diambil secara periodik. Konsentrasi logam dalam larutan hasil pelindian dianalisis menggunakan inductively coupled plasma–mass spectrometry (ICP-MS) dan atomic absorption spectroscopy (AAS). Data kinetika dianalisis menggunakan shrinking core model (SCM) dan Persamaan Arrhenius untuk menentukan energi aktivasi proses pelindian. Hasil analisis Taguchi menunjukkan bahwa kondisi optimum pelindian vanadium diperoleh pada konsentrasi HCl 8 M, temperatur 80 °C, waktu pelindian 60 menit, dan rasio L/S 7 mL/g, dengan ekstraksi vanadium sebesar 97,8%. Hasil ANOVA menunjukkan bahwa rasio L/S memberikan pengaruh paling signifikan terhadap ekstraksi vanadium dengan kontribusi sebesar 57,28%. Analisis kinetika pelindian pada temperatur 40–100 °C menunjukkan bahwa pelindian vanadium dari red mud paling sesuai dengan shrinking core model dengan pengendali laju berupa difusi melalui film fluida di permukaan partikel (external film). Energi aktivasi pelindian yang diperoleh sebesar 4,41 kJ/mol, yang termasuk tipikal rentang energi aktivasi untuk pelindian yang terkendali oleh perpindahan massa melalui difusi.