Perpustakaan Digital ITB

Lantanum merupakan salah satu unsur logam tanah jarang ringan (light rare earth element/LREE) yang banyak ditemukan di alam dan banyak dimanfaatkan sebagai baterai nickel-metal hydride (NiMH) dan penyimpanan gas H2. Produksi logam lantanum secara konvensional menggunakan elektrolisis garam cair (molten salt electrolysis/MSE) dengan oksida lantanum (La2O3) sebagai bahan baku. Proses MSE memerlukan konsumsi energi tinggi yang berpotensi menimbulkan kontaminasi karbon dari elektroda grafit, serta menghasilkan emisi CO2 dan perfluorokarbon. Hydrogen Plasma Smelting Reduction (HPSR) merupakan teknologi pirometalurgi yang memanfaatkan hidrogen dalam keadaan plasma sebagai agen pereduksi dan hanya menghasilkan uap air (H2O) sebagai produk samping, sehingga dapat menjadi alternatif produksi logam lantanum lebih ramah lingkungan. Penelitian ini mengkaji pengaruh variasi waktu reduksi terhadap kadar logam lantanum, komposisi kimia produk, serta persentase penghilangan oksigen dan lantanum yang tervolatilisasi pada reduksi La2O3 menggunakan HPSR. Percobaan reduksi menggunakan briket La2O3 kemurnian 99,9% seberat 1 gram yang direduksi dalam reaktor HPSR skala laboratorium dengan arus 35 A, tegangan 40-70 V, campuran gas Ar-80% H2, serta laju alir total 5 liter/menit. Variasi waktu reduksi yang dikaji adalah 60, 120, 180, 240, 360, dan 480 detik. Produk hasil reduksi disimpan dalam minyak parafin untuk mencegah oksidasi, kemudian dikarakterisasi menggunakan Scanning Electron Microscope–Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS), X-Ray Diffraction (XRD), dan Electron Probe Microanalysis (EPMA). Kandungan La rata-rata berdasarkan analisis SEM-EDS meningkat dari 93,11% pada waktu reduksi 60 detik, mencapai puncak 98,03% pada 240 detik, lalu menurun menjadi 97,17% pada 360 detik dan 95,43% pada 480 detik. Analisis EPMA mengonfirmasi kadar La sebesar 97,09% pada sampel 240 detik dan 97,45% pada sampel 360 detik. Kehilangan berat produk berkisar antara 39,25% hingga 54,90%, melampaui kehilangan berat teoretis stoikiometri pelepasan oksigen sebesar 14,73%, yang mengindikasikan adanya kehilangan massa tambahan. Persentase penghilangan oksigen pada produk hasil reduksi meningkat hingga puncak 93,74% pada 240 detik, sedangkan lantanum yang tervolatilisasi 31,29- 48,31%, sehingga menegaskan bahwa kehilangan berat didominasi oleh penguapan lantanum.