Perpustakaan Digital ITB

Nikel merupakan salah satu logam strategis yang banyak digunakan dalam teknologi maju, terutama sebagai salah satu bahan utama katoda baterai kendaraan listrik. Peningkatan kebutuhan global terhadap baterai berbasis nikel menimbulkan tantangan terkait ketersediaan cadangan primer sehingga sumber sekunder seperti katalis habis pakai (katalis habis pakai) menjadi salah satu alternatif yang sangat potensial. Setelah melewati masa pakainya, katalis menjadi limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) yang mengandung nikel dalam jumlah yang cukup besar umumnya 10–40% dengan unsur pengotor seperti besi dan aluminium. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk mempelajari pengaruh parameter proses pemanggangan dan pelindian dengan menggunakan asam sulfat (H2SO4) terhadap persen ekstraksi nikel, serta mengevaluasi selektivitas nikel terhadap logam pengotornya, yaitu besi dan aluminium. Serangkaian percobaan dilakukan melalui tahap preparasi sampel, karakterisasi awal, pemanggangan, dan pelindian dalam asam. Karakterisasi awal meliputi analisis menggunakan X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), thermogravimetric analysis/differential thermal analysis (TGA/DTA), dan atomic absorption spectroscopy (AAS). Pemanggangan dilakukan dalam muffle furnace pada variasi temperatur 200–500 °C dan waktu tahan 30–180 menit. Pelindian dalam H2SO4 dilakukan pada variasi rasio padat-cair (100 dan 200 g/L), konsentrasi H2SO4 (2,5 M dan 5 M), dan waktu pelindian (180 dan 360 menit). Analisis konsentrasi logam hasil pelindian dilakukan dengan menggunakan AAS, sedangkan identifikasi fasa padatan residu dilakukan dengan XRD. Data hasil pelindian digunakan untuk menilai pengaruh kondisi proses terhadap persen ekstraksi nikel. Hasil penelitian yang diperoleh menunjukkan bahwa kondisi pemanggangan optimal berada pada variasi temperatur 400 °C dengan waktu tahan 60 menit, dengan persen ekstraksi nikel sebesar 90,6%. Pada variasi pelindian, persen ekstraksi tertinggi mencapai 96,9%, dengan parameter 100 g/L rasio padat-cair, konsentrasi H2SO4 5 M, dan waktu pelindian 180 menit. Peningkatan waktu pelindian hingga 6 jam menurunkan persen ekstraksi nikel akibat adanya silika pada residu pelindian yang mengadsorpsi kembali ion Ni2+. Kontribusi variabel pelindian dipelajari dengan menggunakan desain analisis eksperimen metode desain faktorial 23. Hasilnya menunjukkan bahwa parameter rasio padat-cair merupakan variabel yang paling signifikan terhadap persen ekstraksi nikel. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa jalur proses pemanggangan-pelindian terbukti efektif dalam mengekstraksi nikel dari katalis bekas dengan kontrol utama pada rasio padat-cair.