Perpustakaan Digital ITB

Proses produksi feronikel dengan teknologi Rotary Kiln – Electric Furnace (RKEF) untuk mengolah bijih nikel saprolit telah mengalami perkembangan yang pesat sekaligus merupakan teknologi utama pada proses produksi feronikel. Namun, teknologi RKEF memiliki beberapa kekurangan diantaranya konsumsi energi listrik yang tinggi dan produksi limbah padat atau terak dalam kuantitas yang besar. Setiap satu ton feronikel yang dihasilkan, akan dihasilkan terak sebesar 14 ton. Jumlah terak yang dihasilkan tentunya akan semakin meningkat seiring dengan meningkatnya permintaan terhadap logam feronikel. Terak hasil peleburan primer maupun sekunder dikategorikan sebagai Bahan Berbahaya dan Beracun (B3) oleh Pemerintah Indonesia dalam Peraturan Pemerintah Republik Indonesia nomor 101 tahun 2014. Hingga saat ini, terak dimanfaatkan hanya sebagai material dalam kegiatan reklamasi pertambangan, sebagai bahan campuran material konstruksi, dan sebagai material pengurukan jalan maupun pantai. Terak hasil peleburan feronikel memiliki kandungan silika (SiO2) sekitar 45%, magnesia (MgO) sekitar 35%, dan besi oksida (FeOx) sekitar 10%. Terdapat potensi untuk memanfaatkan terak hasil peleburan feronikel sebagai bahan baku untuk memproduksi logam Mg, Si, Fe atau logam paduannya. Serangkaian percobaan reduksi terak peleburan feronikel dalam suasana vakum dilakukan dengan melakukan variasi reduktor batubara dan ferosilikon, dan variasi penambahan bahan imbuh CaO dimulai dari 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25% hingga 30%. Percobaan variasi penambahan bahan imbuh CaO dilakukan menggunakan reduktor batubara dengan penambahan sesuai dengan kebutuhan stoikiometrik untuk mereduksi sampel terak peleburan feronikel. Percobaan reduksi terak peleburan feronikel ini dilakukan di vacuum furnace yang beroperasi pada tekanan 10-1 Pa. Temperatur vacuum furnace dinaikkan dengan laju pemanasan sebesar 10 oC per menit hingga temperatur mencapai 1650 oC. Setelah penahan 2 jam pada temperatur 1650 oC, temperatur vacuum furnace diturunkan dengan laju pendinginan sebesar 10 oC per menit hingga temperatur kamar. Partikel logam dan terak hasil reduksi kemudian diamati menggunakan Optical Microscope (OM) dan dianalisis dengan Scanning Electron Microscope - Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (SEM-EDS). Pengamatan dengan OM dilakukan untuk mengetahui struktur mikro pada logam dan terak hasil reduksi. Analisis dengan SEM-EDS dilakukan untuk mengetahui struktur mikro yang lebih detail serta untuk mengetahui kadar dan persebaran unsur pada logam dan terak hasil reduksi. Hasil percobaan yang diperoleh pada penelitian ini berupa data perubahan berat sampel, analisa mikrostruktur dengan menggunakan mikroskop optik, komposisi kimia fasa-fasa dalam sampel dari analisa spot dengan menggunakan SEM-EDS, dan komposisi kimia rata-rata sampel dari analisa area dengan menggunakan SEM-EDS. Penggunaan reduktor batubara menunjukkan persentase kehilangan berat sampel lebih besar dibandingkan dengan penggunaan reduktor ferosilikon. Percobaan reduksi terak peleburan feronikel dengan menggunakan reduktor batubara menunjukkan kehilangan berat sampel sebesar 56,45% tanpa penggunaan bahan imbuh dan 50,17% dengan penggunaan bahan imbuh CaO 30%, sedangkan dengan menggunakan reduktor ferosilikon menunjukkan kehilangan berat sampel sebesar 27,98% tanpa penggunaan bahan imbuh dan 27,89% dengan penggunaan bahan imbuh CaO 30%. Penggunaan reduktor batubara dapat mereduksi lebih banyak besi oksida dalam sampel terak peleburan feronikel menjadi logam besi dibandingkan dengan penggunaan reduktor ferosilikon. Hasil reduksi terak peleburan feronikel tanpa penggunaan bahan imbuh memiliki kandungan Fe, Si, dan Cr berturut-turut sebesar 72,4%; 17,3%; dan 8,7% untuk penggunaan reduktor batubara, dan sebesar (spot 1 dan 2) 23% dan 6,6%; 73,8% dan 90,1%; 1,8% dan 1,09% untuk penggunaan reduktor ferosilikon. Hasil reduksi terak peleburan feronikel dengan penggunaan bahan imbuh CaO 30% memiliki kandungan Fe, Si, dan Cr berturut-turut sebesar 85,1%; 4,4%; dan 5,3% untuk penggunaan reduktor batubara, dan sebesar (spot 1 dan 2) 40% dan 61%; 37,6% dan 56,8%; 0,98% dan 1,23% untuk penggunaan reduktor ferosilikon. Penambahan bahan imbuh CaO 30% menyebabkan penurunan kadar magnesium dalam terak sebesar 10% pada penggunaan reduktor batubara maupun ferosilikon.