Studi kinetika proses leaching spent catalyst Ni/γ-Al2O3 dengan menggunakan larutan asam laktat

Abstract

Spent catalyst banyak mengandung logam berat yang berbahaya terhadap lingkungan. Oleh karena itu, spent catalyst harus diolah terlebih dahulu agar keberadaannya tidak merusak lingkungan. Proses pengolahan spent catalyst disebut sebagai proses recovery. Proses recovery dapat dilakukan dengan berbagai cara, salah satunya yaitu leaching dengan menggunakan pelarut asam. Prinsip yang digunakan pada proses leaching yaitu perpindahan massa secara difusi pada perbatasan antara fasa padat dan fasa cair. Hal ini terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi dan adanya perbedaan kemampuan melarut komponen dalam campuran. Selain itu, leaching juga disertai reaksi yang melibatkan agen leaching dan senyawa logam yang terdapat dalam padatan Dalam penelitian ini, digunakan asam laktat sintetis untuk mengekstrak logam nikel dan aluminium dari spent catalyst. Leaching spent catalyst dilakukan untuk mendapatkan recovery logam nikel dan aluminium yang dapat dimanfaatkan kembali sebagai bahan baku untuk proses industri. Spent catalyst diekstrak menggunakan larutan asam laktat (0,5 M, 1,5 M, 2,5 M, dan 4,5 M) dengan variasi suhu (30 °C, 45°C, 60°C, 75°C, dan 90°C). Operasi leaching ini dilakukan menggunakan sistem batch selama 4 jam. Analisis yang dilakukan adalah uji kadar ion nikel (Ni2+) dan ion aluminium (Al3+) dalam fasa cair untuk mengetahui nikel dan aluminium yang terekstrak dengan menggunakan metode Spektrofotometer UVVis. Perhitungan kinetika pada leaching spent catalyst dilakukan dengan bantuan model shirinking core dengan tujuan untuk menentukan pengontrol tahapan yang dominan dalam proses leaching ion nikel (Ni2+) dan ion aluminium (Al3+) dari spent catalyst. Selain itu, dilakukan juga perhitungan energi aktivasi menggunakan persamaan Arrhenius. Semakin tinggi temperatur operasi, semakin tinggi % recovery baik untuk ion Ni (II) dan ion Al (III). Recovery ion logam Ni (II) dan Al (III) paling tinggi dicapai pada kondisi temperatur 90oC dengan menggunakan larutan asam laktat 4,5 M menit ke-240 yaitu sebesar 62,75% untuk Ni (II) dan 29,71% untuk Al (III). Semakin tinggi konsentrasi asam laktat yang digunakan, semakin tinggi %recovery untuk ion Ni (II) dan ion Al (III). Pada variasi konsentrasi asam laktat, %recovery paling baik yaitu pada asam laktat 4,5M pada menit ke- 240 yaitu sebesar 16,35% untuk Ni (II) dan 27,6% untuk Al (III). Semakin lama waktu ekstraksi, semakin tinggi % recovery untuk ion Ni (II) dan ion Al (III). Secara kinetika, proses leaching ion Ni (II) dan ion Al (III) dari spent catalyst Ni/γ-Al2O3 dikontrol oleh proses difusi ash dengan energi aktivasi yang diperoleh sebesar 41,82 kJ/mol untuk Ni (II) dan 1,99 kJ/mol untuk Al (III)