Kinetika proses reactive extraction nikel laterit dengan menggunakan asam nitrat pada kondisi atmosferik

Abstract

Pada zaman sekarang ini, kebutuhan nikel dari tahun ke tahun untuk keperluan industri dan teknologi semakin meningkat. Sumber nikel yang tadinya berasal dari bijih sulfida sudah semakin berkurang jumlahnya karena persediaan di alam yang semakin berkurang. Sebagai gantinya, bijih nikel laterit sudah mulai dikembangkan untuk menggantikan sumber nikel yang berasal dari bijih sulfida. Bijih laterit memiliki kandungan nikel yang cukup besar serta penyebarannya yang cukup luas dan lebih mudah diambil karena letaknya berada dekat dengan permukaan tanah. Oleh karena itu, penelitian tentang pengolahan bijih laterit dalam meningkatkan persentase recovery nikel perlu dikembangkan untuk menggantikan nikel sulfida yang sudah hampir habis. Proses pengolahan bijih laterit dapat dilakukan dengan menggunakan proses pirometalurgi dan hidrometalurgi. Pada penelitian ini, proses pengolahan bijih laterit dilakukan menggunakan proses hidrometalurgi dengan metode APAL (Atmospheric Pressure Acid Leaching) dengan asam nitrat sebagai leachant. Bahan yang digunakan berupa bijih laterit dengan jenis limonit yang berasal dari Pomalaa, Sulawesi Tenggara, Indonesia. Variasi suhu yang digunakan yaitu 303 K, 333 K, dan 358 K, sedangkan ukuran partikel yang digunakan yaitu -60+70 mesh, -100+120 mesh, dan -200 mesh. Kecepatan pengadukan 200 rpm, rasio padat-cair sebesar 20% massa sampel/volume larutan asam, dan konsentrasi leachant asam nitrat 0,1 M dijaga konstan. Selain itu, percobaan ini juga ditujukan untuk mempelajari kinetika proses leaching nikel laterit dan mengevaluasi model kinetika yang sesuai dengan proses yang terjadi. Proses leaching nikel laterit diawali dengan proses pengayakan bijih nikel laterit sesuai dengan ukuran yang sudah ditentukan, kemudian pembuatan larutan asam nitrat 0,1 M sebagai leachant, dan penentuan densitas nikel laterit. Setelah proses persiapan bahan selesai, dilakukan proses leaching nikel laterit dengan asam nitrat selama 2 jam dan dilakukan proses pengambilan sampel pada menit ke-5,10, 15, 30, 60, dan 120. Sampel kemudian diendapkan dan cairan sampel dianalisis menggunakan spektrofotometri serapan atom (AAS) untuk mengetahui konsentrasi nikel di dalamnya. Dari data konsentrasi nikel yang diperoleh, maka kinetika proses yang terjadi selama proses leaching berlangsung dapat diketahui. Model kinetika yang digunakan untuk percobaan ini adalah model shrinking core dan model lump. Model lump digunakan untuk mengevaluasi model shrinking core yang sudah digunakan oleh para peneliti sebelumnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi ukuran partikel tidak terlalu memberikan hasil yang cukup signifikan terhadap persentase recovery nikel, namun memberikan hasil yang signifikan pada variasi suhu yang digunakan dalam proses leaching. Pada model shrinking core, difusi melalui lapisan abu merupakan model kinetika yang dapat menggambarkan fenomena proses leaching dalam penelitian ini. Namun peneliti menemukan beberapa kelemahan dalam penggunaan model shrinking core seperti yang sudah digunakan oleh beberapa peneliti sebelumnya. Model lump yang digunakan untuk memperbaiki model shrinking core memiliki persentase kesalahan relatif yang lebih rendah dibandingkan dengan model shrinking core dengan selisih persentase kesalahan relatif ± 5%. Nilai energi aktivasi yang diperoleh pada penelitian ini sebesar 34-35 kJ/mol yang menunjukkan bahwa bijih nikel laterit ini relatif mudah untuk dilakukan proses ekstraksi.