PENGARUH VARIASI SUHU REDUKSI TERHADAP K
PENGARUH VARIASI SUHU REDUKSI TERHADAP KANDUNGAN
LOGAM NIKEL PADA PELET KOMPOSIT BIJIH LATERIT
MENGGUNAKAN REDUKTOR GRAFIT
Sinta Novita
1317041042
I.
PENDAHULUAN
Laterit merupakan produk hasil pelapukan batuan secara kimiawi pada kondisi
basah atau lembab dan berlangsung dalam jangka waktu yang lama. Laterit dapat
diproses untuk menghasilkan nikel. Nikel merupakan salah satu logam penting yang
dibutuhkan dalam bidang perindustrian. Sebanyak 62% logam nikel digunakan
dalam pembuatan baja anti karat (stainless steel), 18% dikonsumsi sebagai bahan
baku alloy steels dan non-ferrous alloy (Barkas, 2010). Pada dasarnya nikel berasal
dari dua sumber, yaitu bijih sulfida dan bijih laterit. Produksi primer nikel berasal
dari bijih sulfida. Meskipun 70% cadangan nikel terdapat pada bijih laterit. Bijih
nikel laterit biasanya terdapat di daerah tropis atau sub-tropis seperti Indonesia,
New Caledonia, Australia, Cuba, dan Filipina (Kyle, 2010). Bijih nikel laterit
terbagi menjadi beberapa lapisan. Lapisan pertama adalah lapisan yang kaya silika.
Lapisan kedua adalah lapisan limonit yang disusun oleh mineral gheothit
[FeO(OH)] dan hematit (Fe2O3). Lapisan berikutnya adalah lapisan saprolit
[(Ni,Mg)SiO3.nH2O)] yang kaya magnesium dan elemen basal. Selanjutnya
terdapat lapisan transisi serpentine [Mg3Si2O3(OH)] antara lapisan saprolit dan
limonit yang kaya magnesium (10% -20% Mg) dan besi. Lapisan terakhir adalah
batuan dasar yang berubah dan tidak berubah (Yildrim dkk., 2012).
Kebutuhan bijih nikel laterit semakin meningkat dengan adanya kenaikan harga
nikel dan penurunan cadangan bijih sulfida. Para produsen baja tahan karat seri 200
mengganti bahan baku nikel ke bijih laterit yang cadangannya lebih banyak dan
murah. Pada baja tahan karat seri 200 disarankan untuk mengganti nikel dengan
logam lain yang memiliki sifat sama karena akan mengurangi biaya produksi
sebanyak 30% (Hernandez dkk., 2008).
Indonesia memiliki cadangan bijih nikel laterit sekitar 1576 Mt atau 15% cadangan
nikel dunia. Cadangan ini terdapat di Sulawesi, Halmahera, Papua, dan Kalimantan.
Selama lima tahun terakhir, bijih limonit mentah diekspor secara besar-besaran ke
Cina. Ekspor secara besar-besaran dilakukan karena di Indonesia hanya ada dua
perusahaan yang mengolah bijih nikel laterit yaitu PT. INCO yang membuat nickel
matte dan PT. Antam yang membuat ferro nickel (Astuti dkk., 2012).
Proses reduksi bijih nikel laterit dilakukan dalam furnace pada suhu tinggi agar
batuan dapat terdekomposisi, sehingga pengambilan nikel lebih mudah dilakukan
(Li, 1999). Beberapa peneliti mereduksi bijih nikel laterit menggunakan berbagai
gas seperti kombinasi gas CO-CO2 (Purwanto dkk., 2003), kombinasi gas H2-CO2
(Valix dkk., 2002), dan CH4 (Mohanty dkk., 2008). Li Yan-jun (2009) melakukan
penelitian tentang reduksi campuran bijih nikel laterit dengan batubara
menggunakan muffle furnace untuk mengetahui mekanisme reduksi.
Penelitian mengenai reduksi bijih nikel laterit menggunakan reduktor selain
batubara belum pernah dilakukan. Pada penelitian ini akan dilakukan reduksi bijih
nikel laterit menggunakan reduktor grafit dengan binder bentonit. Bijih laterit yang
digunakan adalah jenis limonit. Sampel yang akan direduksi dibentuk pelet dengan
komposisi limonit 80%, grafit 15%, bentonit 2%, dan batu kapur 3%. Proses reduksi
dilakukan dalam muffle furnace pada suhu 800oC-1100oC selama 15 menit, 30
menit, 60 menit, dan 240 menit. Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk
mengetahui suhu optimum dan pengaruh reduktor grafit pada proses reduksi.
II.
METODE PENELITIAN
Pada penelitian ini digunakan alat-alat berupa ayakan mesh 100, kuas, beaker glass,
pipet volumetric, timbangan digital Sartorius, neraca Ohaus, oven, cawan porselen,
mortar dan pastel, XRF Portable, muffle furnace, dan desikator. Bahan yang
digunakan yaitu bijih nikel laterit, bentonit, grafit, batu kapur, dan air. Sebelum
digunakan, bahan baku dianalisis terlebih dahulu menggunakan XRF Portable dan
XRD untuk mengetahui kandungan senyawa dalam bijih. Proses pembuatan pelet
komposit dilakukan dengan menggerus bijih nikel laterit dan reduktor kemudian
diayak hingga berukuran mesh 100. Bijih nikel laterit yang digunakan adalah jenis
limonit dan reduktor berupa grafit. Pelet dibuat dengan komposisi limonit 85%,
grafit (reduktor) 15%, bentonit (binder) 2%, dan batu kapur (flux) 3%. Bahan-bahan
tersebut selanjutnya dimasukkan ke dalam beaker glass dan diberi air lalu dibentuk
pellet berbentuk bola menggunakan tangan. Pellet komposit tersebut kemudian
dikeringkan dalam udara terbuka sebelum direduksi dalam muffle furnace. Pellet
komposit kering dimasukkan ke dalam cawan kemudian direduksi dalam muffle
furnace pada suhu 800oC-1100oC selama 15 menit, 30 menit, 60 menit, 120 menit,
dan 240 menit. Massa pellet sebelum dan setelah direduksi ditimbang menggunakan
timbangan digital Sartorius untuk mengetahui perubahan massa yang terjadi.
Produk hasil reduksi dianalisis menggunakan XRD untuk mengetahui perubahan
fase kristal pada pelet.
DAFTAR PUSTAKA
Astuti, W., Zulfiani, Z., Shofi, A dan Fajar, N. 2012. Pembuatan Nickel Pig Iron
(NPI) dari Bijih Nikel Laterit Indonesia menggunakan Mini Blast Furnace.
Seminar Insinas 2012.
Barkas, J. 2010. Drivers and Risk for Nickel Demand. 7th China Nickel Conference.
Shanghai.
Hernandes, F., Medina, O., Escuarda, R., Acas, B., Ventanilla, K dan Sanchez.
2008. NPI Production in Small Blast Furnace. PGMC. Mindanao
Philipines.
Kyle, J. 2010. Nickel Laterit Processing Technologies-Where to Next. Murdoch
University Repository.
Li, S. 1999. Study of Nickeliferrous Laterite Reduction . (Thesis). McMaster
University. Hamilton.
Mohanty, S., Roy, S.K dan Sen, P.K. 2008. Thermodynamic Considerations in
Reduction of Nickeliferrous Laterite by Methane. The Minerals, Metals &
Materials Society and ASM International. Vol. 39b, Oktober 2008-639.
Purwanto, H., Shihamada, T., Takahashi, R dan Ichiro, J. 2003. Recorvery Nickel
from Selectively Reduced Laterite Ore by Sulphuric Acid Leaching. ISIJ
International. Vol. 43. No. 2.
Valix, M., O’Connor, F dan Cheung, W.H. 2002. Reduction roasting of limonite
ores: effect of dehydroxylation. Int. J. Miner. Process, 80 (2006) 88– 99.
Yildrim, H., Turen, A dan Yucel, O. 2012. Nickel Pig Iron (NPI) Production from
Domestic Lateritic Nickel Ores Using Induction Furnace. International Iron
& Steel Symposium. 337-338.
LOGAM NIKEL PADA PELET KOMPOSIT BIJIH LATERIT
MENGGUNAKAN REDUKTOR GRAFIT
Sinta Novita
1317041042
I.
PENDAHULUAN
Laterit merupakan produk hasil pelapukan batuan secara kimiawi pada kondisi
basah atau lembab dan berlangsung dalam jangka waktu yang lama. Laterit dapat
diproses untuk menghasilkan nikel. Nikel merupakan salah satu logam penting yang
dibutuhkan dalam bidang perindustrian. Sebanyak 62% logam nikel digunakan
dalam pembuatan baja anti karat (stainless steel), 18% dikonsumsi sebagai bahan
baku alloy steels dan non-ferrous alloy (Barkas, 2010). Pada dasarnya nikel berasal
dari dua sumber, yaitu bijih sulfida dan bijih laterit. Produksi primer nikel berasal
dari bijih sulfida. Meskipun 70% cadangan nikel terdapat pada bijih laterit. Bijih
nikel laterit biasanya terdapat di daerah tropis atau sub-tropis seperti Indonesia,
New Caledonia, Australia, Cuba, dan Filipina (Kyle, 2010). Bijih nikel laterit
terbagi menjadi beberapa lapisan. Lapisan pertama adalah lapisan yang kaya silika.
Lapisan kedua adalah lapisan limonit yang disusun oleh mineral gheothit
[FeO(OH)] dan hematit (Fe2O3). Lapisan berikutnya adalah lapisan saprolit
[(Ni,Mg)SiO3.nH2O)] yang kaya magnesium dan elemen basal. Selanjutnya
terdapat lapisan transisi serpentine [Mg3Si2O3(OH)] antara lapisan saprolit dan
limonit yang kaya magnesium (10% -20% Mg) dan besi. Lapisan terakhir adalah
batuan dasar yang berubah dan tidak berubah (Yildrim dkk., 2012).
Kebutuhan bijih nikel laterit semakin meningkat dengan adanya kenaikan harga
nikel dan penurunan cadangan bijih sulfida. Para produsen baja tahan karat seri 200
mengganti bahan baku nikel ke bijih laterit yang cadangannya lebih banyak dan
murah. Pada baja tahan karat seri 200 disarankan untuk mengganti nikel dengan
logam lain yang memiliki sifat sama karena akan mengurangi biaya produksi
sebanyak 30% (Hernandez dkk., 2008).
Indonesia memiliki cadangan bijih nikel laterit sekitar 1576 Mt atau 15% cadangan
nikel dunia. Cadangan ini terdapat di Sulawesi, Halmahera, Papua, dan Kalimantan.
Selama lima tahun terakhir, bijih limonit mentah diekspor secara besar-besaran ke
Cina. Ekspor secara besar-besaran dilakukan karena di Indonesia hanya ada dua
perusahaan yang mengolah bijih nikel laterit yaitu PT. INCO yang membuat nickel
matte dan PT. Antam yang membuat ferro nickel (Astuti dkk., 2012).
Proses reduksi bijih nikel laterit dilakukan dalam furnace pada suhu tinggi agar
batuan dapat terdekomposisi, sehingga pengambilan nikel lebih mudah dilakukan
(Li, 1999). Beberapa peneliti mereduksi bijih nikel laterit menggunakan berbagai
gas seperti kombinasi gas CO-CO2 (Purwanto dkk., 2003), kombinasi gas H2-CO2
(Valix dkk., 2002), dan CH4 (Mohanty dkk., 2008). Li Yan-jun (2009) melakukan
penelitian tentang reduksi campuran bijih nikel laterit dengan batubara
menggunakan muffle furnace untuk mengetahui mekanisme reduksi.
Penelitian mengenai reduksi bijih nikel laterit menggunakan reduktor selain
batubara belum pernah dilakukan. Pada penelitian ini akan dilakukan reduksi bijih
nikel laterit menggunakan reduktor grafit dengan binder bentonit. Bijih laterit yang
digunakan adalah jenis limonit. Sampel yang akan direduksi dibentuk pelet dengan
komposisi limonit 80%, grafit 15%, bentonit 2%, dan batu kapur 3%. Proses reduksi
dilakukan dalam muffle furnace pada suhu 800oC-1100oC selama 15 menit, 30
menit, 60 menit, dan 240 menit. Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk
mengetahui suhu optimum dan pengaruh reduktor grafit pada proses reduksi.
II.
METODE PENELITIAN
Pada penelitian ini digunakan alat-alat berupa ayakan mesh 100, kuas, beaker glass,
pipet volumetric, timbangan digital Sartorius, neraca Ohaus, oven, cawan porselen,
mortar dan pastel, XRF Portable, muffle furnace, dan desikator. Bahan yang
digunakan yaitu bijih nikel laterit, bentonit, grafit, batu kapur, dan air. Sebelum
digunakan, bahan baku dianalisis terlebih dahulu menggunakan XRF Portable dan
XRD untuk mengetahui kandungan senyawa dalam bijih. Proses pembuatan pelet
komposit dilakukan dengan menggerus bijih nikel laterit dan reduktor kemudian
diayak hingga berukuran mesh 100. Bijih nikel laterit yang digunakan adalah jenis
limonit dan reduktor berupa grafit. Pelet dibuat dengan komposisi limonit 85%,
grafit (reduktor) 15%, bentonit (binder) 2%, dan batu kapur (flux) 3%. Bahan-bahan
tersebut selanjutnya dimasukkan ke dalam beaker glass dan diberi air lalu dibentuk
pellet berbentuk bola menggunakan tangan. Pellet komposit tersebut kemudian
dikeringkan dalam udara terbuka sebelum direduksi dalam muffle furnace. Pellet
komposit kering dimasukkan ke dalam cawan kemudian direduksi dalam muffle
furnace pada suhu 800oC-1100oC selama 15 menit, 30 menit, 60 menit, 120 menit,
dan 240 menit. Massa pellet sebelum dan setelah direduksi ditimbang menggunakan
timbangan digital Sartorius untuk mengetahui perubahan massa yang terjadi.
Produk hasil reduksi dianalisis menggunakan XRD untuk mengetahui perubahan
fase kristal pada pelet.
DAFTAR PUSTAKA
Astuti, W., Zulfiani, Z., Shofi, A dan Fajar, N. 2012. Pembuatan Nickel Pig Iron
(NPI) dari Bijih Nikel Laterit Indonesia menggunakan Mini Blast Furnace.
Seminar Insinas 2012.
Barkas, J. 2010. Drivers and Risk for Nickel Demand. 7th China Nickel Conference.
Shanghai.
Hernandes, F., Medina, O., Escuarda, R., Acas, B., Ventanilla, K dan Sanchez.
2008. NPI Production in Small Blast Furnace. PGMC. Mindanao
Philipines.
Kyle, J. 2010. Nickel Laterit Processing Technologies-Where to Next. Murdoch
University Repository.
Li, S. 1999. Study of Nickeliferrous Laterite Reduction . (Thesis). McMaster
University. Hamilton.
Mohanty, S., Roy, S.K dan Sen, P.K. 2008. Thermodynamic Considerations in
Reduction of Nickeliferrous Laterite by Methane. The Minerals, Metals &
Materials Society and ASM International. Vol. 39b, Oktober 2008-639.
Purwanto, H., Shihamada, T., Takahashi, R dan Ichiro, J. 2003. Recorvery Nickel
from Selectively Reduced Laterite Ore by Sulphuric Acid Leaching. ISIJ
International. Vol. 43. No. 2.
Valix, M., O’Connor, F dan Cheung, W.H. 2002. Reduction roasting of limonite
ores: effect of dehydroxylation. Int. J. Miner. Process, 80 (2006) 88– 99.
Yildrim, H., Turen, A dan Yucel, O. 2012. Nickel Pig Iron (NPI) Production from
Domestic Lateritic Nickel Ores Using Induction Furnace. International Iron
& Steel Symposium. 337-338.