OPTIMASI PEMBUATAN KONSENTRAT Y(OH)3 DAN Nd(OH)3 DARI KONSENTRAT TAILING ZIRKON DENGAN METODE: "RESPONSE SURFACE METHODOLOGY"

AKBAR YULANDRA, Prof.Ir. I Made Bendiyasa, M.Sc., Ph.D.; Himawan Tri Bayu M. P, S.T., M.Eng, D.Eng

2020 | Tesis | MAGISTER TEKNIK KIMIA

Logam tanah jarang (LTJ) diperlukan untuk berbagai aplikasi seperti superkonduktor dan superkapasitor. Dua sumber LTJ berasal dari mineral seperti monasit dan xenotime. Ketersediaan LTJ di kerak bumi relatif sedikit, biasanya tersebar, dan jarang dalam bentuk bijih. Dalam penelitian ini bahan bakunya adalah konsentrat tailing zirkon dari pulau Bangka. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari pengaruh pH, kecepatan putar pengaduk, dan suhu sehubungan dengan kemurnian dan pemungutan Y(OH)3 dan Nd(OH)3 dari pasir tailing zirkon. Percobaan dilakukan dalam 8 langkah: (1) Fusi alkali, proses dilakukan selama 3 jam pada 450oC, dengan rasio padatan NaOH terhadap pasir tailing zirkon adalah 1:1, untuk memutuskan ikatan fosfat; (2) Pelindian fosfat dalam produk fusi alkali menggunakan aquadest pada suhu 80oC; (3) LTJ pada residu pelindian aquadest dilakukan proses pelindian dengan 6 M HCl selama 2 jam pada suhu 90oC; (4) Menghilangkan pengotor pada larutan pelindian butir (3) seperti uranium dan thorium dengan menambahkan NH4OH hingga pH 4,5; (5) presipitasi serentak LTJ dari filtrat butir (4) menggunakan H2C2O4 9 % (b/v); (6) Produk LTJ hasil butir (5) dikalsinasi pada suhu 1000oC selama 2 jam; (7) LTJ oksida hasil kalsinasi dari butir (6) dilarutkan dalam HNO3 6 M lalu ditambahkan KMnO4 untuk mengoksidasi Ce(III) menjadi Ce(IV); (8) hasil larutan dari butir (7) ditambahkan Na2CO3 hingga pH 4,5 untuk mengendapkan Ce(IV), lalu dilanjutkan presipitasi Y(III) dan Nd(III) pada level pH lebih tinggi yaitu 6,5 , 7 ,8 dan 9 menggunakan NH4OH 10 % (v/v). Hasil penelitian menunjukkankondisi optimal untuk kemurnian Y(OH)3 yaitu sebesar 39,76 % pada pH 5,7 dan suhu 36oC; untuk kemurnian Nd(OH)3 yaitu sebesar 24,14 % pada pH 4,5 dan suhu 37oC; untuk pemungutanY yaitu sebesar sebesar 68,11 % pada pH 4,5; untuk pemungutanNd yaitu sebesar sebesar 70,66% pada pH 4,5.

Rare earth elements (REEs) are needed for numerous applications such as superconductor and supercapacitor. Two sources of REEs are from mineral monazite and xenotime. The availability of REEs is relatively abundant in the earth's crust, typically dispersed, and rarely occur in ores. In this study as raw material was a zircon tailing from Bangka island. The purposes of this research were to determine the effect of pH, stirring speed, and temperature regarding to purity and recovery Y(OH)3 dan Nd(OH)3 from the zircon tailing. The experiments were conducted in 8 steps:(1) Alkaline fusion, the process was performed about 3 hours at 450oC, with ratio of NaOH solid to the mixed rare earth concentrate sand was 1:1, in order to break phosphate bonds;(2) Leaching of phosphate in alkaline fusion product using aquadest at 80 oC; (3) REEs in Aquadest leaching residue were extracted using 6 M HCl for 2 hours at 90 oC; (4) Removal of impurities in extractant from point (3) such as uranium and thorium by precipitating them using NH4OH at pH 4,5; (5) Precipitation of REEs from filtrate produced from point (4) using 9% (w/v) H2C2O4; (6) product REEs from point (5) was calcinated at 1000oC for 2 hours (7) product from point (6) in form Rare Earth Oxidewas dissolved by HNO3 6M and then subsequently KMnO4 was added to form Ce (III) to Ce (IV); (8)solution produced from point (7) was added Na2CO3 to reach pH 4.5 to precipitate Ce (IV), then continued with precipitation Y(III) and Nd(III) for higher pH levels that were of 6.5, 7, 8 and 9 using 10% (v/v) NH4OH. The results showed the optimal conditions for purity of Y(OH)3 were 39.76% at pH 5,7 and temperature 36oC; for purity of Nd(OH)3 were 24.14% at pH 4.5 and temperature 37oC; for recovery Y were 68.11% at pH 4.5; for recovery of Nd were 70.66% at pH 4.5.

Kata Kunci : Fusi Alkali, Pelindian, Presipitasi, Logam Tanah Jarang, Tailing Zirkon