PRETREATMENT DAN PRESIPITASI LOGAM TANAH JARANG DARI ABU TERBANG PLTU REMBANG DENGAN MENGGUNAKAN DINATRIUM HIDROGEN FOSFAT

RIZKI ISTINANDA, Himawan Tri Bayu M. S.T., M.Eng., D.Eng; Ir. Agus Prasetya, M.Eng.Sc., Ph.D

2021 | Tesis | MAGISTER TEKNIK KIMIA

Logam tanah jarang pada limbah abu terbang merupakan salah satu potensi sumber daya mineral di Indonesia. Permintaan logam tanah jarang meningkat kisaran 5,3% per tahun hingga tahun 2035 sebagai komoditi strategis untuk beberapa teknologi modern, industri elektronik dan digital. Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan kondisi optimal untuk presipitasi logam tanah jarang dari abu terbang PLTU Rembang dengan menggunakan Na2HPO4 sebagai reagen pengendap. Tahapan pada penelitian ini meliputi preparasi abu terbang, proses digesti dengan NaOH, proses pelindian dengan H2SO4, optimasi penghilangan pengotor Fe dengan CaCO3 dan optimasi presipitasi logam tanah jarang dengan menggunakan Na2HPO4. Komposisi material dan struktur kristal secara berturut-turut dikarakterisasi dengan menggunakan instrument EDX dan XRD. Analisis Response Surface Methodology (RSM) digunakan untuk mengetahui kondisi yang optimum terhadap hasil presipitasi logam tanah jarang dari hasil karakterisasi EDX. Variabel-variabel yang diteliti adalah pH (7, 8, dan 9), temperatur (30, 50, dan 70 derajat Celsius) dan laju pengadukan (300, 450 dan 600 rpm). Hasil analisis EDX menunjukkan penyusun utama mineral dari abu terbang PLTU Rembang yang paling dominan tersusun dari silika berupa SiO2 dan alumina berupa Al2O3 dengan masing-masing fraksi massa berturut-turut 32,455% dan 20,925%. Berdasarkan analisis XRD terlihat bahwa abu terbang sebelum dan setelah proses digesti sebagai besar didominasi oleh fase quart, mulite, magnetite. Analisis optimasi dan pengaruh variabel yang digunakan dengan menggunakan Response Surface Methodology (RSM) diperoleh kondisi optimal pada pH 8,4, temperatur 70 derajat Celsius dan laju pengadukan 400 rpm dengan kemurnian LTJ yttrium yang diperoleh sebesar 59,1 %.

Rare earth metal in fly ash waste is one of the potential mineral resources in Indonesia. Demand for rare earth metals increases by 5.3% per year until 2035 as a strategic commodity for several modern technologies, electronics and digital industries. The purpose of this study was to determine the optimal conditions for the precipitation of rare earth metals from fly ash from the PLTU Rembang using Na2HPO4 as a precipitating reagent. The steps in this study include fly ash preparation, digestion process with NaOH, leaching process with H2SO4, optimization of Fe impurities removal with CaCO3 and optimization of rare earth metal precipitation using Na2HPO4. The material composition and crystal structure were characterized using EDX and XRD instruments, respectively. Response Surface Methodology (RSM) analysis was used to determine the optimum conditions for the precipitation of rare earth metals from the EDX characterization results. The variables studied were pH (7, 8, and 9), temperature (30, 50, and 70 degrees Celsius) and stirring rate (300, 450 and 600 rpm). The results of EDX analysis show that the main constituent of minerals from the fly ash of PLTU Rembang is most dominantly composed of silica in the form of SiO2 and alumina in the form of Al2O3 with each mass fraction 32.455% and 20.925% respectively. Based on XRD analysis, it can be seen that the fly ash before and after the digestion process is mostly dominated by the quart, mulite, and magnetite phases. Optimization analysis and the influence of variables used by using Response Surface Methodology (RSM) obtained optimal conditions at pH 8.4, temperature 70 degrees Celsius, and stirring rate of 400 rpm with yttrium LTJ purity obtained by 59,1%.

Kata Kunci : Abu terbang PLTU Rembang, Logam Tanah Jarang, Presipitasi, Dinatrium hidrogen fosfat