Kinetika reaksi oksidasi pirit dalam larutan feri khlorida pada reaktor tangki berpengaduk

SARI, Tuti Indah, Ir. Harry Sulistyo, SU.,PhD

2002 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Batuan sisa penambangan dan lahan gambut banyak mengandung pint yang akan menghasilkan limbah asam yang dapat mencemari lingkungan. Salah satu cara untuk mengatasi limbah asam itu adalah dengan mengoksidasi pirit dalam larutan feri khlorida. Untuk perancangan reaktor sangat dibutuhkan data kinetika reaksi yang terjadi. Penelitian ini dimaksudkan untuk mempelajari kinetika dan pengaruh berbagai faktor terhadap reaksi oksidasi pirit dalam larutan feri khlorida. Proses dilaksanakan secara semibatch dalam reaktor tangki berpengaduk. Contoh hasil reaksi diambil setiap waktu tertentu dan selanjutnya hasil dianalisis kadar sulfat, fero dan besi totalnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kinetika reaksi dapat didekati dengan menggabungkan pemodelan reaksi gas-cair yaitu reaksi fero khlorida dengan oksigen dan reaksi padat-cair yaitu reaksi pirit dengan feri khlorida yang mengikuti Shrinking Core Model. Berdasarkan hasil penelitian, kinetika reaksi dikendalikan oleh langkah reaksi kimianya dan langkah pembentukan feri khlorida yang memegang peran dalam penentuan kecepatan reaksi menyeluruh. Pengaruh suhu mengikuti persamaan Arrhenius dengan tenaga pengaktif untuk reaksi pirit dengan feri khlorida adalah El 9811,258 cal/mol dan untuk reaksi fero khlorida dengan oksigen adalah E2 4995,278 cal/mol. Perbandingan mol feri khlorida-pirit dan jari-jari butir padatan mempengaruhi tetapan kecepatan reaksi secara logaritmik. Pengaruh suhu, perbandingan mol feri khlorida-pirit dan jarijari butir padatan terhadap tetapan kecepatan reaksi kl dan k2 dapat dinyatakan dengan: (rumus) (rumus) yang berlaku untuk T = 313 hingga 343 K, M = 8 hingga 24 dan Rb = 2,025x10(pangkat-3) hingga 1,058x10(pangkat-2)cm

Rock mining residue and peat soil containing pyrite can produce acid waste that cause environmental pollution. Oxidation of pyrite in aqueous ferric chloride is one of the method used to reduce acid waste. Reaction kinetics data are needed to design a reactor. The objective of this research was to study the kinetics and the effect of the various variables affecting the oxidation of pyrite in ferric chloride solution. The process was carried out in semi batch stirred tank reactor. The variables studied were temperature, molar ratio of ferric chloride-pyrite, and the size of particle. Experiment was carried out at a curtain time and samples were taken periodically and analyzed for their sulfate, ferro and total iron concentrations. The results showed that the reaction kinetics could be approached with a combination of the liquid-gas model: reaction of ferro chloride and oxygen and the solid-liquid reaction model: reaction of pyrite and ferric chloride according to Shrinking Core Model. Reaction kinetics was controlled by chemical reaction and the formation of ferric chloride was the controlling step. The effect of temperature could be expressed by Arrhenius equation with activation energy for pyrite and ferric chloride reaction, El of 9811.258 cal/mole and for ferro chloride and oxygen reaction, E2 of 4995.278 cal/mole. Mole ratio of ferric chloride-pyrite and solid particle size affected the rate constants logarithmically. The effect of temperature, mole ratio of ferric chloride-pyrite and solid particle size on kl and k2 could be presented as: (formula) (formula) under the process condition of 313 to 343 K, M = 8 to 24, Rb = 2.025x10(-3)to 1.058x10(-2) cm.

Kata Kunci : Kinetika Reaksi,Oksidasi Pirit,Larutan Feri Khlorida