RECOVERY COBALT DAN MOLYBDENUM DARI SPENT CATALYST DENGAN METODE ACID LEACHING MENGGUNAKAN ASAM SULFAT

DANING KINANTI S, Ir. Agus Prasetya, M.Eng.Sc., Ph.D. ; Himawan Tri Bayu M. P., S.T., M.Eng., D.Eng

2021 | Tesis | MAGISTER TEKNIK KIMIA

Kobalt dan molibdenum adalah logam berharga yang keberadaannya di alam sangat terbatas. Spent catalyst atau katalis bekas konsumsi yang banyak tersedia di industri kilang minyak bumi merupakan sumber potensial dari logam tersebut. Proses hidrometalurgi dengan menggunakan asam sebagai agen leaching atau pelindian biasanya digunakan untuk mengekstrak dan memisahkan logam lebih efektif. Spent catalyst yang digunakan pada penelitian ini berasal dari PT Pertamina Refinery Unit IV, Cilacap Indonesia. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh konsentrasi asam dan suhu terhadap recovery kobalt dan molibdenum dari spent catalyst hidrodesulfurisasi dengan menggunakan asam sulfat serta mempelajari model yang sesuai untuk proses pelindian tersebut. Spent catalyst berukuran <74 mikrometer atau 200 mesh dilindi menggunakan 300 mL asam sulfat dengan rasio S/L 1:5 pada kecepatan pengadukan 400 rpm. Sebanyak 4 mL sampel diambil pada menit ke-1, 3, 5, 15, 30, 90 dan 300. Konsentrasi asam sulfat yang digunakan adalah 2; 3; dan 4 M; suhu pelindian dilakukan pada 30 derajat celcius, 40 derajat celcius, dan 60 derajat celcius. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi asam sulfat cukup memberikan pengaruh terhadap recovery elemen Co dan Mo dimana recovery elemen Co dan Mo nilainya akan meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi asam. Suhu pelindian juga cukup memberikan pengaruh terhadap recovery elemen Co dan Mo dimana recovery elemen Co dan Mo nilainya akan meningkat seiring dengan meningkatnya suhu. Nilai recovery meningkat seiring dengan peningkatan suhu dari 30 derajat celcius hingga 60 derajat celcius. Model matematis yang sesuai dengan proses leaching valuable metals dari spent catalyst berdasar pada asumsi bahwa difusi merupakan tahapan yang mengontrol laju pelindian. Hal ini dibuktikan dengan koefisien determinasi difusi lapisan abu lebih besar dari reaksi kimia dan energi aktivasi baik kobalt-sulfat maupun molibdenum-sulfat lebih kecil dari 40 kJ.mol-1, yaitu sebesar 16,97 kJ.mol-1 dan 14,84 kJ.mol-1.

Cobalt and molybdenum are valuable metals whose presence in nature is very limited. Consumed catalyst which abundantly available in petroleum refinery industry is potential source of those metals. A hydrometallurgical process using acid as leaching agent is usually used to extract and separate the metals more effectively. The spent catalyst was obtained from Pertamina Refinery Unit IV, Cilacap, Indonesia. This research aims to study the effect of acid concentration and temperature of the leaching process on the recovery of cobalt and molybdenum elements from spent catalyst hydrodesulfurization using sulfuric acid as well as to study the appropriate kinetics model. Spent catalyst with particle size less than 74 micrometer or 200 mesh was leached using 300 mL sulfuric acid with S/L ratio of 1:5 at 400 rpm stirring rate. Samples of 4 mL were taken at 1, 3, 5, 15, 30, 90 and 300 minutes. The concentration of sulfuric acid used were of 2; 3; and 4 M, leaching temperatures were carried out 30 degree celcius, 40 degree celcius and 60 degree celcius. The results showed that the sulfuric acid concentration had sufficient influence on the recovery of Co and Mo elements, where the recovery of Co and Mo elements increased with increasing acid concentration. The leaching temperature is also quite influential on the recovery of Co and Mo elements where the recovery of Co and Mo elements will increase with increasing temperature. The recovery value increases with increasing temperature from 30 degree celcius to 60 degree celcius. The mathematical model that is suitable for the leaching of valuable metals from spent catalysts is based on the assumption that diffusion is the step that controls the leaching rate. This is evidenced by the coefficient of determination of the diffusion of the ash layer is greater than the chemical reaction and the activation energy of both cobalt-sulphate and molybdenum-sulphate is less than 40 kJ.mol-1, which is 16,97 kJ.mol-1 and 14,84 kJ .mol-1.

Kata Kunci : kobalt; molibdenum; spent catalyst; pelindian; asam sulfat; recovery; kinetika pelindian