Prarancangan Pabrik Logam Tanah Jarang dari Fly Ash PLTU Mulut Tambang dengan Kapasitas Pengolahan 500.000 ton Fly Ash/tahun
VIONY PUTRI BERENZA, Prof. Himawan Tri Bayu Murti P. ST., M.E., D.Eng
2024 | Skripsi | TEKNIK KIMIA
Pabrik Logam Tanah Jarang dari Fly Ash PLTU ini didesain untuk mengolah
500.000 ton fly ash per
tahun. Pabrik ini akan didirikan
di Kabupaten Muara Enim, Provinsi Sumatera Selatan, dekat dengan PLU Mulut Tambang Sumsel 8 yang
menghasilkan 1.500.000 ton fly ash per
tahunnya. Pabrik ini dirancang untuk beroperasi secara kontinyu selama
330 hari/tahun dan 24
jam/hari.
Untuk memperoleh produk, fly ash perlu dilarutkan dengan proses leaching menggunakan larutan asam
klorida (HCl) 3M dengan suhu 60? secara kontinyu di sebuah reaktor alir
berpengaduk dengan waktu tinggal 2,5 jam. Setelah itu, sebagian larutan leachate yang masih mengandung padatan
yang tak terlarut dipisahkan melalui proses sedimentasi di thickener dan filtrasi di disc
vacuum filter. Hasil leachate yang
sudah dipisahkan dari padatannya ini dilanjutkan ke proses berikutnya untuk
dipresipitasi logam tanah jarang dan logam berharga lainnya, sedangkan sisa
padatan fly ash dikeringkan untuk
menjadi campuran geopolimer.
Sisa larutan leachate tadi
dicampurkan dengan larutan asam oksalat (H2C2O4) untuk mempresipitasi logam
tanah jarang sehinga
terbentuk padatan logam
tanah jarang oksalat (REE2-(C2O4)3). Padatan
ini dipisahkan dengan proses sedimentasi di thickener
dan filtrasi di disc
vacuum filter. Setelah itu, sisa larutan dari proses
presipitasi sebelumnya dipresipitasi dengan Ammonium Hydroxide (NH4OH) untuk
mempresipitasi logam berharga seperti Titanium, Besi, dan
Alumunium yang kadarnya tinggi dalam larutan tersebut. Presipitasi dilakukan di
pH yang berbeda, berturut-turut untuk Titanium, Besi, dan Alumunium sebesar
2,5, 3,5, dan 6. Masing-masing padatan dipisahkan dengan cara sedimentasi dan filtrasi,
kemudian dikeringkan, dan disimpan di silo sebagai produk.
Pabrik ini direncanakan didirikan di Kabupaten Muara Enim, Sumatera Selatan. Pabrik ini memerlukan tenaga listrik dengan kapasitas 5,2 MW yang akan disuplai langsung oleh PLTU Mulut Tambang 8. Untuk kebutuhan utilitas lainnya, pabrik ini memerlukan 62,63 m3 air/hari yang akan disuplai dari sungai dan hasil recycle air limbah yang dihasilkan dari unit proses. Untuk menjalankan produksi, pabrik ini memerlukan modal tetap sebesar $150.795.600,60 atau Rp2.337.331.809.300 dan modal kerja sebesar $195.096.036,22 atau Rp1.252.559.497.790. Berdasarkan prosesnya, pabrik ini tergolong low risk dengan nilai ROIa sebesar 10,56% dan POTa selama 5,89 tahun. Berdasarkan nilai-nilai diatas, dapat disimpulkan bahwa pabrik ini menarik secara ekonomi dan layak untuk dikaji lebih lanjut.
This Rare Earth Element Plant from Fly
Ash of PLTU is designed to process 500,000 tons of fly ash per year.
The plant will be established in Muara Enim Regency, South
Sumatra Province, near the Sumsel 8 Mine Mouth
PLTU, which produces
1,500,000 tons of fly ash per year. The plant is designed to
operate continuously for 330 days/year and 24 hours/day.
To obtain the product, fly ash needs to
be dissolved through a leaching process using 3M hydrochloric acid (HCl)
solution at 60? continuously in a stirred flow reactor with a residence time of
2.5 hours. After that, part of the leachate solution that still contains
undissolved solids is separated through
a sedimentation process
in a thickener and filtration in a disc vacuum filter. The leachate that has been separated
from its solids proceeds to the next process to precipitate rare earth elements
and other valuable metals, while the remaining fly ash solids are dried to become
a geopolymer mixture.
The remaining leachate
solution is mixed with oxalic acid (H2C2O4) solution to
precipitate rare earth elements, forming rare earth elements oxalate
solids (REE2-(C2O4)3). These
solids are separated
through sedimentation in a
thickener and filtration in a disc vacuum filter. After
that, the remaining solution from the previous precipitation process is precipitated
with Ammonium Hydroxide (NH4OH) to precipitate valuable metals such as Titanium, Iron, and Aluminum, which
are present in high concentrations in the solution. Precipitation is done at
different pH levels, successively for Titanium, Iron, and Aluminum at 2.5, 3.5,
and 6, respectively. Each solid is separated by sedimentation and filtration,
then dried, and stored in a silo as a product.
This plant is planned to be established
in Muara Enim Regency, South Sumatra. The plant requires an electricity capacity of 5.2 MW, which will be supplied directly
by the Sumsel 8 Mine Mouth
PLTU. For other
utility needs, the plant requires 62.63 m3 of water/day, which will be supplied
from the river and the recycled wastewater produced from the unit process.
To run production, the plant requires fixed capital of $150,795,600.60
or Rp2,337,331,809,300 and working capital of $195,096,036.22 or
Rp1,252,559,497,790. Based on its process, this plant is categorized as low risk with an ROI of 10.56% and a POT of 5.89 years. Based on the above
values, it can be concluded that this plant is economically attractive and
feasible for further study.
Kata Kunci : Fly Ash, Logam Tanah Jarang