Recovery Dysprosium (Dy) dan Samarium (Sm) dari Magnetic Coal Fly ash Dengan Proses Leaching Asam Sebagai Kandidat Bahan Baku Batang Kendali Reaktor

NUR ATIKA SALSABILAH, Dr. Widya Rosita, S.T., M.T., IPU. ; Dr.-Ing. Ir. Kusnanto

2024 | Skripsi | TEKNIK NUKLIR

Batu bara adalah salah satu sumber energi fosil yang penting untuk memenuhi kebutuhan energi primer. Pembakaran batu bara akan menghasilkan residu pembakaran limbah abu batu bara berupa coal fly ash (CFA). CFA merupakan sumber daya potensial untuk ekstraksi rare earth elements (REE) dari sumber sekunder. REE banyak digunakan pada sektor industri, seperti pemanfaatan unsur Dy dan Sm sebagai bahan baku batang kendali pada industri nuklir.

Proses recovery unsur Dy dan Sm ini dilakukan dengan proses leaching menggunakan larutan CH₃COOH  dan HCl dari sampel magnetic CFA yang berasal dari PLTU Indramayu berukuran lolos 400 Mesh. Variasi yang digunakan dalam proses leaching asam adalah pH (2-5.7), suhu (43-77^oC), dan waktu (69-321) sesuai dengan hasil Design of Experiments (DOE). Analisis kadar Dy dan Sm dilakukan menggunakan Inductively Copled Plasma-Optivvcal Emission Spectometry (ICP-OES) untuk mengevaluasi recovery proses leaching dalam melarutkan unsur Dy dan Sm.

Kondisi optimal proses leaching dicapai dengan menggunakan larutan CH₃COOH pada pH 2, suhu reaksi 77°C, dan waktu reaksi selama 321 menit. Pada proses recovery Dy dan Sm, diperoleh bahwa larutan CH₃COOH  memiliki kemampuan recovery yang baik jika dibandingkan dengan HCl. Pada proses leaching semakin rendah pH, tinggi suhu proses, dan lama waktu leaching maka hasil recovery Dy dan Sm akan semakin baik. 

Coal is one of the important sources of fossil energy to meet primary energy needs. Coal burning will produce coal ash waste combustion residue in the form of coal fly ash (CFA). CFA is a potential resource for the extraction  of rare earth elements (REE) from secondary sources. REE is widely used in the industrial sector, such as the use of Dy and Sm elements as raw materials for control rods in the nuclear industry.

The recovery process of  Dy and Sm elements is carried out by leaching using  CH₃COOH and HCl solutions from CFA magnetic  samples from the Indramayu PLTU measuring 400 mesh. The variations used in  the acid leaching process  are pH (2-5.7), temperature (43-77^oC), and time (69-321) according to the results of Design of Experiments (DOE). Analysis of Dy and Sm levels was carried out using Inductively Copled Plasma-Optivvcal Emission Spectometry (ICP-OES) to evaluate  the recovery of the leaching process  in dissolving Dy and Sm  elements.The optimal conditions  of the leaching process  were achieved by using a CH₃COOH solution at pH 2, a reaction temperature of 77°C, and a reaction time of 321 minutes. In the  recovery process  of Dy and Sm, it was obtained that the solution CH₃COOH has  good recovery  ability when compared to HCl. In the leaching process, the lower the pH, the higher the process temperature, and the length of leaching time, the better the recovery results  of Dy and Sm will be. 

Kata Kunci : Rare earth elements, Magnetic coal fly ash, Leaching, Recovery