Analisis Pengaruh Penambahan Na2SO4 Terhadap Proses Reduksi Bijih Nikel Lateritik Menggunakan Gas NH3 untuk Mewujudkan Decarbonized Society

Kusmayadi, Ramadhewi Tara Nur (2024) Analisis Pengaruh Penambahan Na2SO4 Terhadap Proses Reduksi Bijih Nikel Lateritik Menggunakan Gas NH3 untuk Mewujudkan Decarbonized Society. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5011201049-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2026. Download (27MB) | Request a copy

Abstract

Proses peleburan bijih nikel menggunakan zat pereduksi karbon menghasilkan emisi CO2 yang tinggi sehingga menimbulkan isu lingkungan seperti global warming. Untuk mengatasi masalah ini, digunakan alternatif zat pereduksi pengganti karbon yang lebih ramah lingkungan seperti hidrogen. Amonia sebagai hydrogen carrier merupakan salah satu kandidat alternatif pengganti karbon yang menjanjikan untuk menerapkan reduksi bijih nikel laterit berbasis hidrogen untuk mengurangi emisi CO2. Gas amonia (NH3) akan berperan sebagai zat pereduksi. Di sisi lain, bijih nikel laterit yang digunakan pada penelitian ini merupakan bijih nikel laterit limonit yang memiliki kadar nikel yang sangat rendah, yaitu 1,31%. Sehingga digunakanlah natrium sulfat (Na2SO4) untuk meningkatkan proses reduksi bijih nikel lateritik. Sampel yang digunakan dalam penelitian ini merupakan campuran bijih nikel laterit dengan Na2SO4 yang akan direduksi pada temperatur 900°C selama 4 jam dengan variasi penambahan Na2SO4 sebanyak 0, 5, 10, 15, dan 20% berat. Perhitungan derajat reduksi, pengujian XRD, ICP, dan SEM-EDX digunakan untuk mengetahui kadar, mineralogi, serta morfologi dari produk. Dari hasil penelitian diperoleh hasil bahwa penambahan Na2SO4 dapat meningkatkan derajat reduksi yang dihasilkan. Meningkatnya derajat reduksi ini disebabkan karena penambahan Na2SO4 dapat meningkatkan kinetika reduksi dan aktivitas katalitik dari proses reduksi. Derajat reduksi yang dihasilkan pada penambahan 0, 5, 10, 15, dan 20 wt% Na2SO4 adalah 51,9%; 51,6%; 60%; 82,8%; dan 71,9% secara berurutan. Penambahan Na2SO4 juga bermanfaat untuk meningkatkan reduksi nikel laterit serta meningkatkan kandungan dan laju perolehan nikel dengan cara membentuk fasa troilit (FeS) yang akan mengikat besi (Fe) sehingga akan meningkatkan perolehan nikel (Ni). Fasa Troilit (FeS) juga bermanfaat bagi pertumbuhan partikel logam feronikel untuk membentuk partikel yang lebih besar. Selain itu, Na2SO4 juga berfungsi untuk merubah sifat partikel dengan cara menurunkan melting point dari slag sehingga slag akan dengan mudah dan cepat memisahkan diri dari logamnya sehingga dapat memfasilitasi feronikel untuk berikatan. Terakhir, proses reduksi bijih nikel lateritik menggunakan gas NH3 menghasilkan emisi CO2 sebesar 5,09 kg CO2-eq/kg FeNi (tahap reduksi). Sebagai perbandingan, emisi CO2 dari industri feronikel yang ada saat ini ialah sekitar 9,3 - 12,6 kg CO2-eq/kg FeNi (tahap mining hingga refining).
==============================================================================================================================
The smelting process to produce nickel using carbon-reducing agents produces high CO2 emissions, giving rise to environmental issues such as global warming. To overcome this problem, alternative carbon-reducing agents that are more environmentally friendly, such as hydrogen, are used. Ammonia as a hydrogen carrier is one of the promising alternative carbon replacement candidates for implementing hydrogen-based nickel laterite reduction to reduce CO2 emissions. Ammonia (NH3) gas will act as a reducing agent. On the other hand, the laterite nickel ore used in this research is limonite laterite nickel ore, which has a very low nickel content, namely 1.31%. So, sodium sulfate (Na2SO4) is used to improve the reduction process of lateritic nickel ore. The sample used in this research is a mixture of nickel laterite ore and Na2SO4, which will be reduced at a temperature of 900°C for 4 hours with variations in the addition of Na2SO4 of 0, 5, 10, 15, and 20 wt%. Calculation of the degree of reduction, XRD, ICP, and SEM-EDX testing are used to determine the grade, mineralogy, and morphology of the product. From the research results, it was found that the addition of Na2SO4 could increase the degree of reduction. The increase in the degree of reduction is due to the addition of Na2SO4, which can increase the reduction kinetics and catalytic activity of the reduction process. The degree of reduction resulting from the addition of 0, 5, 10, 15, and 20 wt% Na2SO4 was 51.9%; 51.6%; 60%; 82.8%; and 71.9%, respectively. The addition of Na2SO4 is also useful for increasing the reduction of nickel laterite and increasing the nickel content and recovery rate by forming a troilite (FeS) phase, which will bind iron (Fe), thereby increasing nickel (Ni) recovery. The troilite (FeS) phase is also beneficial for the growth of ferronickel metal particles to form larger particles. Apart from that, Na2SO4 also functions to change the nature of the particles by lowering the melting point of the slag so that the slag will easily and quickly separate from the metal so that it can facilitate ferronickel bonding. Finally, the reduction process of lateritic nickel ore using NH3 has CO2 emissions of 5.09 kg CO2-eq/kg FeNi (reduction stage). In comparison, CO2 emissions from the existing ferronickel industry are around 9.3 - 12.6 kg CO2-eq/kg FeNi (mining to refining stage).

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Ammonia, CO2, Laterite Nickel Ore, Na2SO4, Pyrometallurgy, Amonia, Bijih Nikel Laterit, Pirometalurgi
Subjects:	T Technology > TN Mining engineering. Metallurgy > TN799.N6 Nickel--Metallurgy
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Ramadhewi Tara Nur Kusmayadi
Date Deposited:	04 Sep 2024 02:45
Last Modified:	04 Sep 2024 02:45
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/110613

Actions (login required)

View Item