Pengaruh Variasi Laju Alir Gas NH3 Dan Waktu Tahan Pada Proses Reduksi Bijih Nikel Lateritik Dalam Upaya Mencapai Decarbonized Society

Balbeid, Rushdan Helmi (2025) Pengaruh Variasi Laju Alir Gas NH3 Dan Waktu Tahan Pada Proses Reduksi Bijih Nikel Lateritik Dalam Upaya Mencapai Decarbonized Society. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5011211133-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (7MB) | Request a copy

Abstract

Industri nikel global memiliki peran penting dalam mendukung infrastruktur modern, terutama melalui produksi stainless steel yang mengonsumsi sekitar 65% dari total produksi nikel. Indonesia memiliki posisi strategis dalam industri nikel global sebagai pemilik cadangan nikel dan produsen nikel terbesar di dunia, memiliki sekitar 21 juta ton cadangan nikel atau setara dengan 23% dari total cadangan nikel dunia. Kegiatan pertambangan dan pengolahan bijih nikel menjadi feronikel menyebabkan emisi gas CO₂ dalam jumlah besar. Pengurangan emisi karbon dari industri feronikel menjadi urgensi global dalam mendukung transisi energi dan pengendalian perubahan iklim. Untuk mengatasi hal ini, dilakukannya penelitian reduksi bijih nikel laterit dengan gas amonia (NH₃) sebagai pengganti reduktan berbasis karbon. Meskipun demikian, penelitian terkait reduksi bijih nikel laterit menggunakan gas NH₃ masih baru. NH₃ merupakan gas reduktan yang dapat diproduksi dengan harga murah, diangkut secara efisien, dan dapat diubah secara langsung untuk menghasilkan H₂. Waktu dan laju alir gas NH₃, merupakan parameter operasi yang memiliki peran penting dalam keberhasilan reduksi bijih nikel. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh laju alir gas NH₃ dan waktu pada saat proses reduksi bijih nikel laterit menggunakan gas NH₃. Pada penelitian ini, proses reduksi dilakukan dalam tube furnace menggunakan sampel bijih nikel laterit yang telah di briket. Gas NH₃ akan dialirkan masuk ke dalam furnace untuk mereduksi sampel. Variasi yang digunakan yaitu, variasi waktu tahan 30, 60, 120, dan 180 menit, dan variasi laju alir 0,1, 0,2, 0,3, dan 0,4 L/menit. Semua eksperimen dilakukan pada temperatur 900℃. Setelah di reduksi, derajat reduksi dihitung dan akan dilakukan pengujian X-Ray Diffractometer (XRD), Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS), dan Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX) untuk mempelajari lebih dalam fenomena yang terjadi. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa pada variasi waktu tahan 60 menit dengan laju alir 0,2 L/min pada temperatur 900oC, derajat reduksi yang diperoleh sebesar 74,42%. Variasi tersebut merupakan yang optimal sehingga peningkatan laju alir serta waktu tahan tidak merubah derajat reduksinya secara signifikan. Selain itu, perolehan feronikel telah didapat pada variasi tersebut dan menunjukkan morfologi permukaan yang lebih padat serta aglomerat yang menyatu. Proses reduksi bijih nikel laterit menggunakan gas NH₃ diperoleh emisi CO₂ sebesar 5,13 kg CO₂-eq/kg FeNi melalui perhitungan mass dan energy balance.
====================================================================================================================================
The global nickel industry plays a vital role in supporting modern infrastructure, particularly through the production of stainless steel, which accounts for approximately 65% of total nickel consumption. Indonesia holds a strategic position in the global nickel sector as both the world’s largest nickel reserve holder and producer, with around 21 million tons of reserves, equivalent to 23% of the world’s total. However, mining and processing nickel ore into ferronickel generate significant CO₂ emissions. Reducing carbon emissions from the ferronickel industry has become a global urgency to support energy transition and climate change mitigation efforts. To address this issue, research has been conducted on the reduction of laterite nickel ore using ammonia gas (NH₃) as an alternative to carbon-based reductants. Nevertheless, studies on laterite ore reduction using NH₃ gas remain relatively new. NH₃ is a reductant gas that can be produced at low cost, transported efficiently, and directly converted to generate H₂. The flow rate and holding time of NH₃ gas are key operational parameters that significantly influence the success of the reduction process. This study aims to analyze the effect of NH₃ gas flow rate and holding time on the reduction of laterite nickel ore. The reduction process was carried out in a tube furnace using briquetted laterite ore samples. NH₃ gas was introduced into the furnace to reduce the samples. The variables used included holding time of 30, 60, 120, and 180 minutes, and gas flow rates of 0,1, 0,2, 0,3, and 0,4 L/min. All experiments were conducted at a temperature of 900°C. After reduction, the degree of reduction was calculated, and characterization was conducted using X-Ray Diffractometry (XRD), Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS), and Scanning Electron Microscope–Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX) to further investigate the transformation phenomena. The results showed that the highest degree of reduction, 74,42%, was achieved at 900°C with a holding time of 60 minutes and a gas flow rate of 0.2 L/min. This condition was found to be optimal, as further increases in flow rate or holding time did not significantly improve the reduction degree. In addition, ferronickel formation was observed under these conditions, displaying a denser surface morphology and well-formed agglomerates. The reduction process using NH₃ gas produced a CO₂ emission of 5,13 kg CO₂-eq/kg FeNi based on mass and energy balance calculations.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Amonia, Feronikel, Laju Alir, Reduksi, Temperatur, Waktu, Ammonia, Ferronickel, Flow Rates, Reduction, Temperature, Time
Subjects:	Q Science > QC Physics > QC912.3 Greenhouse gases T Technology > TN Mining engineering. Metallurgy > TN799.N6 Nickel--Metallurgy
Depositing User:	Rushdan Helmi Balbeid
Date Deposited:	31 Jul 2025 03:27
Last Modified:	31 Jul 2025 03:27
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/124752

Actions (login required)

View Item