Ekstraksi Simultan Logam Tanah Jarang Pada Lumpur Sidoarjo Melalui Metode Pirohidrometalurgi

Ningsih, Erlinda (2025) Ekstraksi Simultan Logam Tanah Jarang Pada Lumpur Sidoarjo Melalui Metode Pirohidrometalurgi. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 7008211005-Doctoral.pdf Restricted to Repository staff only Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Semburan lumpur Sidoarjo (LUSI) yang terjadi sejak tanggal 29 Mei 2006 merupakan fenomena semburan lumpur yang awal kemunculannya volume semburan mencapai 100.000 – 120.000 m3 /hari dengan kandungan padatan 35% dan temperatur mencapai 100oC. LUSI secara geologis terletak pada cekungan sedimen belakang busur vulkanik dan sebuah sistem endapan epitermal sulfida rendah (low ephitermal sulfide) yang memiliki potensi pengayaan mineral ekonomis. Menurut teori sistem hidrotermal low sulphide mineral yang terkandung diantaranya timbal, zink, mangan, perak, cadmium, antimon, emas, selenium, dan raksa. Logam tanah jarang merupakan mineral yang terkandung dalam LUSI. Beberapa tahun belakang ini, logam tanah jarang dianggap sebagai mineral yang memiliki permintaan tinggi tetapi ketersediaannya yang menipis. Logam tanah jarang dapat berperan dalam sektor industri teknologi canggih dan mengalami peningkatan permintaan setiap tahun. Teknologi recovery logam tanah jarang telah dilakukan yang bersumber dari magnet permanen, baterai hidrida logam nikel dan lampu neon untuk menunjang pemasokan. Tujuan dari penelitian ini adalah menemukan kondisi terbaik dari ekstraksi simultan logam tanah jarang Cerium dan Lantanum pada LUSI melalui metode hidrometalurgi dan piro hidrometalurgi dengan teknik desain eksperimen. Metode hidrometalurgi terdisi dari pelindian asam dan ekstraksi pelarut, sedangkan metode pirometalurgi terdiri dari fusi alkali, pelindian air, pelindian asam dan ekstraksi pelarut. Adapun variabel yang digunakan untuk proses fusi alkali diantaranya temperatur fusi alkali, waktu fusi alkali, jenis alkali termodifikasi, ratio massa antara LUSI dan alkali termodifikasi. Sedangkan untuk proses pelindian asam variabelnya diantaranya temperatur pelindian, waktu pelindian, jenis asam kuat (H2SO4, HNO3, asam nitrat, asam laktat), ratio padatan liquid S/L, kecepatan pengadukan, konsentrasi asam kuat, dan waktu pelindian asam. Berdasarkan hasil penelitian didapatkan untuk proses fusi alkali fasa alkali NaOH-Na2CO3 padatan, temperatur 500oC, ratio S/S 1:2 (w/w) selama 2 jam berdasarkan ratio S/N. Pada proses pelindian air yang dilakukan setelah fusi alkali didapatkan parameter terbaik yaitu temperatur 30 oC, ratio S/L 3:1 (w/v), kecepatan pengadukan 300 rpm, selama 2 jam sebesar dengan persen removal Si sebesar 95,84 %. Untuk proses pelindian asam didapatkan konsentrasi asam 0,9 M, jenis asam yaitu H2SO4, waktu pelindian 2 jam, kecepatan pengadukan 600 rpm, ukuran partikel 200 mesh, ratio S/L 1:10 (w/v), dan temperatur 90 oC dengan persen pelindiannya masing-masing sebesar adalah 52,91% dan 62% untuk Ce dan La dengan metode hidrometalurgi dan 48,76% dan 57,71% untuk Ce dan La dengan metode pirohidrometalurgi. Pada proses ekstraksi pelarut didapatkan ratio 1:4(v/v), waktu ekstraksi 30 menit, konsentrasi pelarut 2 M, jenis diluen kerosene, dan kecepatan pengadukan 300 rpm dengan persen ekstraksi masing-masing sebesar 10,79% dan 17,83% untuk Ce dan La dengan metode hidrometalurgi dan 35,97% dan 40,85% untuk Ce dan La dengan metode pirohidrometalurgi. Model kinetika untuk proses pelindian asam baik metode hidrometalurgi dan pirohidrometalurgi untuk logam Ce dan La dari lumpur Sidoarjo mengikuti Shrinking Core Model dengan pengotrolnya adalah transfer antarfacial dan kontrol difusi dengan ditunjukkan nilai keofisien korelasi (R2 ) mendekati satu (>0,99).
=======================================================================================================================================
The Sidoarjo mudflow (LUSI) that occurred since May 29, 2006 is a mudflow phenomenon that initially had a volume of 100,000 - 120,000 m3 / day with a solids content of 35% and a temperature of 100oC. LUSI is geologically located in a sedimentary basin behind a volcanic arc and a low epithermal sulfide deposit system that has the potential for economic mineral enrichment. According to the theory of the low sulphide hydrothermal system, the minerals contained include lead, zinc, manganese, silver, cadmium, antimony, gold, selenium, and mercury. Rare earth metals are minerals contained in the lusi. In recent years, rare earth metals have been considered as minerals that have high demand but are depleted in availability. Rare earth metals can play a role in the high-tech industrial sector and experience increasing demand every year. Rare earth metal recovery technology has been carried out which is sourced from permanent magnets, nickel metal hydride batteries and neon lights to support supply. The purpose of this study was to find the best conditions for simultaneous extraction of rare earth metals Cerium and Lanthanum in Sidoarjo mud through hydrometallurgical and pyrohydrometallurgical methods with experimental design techniques. The variables used for the alkali fusion process include alkali fusion temperature, alkali fusion time, type of modified alkali, mass ratio between warp and modified alkali. While for the leaching process the variables include leaching temperature, leaching time, type of strong acid (H2SO4, HNO3, Nitric acid, Lactic acid), solid liquid ratio S/L, stirring speed, strong acid concentration, and acid leaching time. Based on the research results obtained for the alkali fusion process of the alkali phase of solid NaOH-Na2CO3, temperature 500oC, S/S ratio 1:2 (w/w) for 2 hours with a Si removal percentage of 96.22%. The best parameters in the water leaching process at a temperature of 30oC, S/L ratio 3:1 (w/v), stirring speed 300 rpm, for 2 hours amounted to a Si removal percentage of 95.84%. For the acid leaching process, the acid concentration was 0.9 M, the type of acid was H2SO4, the leaching time was 2 hours, the stirring speed was 600 rpm, the particle size was 200 mesh, the S/L ratio was 1:10 (w/v), and the temperature was 90oC with the leaching percentages of 52.91% and 62% respectively for Ce and La with the hydrometallurgical method and 48.76% and 57.71% for Ce and La with the pyrohydrometallurgical method. Meanwhile, for the solvent extraction process, the ratio was 1:4 (v/v), the extraction time was 30 minutes, the solvent concentration was 2 M, the type of diluent was kerosene, and the stirring speed was 300 rpm with the extraction percentages of 10.79% and 17.83% respectively for Ce and La with the hydrometallurgical method and 35.97% and 40.85% for Ce and La with the pyrohydrometallurgical method. The kinetic model for the acid leaching process using both hydrometallurgical and pyrohydrometallurgical methods for Ce and La metals from Sidoarjo mud follows the Shrinking Core Model with the controller being interfacial transfer and diffusion control as shown by the correlation coefficient (R2) value approaching one (>0.99).

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	ekstraksi, simultan, logam tanah jarang, lumpur sidoarjo, pirohidrometalurgi, simultan extraction, rare earth metals, sidoarjo mud, pyrohydrometallurgy
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	Erlinda Ningsih
Date Deposited:	26 Aug 2026 03:44
Last Modified:	26 Aug 2026 03:44
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/128113

Actions (login required)

View Item