Kelompok 8-PGM

(1)

Pemrosesan Logam Grup Platinum (PGM)

Disusun untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah

TK4046 Dasar-Dasar Metalurgi Proses

Disusun oleh

Agnes

Agnes Afikah Afikah 1301407113014071

Afiana

Afiana Suroto Suroto 1301407413014074

Pebriani 13014102

Abdullah

Abdullah bin bin Makruf Makruf Syammach Syammach 1301411213014112

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

BANDUNG

2016

(2)

Abstrak Abstrak

Platinum Group Metals (PGM) terdiri dari Platinum, Palladium, Rhodium, Iridium, Osmium, dan Ruthenium.PGM banyak ditemui di Afrika Selatan, Russia, Zimbabwe dan Amerika Utara. Karena kelimpahannya yang sangat kecil di alam, biaya yang dibutuhkan untuk memroduksi PGM sangat tinggi, sehingga nilai ekonomis PGMpun sangat tinggi. Platinum, Palladium dan Rhodium merupakan ketiga logam yang paling banyak diproduksi karena nilai ekonomisnya yang lebih tinggi dibandingkan dengan ketiga logam PGM lainnya. Secara garis besar, aplikasi PGM yaitu sebagai autokatalis untuk pengontrolan emisi gas kendaraan bermotor. Proses produksi PGM dilakukan dengan mereduksi ukuran(communition), flotasi, hidrometalurgi atau pirometalurgi, dan recovery. Namun, pada proses pirometalurgi, PGM yang terbentuk hanya beruopa matte dan dibutuhkan pemurnian lebih lanjut melalui elektrometalurgi dan hidrometalurgi. Hasil akhir dari pemrosesan berupa padatan logam murni PGM dengan kemurnian yang

tinggi.

Kata kunci: Platinum Group Metals, Flotasi, hidrometalurgi, pirometalurgi, recovery

A.

A. LATAR BELAKANGLATAR BELAKANG

Platinum Group Metals (PGM) terdiri dari enam macam logam berwarna silver, yaitu platinum, palladium, rodium, ruthenium, iridium dan osmium. PGM berada bersama di alam bersama dengan nikel dan tembaga. Keenam logam tersebut diproduksi dari bijih yang sama. PGM termasuk logam yang langka dengan produksi tiap tahunnya berkisar 400ton. Platinum, palladium dan rhodium memiliki nilai ekonomis yang lebih tinggi dibandingkan dengan keempat logam lainnya. Sehingga, ruthenium, iridium dan osmimum merupakan produk sampingan dari proses produksi PGM. Sekitar 58 % produksi PGM dunia berada di Afrika Selatan (Chamber of Mines of South Africa, 2012). 26% berada di Russia dan sisanya sebagian besar di Zimbabwe dan Amerika Utara. Sebagian besar proses produksinya merupakan product pertambangan nikel. (International Platinum Group Metals Association)

Gambar A.1

Gambar A.1 Persebaran Platinum Group Metals di Dunia

!"#$%& ()*&+&, -./ 012$& 34/ !5)#$%& 6+&#& 7/ 8$59&9:) -/ ;&$,,<&3/

(3)

Gambar A.2

Gambar A.2 Produksi PGM di Berbagai Negara Pada Tahun 2011 Sumber : Primary Production of Platinum Group Metals IPA

Produksi logam-logam grup platinum membutuhkan proses yang kompleks dengan biaya yang sangat besar. Komposisi logam yang sangat rendah dalam

bijihnya juga membuat biaya produksi logam sangat tinggi. Sebagai contoh, di Afrika Selatan, bijih yang mengandung PGM mengandung antara 2 – 6 gram per ton. Pada umumnya, dibutuhkan waktu hingga 6 bulan untuk memproduksi 10 ons (31,1035 gram) platinum dari 10 – 40 ton bijihnya. Hal ini menyebabkan PGM memiliki nilai ekonomis yang sangat tinggi. Berdasarkan Engelhard Industrial Bullion Prices , harga logam-logam grup platinum yang ditinjau pada tanggal 15

April 2016 di New York, per tr.Oz-nya (31.1034768 g) adalah sebagai berikut:

Tabel A.1

Tabel A.1 Harga PGM (USD per tr. Oz)

No. Logam Harga pertr.Oz (USD)

1. Platinum 989 2. Palladium 573 3. Rhodium 750 4. Iridium 525 5. Ruthenium 42 6. Osmium 400

(4)

Secara garis besar, PGM banyak diaplikasikan sebagai autokatalis pada kendaraan bermotor dan mesin-mesin untuk mengontrol emisi gas. Autokatalis mengkonversi 90% gas-gas berbahaya bagi lingkungan, seperti HCl, CO dan NOx dari mesin berbahan bakar menjadi CO2 dan uap air. Pada tahun 2010, penggunaan PGM untuk autokatalis sebesar 51% dari total kebutuhan PGM di dunia.

Gambar A.3

Gambar A.3 Aplikasi PGM Sumber : International PGM Association

B.

B. PROPERTI LOGAM GRUP PLATINUMPROPERTI LOGAM GRUP PLATINUM B.1.

B.1.PlatinumPlatinum

Platinum merupakan logam putih berkilau dan merupakan logam yang paling padat (dense) dibandingkan logam-logam lain (11% lebih padat dibandingkan dengan emas). Karakteristik platinum memiliki berbagai macam kelebihan yang menyebabkan platinum bernilai ekonomis tinggi dan banyak diaplikasikan diberbagai bidang. Platinum memiliki titik leleh yang tinggi dan resistansi korosi yang besar. Selain itu, platinum dapat mencegah pertumbuhan sel kanker. Hal ini menyebabkan platinum merupakan komponen penting dalam berbagai aplikasi medis. Platinum sangat baik untuk digunakan sebagai katalis oksidasi. Karakteristik ini menyebabkan platinum dapat mereduksi produksi polusi udara dan gas-kontributor efek rumah kaca dari kendaraan bermotor. Sehingga, platinum memberikan kontribusi yang besar terhadap kelestarian alam. Platinum juga merupakan logam yang tahan akan kerusakan karena gesekan ataupun bahan kimia dan mudah didaur ulang. Oleh sebab itu, benda yang mengandung platinum akan bersifat lebih kuat dan tahan lama.

(5)

Karakteristik platinum, antara lain:

•konduktivitas elektrik = 0,0966 x 106 cm-1Ohm-1

•densitas = 21,45 g/cm3

•tingkat kekerasan ( Brinell value) = 392 MN.m-2

•titik leleh = 1772 °C

•nomor atom = 78

•massa molekular = 195,08 g/mol

•konduktivitas termal = 73 watts/m. °C •kekuatan tarik (annealed) = 14 kg/mm 2

B.2.

B.2.PalladiumPalladium

Seperti platinum, palladium berbentuk fisik putih dan berkilau. Palladium memiliki titik leleh dan densitas yang paling rendah dibandingkan dengan logam-logam group platinum (PGM) lainnya. Namun, titik lelehnya masih jauh lebih tinggi dibandingkan dengan logam-logam pada umumnya (4,5 kali lebih tinggi dibandingkan dengan timbal). Palladium stabil pada temperatur yang tinggi dan resistansi korosi yang baik. Palladium juga merupakan katalis oksidasi yang baik dan bersifat konduktif.

Palladium dapat menyerap hidrogen 900 kali dari volumenya dalam temperatur ruang. Hal ini menyebabkan palladium merupakan media penyimpanan dan pemurnian yang efisien dan aman untuk hidrogen. Palladium juga digunakan dalam proses-proses kimia yang memproduksi butadiena dan sikloheksana, bahan baku sintesis nilon dan karet. Sifat katalis palladium menyebabkannya menjadi bagian penting dalam catalytic converters dan unit purifikasi udara. Stabilitas kimia dan konduktivitas elektriknya membuat Palladium menjadi plating dalam komponen-komponen elektrik yang lebih efektif dan kuat dibandingkan dengan emas.

Karakteristik palladium, antara lain:

•konduktivitas elektrik = 0,0965 x 106cm-1 Ohm-1

•tingkat kekerasan ( Brinell value) = 37,3 MN m-2

(6)

•nomor atom = 46

•konduktivitas termal = 76 W/m.°C

•kekuatan tarik (annealed) =17 kg/mm2 B.3.

B.3.RhodiumRhodium

Rhodium memiliki warna abu-abu dan dikenal sebagai logam yang sangat keras dan resistansi korosinya yang sangat tinggi. Rhodium juga memiliki sifat yang baik sebagai katalis, seperti platinum dan palladium. Rhodium dan platinum digunakan sebagai katalis pada produksi asam nitrat. Dalam pengontrolan emisi gas pada kendaraan, katalis yang mengandung rhodium merupakan hal utama yang dibutuhkan dikarenakan aktivitas dan selektivitasnya yang sangat baik. Pada saat ini, katalis tiga arah untuk mesin-mesin berbahan bakar minyak untuk mengkatalis reduksi nitrogen oksida menjadi nitrogen. Rhodium memiliki titik leleh dan stabilitas temperatur yang tinggi, juga resistansi korosi yang baik. Hal ini menyebabkan rhodium banyak digunakan pada proses-proses industrial seperti pada proses produksi fibre glass. Kekuatan rhodium menyebabkannya menjadi agen alloy yang baik untuk menguatkan platinum.

Properti rhodium, antara lain:

•konduktivitas elektrik = 0,211 x 106cm-1 Ohm-1

•tingkat kekerasan ( Brinell value) = 1100 MN.m-2

•

nomor atom = 45

•konduktivitas termal = 150 W/m. °C

(7)

B.4. B.4.IridiumIridium

Iridium merupakan logam yang paling langka dengan resistansi korosi paling tinggi dibandingkan dengan kelima logam grup platinum lainnya. Iridium dalam alam berwarna putih kekuningan. Meskipun rapuh, iridium sangat keras, empat kali dari platinum. Titik leleh, stabilitas termal dan resistansi korosi yang tinggi pada iridium menyebabkan logam ini banyak digunakan pada unit-unit bertempartur tinggi, contohnya dalam proses pembentukan kristal untuk teknologi laser. Secara biologis, iridium banyak diaplikasikan dalam bidang operasi medis. Iridium digunakan dalam teknologi medis untuk melawan kanker, penyakit Parkinson, penyakit hati, bahkan tuli dan kebutaan. Iridium juga membuat perhiasan semakin kuat. Iridium juga diaplikasikan pada proses produksi klorida dan sodium hidroksida.

Properti iridium antara lain :

•konduktivitas elektrik = 0,197 x 106 cm-1 Ohm-1

•

tingkat kekerasan ( Brinell value) = 1670 MN m -2

•nomor atom = 77

•konduktivitas termal = 148 W/m. °C

•kekuatan tarik (annealed ) = 112kg/mm2 B.5.

B.5.RutheniumRuthenium

Ruthenium murni adalah metal berwarna putih yang jarang digunakan. Ruthenium tetap keras dan rapuh meskipun pada temperatur tinggi, sekitar 1500°C. Ruthenium berfungsi sebagai penambah pada platinum dan palladium untuk meningkatkan tingkat kekerasan pada beberapaalloy perhiasan dan untuk meningkatkan resistansi abrasi dalam permukaan kontak elektrik. Dalam industri elektronik dan kimia, ruthenium memiliki peran penting karena sifat elektrik dan elektrokimia, sifat dan aktivitas katalis, resistansi korosi yang baik dan kestabilannya dalam kondisi operasi yang bervariasi.

(8)

dalam resistor. Ruthenium juga digunakan dalam hard disc komputer untuk meningkatkan densitas dimana data disimpan. Kedepannya, kegunaan ruthenium dalamalloy untuk turbin pesawat akan membantu mereduksi efek CO2 dalam lingkungan udara penerbangan. Baru-baru ini, telah dikembangkan prototype ruthenium dengan titik leleh dan stabilitas termal yang tinggi akan meningkatkan efesiensi pembakaran bahan bakar pesawat. Dalam beberapa aplikasi, ruthenium juga dapat digunakan sebagai katalis pada teknologi konversi gas menjadi cair

dalam pembuatan bahan bakar sulphur-free berkualitas tinggi. Properti ruthenium antara lain:

• konduktivitas elektrik = 0,137 x 106 cm-1 Ohm-1

• densitas = 12,45 g/cm3

• tingkat kekerasan ( Brinell value) = 2160 MN m-2

• titik leleh = 2310 °C

• nomor atom = 44

• massa molekular = 101,7 g/mol

• konduktivitas termal = 105 W/m. °C

• kekuatan tarik (annealed ) = 165kg/mm2 B.6.

B.6.OsmiumOsmium

Osmium adalah logam yang paling padat dan paling keras dibandingkan dengan logam-logam grup platinum lainnya. Tingkat kekerasan osmium sepuluh kali lebih besar dibandingkan dengan platinum. Osmium juga memiliki titik leleh yang paling tinggi dibandingkan dengan PGM lainnya. Osmium banyak dijadikan kebentukalloy dengan logam platinum dan iridium. Osmium banyak digunakan dalam benda sehari-hari seperti ujung pulpen, stylus dan instrumen pivot. Seperti PGM lainnya, osmium merupakan katalis oksidasi yang sangat efisien. Secara khusus, osmium bentuk osmium tetraoksida diaplikasikan dalam bidang sains forensic untuk menandakan sidik jari dan DNA.

Properti osmium antara lain :

• konduktivitas elektrik = 0,109 x 106 cm-1 Ohm-1

• densitas = 22,61 g/cm3

(9)

• titik leleh = 3050 °C

• nomor atom = 76

• massa molekular = 190,3 g/mol

• konduktivitas termal = 87 W/m. °C

C.

C. COMMUNITION COMMUNITION DAN FLOTASI DAN FLOTASI C.1.

C.1. CommunitionCommunition

Sebelum diproses lebih lanjut, PGM Ore (UG2 Ore) harus terlebih dahulu direduksi ukurannya (communition). Tahapan pengecilan ukuran pada Platinum Group Metal :

• Crushing

Crushing merupakan tahap pertama dalam pengecilan ukuran untuk Platinum group metal setelah diambil dari alam. Terdapat 4 tahapan dalam proses peremukan ini, yaitu primary, secondary, tertiary, dan quaternary crushing . Proses keseluruhan peremukan ini menghasilkan ukuran akhir 3,2 mm.

• Grinding circuit

Setelah Platinum Group Metals mengalami crushing , hasil dari crushing ini akan di grinding menggunankan semi-autogeneous grinding (SAG) dan autogeneous grinding (AG). SAG merupakan alat untuk grinding yang media penggerusnya sebagian adalah bahan galian atau bijihnya sendiri. Sedangkan, AG bila penggerusnya adalah bahan galian sendiri. Hasil dari grinding ini adalah ukuran bijih menjadi kurang lebih 1 mm.

• Fine grinding

Fine grinding bertujuan untuk mengecilkan ukuran bijih hasil dari grinding circuit menjadi kurang dari 8 µm dengan dibantu oleh tower mills, stirred mills

C.2.

C.2. FlotatsiFlotatsi

Bijih UG-2 mengandung krom, alumunium dan senyawa-senyawa kompleks silika. UG2 ore tidak dapat diproses secara langsung jika komposisi krom, alumunium dan senyawa kompleks silika masih tinggi. Untuk krom, Bijih UG2

(10)

hanya dapat diproses jika komposisi krom maksimal sebesar 1,8%. Sedangkan, komposisi krom dalam dalam bijih UG2 pada umumnya sebesar 3-4%. Sehingga, proses flotasi dilakukan untuk menghilangkan senyawa kompleks silika, alumunium dan krom. Separasi bijih ini didasari pada mineralogy UG-2 yaitu terdapat mineral yang kaya akan PGM, bersamaan dengan krom (high grade) dan fraksi komposisi rendah PGM, kaya akan silica (low grade).

Flotasi dilakukan pada masing-masing aliran, baik aliran high grade, maupunlow grade, yang dihasilkan dari proses primary autogenous milling . Pada umumnya, sirkuit ini memiliki konfigurasi rougher/cleaner/re-cleaner konvensional. Flotasi aliranhigh grade dan low grade secara garis besar sama. =&51,> ?&@& &*$#&,!"#! #%&'(> @$*&%1%&, 5&2$,AB5&2$,A @1& %&*$ "*C+&2$ 9&$% ?&@& %)*#!(% > +,(&-(% > @&, %(.+,(&-(% . Reagen yang digunakan pada proses flotasi adalah sodium isobutil xanthate, sodium ditiofosfat, tembaga sulfat untuk mengaktivasi besi sulfida, poliglikol eter sebagai frother dan polimer berbasis CMC. Hasil dari flotasi merupakan froth PGM dan base metal

dalam bentuk sulfida, sulfur, Au dan Ag.

Gambar C.1

Gambar C.1Aliran Standar Separasi Bijih UG-2

(11)

D.

D. HIDROMETALURGIHIDROMETALURGI

Hidrometalurgi merupakan salah satu cabang tersendiri dari metalurgi. Proses hidrometalurgi adalah suatu proses yang menggunakan pemakaian suatu zat kimia yang cair untuk dapat melarutkan suatu partikel tertentu. Reaksi kimia yang dipilih biasanya yang sangat selektif. Artinya hanya metal yang diinginkan saja yang akan bereaksi (larut) dan kemudian dipisahkan dari material yang tidak diinginkan. Pelarut

yang digunakan dalam pengolahan hidrometalurgi dapat berupa asam atau senyawa pengompleks.

Hidrometalurgi memberikan beberapa keuntungan antara lain :

1. Bijih tidak harus dipekatkan, melainkan hanya harus dihancurkan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil.

2. Untuk bijih-bijih peringkat rendah (low grade), metode ini lebih efektif. 3. Suhu prosesnya relative lebih rendah.

4. Reagen yang digunakan relative murah dan mudah didapatkan.

5. Produk yang dihasilkan memiliki struktur nanometer dengan kemurnian yang

tinggi.

Untuk mengekstraksi kelompok logam platinum dengan proses hidrometalurgi, ada beberapa langkah yang dilakukan sebagai berikut.

/01232415 61567528327 987::;87 1<4=32415 0736>45? 813:245?

(12)

D.1.

D.1. Pressure O Pressure Oxidation Lxidation Leachingeaching

Dalam proses ini akan dihasilkan produk slurry yang mengandung base metal sulphates. Tujuan dari proses ini adalah untuk memisahkan platinum Group Metal dari base metal sulphates

D.2.

D.2. Roasting Roasting

Roasting merupakan proses yang untuk mereduksi pengotor atau bahan yang tidak diinginkan. Pada proses ini tujuannya untuk merubah platinum group metal menjadi bentuk yang dapat larut dalam HCl / Cl2

D.3.

D.3. HCl / Cl HCl / Cl 22 leaching. leaching.

Leaching adalah proses pelarutan selektif yang hanya logam-logam tertentu yang dapat larut. Pelarut akan melarutkan sebagian bahan padatan sehingga bahan terlarut yang diinginkan dapat diperoleh. Dan pada proses ini akan dihasilkan larutan yang masih mengandung platinum group metal. Pada proses ini, asam yang digunakan cukup pekat. Dan reaksi yang terjadi adalah :

3Pt + 18HCl + 4HNO3 3H2PtCl6 + 8H2O + 4NO

>6,@6, A 0736>

/402832415

67B75232415

(13)

D.4.

D.4.SementasiSementasi

Sementasi dilakukan dengan penambahan aluminium-powder / zinc powder (untuk menetralisasi asam yang berlebih). Residu dari proses sementasi ditreatment dengan cara aluminium tersebut dicuci kembali dengan asam klorida. Hasil sementasi diperoleh campiuran PGM yang disebut crude platinum.

E.

E. PIROMETALURGIPIROMETALURGI E.1.

E.1.Tipe Bijih yang Dapat Diolah di Afrika SelatanTipe Bijih yang Dapat Diolah di Afrika Selatan 1. Bijih Merensky Reef

Merensky Reef Ores mengandung sekitar 3% base-metal dalam bentuk mineral sulfida. Base metal Mineral sulfida tersebut diantaranya pyrrhotite atau sulfida besi (45%), pentlandite atau sulfida besi-nikel (32%), chalcopyrite atau sulfida tembaga-besi (16%), and pyrite atau sulfida besi (2 hingga 4%).

Mineral lain yang ada dalam bijih ini dan mengandung logam golongan Platinum adalah braggite(Pt,Pd,Ni)S, cooperate(PtS), laurite(RuS). Kandungan logam golongan platina dalam mineral ini yaitu sekitar 4-10 g/t. Sementara material ikutan(gangue) yang memiliki komposisi terbanyak adalah pyroxene, plagioclase feldspar,biotite.

2. Bijih UG2

Bijih ini mengandung kandungan utama berupa kromitit(60%), orthopyroxene, plagioclase. Dalam bijih UG2 ini juga mengandung mineral sulfida base-metal dalam bentuk penlandit atau sulfida besi-nikel,kalkopirie atau sulfida tembaga-besi,pirotit atau sulfida besi,pirit atau sulfida besi. Selain kandungan tersebut,terdapat juga logam golongan platinum dalam jumlah kecil yaitu sekitar 4,4 sampai 10,6 g/t.

E.2.

E.2.Proses Pengolahan denganProses Pengolahan dengan Smelting Smelting dan danConverting Converting 1. Proses Pengeringan Konsentrat paska prosescomminution

Proses pengeringan dapat dilakukan dengan pengeringan semprot atau pengeringan flash. Pengeringan semprot atau flash dilakukan dengan cara mengalirkan gas panas pada konsentrat yang akan dikeringkan. Pengeringan

(14)

dilakukan untuk mengurangi energi yang dibutuhkan untuk proses smelting . Selain itu,proses pengeringan juga dapat menghindari terjadinya ledakan pada furnace.

2. ProsesSmelting

Proses smelting dilakukan untuk membuang material ikutan(gangue) yang ada di dalam mineral. Material ikutan tersebut dibuang dalam bentuk oksida

dan silikat. Oksida dan silikat tersebut akan terbentuk dalam fasa slag. Saat umpan masuk smelter mulai meleleh, akan terbentuk dua fasa berbentuk cairan. Kedua fasa tersebut adalah fasa slag yang berisi silikat dan dan cairan yang mengandung banyak besi dengan densitas 2,7 hingga 3,3 g/cm3 sementara fasa yang lain adalah fasa lelehan yang berisi sulfida tembaga dan nikel,base-metal, dan logam berharga lainnya termasuk logam golongan platinum dengan densitas 4,8 hingga 5,3 g/cm3.

Terkadang dalam proses smelting banyak lelehan matte yang tercampur dalam fasa slag. Perlahan-lahan lelehan matte tersebut bergabung dengan

lelehan matte lainnya membentuk densitas yang lebih besar dan akhirnya masuk ke dalam fase lelehan. Laju perpindahan fasa lelehan matte tersebut bergantung pada viskositas fasa slag. Terkadang untuk mengurangi viskositas fasa slag ditambahkan fluks berupa batu kapur untuk mengurangi viskositas fasa slag tersebut. Proses smelting ini biasanya dilakukan pada suhu 1350o_C untuk bijih yang berasal dari Merensky Reef,sementara untuk bijih yang berasal dari UG2 biasanya proses dilakukan pada suhu 1600 oC. lelehan matte dan slag dikeluarkan dari furnace atau proses tapping dari arah yang berlawanan pada furnace.

Lelehan matte yang dihasilkan mengandung

nikel,tembaga,kobalt,besi,sulfur,dan logam golongan platinum. Sistem furnace yang digunakan yaitu dengan “Black Top”. Sistem tersebut adalah adanya konsentrasi material yang bersifat inert atau tidak mengalami proses smelting pada bagian atas fasa slag dan fasa lelehan. Tujuan sistem tersebut untuk

membatasi panas radiasi yang dipancarkan fasa lelehan dan fasa slag terhadap dinding furnace. Konsumsi energi listrik yang digunakan pada proses smelting ini sekitar 600 hingga 1100 kWh. Setelah melalui proses smelting , lelehan

(15)

matte diolah dalam suatu alat converter . Gambar berikut adalah electric arc furnace yang digunakan pada proses smelting tersebut:

Gambar E.1

Gambar E.1 Alatelectric arc furnace yang digunakan pada proses smelting

3. ProsesConverting

Selama proses konversi,udara dialirkan pada lelehan matte. Udara yang dialirkan tersebut berguna untuk mengoksidasi besi dan sulfur yang mengontaminasi lelehan matte. Converter yang umum digunakan adalah tipe Pierce-Smith. Tahapan pertama yang terjadi adalah proses oksidasi sulfida besi dan tembaga. Berikut adalah reaksi yang terjadi:

FeS + O2! FeO + SO₂ CuS + O2! CuO + SO₂ S + O2! SO2

Karena besi memiliki afinitas terhadap oksigen lebih besar dibanding tembaga,maka oksida tembaga akan kembali menjadi bentuk sulfida seperti semula dengan reaksi sebagai berikut:

CuO + FeS! CuS + FeO

Untuk membentuk slag yang lebih ringan maka silica ditambahkan dan akan bereaksi dengan besi oksida membentuk fayalit sesuai reaksi berikut:

2 FeO + SiO2! Fe₂SiO₄

Proses oksidasi tersebut bersifat sangat eksotermik sehingga cukup untuk mempertahankan konverter pada suhu 1250 oC. Agar suhu tidak

(16)

berlebih,ditambahkan umpan yang bersuhu dingin. Matte keluaran hasil konverter ini mengandung Ni3S2, Cu2S,sedikit kobalt dan logam golongan platinum. Berikut adalah gambar dari converter tipe Pierce-Smith:

Gambar E.2

Gambar E.2Konverter tipe Pierce-Smith

4. Batasan-batasan dari ProsesSmelting dan Converting

•Proses tersebut menghasilkan emisi SO2yang berbahaya bagi lingkungan sekitar. Masalah tersebut dapat diatasi dengan pembangunan unit pembuatan asam sulfat dengan bahan baku dari gas emisi tersebut.

•Umpan masuk pada proses tersebut berupa campuran dari bijih UG2 dan bijih

Merensky Reef. Saat umpan lebih banyak mengandung bijih UG2 maka kandungan sulfida base-metal semakin kecil. Proses smelting tersebut membutuhkan kandungan sulfida base-metal yang cukup besar agar proses penggabungan droplet dari fasa slag menuju fasa lelehan matte berjalan secara efektif sehingga konsentrasi logam golongan platinum yang diperoleh cukup banyak.

(17)

•Bijih UG2 mengandung banyak kromit,sehingga dapat terbentuk lapisan

refraktori yang dapat mempengaruhi kinerja furnace. E.3.

E.3.Proses OrfordProses Orford

Proses Orford adalah proses smelting dengan menggunakan kokas dan sodium sulfat. Kedua zat tersebut akan membentuk senyawa sodium sulfida yang selanjutnya dapat membentuk campuran sulfida ganda dengan tembaga sulfida. Campuran sulfida ganda tersebut ikut melarutkan Ag,Au,dan sebagian logam golongan platinum dan campuran tersebut membentuk produk bawah( Bottom Product ). Selain itu,sebagian logam golongan platinum juga

terlarut dalam sulfida nikel dan membentuk produk atas(Top Product ). E.4.

E.4.Proses Pemurnian dengan Sel ElektrolisisProses Pemurnian dengan Sel Elektrolisis

Proses pemurnian dengan elektrolisis ini memanfaatkan konsep reduksi dan oksidasi. Sel elektrolisis disusun dengan katoda berupa logam tembaga murni dan pada anoda berupa logam tidak murni campuran nikel,tembaga,dan logam golongan platinum. Logam tembaga dan nikel pada bagian anoda akan

teroksidasi menjadi ion-ion dan akan tereduksi pada bagian katoda menjadi logam murni tembaga dan nikel. Sementara pada bagian anoda,lama-kelamaan anoda akan keropos dan membentuk anoda slime. Slime tersebut mengandung Ag,Au,dan logam golongan platinum. Berikut adalah gambar sel elektrolisis:

Gambar E.3.

(18)

F.

F. REDUKSI DAN RECOVERYREDUKSI DAN RECOVERY

Gambar F.1

Gambar F.1 Flowchart Recovery Konsentrat PGM

F.1.

F.1.Reduksi danReduksi dan Recovery Recovery Platina dan Paladium dengan Pelarutan dalam Aqua Platina dan Paladium dengan Pelarutan dalam Aqua Regi

Regi

Logam platina dapat larut dalam pelarut aqua regia pada suhu 900C. Residu dari hasil distilasi mengandung logam Pt, Pd dan juga Au akan larut

(19)

dalam aqua regia. Larutan tersebut kemudian ditambahkan dengan ferrous sulfate (FeSO4) untuk mengendapkan emas yang masih tersisa. Platina dan palladium yang terdapat dalam larutan setelah reduksi emas berada dalam bentuk Pt(IV) dan Pd(II), Pd(IV) sudah direduksi menjadi Pd(II) dengan FeSO4. Terlebih dahulu platina dipresipitasi dengan NH4Cl menjadi ammonium kloroplatinate, reaksi yang terjadi adalah:

Senyawa ammonium kloropentanate ini dapat terdekomposisi dengan pemanasan menghasilkan sponge crude platinum, yang selanjutnya dimurnikan dengan melarutkan kembali dalam aqua regia dan pengendapan dengan NH4Cl. Produk dari kalsinasi adalah sponge pure platinum. Filtrat dari proses pengendapan platina diolah dengan ammonia (NH3) untuk mengubah Pd(II)

menjadi senyawa kompleks tetraamin. Reaksi yang terjadi adalah:

Senyawa kompleks tetraamin kemudian diubah menjadi senyawa kompleks diamin yang tidak larut dengan penambahan HCl. Reaksi yang terjadi adalah:

Endapan senyawa kompleks diamin kemudian dilindi dengan HCl dan selanjutnya disementasi dengan besi (Fe) sehingga menghasilkan konsentrat Pd

F.2.

F.2. Recovery Recovery Platina dan Paladium dengan Ekstraksi Pelarut Platina dan Paladium dengan Ekstraksi Pelarut

Pemisahan dan pemurnian dari platina dan palladium adalah proses yang paling sulit dilakukan dibandingkan proses pemisahan logam yang lain. Hal ini disebabkan karena platina dan paladium memiliki sifat kimia yang hampir sama dalam media larutan klorida. Sifat kimia yang paling khas dari platina dan palladium dalam larutan klorida adalah kecenderungan yang kuat untuk membentuk senyawa kompleks anion dengan ion klorida. Ketika konsentrasi dari platina dan palladium sangat kecil, maka metode pertukaran ion dan ekstraksi pelarut sangat mungkin dilakukan untuk memisahkan dan merecoveri logam-logam tersebut. Pelarut yang digunakan dalam proses ekstraksi pelarut

(20)

platina dan paladium adalah pelarut-palarut an-ionik, alamine336 (amina tersier, R 3 N, R=CH3(CH2(CH2(CH2)7).

Proses ekstraksi pelarut terdiri dari berbagai tahapan proses, yaitu:

• Ekstraksi, dimana platina dan paladium ditransfer menuju ke phasa

organic

• Scrubbing , proses reduksi atau penghilangan pengotor-pengotor yang

ikut terekstraksi.

• Stripping , proses transfer kembali Pt dan Pd menuju phasa larutan

organik murni untuk merecover Pt dan Pd dan proses selanjutnya.

• Solvent make-up, pemurnian kembali larutan organik untuk digunakan

kembali dalam proses ekstraksi.

Gambar 231212 Recovery Platina dan Palladiumdengan Ekstraksi Pelarut

Ekstraksi pelarut untuk logam platina dalam larutan asam klorida menggunakan pelarut alamine336 membentuk reaksi sebagai berikut:

Dalam proses klorinasi basah platina bereaksi dengan HCl membentuk ion kompleks PtCl62-. Reaksi yang terjadi antara ion klompleks dengan pelarut alamine336 adalah:

Sedangkan untuk palladium dalam proses klorinasi basah berekasi dengan HCl membentuk ion kompleks PdCl42-. Palladium dapat diekstrak dengan

(21)

menggunakan pelarut cyphos® iL 101 (trihexyl phopphonium chloride) dalam toluena.

F.3.

F.3. Recovery Recovery Platina dan Palladium dengan Pengendapan Selektif Platina dan Palladium dengan Pengendapan Selektif

Platina dapat diendapkan dengan amonium klorida menjadi endapan amonium kloroplatinat. Garam platina yang dihasilkan kemudian dipanaskan untuk menghasilkan endapan platina yang lebih murni. Endapan tersebut

dilarutkan kembali dalam aqua regia, pengendapan ini dilakukan lebih dari satu kali dengan amonium klorida untuk menghasilkan logam yang murni. Paladium yang tidak ikut mengendap, yang masih tertinggal dilarutan, diendapkan dengan amonia. Garam palladium yang dihasilkan dengan penambahan amonia direcovery melalui penyaringan, kemudian dilarutkan kembali dalam amonia dan endapan yang terbentuk merupakan garam palladium dengan kualitas yang tinggi.

G.

G. KESIMPULAN DAN SARANKESIMPULAN DAN SARAN G.1.

G.1.KesimpulanKesimpulan

Platinum Group Metals (PGM), khususnya platinum, palladium dan rhodium merupakan logam yang bernilai ekonomis sangat tinggi karena kebutuhan biaya produksinya yang juga sangat tinggi. PGM banyak diaplikasikan pada industry otomotif sebagai autokatalis untuk mengontrol emisi gas berbahaya bagi lingkungan pada kendaraan bermotor. Sebelum diproses, bijih PGM harus terlebih dahulu direduksi ukurannya dan dilakukan flotasi. Secara garis besar, PGM dapat diolah mealui dua jalur, yaitu hidrometalurgi dan pirometalurgi. Namun, pada jalur pirometalurgi, hasil akhirnya hanya sampai dalam tahap terbentuknya matte. Sehingga, dibutuhkan proses pemurniah lebih

lanjut dengan elektrometalurgi dan hidrometalurgi. G.2.

G.2.SaranSaran

1. Sebaiknya dilakukan kajian dari berbagai multidisiplin ilmu agar dapat mengoptimasi proses produksi PGM berkualitas tinggi dan biaya yang lebih rendah.

(22)

2. Sebaiknya dilakukan penelitian mengenai proses flotasi dan ekstraksi lebih lanjut agar PGM yang tidak terambil untuk selanjutnya diproses sangat sedikit.

3. Pengolahan limbah diolah dengan baik, baik limbah SO2 dari pirometalurgi maupun limbah asam dari proses hidrometalurgi

Daftar Pustaka Daftar Pustaka

Bateman. 2004. PGM Industry. Belanda. p. 24-30

DC1*@25$+E> !FGF(F @&, H$*2C,F I>F J74KF7DC%&+C")- &-' 8(E"-"-# )E 9,&C"-*F B(C&,G> L*&+$,15 M)+&*2 0)NF ? JK4BJOK

P,+)#,&+$C,&* L*&+$,15 D#C1? M)+&*2 !22CQ$&+$C,F 3RJKF 3*C)+&C&,HGCG &-' 9?BGI

S)#5&,F ?F KB4

P,+)#,&+$C,&* L*&+$,15 D#C1? M)+&*2 !22CQ$&+$C,F 3RJKF2!( (-J"%)-F(-C&, K%)E",( )E 9?FGI S)#5&,F ?F KBJJF

SC,)2> 0FTF 3RR-F 3- 1J(%J"(L )E :)*C!(%- 3E%"+&- 9?B :F(,C"-#F !,,1&* UC,")#),Q) C" M)+&**1#A$2+2F ?F JOVBJV.

M&#+$,> UFSF> WE#*$,A TF> W*2), TF> @&, T&AA&#+> LF 3RRKF 3''%(G"-# 9&,,&'"*F /,)C&C")- :C&%C.*K 9%)M,(FG &C C!( 5(L 0&+ =(G ,,(G 6)-+(-C%&C")-ITE1,@)# I&<> W,+&#$CF (D( M$,)#&*2 ()#N$Q)2

=@*CN1> S1*<F 3RROF1J(%J"(L )E 9?B 9%)+(GG"-#F !,A*C !5)#$Q&, UC5?&,<F =)*> XF @&, TE)#C,> SF 3RJJF9?B 1%( 9%)+(GG# &C 4FK&,&NG ;?.A 6)-+(-C%&C)%

"-8*GC(-M*%#O :)*C! 3E%"+&I !"#$%& ()*&+&,F P5?&*& L*&+$,15 ;+@F ? 3BJJF Paijo, Andry. Pengertian Teori Tujuan Kominusi, Operasi Pengecilan Ukuran

Pemahaman Operasi Kominusi, Comminution. (2016). 10-16

(FDF Y$,AF J7VOF7,(+C%"+ :F(,C"-# /*%-&+(G "- :)*C!(%- 3E%"+&F L#$N&+) UC,21*+$,A X,A$,))# C" (C1+E !"#$Q&F JK-BJO3