Puslitbang tekmira Jl. Jend. Sudirman No. 623 Bandung 40211

(1)

Puslitbang tekMIRA Jl. Jend. Sudirman No. 623 Bandung 40211 Telp : 022-6030483 Fax : 022-6003373 E-mail : DRAFT LAPORAN AKHIR TAHUN ANGGARAN 2014

(In House Research)

Kelompok Pelaksana Litbang Teknologi Pengolahan dan Pemanfaatan Mineral

SINTESIS NANO MnO2

Oleh : Dessy Amalia Suganal Siti Rochani Nuryadi Saleh Sariman S. Suryo Cahyono Subiantoro DARI MINERAL PIROLUSIT SECARA HIDROTERMAL UNTUK BAHAN BATERAI KERING (1912.004.004)

(2)

ii

PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN TEKNOLOGIMINERAL DAN BATUBARA 2014

(3)

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberi rahmatnya sehingga laporan akhir kegiatan ini dapat diselesaikan dengan baik. Laporan ini diharapkan dapat membantu pelaku penambangan Mangan untuk dapat meningkatkan nilai tambah bijih Mangan menjadi produk-produk yang diatur dalam Permen No.1 Tahun 2014.

Terima kasih kami ucapkan kepada pihak-pihak yang telah membantu kelancaran kegiatan ini secara teknis maupun administratif. Laporan kegiatan ini tidaklah sempurna dan memerlukan saran juga kritik yang membangun untuk dapat diaplikasikan dengan baik.

Salam

(4)

ii I. PENDAHULUAN ... 1 1.1. Dasar Hukum ... 1 1.2. Latar Belakang ... 2 1.3 Ruang Lingkup ... 6 1.4 Tujuan ... 6 1.5 Sasaran ... 6 1.6 Lokasi ... 6 1.7 Penerima Manfaat ... 6

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 7

2.1. Proses Ekstraksi Mangan dengan Jalur Hidrometalurgi ... 7

2.2. Proses pembentukan MnO2 dengan Metode Hidrotermal ... 8

III. METODOLOGI ... 10

3.1. Bahan ... 10

3.2. Peralatan... 11

3.3. Metode ... 11

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 15

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 35

5.1. Kesimpulan ... 35

5.2. Saran ... 35

VI. PENUTUP ... 36

PUSTAKA ... 37

(5)

iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. MnO2 digunakan sebagai bahan depolarisator baterai kering ... 3

Gambar 2. Pemetaan litbang pengolahan bijih mangan di Puslitbang Tekmira (Wahyudi, A., 2010) ... 5

Gambar 3. Skematik rute proses pengolahan bijih mangan dengan pelindian reduktif dalam larutan H2SO4 menggunakan FeSO4 ... 7

Gambar 4. Skema penampang bomb digester ... 8

Gambar 5. Proses preparasi sampel ... 12

Gambar 6. Rangkaian peralatan pelindian Mn dari Pirolusit ... 13

Gambar 7. Proses pengendapan Fe ... 13

Gambar 8. Diagram alir sintesis nano MnO2 dari bijih mangan ... 15

Gambar 9. Hasil analisa Difraksi Sinar-x bijih ... 15

Gambar 10. Hasil analisa SEM bijih ... 16

Gambar 11. Hasil analisa mineragrafi bijih mangan ... 17

Gambar 12. Persen Ekstraksi Mn dari hasil pelindian pirolusit -60+100# dengan variasi stoikiometri pada berbagai suhu ... 19

Gambar 13. Persen ekstraksi Mn terhadapukuran partikel bijih, 1 = 60+100; 2 = -100+150 dan 3 = -150+200# ... 20

Gambar 14. Hasil endapan hidrasi larutan hasil pelindian ... 21

Gambar 15. Larutan sebelum dan setelah penyerapan warna dengan bentonit. 21 Gambar 16. Persen ekstraksi Mn terhadap variasi konsentrasi molases ... 22

Gambar 17. Hasil analisis difraksi sinar-x produk oksidasi MnSO4 teknis ... 23

Gambar 18. Larutan merah muda hasil hidrotermal pada suhu 140°C selama 2 jam ... 24

Gambar 19. Hasil analisis difraksi sinar-x proses hidrotermal MnSO4 teknis pada 140°C selama 2 jam ... 25

Gambar 20. Hasil analisis difraksi sinar-x proses hidrotermal MnSO4 teknis pada 160°C selama 4 jam ... 26

Gambar 21. Hasil pengendapan dengan sodium karbonat ... 27

Gambar 22. Hasil analisis difraksi sinar-x proses pengendapan dengan Sodium Karbonat ... 28

(6)

iv

Gambar 23. Proses elektrooksidasi ... 33 Gambar 24. Produk endapan hasil proses elektrooksidasi ... 33 Gambar 25. Hasil analisis difraksi sinar-x hasil proses elektrooksidasi ... 34

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Kandungan kimia bijih mangan ... 17 Tabel 2. Kadar Mn dan Fe dalam larutan hasil pelindian dan persen ekstraksi

mangan (Mn) ... 17 Tabel 3. Konsentrasi Mn dan Fe beserta persen ekstraksi hasil pelindian Pirolusit

dengan ukuran partikel -100+150 dan -150+200 # ... 19 Tabel 4. Kadar Mn dan Fe serta persen ekstraksi Mn yang dihasilkan dari variasi

(7)

v

Abstrak

Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam kerak bumi. Potensi cadangan bijih mangan di Indonesia cukup besar dengan total sumberdaya sebesar 11.195.341 ton dan cadangan sebesar 4.0780.029 ton. Sekitar 90% mangan dunia digunakan untuk tujuan metalurgi untuk proses produksi besi-baja dan non-metalurgi antara lain untuk produksi baterai kering. Kegiatan penelitian ini menggunakan Pirolusit dengan kadar Mn total sebesar 43,8%, dan MnO2 40,6%.

Bijih pirolusit yang digunakan dipreparasi dengan kominusi dan sampling untuk memperoleh ukuran partikel -60+100#; -100+150# dan -150+200#. Percobaan yang dilakukan adalah melarutkan/ mereduksi Mn(IV) menjadi Mn(2) dengan bantuan reduktor molases dalam larutan asam sulfat 6% dengan variasi suhu. Pelindian tersebut menghasilkan larutan Mangan sulfat dan senyawa sulfat lain yang terlarut yaitu Ferro Sulfat, serta padatan residu. Larutan hasil pelindian dimurnikan dengan menghilangkan Fe dalam larutan melalui pengendapan dengan larutan NaOH 10% pada suhu 70°C sehingga pH larutan 5-6. Larutan Mangan Sulfat tersebut kemudian di kristalisasi dan selanjutnya direaksikan dengan H2O2

dalam bomb digester untuk menghasilkan MnO2. Mangan sulfat yang dihasilkan

dalam percobaan ini, persen ektraksi terbaiknya sebesar 97,58%, dan jika diendapkan akan terbentuk karamel akibat molases yang digunakan. Hal ini menyebabkan proses pembuatan Mangan Dioksida dari Mangan Sulfat secara hidrotermal tidak dapat dilakukan. Alternatif metode pembuatan Mangan Dioksida dari larutan Mangan sulfat yang dihasilkan dapat dilakukan secara kimiawi maupun elektrooksidasi. Secara kimiawi dengan cara mengendapkan mangan dari mangan sulfat menjadi mangan karbonat,hal ini dilakukan dengan bantuan sodium karbonat , hasilnya kemudian dikalsinasi dengan tambahan oksigen dari udara. Mangan karbonat yang dihasilkan memiliki kadar MnCO3 87,90% yang di kalsinasi pada suhu 600°C dengan variasi debit udara (200 ,300

(8)

vi

dan 400 gr/cc) dengan produk hasil kalsinasi pada kadar MnO2 terbesar yakni

40,17% masih dalam fasa Mangan Oksida, Mn3O4 (Haussmannite). Sementara,

secara elektrooksidasi pembuatan MnO2 dapat dilakukan dengan bantuan karbon

sebagai katoda dan Pb sebagai anoda. Produk hasil elektrooksidasi mengandung MnO2 sebanyak 33,12%.

Kata kunci : Pirolusit, molases, hidrotermal, MnO2, MnCO3, kalsinasi,

(9)

1

I. PENDAHULUAN 1.1. Dasar Hukum

• Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 4 Tahun 2009 tentang Pertambangan Mineral dan Batubara.

• Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Nomor 1 Tahun 2014 tentang Peningkatan Nilai Tambah Mineral Melalui Kegiatan Pengolahan dan Pemurnian Mineral di Dalam Negeri.

• Surat Keputusan Kepala Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Nomor 585.K/73.07/BLB/2014 tanggal 24 Juli 2014 tentang Tim Sintesis Nano MnO2 dari mineral pirolusit secara

hidrotermal untuk bahan baterai kering.

• Misi Penelitian dan Pengembangan ESDM adalah memberikan pelayanan di bidang penelitian dan pengembangan kepada pemerintah, industri, dan masyarakat, agar pengelolaan energi dan sumber daya mineral dapat dilaksanakan sesuai amanat yang terkandung dalam pasal 33, UUD 1945.

• Misi Puslitbang tekMIRA salah satunya adalah menyelenggarakan penelitian dan pengembangan, perekayasaan dan rancang bangun di bidang teknologi pengolahan &pemanfaatan mineral dan batubara yang up to date, efektif, efisien dan berwawasan lingkungan.

• Ketahanan energi merupakan salah satu pokok bahasan dalam enam bidang fokus prioritas Ristek Nasional.

(10)

2

1.2. Latar Belakang

Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam kerak bumi. Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan, yang mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan residu. Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik sampai submetalik, kekerasan 2 – 6, berat jenis 4,8, massif, reniform, botriodal, stalaktit, serta kadang-kadang berstruktur fibrous dan radial. Mangan berkomposisi oksida lainnya namun berperan bukan sebagai mineral utama dalam cebakan bijih adalah bauxit, manganit, hausmanit, dan lithiofori, sedangkan yang berkomposisi karbonat adalah rhodokrosit, serta rhodonit yang berkomposisi silika (Arifin, M., 1997).

Potensi cadangan bijih mangan di Indonesia cukup besar, namun terdapat di berbagai lokasi yang tersebar di seluruh Indonesia. Potensi tersebut terdapat di Pulau Sumatera, Kepulauan Riau, Pulau Jawa, Pulau Kalimantan, Pulau Sulawesi, Nusa Tenggara Timur, Maluku, dan Papua, dengan total sumberdaya sebesar 11.195.341 ton dan cadangan sebesar 4.0780.029 ton (Direktorat Jenderal Mineral dan Batubara, 2012)

Sekitar 90% mangan dunia digunakan untuk tujuan metalurgi, yaitu untuk proses produksi besi-baja, sedangkan penggunaan mangan untuk tujuan non-metalurgi antara lain untuk produksi baterai kering, keramik dan gelas, kimia, dan lain-lain. Konsumsi MnO2 untuk bahan depolarisator baterai kering di

dunia mencapai 500 ribu ton/tahun, namun hingga kini industri nasional masih mengimpor MnO2 dari luar negeri.

(11)

3 Gambar 1. MnO2

• Ardha, 1977: penelitian berhenti sampai pelarutan MnO dalam H digunakan sebagai bahan depolarisator baterai kering Berdasarkan evaluasi penelitian pengolahan bijih mangan yang telah dilakukan di Puslitbang Tekmira, penelitian yang telah dilakukan baru diarahkan pada studi awal pemanfaatan untuk bahan depolarisator baterai kering dan sebagai bahan bantu pakan ternak serta pupuk. Untuk pemanfaatan sebagai bahan baku depolarisator baterai kering masih jauh dari hasil yang diharapkan dan belum memenuhi persyaratan industri. Beberapa penelitian tersebut adalah:

2SO4,

sedangkan tahap pemurnian belum dilakukan. Demikian pula belum diperoleh MnO2 fasa γ (gamma) yang merupakan bahan baku pembuatan

depolarisator baterai kering.

• Hardjatmo, 1991: bijih mangan daerah asal tidak sesuai untuk bahan baku baterai kering, tidak menghasilkan MnO2 fasa γ, akan tetapi menghasilkan

Mn3O4 yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan kawat las dan termistor,

(12)

4

• Stefano Munir, 1998: telah berhasil menghasilkan kristal MnSO4 untuk

bahan bantu pakan ternak dan pupuk. Belum ada penelitian lanjutan untuk pembuatan pakan ternak dan pupuk dari MnSO4

• Nuryadi Saleh, 2012: telah berhasil menghasilkan kristal MnO yang dihasilkan.

2

Pemetaan litbang pengolahan Mangan yang telah dilakukan oleh Puslitbang Tekmira ditunjukkan pada Gambar 2. Berdasarkan hasil pemetaan, diperlukan penelitian yang lebih intensif (tuntas) untuk pengolahan bijih mangan khususnya untuk pemanfaatan sebagai bahan baku depolarisator baterai kering hingga memenuhi kualifikasi industri. Disamping itu, seiring perkembangan teknologi baterai, MnO

namun dengan kadar yang masih rendah dari yang ada di pasaran dan masih terkontaminasi oleh K2O.

2 juga digunakan sebagai katoda pada baterai Litium yang memiliki

daya lebih tinggi dan dapat diisi ulang. Baterai jenis ini semakin diminati seiring berkembangnya produksi mobil listrik. Kualitas MnO2 akan semakin baik bila

dihasilkan dalam orde nanometer/nanopartikel, karena akan memiliki luas permukaan dan volume pori yang lebih tinggi, sehingga dapat menyimpan energi dengan lebih baik (Loan et al, 2008, Lia et al, 2011).

(13)

5

Telah dilakukan penelitian di Puslitbang Tekmira, namun belum tuntas Gambar 2. Pemetaan litbang pengolahan bijih mangan di Puslitbang Tekmira

(Wahyudi, A., 2010)

Mangan dioksida yang digunakan sebagai depolarisator baterai kering harus memiliki sifat fisik yang penting yaitu harus mempunyai struktur kristal gamma dan harus keras tetapi sarang (berpori). Secara umum persyaratan bijih mangan yang dapat digunakan sebagai baterai kering terbagi tiga, yaitu :

•Grade A (untuk militer), sekurang-kurangnya bijih mangan mengandung kadar oksigen yang setara dengan 85% MnO2;

•Grade A (untuk komersial), mengandung sekurang-kurangnya 75% MnO2,

timbal

maksimum 0,5%, besi maksimum 3,0%, logam berat selain Fe atau Pb total 0,5%, bahan yang tidak larut total 10%, Mn total maksimum 48%, pH antara 4-7;

•Grade B (untuk komersil), mengandung kadar oksigen sekurang-kurangnya setara dengan 68% MnO2.

Pada penelitian ini akan dilakukan pengolahan bijih mangan (pirolusit) untuk dijadikan serbuk manganese dioxide (MnO2) dalam skala nano sebagai bahan

depolarisator baterai kering. Pengolahan dilakukan melalui jalur hidrometalurgi yaitu pelindian dengan menggunakan asam oksalat dan molases sebagai agen pereduksi dalam suasana asam sulfat. Hasil pelindian ini dimurnikan dari unsur pengotor dan dijadikan kristal mangan sulfat hidrat. Mangan sulfat ini digunakan sebagai bahan baku pembentukan mangan dioksida menggunakan metode hidrotermal.

(14)

6

1.3 Ruang Lingkup

Ruang lingkup penelitian ini meliputi ekstraksi MnO2 melalui pelindian

dilanjutkan dengan sintesis nano MnO2

1.4 Tujuan

dengan proses hidrotermal, dan karakterisasi produk.

Tujuan penelitian ini adalah membuat nano MnO2

1.5 Sasaran

dari mineral pirolusit secara hidrotermal untuk bahan baterai.

Sasaran penelitian ini adalah memperoleh nano MnO2 dengan spesifikasi ukuran

partikel < 100 nm dan luas permukaan > 500 m²/g, dengan kadar MnO2 1.6 Lokasi

> 80%.

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Pengolahan dan Pemanfaatan Mineral, Puslitbang Teknologi Mineral dan Batubara, Bandung.

1.7 Penerima Manfaat

Hasil penelitian ini akan memberikan manfaat khususnya kepada industri baterai nasional.

(15)

7

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Proses Ekstraksi Mangan dengan Jalur Hidrometalurgi

Proses pelindian bijih mangan dilakukan dengan cara melarutkannya secara selektif dalam larutan tertentu yang ditambah dengan reduktor (untuk mereduksi Mn(IV) menjadi Mn(II) atau dikenal dengan istilah reductive leaching. Selain menggunakan bahan kimia tertentu sebagai agen pereduksi, beberapa peneliti juga telah melakukan terobosan dengan mensubstitusi bahan kimia buatan dengan bahan dari alam (natural) untuk digunakan sebagai reduktor seperti serbuk gergaji baik pada tekanan atmosfir maupun pada tekanan tinggi.

Proses pelindian bijih mangan menggunakan FeSO4 sebagai reduktornya dalam

suasana asam dapat digunakan menggunakan pelarut asam sulfat. Skematik rute proses pengolahan bijih mangan dalam larutan asam sulfat dengan reduktor FeSO4 tersebut disajikan dalam Gambar 3.

Gambar 3. Skematik rute proses pengolahan bijih mangan dengan pelindian reduktif dalam larutan H2SO4 menggunakan FeSO4

Bijih Mn Pelindian Penyaringan Oksidasi

Residu Presipitasi Pelarutan Penyaringan Fe2O3 Elektrolisis Mn/MnO2 Anolit MnSO4 H2O O2 H2O2 2500 C (NH4)2Mn2(SO4)3 Fe2O3 Larutan FeSO4 + H2SO4 Larutan kaya

(16)

8

Pelindian yang dilakukan pada Gambar 3 didasarkan pada persamaan reaksi berikut ini :

FeO + H2SO4 = FeSO4 + H2O (1)

MnO2+ 2FeSO4 + 2H2SO4 = MnSO4 + Fe2(SO4)3 + 2H20

(2)

2MnO(OH) + 2FeSO4 + H2SO4 = 2MnSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2

2.2. Proses pembentukan MnO2 dengan Metode Hidrotermal

O (3)

Kata hidrotermal berasal dari ilmu Geologi, yang dimaksudkan untuk semua reaksi heterogen yang terjadi dengan adanya pelarut berupa larutan dalam tekanan dan temperatur tinggi sehingga terlarutkan dan mengkristal kembali. Sintesis secara hidrotermal merupakan tehnik yang menarik untuk memperoleh material dengan berbagai struktur nano seperti nanowires, nanorods, nanobelts dan nanoflower. Sintesis secara hidrotermal biasanya dilakukan dibawah temperatur kritikal air (374°C) dalam sebuah reaktor bomb tertutup. Reaktor bomb untuk larutan asam bertekanan tinggi yang biasa digunakan pada proses hidrotermal dapat dilihat pada Gambar 4 (Saputra, 2013).

Gambar 4. Skema penampang bomb digester

Definisi lain dari proses sintesis hidrotermal sebagai metode sintesis yang melibatkan H2O dan beberapa komponen padat yang dipanaskan pada suhu diatas

(17)

9 100o

• Produk yang dihasilkan dari proses hidrotermal memiliki kemurnian yang tinggi

C dan sedikit diatas tekanan atmosfer (Yang et al, 2008). Proses hidrotermal memberikan beberapa keuntungan sebagai berikut:

• Dapat digunakan beragam sumber senyawa dalam berbagai fasa sebagai reaktan

• Memungkinkan dilakukannya sintesis senyawa metastabil • Cakupan daerah kerja temperatur dan tekanan cukup luas, • Polusi yang ditimbulkan dari proses hidrotermal minimal • Biaya peralatan relatif murah

• Biaya operasi relatif rendah • Konsumsi energi relatif rendah

Dalam proses hidrotermal, Mn2+ dioksidasi menjadi Mn4+ sehingga memerlukan oksidator. Oksidator yang dapat digunakan berupa gas seperti O2 dan Cl2 atau

berupa garam Fe seperti Fe(SO4)3 dan FeCl3 maupun Kupri seperti CuCl dan

CuCl2 dan berupa senyawa seperti KMnO4, MnO2atau H2O2 (Venkatachalam,S,

1998).

Reaksi yang mungkin terjadi jika menggunakan KMnO4 diformulasikan sebagai

berikut

3MnSO4 + 2KMnO4 + 2H2O → 5MnO2 + K2SO4 + 2H2SO4 (4)

Sedangkan, reaksi yang terjadi jika menggunakan H2O2 diformulasikan sebagai

berikut

(18)

10

III. METODOLOGI 3.1. Bahan

Bahan-bahan yang diperlukan dalam percobaan ini terdiri dari bahan kimia dan bahan pendukung. Bahan kimia yang digunakan adalah :

1. Asam Sulfat (H2SO4), berfungsi sebagai pelarut untuk ekstraksi mangan

dari pirolusit;

2. Molases, berfungsi sebagai reduktor untuk ekstraksi mangan dari pirolusit; 3. Sodium Hidroksida (NaOH), berfungsi sebagai pengatur pH larutan dalam

pengendapan senyawa besi;

4. Hidrogen peroksida (H2O2), berfungsi sebagai oksidator untuk proses

hidrotermal; dan

5. Aquades, berfungsi sebagai pelarut bahan kimia (pengencer).

Bahan pendukung yang digunakan adalah :

1. Tray stainless steel, berfungsi sebagai wadah sampel atau produk maupun residu saat pengeringan dalam oven;

2. Magnetic stirrer, berfungsi sebagai, batang pengaduk bermagnet; 3. Kertas pH universal (0-14), berfungsi sebagai indikator pH larutan; 4. Kertas saring Whatman dan teknis, berfungsi sebagai media pemisahan

larutan dan padatan hasil proses;

5. Botol plastik, berfungsi sebagai penyimpan larutan hasil proses; dan 6. Plastik klip berbagai ukuran, berfungsi sebagai tempat penyimpanan

(19)

11

3.2. Peralatan

Dalam melakukan kegiatan proses, selain bahan juga diperlukan alat bantu. Peralatan yang digunakan dalam percobaan sebagai berikut :

1. Ring mill, berfungsi sebagai pengecil ukuran partikel sampel;

2. Timbangan digital, berfungsi sebagai pengukur berat sampel dan bahan; 3. Hotplate stirrer, berfungsi sebagai pemanas bermagnet guna pengadukan

dalam proses ektraksi mangan dari pirolusit;

4. Oven, berfungsi sebagai pengering sampel, produk maupun residu hasil proses;

5. Bomb digester, berfungsi sebagai reaktor kecil bertekanan untuk proses hidrotermal;

6. Furnace, berfungsi sebagai sumber panas dalam proses hidrotermal; 7. Alat-alat gelas seperti beaker glass, corong pemisah, kaca arloji,

Erlenmeyer, labu ukur, gelas ukur dan kondensor berfungsi sebagai perlengkapan dalam proses ekstraksi.

3.3. Metode

Percobaan dilakukan melalui dua tahapan utama, yaitu pelindian dan hidrotermal. Sebelum dilakukan pelindian, sampel yang digunakan dikeringkan terlebih dahulu di dalam oven untuk mengurangi kadar air permukaan pada suhu 110°C selama 24 jam. Sampel yang sudah kering di preparasi untuk memperoleh sampel yang representatif. Selain itu juga dilakukan preparasi untuk memperoleh sampel dengan ukuran partikel tertentu sebagai variasi ukuran saat pelindian. Preparasi dilakukan menggunakan ring mill untuk mendapatkan sampel dengan ukuran -60+100, -100+150, -150+200 dan -200 mesh. Rangkaian preparasi terlihat pada Gambar 5. Setelah dipreparasi, head sampel dianalisa untuk mengetahui karakteristiknya melalui analisa XRD, XRF, SEM, mineralogi dan kimia.

(20)

12

Gambar 5. Proses preparasi sampel

Sampel dengan ukuran diatas disampling untuk memperoleh berat masing-masing 30 gram untuk proses pelindian. Pelindian dilakukan untuk mengekstrak mangan dari pirolusit dalam larutan asam sulfat (H2SO4) dengan suasana reduktif

menggunakan molases sebagai reduktor. Molases dipilih sebagai reduktor karena pada percobaan terdahulu hasil pelindian memberikan persen ekstraksi tertinggi (Nuryadi dkk, 2013). Pelindian dilakukan dengan variasi suhu (60, 70 dan 80°C) selama 6 jam. Pelindian dilakukan menggunakan labu leher tiga dilengkapi kondenser dengan hotplate stirrer sebagai pemanas. Rangkaian peralatan pelindian dapat dilihat pada Gambar 6. Hasil pelindian disaring untuk memisahkan larutan dengan residu. Larutan dianalisa kimia untuk mengetahui kadar Mn dan Fe terlarut.

Larutan yang diperoleh mengandung mangan sulfat (MnSO4), ferro sulfat (FeSO4)

dan aluminum sulfat. Untuk mendapatkan mangan sulfat yang lebih murni, dilakukan pengendapan besi dan aluminium sulfat dengan mengatur pH larutan menjadi pH 5-6 dengan menambahkan larutan NaOH 10% kedalam larutan hasil lindi yang sudah dipanaskan pada suhu 70°C. Proses pengendapan dapat dilihat pada Gambar 7. Setelah pengendapan, dilakukan pemisahan larutan dengan endapan menggunakan kertas saring. Larutan hasil penyaringan hendaknya di uapkan airnya untuk memperoleh kristal mangan sulfat dan dilanjutkan proses hidrotermal dalam suasana oksidatif menggunakan H2O2 sebagai oksidator untuk

mendapatkan mangan dioksida (MnO2) di dalam bomb digester yang tampak pada

Gambar 8. Produk MnO2 yang dihasilkan kemudian dianalisa kimia dan XRD.

Diagram alir percobaan dapat dilihat pada Gambar 9.

Pengayakan

Splitting Quartering

(21)

13

Gambar 6. Rangkaian peralatan pelindian Mn dari Pirolusit

(22)

14

Gambar 8. Bomb digester

Residu (Fe) Serbuk MnO2 H2SO4 molases NaOH H2O Pengendapan Fe Penyaringan Kristalisasi Residu Variasi stoikiometri H2SO4 Variasi ukuran partikel Variasi suhu Penyaringan Sampel bijih mangan Pelindian reduktif selama 6 jam Larutan lindi

Proses hidrotermal, variasi suhu, variasi waktu dan

komposisi bahan baku

Penyaringan Larutan Lindi

bebas Fe

(23)

15

Gambar 9. Diagram alir sintesis nano MnO2 dari bijih mangan

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Sampel bijih yang dipakai dalam percobaan berasal dari daerah Nusa Tenggara Timur dan diperoleh dari kegiatan penelitian tahun 2013 lalu. Bijih tersebut mengandung mineral Manganit (Mn3O(OH)), Pirolusit (MnO2) dan Kuarsa (SiO2)

berdasarkan hasil analisa difraksi sinar-x yang terlihat pada Gambar 10. Asosiasi bijih dapat dilihat dari hasil analisa SEM yang tertera pada Gambar 11, dimana mangan berasosiasi dengan mineral silikat dalam kondisi terdistribusi secara tidak merata. Secara mineragrafi, bijih mangan yang dianalisa didominasi oleh psilomelan dan pirolusit yang dapat dilihat pada Gambar 12. Berdasarkan ketiga analisa diatas, dapat disimpulkan bahwa sampel bijih tersebut adalah bijih mangan. Bijih mangan kemudian dianalisa kimia untuk mengetahui kandungan mangan didalamnya. Kandungan kimia dari bijih tersebut tertera pada Tabel 1. Kandungan Mn dalam bijih jumlahnya mayor sehingga mendukung hasil analisa fisika sebelumnya, dimana kuarsa merupakan senyawa mayor kedua sesuai hasil analisa difraksi sinar-x.

Gambar 10. Hasil analisa Difraksi Sinar-x bijih

M P M P K P : pirolusit M : Manganit K : Kuarsa

(24)

16

Gambar 11. Hasil analisa SEM bijih

pm

pm pl

(25)

17

Keterangan : pm = psilomelan, pl = pirolusit Gambar 12. Hasil analisa mineragrafi bijih mangan.

Tabel 1. Kandungan kimia bijih mangan

Unsur/Oksida Jumlah (%) Mn total 43,8 MnO2 40,6 MnO 23,4 SiO2 14,61 Al2O3 2,74 Fe 1,43 MgO 0,23 CaO 0,50 Cu 0,029

Bijih mangan kemudian dilindi dengan larutan H2SO4 6% dengan bantuan

molases sebagai reduktor. Pemakaian H2SO4 dan molases berdasarkan

stoikiometri dari reaksi 1 dan 2. Jumlah molases yang digunakan tergantung dari kadar fruktosa dan glukosa yang dikandung molases. Kandungan fruktosa dan glukosa dari molases yang dipakai berturut turut sebesar 5,57 dan 6,27%. Perhitungan kebutuhan H2SO4 dan molases dijabarkan dalam Lampiran 1. Hasil

dari pelindian berupa larutan dianalisa kimia untuk mengetahui kadar Mn dan Fe dalam larutan. Persen ektraksi Mn yang diperoleh dihitung sedemikian rupa seperti yang dijabarkan dalam Lampiran 2 untuk mendapatkan persen ekstraksi mangan. Kadar larutan dan persen ekstraksi mangan tertera pada Tabel 2.

Tabel 2. Kadar Mn dan Fe dalam larutan hasil pelindian dan persen ekstraksi mangan (Mn)

Stoikiometri Suhu (°C) Mn (mg/L) Fe (mg/L) Ekstraksi Mn (%)

1 50 52,654 0,369 67,72

(26)

18

Stoikiometri Suhu (°C) Mn (mg/L) Fe (mg/L) Ekstraksi Mn (%)

60 50,385 0,367 64,61 70 67,963 0,473 87,93 80 73,653 0,474 93,61 1,2 50 48,332 0,437 73,93 60 57,039 0,457 87,69 70 54,262 0,424 83,00 80 60,152 0,536 92,47 1,5 50 _36,618 0,36 _70,50 60 _39,022 0,39 _74,24 70 _48,103 0,42 _92,44 80 _48,188 0,84 _91,68 2 50 30,909 0,317 79,98 60 33,471 0,365 86,86 70 34,978 0,478 89,97 80 35,053 0,493 90,70

Persen ekstraksi Mn dari Prolusit -60+100# meningkat dengan bertambahnya suhu seperti yang terlihat pada Gambar 13. Peningkatan suhu pada proses pelindian memberikan nilai K lebih negatif sehingga reaksi akan lebih mudah terjadi (Slamet, 2013). Persen ekstraksi paling tinggi dihasilkan dengan 1x stoikiometri pada suhu 80°C, sehingga dilakukan pelindian pada kondisi operasional tersebut terhadap ukuran partikel yang lain yaitu -100+150 dan -50+200#. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 40 50 60 70 80 90 E k st ra k si M n ( % ) Suhu (C) 1 1.2 1.5 2

(27)

19

Gambar 13. Persen Ekstraksi Mn dari hasil pelindian pirolusit -60+100# dengan variasi stoikiometri pada berbagai suhu

Hasil Pelindian pirolusit dengan variasi ukuran partikel beserta persen ektraksi yang dihasilkan pada kondisi 1x stoikiometri dapat dilihat pada Tabel 3. Pengaruh ukuran partikel terhadap ekstraksi Mn pada kondisi 1x stoikiometri dapat dilihat pada Gambar 14. Proses pelindian dengan menggunakan variasi partikel ukuran menghasilkan persen ekstraksi Mn semakin kecil dengan bertambah halusnya ukuran partikel. Hal ini disebabkan semakin halus partikel, mangan yang terinklusi dalam pengotor terbebaskan sehingga membutuhkan jumlah pereaktan dan reduktor lebih banyak. Kondisi optimum untuk proses pelindian jika dilihat dari Gambar 13 menunjukkan 2x stoikiometri menghasilkan persen ekstraksi lebih baik dibandingkan 1x stokiometri walaupun suhu proses tidak tinggi. Hal itu disebabkan pada stoikiometri tersebut kebutuhan pereaktan dan reduktor tepat jumlahnya untuk bereaksi pada bijih berukuran halus.

Tabel 3. Konsentrasi Mn dan Fe beserta persen ekstraksi hasil pelindian Pirolusit dengan ukuran partikel -100+150 dan -150+200 #

Ukuran partikel (mesh)

Mn (g/L) Fe (g/L) Ektraksi Mn (%)

-100+150 68 0,37 _85,91

(28)

20

Gambar 14. Persen ekstraksi Mn terhadap ukuran partikel bijih, 1 = -60+100; 2 = -100+150 dan 3 = -150+200#

Larutan hasil pelindian yang telah pisahkan dari residu kemudian dipisahkan kembali dari pengotor yang terlarut dengan mengendapkannya pada pH 5-6. Kemudian di saring untuk memisahkan larutan dan endapan. Larutan yang diperoleh diuapkan airnya untuk mendapatkan kristal mangan sulfat (MnSO4)

untuk diproses lebih lanjut menjadi MnO2 melalui proses hidrotermal.

Pada proses penguapan larutan sisa hasil pengendapan, diperoleh endapan seperti karamel yang berwarna kecoklatan seperti tampak pada gambar 15 yang berbeda dengan perolehan kristal mangan sulfat yang berwarna merah muda, hal itu kemungkinan karamel yang dihasilkan berasal dari kandungan senyawa gula dari molases. Untuk mengurangi warna kecoklatan dalam larutan hasil pelindian, beberapa cara dilakukan dengan menambahkan bahan pengikat warna yaitu bentonit aktif dan zeolit aktif. Proses pengikatan warna dilakukan pada suhu kamar disertai pengadukan. Hasil penambahan zeolit aktif tidak dapat mengurangi warna kecoklatan karena sistem kerja zeolit yaitu tukar kation sedangkan kandungan warna coklat dari molases dalam larutan hasil pelindian tidak berupa kation. Penambahan bentonit memberikan hasil yang signifikan, dapat mengurangi warna kecoklatan menjadi kuning tua seperti yang tampak pada Gambar 16. Namun jumlah larutan yang dihasilkan dari penambahan bentonit sangat berkurang karena sifat bentonit yang dapat mengembang akibat menyerap

(29)

21

air yang terkandung dalam larutan hasil pelindian. Hasil pengurangan warna tersebut tidak memberikan hasil yang optimum oleh sebab itu sebagai alternatif, dilakukan pelindian dengan pereaktan H2SO4 yang tetap konsentrasinya sebesar 2

mol/liter, berdasarkan hasil penelitian Su dkk (2009) yang menggunakan Asam sulfat dengan konsentrasi 1,9 mol/Liter. Penelitian dilakukan pada konsentrasi asam sulfat 2 mol/liter dengan variasi konsentrasi molases.

Gambar 15. Hasil endapan hidrasi larutan hasil pelindian

Gambar 16. Larutan sebelum dan setelah penyerapan warna dengan bentonit Kadar Mn dan Fe hasil pelindian variasi konsentrasi molases dan persen ekstraksi Mn yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 4. Perhitungan persen ekstraksi Mn seperti dijelaskan pada Lampiran 2. Pengaruh variasi konsentrasi molases

(30)

22

terhadap persen esktraksi Mn pada Gambar 17 menunjukkan semakin tinggi konsentrasi molases maka akan semakin besar persen ekstraksi yang diperoleh hingga 50%. Penggunaan molases hingga 100% menyebabkan persen ekstraksi Mn berkurang, hal ini disebabkan reduktor yang berlebih membuat lebih banyak senyawa tereduksi namun pelarut yang digunakan jumlahnya tidak memadai sehingga jenis unsur yang terlarut lebih banyak namun jumlahnya berkurang.

Tabel 4. Kadar Mn dan Fe serta persen ekstraksi Mn yang dihasilkan dari variasi konsentrasi molases Konsentrasi molases (%) Mn (g/L) Fe (g/L) Ekstraksi Mn (%) Tanpa molases 17,80 0,44 27,09 10 40,00 0,45 76,10 20 47,00 0,92 89,42 30 42,16 0,83 89,85 50 38,85 0,83 97,58 100 38,02 0,82 86,79

(31)

23

Persen ekstraksi terbaik dari variasi konsentrasi molases menghasilkan warna larutan hasil pelindian yang coklat kehitaman pekat sehingga jika diuapkan airnya masih akan terbentuk endapan seperti karamel. Oleh sebab itu, pembuatan MnO2

melalui metode hidrotermal dilakukan percobaan pendahuluan menggunakan MnSO4 teknis. Percobaan dilakukan dengan mereaksikan MnSO4 dengan larutan

H2O2 10% sejumlah stoikiometri reaksi. Percobaan pertama dilakukan pada suhu

90°C selama 6 jam dengan pengadukan. Hasil dari reaksi kemudian disaring dan padatannya dianalisis dengan difraksi sinar-x seperti yang terlihat pada Gambar 18. Hasil analisis menunjukkan padatan hasil oksidasi tidak teroksidasi dengan baik sehingga produk masih berupa MnSO4.

Gambar 18. Hasil analisis difraksi sinar-x produk oksidasi MnSO4 teknis

Produk MnO2 belum diperoleh dengan percobaan oksidasi sebelumnya. Untuk itu

dilakukan percobaan kedua menggunakan MnSO4 dan H2O2 10% dengan jumlah

yang sama namun dilakukan dengan menggunakan bomb digester yang dimasukkan dalam furnace dengan suhu 140°C selama 2 jam. Hasil proses hidrotermal berupa larutan berwarna merah muda yang mengkristal setelah

(32)

24

didiamkan seperti tampak pada Gambar 19. Kristal tersebut dianalisis difraksi sinar-x seperti yang terlihat pada Gambar 20 menunjukkan fasa padatan belum berubah menjadi MnO2 namun masih menjadi MnSO4. Hal ini disebabkan suhu

yang diperlukan saat proses hidrotermal untuk menjadi produk MnO2 kristal nano

seperti nanorods dihasilkan pada suhu 160°C sedangkan kristal nano wires dari MnSO4 diperoleh dengan mengaplikasikan suhu 170°C (Saputra, 2013). Oleh

sebab itu dilakukan proses hidrotermal dengan MnSO4 teknis pada suhu 160°

selama 4 jam. Hasil dari proses hidrotermal berupa larutan merah muda dan padatan berwarna putih. Padatan putih tersebut dianalisis difraksi sinar-x dan ditunjukkan pada Gambar 21. Hasil analisis menunjukkan padatan tersebut adalah Mangan sulfat. Hal tersebut terjadi kemungkinan karena jumlah oksidatornya kurang sehingga oksidasi mangan sulfat menjadi mangan dioksida belum terjadi.

Gambar 19. Larutan merah muda hasil hidrotermal pada suhu 140°C selama 2 jam

(33)

25

Gambar 20. Hasil analisis difraksi sinar-x proses hidrotermal MnSO4 teknis pada

(34)

26

Gambar 21. Hasil analisis difraksi sinar-x proses hidrotermal MnSO4 teknis pada

160°C selama 4 jam

Metode alternatif lain pembuatan MnO2 adalah dengan membentuk Mangan

Karbonat dari larutan mangan sulfat hasil pelindian dengan molases dilakukan penambahan slurry sodium karbonat yang kemudian dikalsinasi pada suhu 600°C dengan tambahan oksigen. Hasil dari pembentukan Mangan Karbonat tampak pada Gambar 22 dianalisis denga difraksi sinar–x seperti tampak pada Gambar 23 dan menunjukkan endapan tersebut adalah benar Mangan Karbonat. Kadar Mangan Karbonat yang dihasilkan adalah 87,90%. Mangan Karbonat yang dihasilkan belum memenuhi batasan minimal yang tercantum dalam Peraturan Mentri No 1 tahun 2014 yaitu > 90%. Penyebabnya sodium dari sodium karbonat yang digunakan sebagai precipitator agent bereaksi dengan sulfat menjadi sodium sulfat dan ikut mengendap sehingga menjadi pengotor dalam produk. Untuk itu, perlu dilakukan percobaan dengan precipitator agent yang lain seperti ammonium karbonat.

(35)

27

Mangan karbonat merupakan produk intermediate yang dapat digunakan sebagai nutrisi pada tumbuhan, pewarna, atau pun bahan baku bahan kimia, makanan ternak dan keramik. Peningkatkan nilai mangan karbonat dapat dilakukan dengan dijadikan MnO2 melalui oksidasi dalam tube furnace pada suhu 600°C. Percobaan

pendahuluan kalsinasi MnCO3 dilakukan pada suhu 600°C selama 4 jam dalam

muffle furnace tanpa penambahan oksigen menghasilkan Manganese Oksida dengan mineral Bixbyte-C (Mn2O3) dan Haussmannite (Mn3O4) berdasarkan hasil

difraksi sinar-X pada Gambar 24. Hasil tersebut menunjukkan kebutuhan oksigen yang diperlukan kurang jika hanya menggunakan oksiden yang ada dalam furnace tanpa ada penambahan gas oksigen dari luar. Sehingga kalsinasi selanjutnya dilakukan dengan menambahkan udara dari luar menggunakan kompresor seperti yang terlihat pada Gambar 25.

(36)

28

Gambar 23. Hasil analisis difraksi sinar-x proses pengendapan dengan Sodium Karbonat

(37)

29

Gambar 24. Hasil analisis difraksi sinar-x hasil proses kalsinasi Mangan Karbonat pada suhu 600°C selama 4 jam

Gambar 25. Proses kalsinasi Mangan Karbonat dengan penambahan udara dalam Tube furnace

(38)

30

Hasil kalsinasi mangan karbonat dengan penambahan udara pada suhu 600°C selama 2 jam dengan variasi debit udara (200, 300 dan 400 cc/menit) menghasilkan produk kalsinasi yang warnanya berubah menjadi hitam (Gambar 26). Hasil kalsinasi menghasilkan kadar Mangan total, Mangan Oksida dan Mangan Dioksida yang dapat dilihat pada Tabel 5.

Gambar 26. Mangan hasil kalsinasi

Tujuan pemberian udara adalah untuk menyuplai oksigen yang dibutuhkan dalam proses oksidasi Mangan Karbonat. Oksidasi Mangan Karbonat menghasilkan tahpan produk yaitu Mangan Oksida dan Mangan Dioksida. Oleh sebab itu pada umumnya jumlah MnO akan lebih tinggi daripada MnO2 jika belum terkonversi

dengan sempurna.

Hasil variasi debit pada Tabel 5 terlihat semakin banyak udara yang ditambahkan maka semakin tinggi kadar Mangan total nya kemudian turun kembali. Hasil ini disebabkan semakin besar debit udara maka jumlah oksigen yang dibutuhkan proses oksidasi semakin banyak. Namun jumlah MnO pada debit udara 200 dan 400 cc/menit lebih tinggi dibanding 300 cc/menit yang menunjukkan pada debit 300 cc/menit, MnO yang dihasilkan menjadi MnO2 sehingga jumlah MnO lebih

kecil dibanding debit udara 200 dan 400 cc/menit. Saat udara ditambahkan berarti jumlah oksigen semakin banyak dan jumlah MnO bertambah dengan cepat dibanding MnO2.

(39)

31

Tabel 5. Kadar Mn total, Mangan Oksida dan Mangan Dioksida hasil kalsinasi pada 600°C selama 2 jam

Unsur/Senyawa Kadar unsur/senyawa (%)

200 cc/menit 300 cc/menit 400 cc/menit

Mn Total _55,2 56,7 56,68 MnO _43,16 40,44 44,8 MnO2 _34,78 40,17 34,78

Variasi debit udara yang dilakukan menunjukka debit udara sebesar 300 cc/menit optimum jika dilakukan selama 2 jam pada suhu 600°C. Variasi lain selain debit udara yaitu suhu kalsinasi yang dilakukan pada 700 dan 800°C yang dilakukan selama 2 jam dengan debit udara 300 cc/menit. Hasil variasi suhu yang dilakukan ditampilkan pada Tabel 6. Semakin tinggi suhu kalsinasi Jumlah Mn total tidak bertambah besar, beda halnya dengan MnO yang semakin bertambah besar dengan penambahan suhu. Hal ini disebabkan pada suhu kalsinasi yang berbeda akan menghasilkan bentuk kristalin MnOx yang berbeda selain MnO dan MnO2.

Fase MnOx yang dapat terbentuk adalah Mn3O4, Mn5O8 ataupun Mn2O3 (Ren, et

al 2014). Berdasarkan hasil analisis difraksi sinar-x produk kalsinasi 600°C yang tampak pada Gambar 26 menunjukkan fasa mangan oksida , Mn3O4

(Hausmannite) dan Sodium Sulfat (Na2SO4). Hal ini menunjukkan kebutuhan

oksigen untuk perubahan ke fasa MnO2 kurang karena sumber oksigen berasal

dari udara. Jika tetap menggunakan udra akan membutuhkan waktu yang lebih lama untuk proses kalsinasi. Sementara sodium sulfat terbentuk saat pengendepan MnCO3 menggunakan Na2CO3 dari larutan MnSO4, Na+ dari Na2CO3 bereaksi

dengan SO42- membentuk Na2SO4. Alternatif proses pengendepan MnCO3

hendaknya dilakukan dengan ammonium karbonat.

Tabel 6. Kadar Mn total, Mangan Oksida dan Mangan Dioksida hasil kalsinasi variasi suhu selama 2 jam

(40)

32

Unsur/Senyawa Kadar unsur/senyawa (%)

600°C 700°C 800°C Mn Total 56,7 54,47 55,82 MnO 40,44 44,57 46,19 MnO2 40,17 31,73 31,73

Gambar 26. Hasil analisis difraksi sinar-x kalsinasi Mangan Karbonat dengan tambahan udara sebanyak 300 cc/menit

Selain jalur pembuatan Mangan dioksida dengan pembentukan produk intermediate Mangan Karbonat, juga dilakukan percobaan pembuatan Mangan Dioksida dengan cara elektrooksidasi. Elektrooksidasi yang dilakukan,

(41)

33

menggunakan Mangan Sulfat teknis dengan konsentrasi MnSO4 160 g/L.

Elektroda yang digunakan terdiri dari anoda berupa logam Timbal (Pb) dan katoda berupa grafit (carbon). Kuat arus yang diperlukan sebesar 80 A/m2. Proses elektrookdisasi dihasilkan endapan berwarna hitam yang disinyalir MnO2

menempel pada anoda. Proses elektroksidasi tampak pada Gambar 27. Endapan hasil proses elektrooksidasi seperti tampak pada Gambar 28 yang dianalisis difraksi sinar-x. Hasil analisis yang terdapat pada Gambar 29 menunjukkan bahwa padatan tersebut adalah sebagian sudah menjadi Mangan Dioksida (MnO2)

sebanyak 33,12% dan sebagian lagi masih menjadi Mangan Sulfat sebanyak 35,11%.

Gambar 27. Proses elektrooksidasi

(42)

34

(43)

35

V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan

• Pembuatan Mangan Dioksida dari Pirolusit dapat dilakukan dari Mangan sulfat yang dihasilkan dari ekstraksi Mn dari pirolusit dengan bantuan molases sebagai reduktor dalam pelarut asam sulfat.

• Mangan sulfat yang dihasilkan masih berupa larutan, dengan persen ektraksi terbaik sebesar 97,58%, yang jika diendapkan akan terbentuk karamel akibat molases yang digunakan.

• Proses pembuatan Mangan Dioksida dari Mangan Sulfat secara hidrotermal tidak dapat dilakukan.

• Proses kimiawi bisa dilakukan dengan cara mengendapkan mangan dari mangan sulfat menjadi mangan karbonat dengan bantuan sodium karbonat kemudian dikalsinasi dengan tambahan oksigen dari udara .

• Secara elektrooksidasi pembuatan MnO2 dapat dilakukan dengan

bantuan karbon sebagai katoda dan Pb sebagai anoda.

5.2. Saran

Beberapa saran untuk perbaikan proses yaitu sebagai berikut :

1. Perlu dilakukan percobaan tambahan pelindian dengan variasi konsentrasi molases dari 60 – 90 %

2. Perlu dilakukan percobaan intensif pembuatan MnO2 dengan

elektrooksidasi.

3. Perlu dilakukan percobaan intensif pembuatan MnCO3 untuk memenuhi

batasan minimal Permen No. 1 Tahun 2014

4. Perlu dilakukan percobaan intensif pembuatan MnO2 dari Mangan

(44)

36

VI. PENUTUP

Percobaan yang dilakukan memberi petunjuk mengenai kinerja baik molases sebagai reduktor dan tahapan proses selanjutnya yang sesuai untuk larutan dengan warna yang dipengaruhi oleh molases. Percobaan ini masih perlu tahapan validasi pelindian dengan menggunakan molases sebagai reduktor dan percobaan intensif untuk mendapatkan MnO2 dari larutan lindi tersebut secara elektrooksidasi. Selain

Mangan Dioksida juga dapat diperoleh MnCO3 sintetis dari Mangan sulfat hasil

(45)

37

PUSTAKA

Arifin., M., 1997, Bahan Galian Industri, Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral.

Direktorat Jenderal Mineral dan Batubara, 2012. Akselerasi Industrialisasi Dalam Rangka Mendukung Percepatan Dan Pembangunan Ekonomi. Bahan Direktur Jenderal Mineral Dan Batubara dalam Rapat kerja tahun 2012 dengan Kementerian Perindustrian.

Lia, Jiaxin, et.al., 2011, MnO2 nanoflakes coated on multi-walled carbon

nanotubes for rechargeable lithium-air batteries

Saputra, E., 2013. Catalytic Oxidation of Toxic Organics in Aqueous Solutionfor Wastewater Treatment. Thesis of School of Chemical and Petroleum EngineeringDepartment of Chemical Engineering Curtin University.

, Electrochemistry communication, p. 698-700.

Loan, Dong Kim, et.al., 2008, Preparation of nano-structural MnO2 in ethanol-watermedia coated on calcinated laterite and study of its arsenic adsorption capacity, VNU Journal of science, Natural science and technology , p. 227-232.

Ren, C., Zhou L., Shang H. And Chen Y, 2014. Effect of preparation method on the performance of Pd‐MnOx/γ‐Al2O3 monolithic catalysts for ground‐level O3 decomposition. Chinese Journal of Catalysis 35, page 1883–1891.

Saleh, Nuryadi, dkk 2012, Reduksi Bijih Besi dan Nikel dengan Rotary Kiln Skala Semi Pilot dan ekstraksi Bijih Mangan. Laporan Akhir Penelitian, Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral dan Batubara.

(46)

38

Sumardi, Slamet, 2013. Pelindian Bijih Mangan dari Nusa Tenggara Timur dengan Menggunakan asam Oksalat dan Molases Sebagai Agen Pereduksi dan Sintesis Serbuk Mangan Dioksida dengan Metode Hidrotermal. Tesis, Institut Teknologi Bandung.

Su, H., Wen, Y., Wang F., Li, X. Dan Tong ,Z., 2009. Leaching of pyrolusite using molases alcohol wastewater as a reductant. Minerals Engineering Journal No 22 , Halaman 207–209

Wahyudi, Agus, 2010, Inventarisasi dan Evaluasi Litbang Pengolahan Mineral: Mangan, Puslitbang Tekmira.

Yang, Yanyan, et.al., 2008, Hydrotermal synthesis and electrochemical characterization of alfa-MnO2 nanorods as cathode material for lithium batteries, International journal of electrochemical science, p. 67-74.

(47)

39

LAMPIRAN 1

PERHITUNGAN KEBUTUHAN ASAM SULFATDAN MOLASES

Basis : 30 gram Pirolusit Kadar Mn : 40,6%

Berat Mn dalam Pirolusit = 40,6% x 30 gram = 13,14 gram

Berat MnO2 dalam Pirolusit =

Jumlah mol MnO2 dalam Pirolusit =

Reaksi :

C6H12O6 + 12MnO2 + 24H+ → 6 CO2 + 12Mn2+ 18H2O (1)

C12H24O11 + 24MnO2 + 48H+ → 12 CO2 + 24Mn2+

1. Reaksi dengan H2SO4 konsentrasi 6% variasi stoikiometri reaksi