HIDRO-ELEKTROMETALURGI
Praktikum Hidro-Elektrometalurgi – Nixon Carlotta / 116210042
LAPORAN PRAKTIKUM HIDRO-ELEKTROMETALURGI Acara 7 – Electrowinning Seng
Nixon Carlotta1, Dimas2, Fajri3, Hafiz4, Icha5, Keyhadi6, Leona7, Oktavian8
1Program Studi Teknik Metalurgi, Fakultas Teknologi Mineral, UPN Veteran Yogyakarta, Kampus 2 UPN Babarsari 55281, Indonesia
Abstrak. Seng merupakan logam yang memiliki banyak manfaat pada aplikasi kehidupan. Untuk memaksimalkan potensi cadangan logam seng di Indonesia dan manfaat yang dimiliki oleh seng sangatlah banyak, maka diperlukan proses yang optimal dalam menperolehnya. Salah satu metode yang digunakan untuk memperoleh seng dari suatu larutan adalah electrowinning. Dengan electrowinning dapat diperoleh endapan logam seng dengan prinsip elektrolisis kimia dengan menggunakan katoda berupa aluminium dan anoda berupa timbal. Pada praktikum kali ini dilakukan pengujian untuk mengukur efisiensi arus dan konsumsi energi dengan interval waktu 2, 4, 6, 8, dan 10 menit. Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, didapatkan hasil efisiensi arus yang didapatkan setiap interval waktu yaitu 77,27%. 59,09%, 70,45%, 68,18%, dan 72,27%. Kemudian, dilakukan perhitungan terkait konsumsi energi yang digunakan setiap interval waktu, diantaranya 286,90, 221,33, 217,23, 209,03, dan 282,81 kWh//kg
Keyword : Elektrolisis, Electrowinning, Seng
1. Pendahuluan
Indonesia merupakan salah satu negara di dunia yang memiliki kekayaan sumber daya mineral yang luar biasa. Kekayaan alamnya yang sangat melimpah, terutama dalam hal sumber daya mineral telah, telah menjadikan Indonesia sebagai salah satu negara dengan sektor pertambangan terkemuka di dunia. Kekayaan sumber daya mineral di Indonesia mencakup berbagai jenis komoditas, seperti emas, perak, nikel, tembaga, batu bara, bauksit, dan banyak lagi. Sebagian besar dari mineral-mineral tersebut ditemukan di berbagai pulau di Indonesia, yang menjadikan negara ini sebagai destinasi bagi perusahaan pertambangan dari seluruh dunia.
Salah satu mineral yang dimiliki Indonesia adalah mineral sphalerit (ZnS) yang pada umumnya dijumpai pada sejumlah pulau di Indonesia. Mineral tersebut dapat diolah menjadi logam seng (Zn) yang memiliki banyak manfaat dan pengaplikasian dalam kehidupan sehari-hari. Seng merupakan suatu unsur kimia dengan lambang Zn, yang terletak pada golongan 12 pada tabel periodik dengan nomor atom 30, dan memiliki massa atom relatif 65. Seng merupakan logam yang berwarna putih kebiruan, berkilau, memiliki sifat diamagnetik, ,mampu menghantarkan listrik, dan tahan terhadap korosi. Di Indonesia memiliki cadangan seng ±1% atau sebesar 2,3 juta ton dari total cadangan dunia, artinya Indonesia masih berperan dalam penyedia bahan baku seng dunia. Dialam, seng tidak berada dalam bentuk bebas melainkan masih terikat dengan mineral lain seperti calamine, franklinite, willemit, dan zincite. Seng merupakan logam non-ferrous yang paling yang paling melimpah ke-24 di bumi [1] mineral yang banyak ditambang untuk menghasilkan seng adalah spalerit yang mengandung 60-62% seng [4].
Dalam kehidupan manusia, seng memiliki banyak manfaat khususnya di bidang industri, seperti industri konstruksi, industri otomotif, induksi elektronik, industri senjata, dan masih banyak lagi. Oleh karena itu, diperlukan proses yang optimal guna memanfaatkan potensi penggunaan logam seng dalam berbagai aplikasi.
Proses yang optimal tersebut dapat dilakukan secara electrowinning. Electrowinning merupakan proses pengambilan logam-logam yang terkandung di dalam larutan kaya dengan prinsip elektrolisis, yaitu mengendapkan logam yang diinginkan dari larutan kaya dengan memberikan arus searah pada elektroda.
Pada praktikum kali ini memiliki beberapa tujuan diantaranya adalah menunjukan susunan rangkaian elektronik sel electrowinning seng dan cara menentukan tegangan dekomposisi. Kemudian, mempelajari variabel-variabel yang berpengaruh dalam suatu proses electrowinning khususnya untuk logam seng, dan menunjukan penyebab penurunan efisiensi arus dan kenaikan kebutuhan energi pada proses electrowinning seng.
2. Landasan Teori
Seng merupakan logam yang bersifat sebagai reduktor yang kuat. Selain itu, seng bersifat cukup reaktif sehingga dapat bereksi dengan asam basa dan logam lainya [4]. Pada prakteknya, logam seng dapat diperoleh dari mineral pembawanya menggunakan proses electrowinning dengan konsep elektrolisis kimia.
Electrowinning merupakan proses elektrokimia yang digunakan untuk mereduksi logam kation (seng) ke permukaan katoda dari larutan kaya hasil pelindian (PLS). Pada proses electrowinning seng, akan diperoleh endapan logam seng pada permukaan katoda yang
didapatkan dari reaksi reduksi larutan Zn pada larutan ZnSO4. Selain itu, pada anoda akan terbentuk oksigen karena anoda yang digunakan bersifat inert (tidak dapat larut selama proses berlangsung). Berikut persamaan reaksi yang terjadi pada proses electrowinning : Anoda (Pb) : H2O = 2H+ + 1/2O2 + 2e
Katoda (Al) : Zn2+ + 2e = Zn dan 2H+ + 2e = H2
Reaksi sel : Zn2+ + H2O = Zn + 1/2O2 + 2H+
Elektrolisis merupakan peristiwa penguraian elektrolit oleh arus listrik searah dengan menggunakan dua buah elektroda di dalam sebuah kompartemen.
Elektroda yang digunakan berupa katoda yang dihubungkan dengan kutub negatif pada ampermeter dan anoda yang dihubungkan dengan kutub positif pada ampermeter. Aliran listrik searah pada elektroda menyebabkan logam berharga akan mengendap pada katoda. Pada proses electrowinning akan terjadi reaksi kimia yang disebabkan adanya aliran listrik. Zat terlarut yang berada dalam larutan akan mengalami ionisasi. Ion positif akan bergerak menuju katoda, sedangkan ion negatif akan bergerak menuju anoda. Sehingga, pada anoda akan terjadi reaksi oksidasi, dimana ion negatif akan ditarik oleh anoda dan terjadi penambahan biloks.
Sedangkan pada katoda akan terjadi reaksi reduksi, dimana terjadi penerimaan elektron, sehinga akan terjadi deposisi logam pada katoda. [3]
Dalam proses electrowinning seng digunakan dua komponen utama diantaranya yaitu aluminium (Al) sebagai katoda, timbal (Pb) sebagai anoda. Skematik rangkaian pada proses electrowinning seng dapat dilihat pada Gambar 1 dibawah ini [1].
Gambar 1. Skematik rangkaian proses electrowinning seng Dalam proses electrowinning penggunaan logam sebagai katoda dapat didasarkan pada overpotensial yang lebih tinggi pada deret volta kimia. Sebagai berikut dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Deret volta elektrokimia
Pada proses electrowinning seng digunakan logam aluminium sebagai katoda dengan nilai overpotensial yang lebih tinggi. Hal ini bertujuan untuk mencegah pembentukan gas H2 pada permukaan katoda, dengan menggunakan katoda awal yang memiliki nilai
kecepatan reaksi reduksi hidrogen yang menyebabkan turunya efisiensi pengggunaan arus pada proses. Jika menggunakan logam yang memiliki nilai overpotensial lebih rendah akan menyebabkan turunya efisiensi penggunaan arus, seluruh hidrogen akan tereduksi pada potensial di mana pengendapan seng berlangsung.
Efisiensi penggunaan arus yang turun disebabkan karena sebagian arus dan tegangan yang diberikan digunakan untuk membentuk gas H2, bukan untuk mengendapkan logam seng, sehingga terjadi kerugian energi. Selain itu, kehadiran logam lain dapat mengganggu efisiensi pengggunaan arus pada proses.
Hal ini dapat terjadi karena arus yang digunakan pada proses akan mengendapkan logam-logam lain yang terdapat pada larutan, bukan hanya untuk mengendapkan seng saja. Akibatnya dapat mengurangi ion logam berharga yang dideposisikan pada katoda [5].
3. Metode Penelitian
Praktikum ini dilakukan dengan memggunakan logam timbal (Pb) sebagai anoda dan aluminium (Al) sebagai katoda. Untuk larutan elektrolit yang digunakan adalah larutan asam sulfat (H2SO4).
3.1 Peralatan
Adapun peralatan yang digunakan dalam praktikum, antara lain :
3.1.1 Gelas Beker
Gelas beker pada praktikum kali ini digunakan sebagai wadah untuk mereaksikan larutan asam sulfat dengan elektoda. Alat ini dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Gelas beker
3.1.2 Multimeter
Multimeter pada praktikum kali ini digunakan untuk mengukur arus dan tegangan listrik yang mengalir pada elektroda.. Alat ini dapat dilihat pada Gambar 4.
3.1.3 DC Power Supply
DC power supply pada praktikum kali ini digunakan untuk memberi atau sebagai sumber arus tegangan listrik pada proses electrowinning. Alat ini dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. DC power supply
3.1.4 Amplas
Amplas pada praktikum kali ini digunakan untuk menghilangi lapisan coating pada logam yang akan digunakan sebagai elektroda. Digunakan dua ukuran amplas yaitu grid 800 dan grid 1000. Alat ini dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Amplas
3.2 Bahan
Adapun bahan yang digunakan dalam praktikum, antara lain :
3.2.1 Seng Sulfat
Sampel yang digunakan dalam pengujian adalah bubuk seng sulfat yang tampak pada Gambar 8 di bawah ini.
Gambar 8. Seng sulfat
3.2.2 Elektroda Timbal (Pb)
Elektroda timbal pada praktikum kali ini digunakan sebagai anoda, karena bersifat inert. Elektroda timbal dapat dilihat pada Gambar 9 di bawah ini.
Gambar 9. Elektroda timbal (Pb)
3.2.3 Elektroda Aluminium (Al)
Elektroda aluminium (Al) pada praktikum kali ini digunakan sebagai katoda, karena memiliki nilai overpotensial yang lebih tinggi dibandingkan dengan seng, sehingga dapat meminimalisir terjadinya evolusi hidrogen pada proses. Bahan ini dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10. Elektroda Aluminium (Al)
3.2.4 Alkohol
Alkohol pada praktikum kali ini digunakan untuk membersihkan elektroda yang telah dilakukan pengamplasan agar tidak mempengaruhi proses pengendapan logam seng pada katoda, penggunaan alkohol termasuk ke dalam proses preparasi. Bahan ini dapat dilihat pada Gambar 11.
Gambar 11. Alkohol
3.2.5 Aquades
Aquades pada praktikum kali ini digunakan sebagai pelarut untuk proses pelarutan bahan seng sulfat hingga memiliki volume sebanyak 1 liter. Adapun bahan aquades ini ditunjukkan pada Gambar berikut.
Gambar 15. Aquades
3.3 Prosedur Praktikum
Praktikum electrowinning dilaksanakan berdasarkan prosedur yang telah ditetapkan
Mula-mula praktikan menyiapkan seluruh alat dan bahan yang digunakan. Setelah semua alat dan bahan telah siap, melakukan preparasi dengan cara melakukan pengamplasan pada permukaan elektroda aluminium dan timbal menggunakan amplas dengan ukuran grid 800 dan 1000. Hal ini bertujuan untuk mengjhilangkan lapisan coating pada elektoda. Proses ini dapat dilihat pada Gambar 12 dibawah ini.
Gambar 12. Pengamplasan pada permukaan elektroda Kemudian, dilanjutkan membersihkan permukaan elektroda hasil pengamplasan dengan alkohol. Proses ini dapat dilihat pada Gambar 13 dibawah ini.
Gambar 13. Pembersihan permukaan elektroda
Proses dilanjutkan dengan mengukur bagian luas elektroda yang akan dicelupkan pada larutan. Pada praktikum kali ini digunakan 80% luas area elektroda untuk dicelupkan pada larutan. Setelah diukur, kemudian ditandai menggunakan spidol. Proses ini dapat dilihat pada Gambar 14 dibawah ini.
Gambar 14. Penandaan pada elektroda
Tahap selanjutnya adalah dengan menimbang bubuk seng sulfat ke dalam gelas beker yang selanjutnya akan dilarutkan menggunakan timbangan analitik sebanyak 8 gram. Adapun proses ini dapat dilihat pada Gambar 15 dibawah ini.
Gambar 15. Penimbangan bubuk seng sulfat
Prosedur berikutnya adalah melaksanakan pelarutan bubuk seng sulfat dengan menambahkan pelarut aquades sehingga beratnya mencapai 500 gram sesuai dengan yang ditunjukkan pada indikator timbangan analitik. Tujuan dilarutkanya bubuk seng sulfat adalah untuk membentuk larutan elektrolit. Proses dapat dilihat pada Gambar 16 dibawah ini.
Gambar 16. Pelarutan menggunakan aquades
Lalu proses dilanjutkan dengan menjepit elektroda yang telah dipreparasi pada waktu yang bersamaan.
Untuk sumbu (-) berwarma hitam dijepitkan pada katoda aluminium dan sumbu (+) berwarna merah dijepitkan pada anoda timbal untuk dihubungkan pada alat DC power supply sehingga proses dapat berjalam.
Proses ini dapat dilihat pada Gambar 17 dibawah ini.
Gambar 17. Penjepitan pada elektroda
Kemudian, mencelupkan elektroda tersebut sesuai area penandaan yang telah dilakukan. ke dalam larutan elektrolit seng sulfat setelah power supply dinyalakan dan besar voltase diatur pada nilai yang diinginkan Proses ini dapat dilihat pada Gambar 18 dibawah ini.
Gambar 18. Proses Electrowinning.
Selanjutnya, pada masing-masing interval waktu atau setiap dua menit, elektrorda diangkat dan dilakukan proses pengukuran menggunakan multimeter. Tujuan dilakukan pengukuran untuk mengetahui besaran tegangan actual pada proses. Proses ini dapat dilihat pada Gambar 19 dibawah ini.
Gambar 19. Pengukuran tegangan menggunakan multimeter Proses ini dilakukan berulang kali pada masing- masing waktu yang ditargetkan yaitu pada 2 menit, 4 menit, 6 menit, 8 mnenit, dan 10 menit. Kemudian data yang didapat dicatat dan dilakukan perhitungan.
4. Hasil Pengamatan
Berisi tentang hasil dari pengamatan selama praktikum, baik itu tabulasi data, perhitungan, dsb
4.1 Hasil Data Pengamatan
Dari percobaan electrowinning seng dari larutan seng sulfat yang telah dilakukan didapatkan data seperti pada tabel 1 berikut.
Tabel 1. Data Hasil Percobaan Electrowinning Seng Waktu
(Menit)
Berat Awal (gr)
Berat Akhir (gr)
V Input (Volt)
Luas Katoda = 10 Cm V Aktual
(Volt) I Aktual
(mA)
2 5 5,00034 2 0,350 10.8
4 5,00034 5,0006 2,5 0,270 10.8
6 5,0006 5,00091 3 0,265 10.8
8 5,00091 5,00121 3,5 0,255 10.8 10 5,00121 5,00153 4 0,345 10. 8
4.2 Perhitungan
4.2.1 Tegangan Dekomposisi Diketahui : Eo Katoda = -0,76
Eo Anoda = -1,23
• Eo Sel
= Eo Katoda + Eo Anoda
= −0, 76 + (−1, 23)
= −1, 99 Volt
• Tegangan Dekomposisi = |𝐸 𝑎𝑛𝑜𝑑𝑎 − 𝐸 𝑘𝑎𝑡𝑜𝑑𝑎|
= |−1,23 − (−0.76)|
= 0,47 𝑉𝑜𝑙𝑡
4.2.2 Berat Endapan Zn
𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐴𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙 = 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟 − 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑎𝑤𝑎𝑙 Dengan menggunakan rumus tersebut, maka didapatkan berat aktual pada setiap interval waktu yang dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 2. Hasil Perhitungan Berat Aktual
Sampel (menit) Berat Aktual (Gram)
2 0,00034
4 0,00026
6 0,00031
8 0,0003
10 0,00032
4.2.3 Berat Teoritik
= (𝐼 × 𝑡 × 𝐴𝑟 𝑍𝑛) 96500 × 𝑒 Keterangan :
I = Arus (Ampere) t = Waktu (detik) Ar Zn = 64,5 (gram/mol) e = Elektron Valensi
= 0,0108 × 120 × 65,4)
96500 × 2 = 0,00044 𝑔𝑟𝑎𝑚
4.2.4 Efisiensi Arus
=
𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐴𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑇𝑒𝑜𝑟𝑖𝑡𝑖𝑘
× 100 %
Tabel 3. Hasil Perhitungan Efisiensi Arus Sampel (menit) Efisiensi Arus (%)
2 77,27
4 59,09
6 70,45
8 68,18
10 72,27
4.2.5 Konsumsi Energi
𝐾𝐸 = 𝑊 =𝑈 × 𝑧 × 𝐹
𝑀 ×1000 3600 Keterangan :
W : Konsumsi energi (kwh/t) U : Tegangan sel (V)
z : Jumlah elektron yang ditransfer F : Bilangan faraday (96500 C/mol) M : Berat atom Zn (g/mol)
Tabel 4. Hasil Perhitungan Konsumsi Energi Sampel (menit) Konsumsi Energi
(kWh/kg)
2 286,90
4 221,33
6 217,23
8 209,03
10 282,81
5. Pembahasan
Pada praktikum acara 7 kali ini membahas tentang electrowinning seng dari larutan seng sulfat. Praktikum kali ini memiliki beberapa tujuan diantaranya adalah menunjukan susunan rangkaian elektronik sel electrowinning seng dan cara menentukan tegangan dekomposisi. Kemudian, mempelajari variabel-variabel yang berpengaruh dalam suatu proses electrowinning khususnya untuk logam seng, dan menunjukan penyebab penurunan efisiensi arus dan kenaikan
Electrowinning seng memiliki tujuan untuk memperoleh kembali logam seng dengan cara diendapkan yang terdapat pada larutan seng sulfat.
Proses electrowinning seng menggunakan elektroda berupa timbal sebagai anoda dan aluminium sebagai katoda di dalam sebuah kompartemen yang dialiri arus listrik dengan alat DC Power Supply. Alasan penggunaan aluminium sebagai katoda, karena aluminium memiliki overpotensial yang lebih tinggi daripada logam seng. Sedangkan penggunaan timbal sebagai anoda, karena bersifar inert atau tidak aktif
Dalam penerapanya, untuk mengetahui dan memastikan apakah mekanisme pengendapan seng secara elektrolisis agar reaksi reduksi kation menjadi logam seng dapat berlangsung, perlu pemahaman tentang diagram pourbaix pada seng. Diagram pourbaix menjelaskan fasa kesetimbangan pada suatu unsur yang akan terbentuk dengan parameter energi potensial reduksi dan nilai pH larutan. Diagram ini dapat dilihat pada Gambar 20 dibawah ini.
Gambar 20. Diagram pourbaix seng
Dari diagram pourbaix diatas dapat disimpulkan, bahwa larutan kaya dengan nilai pH yang rendah akan berada pada keadaan asam, maka kation seng dapat terendapkan menjadi gumpalan logam seng padat atau terdeposisi pada katoda, dengan cara menurunkan nilai potensial reduksi. Sedangkan, pada pembentukan gas H2
disebabkan oleh penurunan potensial reduksi pada kesetimbangan air. Hal tersebutlah yang menyebabkan adanya reaksi pembentukan gas H2 pada proses electrowinning seng berdasarkan diagram pourbaix penendapan seng.
Pada proses electrowinning seng terjadi dengan proses elektrokimia (elektrolisis) menggunakan arus listrik. Berikut reaksi yang terjadi pada proses electrowinning seng :
Anoda (Pb) : H2O = 2H+ + 1/2O2 + 2e
Katoda (Al) : Zn2+ + 2e = Zn dan 2H+ + 2e = H2
Reaksi sel : Zn2+ + H2O = Zn + 1/2O2 + 2H+
Pada anoda timbal terjadi reaksi oksidasi H2O menjadi oksigen dan ion hidrogen (H+) dalam larutan.
Pembentukan gas oksigen pada sekitar anoda timbal menyebabkan berubahnya warna anoda timbal menjadi lebih gelap akibat reaksi oksidasi dengan gas oksigen.
Sedangkan pada katoda aluminium terjadi reaksi reduksi logam kation seng (Zn2+) menjadi Zn, sehingga
dari larutan seng sulfat. Dalam katoda aliminium juga dapat terjadi pembentukan gas H2, namun pembentukan gas H2 ini sangat dihindari dalam proses electrowinning seng. Terjadinya pembentukan gas H2 dapat menyebabkan turunya efisiensi arus listrik yang digunakan pada proses electrowinning. Hal ini dapat terjadi karena arus yang seharusnya digunakan untuk mengendapkan seng pada katoda malah digunakan untuk membentuk gas H2. Hal tersebut dapat terjadi karena potensial kesetimbangan reduksi ion seng dari larutan seng sulfat nilainya lebih rendah jika dibandingkan dengan nilai potensial kesetimbangan ion hidrogen menjadi gas H2 dalam keadaan standar. Hal ini dapat diatasi dengan menggunakan starting catode (katoda awal) dengan nilai overpotensial yang lebih tinggi berdasarkan pada deret volta kimia, contohnya yaitu penggunaan aluminium sebagai katoda. Dengan digunakan aluminium maka dapat meminimalisir evolusi gas hidrogen, sehingga arus yang digunakan dapat menjadi efisien dan tidak terbuang sia-sia.
Setelah dilaksanakanya percobaan, dilakukan perhitungan terkait mencari nilai efisiensi arus yang digunakan pada proses dan konsumsi energi listrik yang digunakan pada proses. Proses electrowinning seng dilakukan pada beberapa variasi waktu diantaranya 2 menit, 4 menit, 6 menit, 8 menit, dan 10 menit. Selain itu digunakan input arus pada masing-masing waktu daiantaranya 2 volt, 2,5 volt, 3 volt, 3,5 volt, dan 4 volt.
Kemudian, ddilakukan analisis data yang didapatkan selama percobaan diperoleh nilai efisiensi arus pada masing-masing waktu, diantaranya 77,27%. 59,09%, 70,45%, 68,18%, dan 72,27%. Dari hasil perhitungan tersebut dapat disimpulkan bahwasanya nilai efisiensi arus dapat bervariasi pada setiap waktunya. Hal ini dapat terjadi dikarenakan laju pengendapan logam seng pada katoda juga bervariasi pada setiap waktu, serta pengaruh adanya gas H2 yang terbentuk. Kemudian, dilakukan perhitungan terkait konsumsi energi yang digunakan untuk masing-masing waktu, diantaranya 286,90, 221,33, 217,23, 209,03, dan 282,81 kWh//kg.
Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa pada masing-masing waktu yang digunakan, terjadi peningkatan tegangan yang digunakan pada proses, sehingga dengan peningkatan tegangan yang diberikan maka nilai konsumsi energi juga akan naik seiring berjalanya waktu pada proses. Pada dasarnya, untuk proses electrowinning penggunaan tegangan yang semakin menigkat pada proses juga dapat meningkatkan arus listrik yang mengalir pada proses. Hal ini juga dipengaruhi oleh beberapa faktor yang lain, diantaranya temperatur operasi, kehadiran pengotor, pemilihan bahan untuk starting catode, dan konsentrasi larutan.
Temperatur operasi akan berpengaruh terhadap kemampuan hantar listrik terhadap ion-ion elektrolit dan efisiensi arus yang digunakan. Temperatur optimal yang digunakan berkisar diantara 56-60oC. Apabila temperatur yang digunakan terlalu tinggi, maka dapat menyebabkan berkurangnya umur pemakian alat pada proses, sehingga memerlukan biaya tambahan untuk meremajakan alat atau mengganti alat. Namun, apabila temperatur yang digunakan terlalu rendah, maka dapat menyebabkan turunnya kemampuan hantar listrik pada elektrolit, sehingga kurang optimalnya proses
pengendapan pada katoda. Kemudian, konsentrasi larutan yang digunakan yaitu larutan seng sulfat juga berpangaruh terhadap proses. Apabila konsentrasi larutan yang digunakan terlalu rendah, maka kemampuan hantar dari larutan juga menjadi rendah.
Hal tersebut mempengaruhi seberapa banyaknya logam seng yang mengendap pada setiap arus pada masing- masing waktu yang digunakan. Lalu, pemilihan katoda awal yang digunakan atau starting catode akan mempengaruhi efisiensi arus pada proses. Dengan menggunakan logam yang nilai overpotensial hidrogen yang lebih tinggi seperti aluminium, dengan nilai overpotensial hidrogen yang lebih tinggi, maka akan dapat meningkatkan efisiensi arus karena lapisan seng yang terendapkan pada permukaan aluminium juga tergolong memiliki nilai overpotensial hidrogen yang tinggi pula dan dapat meminimalisir evolusi gas hidrogen. Selain itu, kehadiran logam pengotor maupun logam-logam lain yang memiliki nilai overpotensial hidrogen yang rendah dapat menurunkan efisiensi arus pada proses meskipun keharidanya dalam jumlah yang kecil serta berkadar rendah. Hal tersebut dapat terjadi dikarenakan kehadiran logam pengotor dan logam- logam lain dapat menghambat proses pengendapan logam seng. Dimana seharusnya arus yang digunakan untuk mengendapkan logam seng, namun beralih mengendapkan logam pengotor dan logam-logam lain, hal tersebutlah yang menyebabkan turunya efisiensi arus.
Proses electrowinning merupakan salah satu teknik recovery utama yang digunakan pada pengolahan bijih emas di PT. Antam Pongkor. Pada tahapan ini, larutan kaya hasil pelindian disirkuliasikan melalui sel elektrolisis pada sebuah kompartemen. Sel elektrolisis tersebut terdiri dari anoda dan katoda. Selama proses electrowinning, arus listrik diterapkan pada anoda dan katoda. Emas dan perak yang terakumulasi pada katoda kemudian dapat diambil dan selanjutnya diolah lebih lanjut untuk mendapatkan logam mulia yang murni.
Proses ini merupakan langkah kunci dalam produksi emas di PT. Antam Pongkor dan berperan penting dalam menjaga kualitas dan kemurnian logam emas yang dihasilkan.
6. Kesimpulan
Dari hasil praktikum yang telah dilakukan, praktikan dapat menyimpulkan sebagai berikut :
1) Electrowinning merupakan salah satu teknik recovery yang bertujuan memperoleh kembali logam berharga dengan menggunakan arus listrik untuk menjalankan reaksinya pada sauatu kompartemen.
2) Faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi arus pada proses electrowinning seng diantaranya temperatur operasi, konsentrasi larutan, kehadiran pengotor, dan pemilihan elektroda,
3) Efisiemsi arus per interval waktu :
- Interval waktu 2 menit sebesar 77,27 % - Interval waktu 4 menit sebesar 59,09 % - Interval waktu 6 menit sebesar 70,45 % - Interval waktu 8 menit sebesar 68,18 %
- Interval waktu 10 menit sebesar 72,27 % 4) Konsumsi energi per interval waktu :
- Interval waktu 2 menit sebesar 286,90 Kwh/kg
- Interval waktu 4 menit sebesar 221,33 Kwh/kg
- Interval waktu 6 menit sebesar 217,23 Kwh/kg
- Interval waktu 8 menit sebesar 209,03 Kwh/kg
- Interval waktu 10 menit sebesar 282,81 Kwh/kg
Referensi
1. Bramantyo, Johny W.M.S. (2019). Studi Pengaruh Konsentrasi Larutan Pelindi dan Suhu Elektrowinning terhadap Perolehan Kembali Seng dari Dross Seng dengan Metode Hidro- Elektrometalurgi. Universitas Indonesia : Jakarta 2. Pratama, D. (2010). Metalurgi Seng. Palangka
Raya: Universitas Palangka Raya.
3. Triphaty. B.C., Hefter, G.T. (1996). Zinc Electrowinning from acidic sulfate solutions. Part 1 : Effects of Sodium Lauryl Sulfate. PP. 673-679 4. Widowati, W., Sastiono, A., & Jusuf R, R. (2008).
Efek Toksik Logam Pencegahan dan Penanggulangan Pencemaran. Bandung: ANDI Yogyakarta.
5. Zhang, Wei. (2020). Performance of Lead Anodes Used for Zinc Electrowinning and Their Effect on Energy Consumption and Cathode Impurities.
Faculte Des Sciences Et De Genie. Universitas Laval. Quebec.
