PENELITIAN LOGAM TANAH JARANG DI INDONESIA Isyatun Rodliyah 1,2 dan Pramusanto 1,2 1 Puslitbang Teknologi Mineral dan Batubara Jl. Jendral Sudirman no. 623 Bandung 2 Prodi Teknik Pertambangan UNISBA Jl. Tamansari No.1 Bandung Email: [email protected]ABSTRAK Logam tanah jarang (LTJ) memegang peranan yang sangat penting dalam kebutuhan material produksi modern seperti dalam dunia superkonduktor, laser, optik elektronik, aplikasi LED dan iPAD, glass dan keramik. Di Indonesia telah ditemukan 2 jenis mineral yang mengandung LTJ yaitu monasit dan senotim. Mineral–mineral tersebut belum diolah lebih lanjut untuk memperoleh logam-logam tanah jarang murni atau dalam bentuk oksidanya Penelitian ini dilakukan bekerjasama dengan Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan (PTAPB)-Batan khususnya dalam penyediaan cerium oksida. Penelitian ini bertujuan mendapatkan hasil yang optimal pada proses reduksi CeO 2 menjadi logam Ce. Logam cerium dapat dihasilkan dengan metode metalotermik dengan kadar Ce 50% dan perolehan 91%. Kata kunci: logam tanah jarang, mineral jarang, I. LOGAM TANAH JARANG 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
PENELITIAN LOGAM TANAH JARANG DI INDONESIAIsyatun Rodliyah1,2 dan Pramusanto1,2
1Puslitbang Teknologi Mineral dan Batubara
Jl. Jendral Sudirman no. 623 Bandung2Prodi Teknik Pertambangan UNISBA
Semua unsur tanah jarang-oksida atau unsur tanah jarang-flourida dapat direduksi menjadi
logamnya melalui proses metalotermik. Pemilihan logam yang digunakan sebagai reduktor
dalam proses metalotermik sangat terbatas karena stabilitas termodinamik senyawa LTJ
sangat tinggi. Logam yang digunakan sebagai reduktor harus lebih reaktif dibandingkan
cerium seperti Ca, Al, Si, dan Mg. Pada percobaan reduksi ini digunakan reduktor Mg dan
11
fluks CaCl2. Proses reduksi ini dilakukan tanpa menggunakan udara, sehingga harus
dialirkan gas argon. Reaksi yang terjadi dalam proses reduksi cerium oksida adalah:
CeOx(s) + Mg(s) => Ce(l) + MgO (tidak dalam kesetimbangan)
CeO2 + 2CaCl2 + 2Mg → Ce + 2CaO + 2MgCl2
Sejumlah percobaan pendahuluan dilakukan untuk mengetahui kondisi proses hingga
terbentuk logam Ce. Percobaan awal dilakukan pada suhu 900oC, komposisi CeO2 dan Mg
adalah sesuai stokiometri dan tanpa penambahan fluks dan dengan penambahan fluks.
Percobaan dilakukan pada tube furnace. Hasil-hasil yang diperoleh adalah belum terbentuk
logam Ce dan terbentuk dua lapisan, powder berubah menjadi hijau (kemungkinan masih
ceria) dan powder berwarna coklat seperti CeO2. Hasil SEM dan XRD belum menunjukkan
logam Ce. Powder berwarna hijau merupakan serium yang masih berasosiasi dengan
magnesium dan terinklusi dalam material pengikat yang dapat dilihat pada Gambar 9. dan
Gambar 10. Sedangkan untuk powder yang berwarna coklat merupakan serium berasosiasi
dengan magnesium seperti yang terlihat pada Gambar 11. dan Gambar 12. Hasil dari
analisis untuk kedua proses tersebut menunjukkan bahwa baik logam ataupun terak masih
didominasi oleh cerium oksida.
Gambar 9. Hasil Analisis SEM X-Ray Mapping untuk lelehan dengan fluks
12
Gambar 10. Hasil Analisis SEM X-Ray Mapping untuk terak dengan fluks
Gambar 11. Hasil Analisis SEM X-Ray Mapping untuk lelehan dengan tanpa fluks
Gambar 12. Hasil Analisis SEM X-Ray Mapping untuk terak dengan tanpa fluks
Percobaan pendahuluan selanjutnya adalah dengan menaikkan suhu proses menjadi 1000 oC dengan komposisi bahan sama seperti pada percobaan awal. Dari hasil analisis XRD
belum terlihat adanya logam cerium. Fasa logam yang dihasilkan masih berupa serium
oksida dan fasa terak yang terbentuk juga masih serium oksida. Didalam fasa logam
terbentuk juga magnesium silikat. Hal ini dapat ditunjukkan pada Gambar 13. dan Gambar
14.
13
Gambar 13. Hasil Analisis XRD untuk fasa logam
Gambar 14. Hasil Analisis XRD untuk fasa terak
Percobaan pendahuluan selanjutnya adalah dengan menambahkan komposisi berat CeO2
dengan Mg yaitu 1:1, suhu 1200oC dan kondisi lainnya sama seperti pada percobaan awal
sebelumnya. Dari hasil percobaan sudah terlihat terbentuknya fasa logam cerium berupa
perak-abu seperti pada Gambar 15.
14
Gambar 15. Foto penampakan logam cerium
Hasil analisis SEM X-Ray mapping yang diperlihatkan pada Gambar 16. menunjukkan
bahwa pada fasa logam, logam cerium (Ce) sudah terbentuk yang ditunjukkan oleh struktur
menjarum (pada bagian kiri sampai kanan atas foto, warna putih). Mg, Cl dan Ca masih
terdapat pada fasa logam. Monasit juga masih terlihat dalam bentuk chunk (kanan bawah
foto). Kemungkinan tidak semua monasit terubah menjadi logam Ce pada saat proses
reduksi.
Gambar 16. Hasil analisis SEM X-Ray Mapping pada fasa logam
Pada fasa terak terdapat logam Ce yang lolos masuk ke dalam terak (di bagian kiri sampai
tengah foto). Material Mg yang berada dalam terak berbentuk lempengan (kanan bawah
foto). Hasil analisis SEM X-Ray Mapping pada fasa terak dapat dilihat pada Gambar 17.
15
Gambar 17. Hasil analisis SEM X-Ray Mapping pada fasa terak
KESIMPULANPerkembangan penelitian logam tanah jarang di Indonesia cukup mengembirakan. Hal ini
dapat dibuktikan dari banyaknya instansi yang menekuni penelitian pengolahan dan
pemurnian logam tanah jarang baik dari lembaga penelitian, perguruan tinggi dan industri.
Pilot plant pengolahan pasir monasit menjadi produk LTJ-oksida sudah akan dibangun oleh
PT. Timah bekerjasama dengan BATAN. Reduksi LTJ-oksida menjadi logamnya terutama
logam serium sudah berhasil dilakukan oleh Puslitbang tekMIRA dengan metode
metalotermik.
PUSTAKA1. www.fieldexexploration.com : Castor, S and Hedrick, J. ‘Rare Earth Element’.
Diunduh pada tanggal 9 April 2011 pukul 14.00 WIB
2. Atmawinata, A., Pengembangan Industri REE di Indonesia, Kementerian
Perindustrian, Jakarta, 2011.
3. Gupta, C.K. and Krishnamurthy, N., 2005, Extractive metallurgy of rare earth, CRC
press, Boca Raton London New York Washington, D.C.
4. Shwe, A., Soe and Lwin, K., Study on Extraction of Ceric Oxide from Monazite
Concnetrate, Worl Academy of Science, Engineering and Technology, 48, 2008, pp
331-333
5. Riedemann, T., High Purity Rare Earth Metals in Separation, US Department of
6. Sabtanto Djoko Suprapto, Tinjauan Logam Tanah Jarang, Bidang Program Dan
Kerjasama, Pusat Sumber Daya Geologi
7. Ninik Bintari, R. Subagiono, MV Purwani, Bambang EHB. Proses Ekstraksi Untuk Memisahkan Unsur-unsur Logam Tanah jarang Dalam Konsentrat dari Pasir Monasit. Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir. Puslitbang Teknologi Maju BATAN. Yogyakarta. 2003.
8. Ariane Messner. Sustainability assessment of products: A Comparison of The Methods Ecological Footprint, MIPS (Material Input Per Service Unit) and The Integrated EFORWOOD Sustainability Impact Assesment, by example of two wood product. Lincoln University, Christchurch. Vienna. 2010.