Praktikum Metalurgi Ekstraksi

Praktikum Metalurgi Ekstraksi (Kelompok 21)Dewi Lestari Natalia Khairul Ikhwan Kinanti Larasati Surya Dharma HutabaratDepartemen Teknik Metalurgi dan Material Fakultas Teknik Universitas Indonesia 2012

Froth Flotation

Data PercobaanGelombang Collector 1 2 3 4 0,4 ml 0,4 ml 0,4 ml 0,4 ml Frother 0,06 ml 0,06 ml 0,06 ml 0,12 ml Konsentrasi Pb 300 gr 150 gr 300 gr 300 gr Ukuran bijih 200 # 200 # > 200 # 200 #

5Gelombang 1 2 3 4 5

0,2 mlF 300 gr 150 gr 300 gr 300 gr 300 gr

0,06 mlC 62,3 gr 31,1 gr 59,8 gr 56,7 gr 58,8 gr

300 grT

200 #

237,7 gr 119,9 gr 240,2 gr 243,3 gr 241,2 gr

Data percobaanGelombang 1 m 85.31 % f 1.65 % c 7.50 % t 0.50 %

2 34 5 Gelombang 1 2 3 4 5

85.31 % 85.31 %85.31 % 85.31 % recovery 74,67 88,67 75,76 74,49 77,96

1.65 % 1.65 %1.65 % 1.65 % Rasio konsentrasi 6,087 3,964 5,439 5,247 5,208

5.80 % 6.80 %6.45 % 6.70 % Enrichment ratio 4,545 3,515 4,121 3,909 4,0606

0.25 % 0.49 %0.52 % 0.45 % Efisiensi pemisahan 59,40 64,69 58,499 56,53 59,92

Pengolahan dataGelombang 1

Skema Kerja

Analisa Bijih Galena Rumus kimianya adalah PbS sehingga

merupakan bijih kedalam golongan sulfida, oleh karena itu proses pengolahan yang cocok adalah proses hidrometalurgi yang salah satu prosesnya adalah Froth flotation. mineral ikutan pada galena adalah sphalerit, pirit dan kalkopirit dan unsur lain seperti Cu dan Ag.

Kelompok Galena

Karena berdasarkan kepolaran galena berada di kelompok 1 maka galena sesuai diproses dengan froth flotation

Analisa Pengaruh CollectorGelombang Collector Frother Konsentrasi Pb Ukuran bijih

1 5Gelombang

0,4 ml 0,2 mlRecovery

0,06 ml 0,06 mlRasio konsentrasi

300 gr 300 grEnrichment ratio

200 # 200 #Efisiensi pemisahan

1 5

74,67 77,96

6,087 5,208

4,545 4,0606

59,40 59,92

Dari tabel dapat dilihat adanya penurunan recovery pada penambahan collector yang brfungsi meningkatkan sifat hdrofobik. Menurtu literartur jika collector ditambah maka recovery meningkat, perbedaan ini disebabkan adanya batas optimal penambahan collector seperti pada grafik disamping

Analisa Pengaruh FrotherGelombang 1 Collector 0,4 ml Frother 0,06 ml Konsentrasi Pb Ukuran bijih 300 gr 200 #

4Gelombang 1 4

0,4 mlrecovery 74,67 74,49

0,12 mlRasio konsentrasi 6,087 5,247

300 grEnrichment ratio 4,545 3,909

200 #Efisiensi pemisahan 59,40 56,53

Fungsi dari frother adalah untuk mengurangi tegangan permukaan, berdasarkan literatur penambahan frother akan meningkatkan recovery namun dari tabel diatas terlihat adanya penurunan, hal ini disebabkan adanya batas maksimum pemberian frother.

Analisa Pengaruh Konsentrasi PbGelombang 1 2 Gelombang 1 2 Collector 0,4 ml 0,4 ml recovery 74,67 88,67 Frother 0,06 ml 0,06 ml Rasio konsentrasi 6,087 3,964 Konsentrasi Pb Ukuran bijih 300 gr 150 gr Enrichment ratio 4,545 3,515 200 # 200 # Efisiensi pemisahan 59,40 64,69

Dari tabel terlihat bahwa konsentrasi Pb yang semakin kecil menghasilkan recovery yang lebih besar dibanding pada konsentrasi Pb yang besar. Hal ini terjadi karena jumlah reagan seperti collector dan frother tetap pada kedua kondisi tersebut sehingga pada konsentrasi kecil recovery lebih optimal.

Analisa Pengaruh Partikel Ukuran partikel mempengaruhi luas permukaan

yang berhubungan dengan laju reaksi dari proses froth flotation. Namun jika partikel terlalu kecil maka sifat hidrofobik menjadi kecil akibatnya laju flotasi menurun Jika parrtikel terlalu besar luas permukaan kecil dan sulit untuk diapungkan.

Lanjutan Oleh karena itu ukuran partikel juga harus

disesuaikan dengan laju yang diinginkan sesuai grafik :

Kesimpulan Proses Froth flotasion memanfaatkan sifat kimia dan

fisika bijih yakni hidrofobik dan hidrofilik pada pemisahan logam Pb. Proses Froth flotasi Pb adalah directional flotation. Reagan yang digunakan adalah collector (oleic acid), frother (pine oil) dan modifier (pH regulator: soda ash). Penambahan reagan yang sesuai akan meningkatkan recovery. Semakin kecil konsentrasi dan ukuran bijih maka laju flotasi akan meningkat

Tugas Tambahan1.

Apa fungsi XRD pada froth floatation?Untuk mengetahui mineral yang akan di flotasi apakah komposisinya sudah sesuai atau belum, serta mengetahui struktur mineral tersebut

2.

Mengapa digunakan mineral #200 ?

Berdasarkan gambar di atas, laju flotasi akan maksimal dalam ukuran partikel tertentu, dan menurut kami berada pada #200, laju flotasi akan optimum3.

Mengapa frother yang baik terdiri dari 5 atom karbon ?Semakin panjang rantai karbon/atau jumlah atom karbon maka semakin sulit larut, sehingga dapat berfungsi baik menguatkan gelembung.

Tugas Tambahan4. Gambar grafik pengaruh pH terhadap froth floatation galena dan mineral lainnya !

5. Tuliskan mineral yang dapat di directional dan di reverse floatation !Direct Galena Pyrite Sphalerite Chalcopyrite Chalcocite Reverse Hematite Magnetite Quartz Sillimanite Feldspar

Elektrowinning Zn

Data PercobaanGelombang Massa ZnO (gr) Tegangan (V) T (oC) T (s)

1 23 4 5Gelombang

75 7510 100 75Massa Al (gr) M awal M akhir 8,53 8,41 8,40 8,23 8,16

1 0,80,2 0,8 1Massa Cu rec (gr) M awal 32,11 33,05 32,94 32,73 32,62 M akhir 32,50 32,44 32,40 32,28 32,25

83 2525 25 83Massa Pb (gr)

1800 18001800 1800 1800Massa Cu (c) (gr)

1 2 3 4 5

8,50 8,39 8,30 8,21 8,09

59,90 59,91 59,94 59,92 59,92

32,53 32,44 32,32 32,249 31,14

Contoh Perhitungan1.

Pengurangan Berat Katodaa) b) c)

Al = 8.17 8.09 = 0.08 gr Cu = 32.14 22.15 = 0.99 gr

Contoh Perhitungan2.

Hukum Faradaya)

Arus yang dihasilkan

b)

Berat

Contoh Perhitungan3.

Efisiensi Faraday

Contoh Perhitungan4.

Efisiensi Arus

Analisis Prosedur Pembuatan Larutan Coulometer

dilakukan oleh asisten tidak dilakukan oleh praktikkan. Leaching ZnO pada H2SO4 juga dilakukan oleh asisten tidak dilakukkan oleh praktikkan. Penimbangan Katoda dan Anoda serta elektroda Cu Pemasangan kabel-kabel ke elektroda serta katoda dan anoda dan recitifier. Menunggu selama 30 Menit Penimbangan Katoda dan elektroda Cu setelah Proses Elektrowinning

Analisis Hasil Praktikum Vs Teori Pada pengolahan data didapat massa Zn yang

mengendap sebesar 0.08 gr, sedangkan berdasarkan praktikum didapat massa sebesar 1.012 gr. Perbedaan hasil yang didapat ini kemungkinan disebabkan karenaarus yang diambil untuk perhitungan saat pengolahan data adalah nilai arus yang cukup sering muncul di layar multitester. Sedangkan pada prosesnya, arus yang mengalir selama 30 menit itu tidak pernah fix atau stabil. Berdasarkan Percobaan yang telah dilakukan, secara prosedur semua sama. Hasilnya pun sama (bertambahnya massa Al)

Analisis pH operasi pH yang dilakukan pada percobaan adalah 3.5 hal ini

berhubungan dengan optimalisasi proses elektrowinning Setelah diketauhi pH optimum yang dibutuhkan agar cocok dengan arus yang diberikan sehingga proses terjadinya elektrowinning lebih efektif Hal ini sangat berpengaruh terhadap proses Elektrowinning, namun pada saat proses selama 30 menit pH tidak dijamin stabil dikarenakan adanya kontaminasi pada saat itu. Leaching dan pembuatan coulometer juga tidak dilakukan oleh praktikan namun oleh asisten.

Analisa Pengaruh Suhu OperasiGelombang 1 5 T (oC) 25 83 M true (gr) 0,03 0,07 M lit (gr) 0,0304 9,75x10-3

Dalam literatur perhitungan menurut tabel di atas

ditunjukan bahwa peningkatan suhu saat percobaan dapat menurunkan massa endapan Zn. Data hasil percobaan ternyata tidak sesuai dengan literatur. Hal ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti human error dsb.

Analisa Pengaruh Arus dan WaktuW = Ar x I x t nxF

Dari rumus Farraday (literatur)terlihat bahwa

semakin besar arus dan waktu yang diberikan, maka dapat menyebabkan semakin besar pula massa Zn yang mengendap. Berdasarkan perhitungan percobaan pada data percobaan diketahui bahwa hasil percobaan sesuai dengan literatur.

Analisa Pengaruh Massa ZnOGelombang 4 5 Massa ZnO (gr) 100 75 M true (gr) 0,02 0,07 M lit (gr) 0,04 9,75 x 10-3

Menurut literatur, massa ZnO akan berpengaruh pada

massa Zn yang mengendap di katoda. Semakin banyak massa ZnO, semakin banyak pula massa Zn yang mengendap. Hasil percobaan memperlihatkan ketidaksesuaian dengan literatur. Hal ini mungkin disebabkan oleh variabel lain, seperti suhu. Gelombang 4 menggunakan suhu 25oC sedangkan gelombang 5 sebesar 33oC

Analisa Pengaruh Impurities Impurities yang terdapat dalam elektrolit akan

membuat pergerakan elektron terhambat. Hal ini mengakibatkan kemurnian logam yang mengendap di katoda menjadi berkurang. Impurities dalam elektroda akan menyebabkan reaksi pengendapan yang terjadi di elektroda tidak merata karena impurities dapat membuat keelektronegatifan elektroda berbeda-beda.

Analisa PengaruhPermukaan Anoda & KatodaBerdasarkan Luas Semakin besar luas

Berdasarkan Tekstur Permukaan anoda dan katoda

yang memiliki tekstur tidak permukaan katoda, merata menimbulkan adanya semakin banyak Zn yang pemusatan tegangan. tereduksi dan Pemusatan tegangan pada katoda menyebabkan membutuhkan suplai pengendapan Zn yang tidak elektron yang banyak juga, merata pada percobaan. sehingga anoda akan semakin cepat teroksidasi. Pemusatan tegangan pada anoda menyebabkan reaksi Semakin besar luas oksidasi yang terjadi tidak merata. permukaan anoda, anoda Untuk mendapatkan massa akan mampu mensuplai endapan Zn yang optimun, elektron ke katoda tanpa tekstur permukaan anoda dan harus cepat habis. katoda harus halus (merata).

KesimpulanElektrowinning Zn menggunakan prinsip elektrokimia dengan larutan ZnSO4 hasil leaching Zno dengan H2SO4.

SaranSebaiknya semua anggota kelompok melakukan percobaan dari awal hingga akhir, sehingga praktikan bisa lebih memahami tentang proses percobaan tersebut.

Katoda Al digunakan untuk mencegah terbentuknya gas H2 dalam pengendapan Zn.

Sebaiknya percobaan tidak dilakukan oleh banyak praktikan sekaligus, karena menyebabkan praktikum jadi tidak kondusif.

Faktor-faktor yang mempengaruhi elektrowinning antara lain adalah pH, suhu, impurities, luas permukaan katoda dan anoda, serta tekstur dari katoda dan anodanya.

Gunakan rectifier yang lebih stabil

Sel coulometer digunakan untuk mengetahui kecepatan arus yang digunakan oleh proses.

Tugas Tambahan1.

Gambar skema elektrowinning Zn!

2.

Faktor apa yang mempengaruhi proses elektrowinning? arus, waktu, luar & tekstur permukaan katoda & anoda, massa ZnO, suhu, pH, dan impurities.

Tugas TambahanApa perbedaaan elektrowinning, elektroplating, elektrorefining, elektroforming? Elecroplating digunakan untuk mendapatkan nilai tambah suatu logam dari appearance-nya serta sifat ketahanan korosinya, misalnya pada plating krom. Electrowinning adalah ekstraksi elektrolit logam pada suatu elektrolit yang mengandung ion logam menjadi sebuah unsur logam berbilangan oksidasi "0". Electrowinning dapat menggunakan anoda inert atau anoda yang soluble. Electrorefining adalah proses pemurnian secara elektrolisis dimana logam yang ingin ditingkatkan kadarnya digunakan sebagai anoda, elektrolit yang digunakan adalah larutan dengan konduktifitas listrik yang besar dan konsentrasi yang konstan, dan katodanya adalah logam murni Elektroforming adalah proses pembentukan material yang terbuat dari logam yang dikandung larutan berdasarkan cetakan bentuk dari katoda, biasa digunakan3.

Daftar Pustaka B.A.Wills. Mineral Processing Technology. Fourth

Edition. 1988. Pergamon Press : New York.