EKSTRASI TITANIUM DIOKSIDA (TiO2) BERBAHAN BAKU PASIR BESI DENGAN METODE HIDROMETALURGI

Rony Agista Apriansyah 121910101009

EkstraksiProses pemisahan dari suatu konsentrat yang diambil dari suatu bijih melalui eksploitasi , dimana dari konsentrat tersebut yang diambil hanya logamnya saja.

Misal : Konsentrat Fe3O4 diekstrak untuk mendapatkan Fe.

- Hidrometalurgy

- Pirometalurgy

- Elektrometalurgy

HidrometalurgyProses atau suatu pekerjaan dalam metalurgy, dimana dilakukan pemakaian suatu zat kimia yang cair untuk dapat melarutkan suatu partikel tertentu.

Secara garis besar, proses hidrometalurgi terdiri dari tiga tahapan yaitu:

1. Leaching atau pengikisan logam dari batuan dengan bantuan reduktan organik.

2. Pemekatan larutan hasil leaching dan pemurniannya. Prespitasi

3. Recovery yaitu pengambilan logam dari larutan hasil leaching.

PirometalurgyProses ekstraksi dengan menggunakan energi panas. Digunakan bantuan karbon sebagai reduktor pada suhu tinggi sehingga besi pada ilmenit dapat tereduksi dan menghasilkan slag yang kaya akan TiO2.

Titanium

Titanium dioksida, juga dikenal sebagai titanium (IV) oksida atau titania, adalah oksida titanium yang terjadi secara alami, dengan rumus kimia TiO2. Titanium dapat digunakan sebagai aloi dengan besi, aluminium, vanadium, dan molybdenum.

Karakteristik dan Sifat Titanium

Dalam kondisi standar logam titanium adalah logam keras, ringan, berwarna keperakan. Pada suhu ruangan bisa menjadi rapuh, tetapi menjadi lebih lunak pada suhu yang lebih tinggi.

Salah satu kualitas titanium yang paling berharga adalah rasio kekuatan dan berat yang tinggi. Ini berarti bahwa titanium adalah logam yang sangat kuat, tetapi juga sangat ringan. Titanium dua kali lebih kuat dari aluminium, namun hanya bobotnya 60% lebih ringan. Titanium juga sekuat baja, namun beratnya jauh lebih ringan.

Titanium cukup aktif dan sangat tahan terhadap korosi dari unsur-unsur lain dan zat seperti asam dan oksigen. Memiliki konduktivitas listrik dan termal yang relatif rendah.

Dimana titanium ditemukan di Bumi? Titanium tidak ditemukan sebagai unsur murni di alam, tetapi

ditemukan dalam senyawa sebagai bagian dari mineral dalam kerak bumi.

?????

Bagaimana titanium digunakan?

Mayoritas titanium digunakan dalam bentuk titanium dioksida (TiO2).

Titanium digunakan untuk paduan dengan logam yang berbeda seperti besi, aluminium, dan mangan di mana titanium membantu untuk menghasilkan paduan yang kuat dan ringan untuk digunakan dalam pesawat ruang angkasa, kapal angkatan laut, rudal, dan sebagai pelapis kendaraan lapis baja (tank). Ketahanan terhadap korosi membuatnya sangat berguna dalam aplikasi air laut.

Proses Ekstraksi Titanium

1. Proses ekstraksi diawali dengan mencuci pasir besi dengan air untuk menghilangkan pengotor organik, silika, dan lain – lain. Setelah dicuci, pasir besi tersebut dikeringkan menggunakan oven dengan suhu 90o C.

2. Pasir besi diseparasi magnetic

3. Konsentrat ilmenit tersebut dicampur dengan NaHCO3 dengan rasio berat 8 : 9 dengan berat total 85 gram.

4. Kemudian dipanaskan dengan variasi suhu pemanasan C, C, C, C, dan C selama 1 jam. Hasil pemanasan dicuci dengan air dan asam sulfat 8M untuk menghilangkan pengotor – pengotor yang larut dalam asam.

5. Hasil sisa reaksi yang diperoleh dicuci dengan aquades dan dikeringkan kemudian dikarakterisasi menggunakan XRF dan XRD.

Pemanasan

Dari data XRD menunjukkan bahwa karakterisasi XRD pada sampel yang belum diseparasi senyawa yang terbentuk masih terdapat SiO2. Hasil karakterisasi senyawa yang terbentuk setelah proses separasi menunjukkan bahwa fasa ilmenit lebih dominan, namun karena proses separasi belum maksimal sehingga masih terdapat senyawa Fe2O3, Fe3O4, dan Fe

Hasil identifikasi unsur yang terkandung dalam pasir besi berdasarkan analisis XRF (X-Ray Fluorescence )menunjukkan bahwa fraksi terbanyak berupa Fe 77% dan Ti 21% serta beberapa unsur minoritas yaitu Zr, Ni, Cr, dan Mn.

6. Dilakukan pemanasan dengan suhu 600 - C

Peningkatan suhu pemanasan akan mempermudah reaksi antara pasir besi dengan yang ditandai dengan meningkatnya kadar TiO2 seiring dengan kenaikan suhu pemanasan. Hal ini menunjukkan bahwa peningkatan suhu pemanasan mempengaruhi reaktifitas dari senyawa oksida besi sehingga besi menjadi lebih mudah dihilangkan melalui proses pelarutan. Pada suhu 1000 oC, NaHCO3 yang digunakan dimungkinkan merusak struktur Kristal ilmenit dari pasir besi sehingga senyawa besi lebih mudah larut pada proses pelarutan.

Analisis proses pemanasan antara pasir besi dengan NaHCO3 terjadi

reaksi pembentukan garam titanat sebagai berikut :

Reaksi pembentukkan titanat pada proses pemanasan

FeTiO3 + 2 NaHCO3 → Na2TiO3 + FeO + 2 CO2 + H2O (1)

Reaksi Fe saat teroksida membentuk besi oksida

FeO + CO → Fe + CO2 (2)

4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3 (3)

Sedangkan proses pelarutan yang terjadi antara pasir besi hasil pemanasan

dengan air dan asam sulfat 8M menghasilkan reaksi sebagai berikut :

Reaksi pada saat penambahan air

Na2TiO3 + H2O → H2TiO3 + 2 NaOH (4)

2 Fe2O3 + H2O → Fe3+ (5)

FeO + H2O → Fe(OH)2 (6)

Reaksi pada saat penambahan asam

H2TiO3 + H2SO4 → TiOSO4 + 2 H2O (7)

Fe(OH)2 + H2SO4 → FeSO4 + 2 H2O (8)

TiOSO4 + 2 H2O → TiO2.H2O + 2 H2SO4 (9)

Kenaikan prosentase dari suhu C, 700 C, 800 C, 900 oC, dan C. Pada suhu 600 oC prosentase TiO2 sebesar 14,93%, sedangkan pada suhu 700 oC, 800 oC, dan 900 oC sebesar 29.42%, 32,45%, dan 60,63%. Pada suhu 1000 oC, dihasilkan prosentase TiO2 dengan kondisi paling optimum yaitu sebesar 65,10 %.

KESIMPULAN Berdasarkan penelitian dan analisis tentang ekstraksi titanium

dioksida berbahan baku pasir besi, diperoleh kesimpulan bahwa seiring bertambahnya suhu pemanasan maka semakin besar prosentase TiO2 yang dihasilkan. Hasil karaketrisasi ini menunjukkan bahwa pada suhu C menghasilkan nilai yang terbaik yaitu 65,10%.

Sekian & Terimakasih