MAKALAH EKSTRAKSI LOGAM NIKEL( TUGAS MINERALOGI )

DISUSUN OLEH :

KELOMPOK 3

1. Santri Nabilah ( 125090200111036 )2. Aviana Fadeline S ( 125090200111045 )3. Sri Ayu Wulandari ( 125090201111008 ) 4. Winny Nur Hidayati ( 125090201111015 )5. Dina Adelima ( 120902011110017 )

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAGUAN ALAM

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

2014

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Ekstraksi metalurgi adalah praktek menghapus logam berharga dari sebuah bijih dan pemurnian logam mentah yang diekstrak ke dalam bentuk murni. Metalurgi adalah seni dan ilmu pengetahuan untuk mendapatkan logam dari bijihnya dan pembuatan logam menjadi berbagai produk. Ruang lingkup metalurgi terbagi menjadi dua bagian yaitu mineral processing dan metal processing. Mineral processing yaitu perlakuan bijih untuk mendapatkan logam atau konsentrat mineral. Sedangkan metal processing yaitu pembuatan produk dari logam. Adapun proses-proses dari ekstraksi metalurgi / ekstraksi logam itu sendiri antara lain adalah  pyrometalurgy (proses ekstraksi yang dilakukan padatemperatur tinggi), hydrometalurgy (proses ekstraksi yang dilakukan pada temperatur yang relatif rendah dengan cara pelindian dengan media cairan), dan electrometalurgy (proses ekstraksi yang melibatkan penerapan prinsip elektrokimia, baik pada temperatur rendah maupun pada temperatur tinggi). Salah satu bahan galian yang memiliki nilai ekonomis yang tinggi yaitu Nikel yang merupakan baja nirkarat yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

1.2. RUMUSAN MASALAH

Dalam tugas ini akan dibahas beberapa masalah, diantaranya :

a. Apa pengertian dari logam nikel ?

b. Bagaimana sifat fisis dan kimia , dan penggolongan logam nikel?

c. Bagaimana persenyawaan logam nikel ?

d. Bagaimana cara mendapatkan logam nikel ?

e. Bagaimana cara ekstraksi logam nikel ?

1.3. MANFAAT

Penulisan makalah ini, diharapkan pembaca dapat memahami penggolongan logam nikel dan mengetahui cara ekstraksi logam nikel.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. PENGERTIAN LOGAM NIKEL

Nikel ditemukan oleh A. F. Cronstedt pada tahun 1751. Nikel memiliki unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki simbol Ni dan nomor atom 28. Nikel adalah logam yang berwarna putih keperakan, kuat dan keras. Seperti besi dan kobalt, logam ini bersifat sangat magnetik. Nikel tidak teroksidasi oleh udara dan tahap tertahap larutan basa. Larutan asam encer melarutkan nikel secara perlahan menghasilkan gas hidrogen. Nikel akan menjadi pasif bila kontak dengan asam nitrat perkat. Dalam keadaan murni, nikel bersifat lembek, tetapi jika dipadukan dengan besi, krom, dan logam lainnya, dapat membentuk baja tahan karat yang keras. Perpaduan nikel, krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok, dan peralatan memasak), ornamen-ornamen rumah dan gedung, serta komponen industri.

Nikel terdapat dalam kombinasi dengan arsen, antimon, dan sulfur seperti dalam millerite(NIS) dan dalam garnierite, suatu silikat magnesium nikel dalam berbagai komposisi. Nikel juga ditemukan beraliasi dengan besi dalam batuan meteor dan lapisan kulit bumi. Bila bijih nikel di panggang diudara akan dihasilkan NiO, yang dapat tereduksi oleh C menghasilkan Logam Ni. Nikel biasanya dimurnikan dengan elektrodeposisi, sedang nikel yang tinggi kemurniannya dibuat dengan proses karbonil.

2.2 SIFAT FISIS DAN KIMIA , PENGGOLONGAN LOGAM NIKEL

Sifat fisis dari logam nikel berbentuk padatan berwarna perak berkilat dan keras dengan berat molekul 58,71 g/mol dengan titik didih sebesar 2730˚ C dan titik leleh sebesar 1455˚ C dan larut pada asam nitrat , asam sulfat dan asam klorida. Logam nikel bersifat feromagnetik. Sedangkan sifat kimia dari logam nikel antara lain mengalami reaksi yang sangat lambat pada suhu kamar, apabila dibakar reaksi akan berlangsung cepat dan segera membentuk oksida NiO , apabila direaksikan dengan Cl2 akan segera membentuk Ni Cl2

logam nikel tidak akan bereaksi dengan basa alkali, dll.

Bijih nikel digolongan menjadi dua macam ada sulfida dan ada oksida. Masing-masing mempunyai karakteristik sendiri dan cara pengolahannya pun juga tidak sama. Bijih nikel dari mineral oksida (Laterite) ada dua jenis yang umumnya ditemui yaitu Saprolit dan Limonit dengan berbagai variasi kadar. Perbedaan menonjol dari 2 jenis bijih ini adalah kandungan Fe (Besi) dan Mg (Magnesium), bijih saprolit mempunyai kandungan Fe rendah dan Mg tinggi sedangkan limonit sebaliknya. Bijih Saprolit dua dibagi dalam 2 jenis berdasarkan kadarnya yaitu HGSO (High Grade Saprolit Ore) dan LGSO (Low Grade

Saprolit Ore), biasanya HGSO mempunyai kadar Ni ≥ 2% sedangkan LGSO mempunyai kadar Ni.

2.3. PERSENYAWAAN NIKEL

Sebagian besar senyawa kompleks nikel mengadopsi struktur geometri oktahedron, hanya sedikit mengadopsi geometri tertrahedron dan bujursangkar. Ion heksaakuanikel (II) berwarna hijau; penambahan amonia menghasilkan ion biru heksaaminanikel (II) menurut persamaan reaksi :

[Ni(H2O)6]2+ (aq) + 6NH3 (aq) → [Ni(NH3)6]2+ (aq) + 6H2O (l)Hijau                                                   Biru

Penambahan larutan ion hidroksida ke dalam larutan garam nikel (II) menghasilkan endapan gelatin hijau nikel (II) hidroksida menurut persamaan reaksi;

[Ni(H2O)6]2+ (aq) + 2OH- → [Ni(OH)2] (s) + 6H2O (l)

Seperti halnya kobalt (II), kompleks yang lazim mengadopsi geometri tertrahedron yaitu halida, misalnya ion tertrakloronikelat (II) yang berwarna biru. Senyawa kompleks ini terbentuk dari penambahan HCl pekat ke dalam larutan garam nikel (II) dalam air menurut persamaan reaksi ;

[Ni(H2O)6]2+ (aq) + 4Cl- (aq) → [NiCl4]2- (aq) + 6H2O (l)Hijau                                                   Biru

Senyawa kompleks nikel (II) bujursangkar yang umum dikenal yaitu ion tetrasianonikelat (II). [NiCl4]2-,  yang berwarna kuning, dan bis (dimetilglioksimato) nikel (II), [Ni(C4N2O2H7)2] yang berwarna merah pink. Warna yang karakteristik pada kompleks yang di kedua ini merupakan reaksi penguji terhadap ion nikel (II) ; senyawa kompleks ini dapat diperoleh dari penambahan larutan dimetilglikosim (C4N2O2H8 = DMGH) ke dalam larutan nikel (II) yang dibuat tepat basa dengan penambahan amonia menurut persamaan reaksi ;

[Ni(H2O)6]2+ (aq) + 2DMGH (aq) + 2OH-

[Ni(DMG)2] (s) + 8H2O (l)

2.4 CARA MENDAPATKAN LOGAM NIKEL

Logam nikel dapat didapatkan dengan cara penambangan, Operasi penambangan nikel biasanya digolongkan sebagai tambang terbuka dengan tahapan sebagai berikut:

1. Pemboran

Pada jarak spasi 25 - 50 meter untuk mengambil sample batuan dan tanah guna

mendapatkan gambaran kandungan nikel yang terdapat di wilayah tersebut.

2. Pembersihan dan pengupasan

Lapisan tanah penutup setebal 10 – 20 meter yang kemudian dibuang di tempat tertentu

ataupun dipakai langsung untuk menutupi suatu wilayah purna tambang.

3. Penggalian

Lapisan bijih nikel yang berkadar tinggi setebal 5-10 meter dan dibawa ke tempat

pengolahan.

2.4. EKSTRAKSI LOGAM NIKEL

Bijih sufida dari nikel biasanya telah diolah/ diekstraksi menggunakan pyrometalurgy (proses ekstraksi yang dilakukan pada temperatur tinggi) untuk menghasilkan liquid matte yang akan digunakan pada pemurnian tahap berikutnya. Untuk memproses Nickel matte menggunakan ekstraksi logam hydrometalurgy  (proses ekstraksi yang dilakukan pada temperatur yang relatif rendah dengan cara pelindian dengan media cairan).

Adapun proses pyrometalurgy untuk menghasilkan liquid matte yang akan digunakan pada pemurnian tahap berikutnya meliputi:

1. Komunisi

Komunisi adalah proses reduksi ukuran dari ore agar mineral bisa terlepas dari bijjhnya. Berbeda dengan pengolahan emas, dalam tahap komunisi nikel ini hanya dibutuhkan ukuran maksimal 30mm sehingga hanya dibutuhkan crusher saja dan tidak dibutuhkan grinder.

2. Drying

Dryring atau pengeringan dibutuhkan untuk mengurangi kadarmoisture dalam bjih. Bisanya kadar moisture dalam bijih sdekitar 30-35% dan diturunkan dalam proses ini dengan rotary dryer menjadi 23%. Dalam rotary dryer ini, pengeringan dilakukan dengan cara mengalirkan gas panasa yang dihasilkan dari pembakaran pulverizedcoal dan marine fuel dalam Hot Air Generator (HAG) secara Co-Current (searah) pada temperatur sampai 200o C.

3. Calcining

Tujuan Utama proses ini adalah menghilangkan air kristal yang ada dalam bijih, air kristal yang biasa dijumpai adalah serpentine 3MgO.2SiO2.2H2O dan goethite (Fe2O3.H2O). Proses dekomposisi dilakukan dalam Rotary Kiln dengan temperatur sampai 850o C meggunakan pulverized coal secara Counter Current. Disamping menghilangkan air kristal, pada proses ini juga biasanya didesain sudah terjadi reaksi reduksi dari NiO dan Fe2o3. Dalam

teknologiKrupp rent, semua reduksi dilakukan dalam rotaru kiln dan dihasilkanluppen. Sedangkan dalan teknologi Electric Furnace, hanya sekitar 20% NiO tereduksi secara tidak langsung dalam rotary kiln menjadi Ni dan 80% Fe2O3 menjadi FeO sedangkan sisanya dilakukan dalamelectric furnace. Produk dari rotary kiln ini disebut dengan calcined ore dengan kandungan moisture sekitar 2% dan siap lebur dalamelectric furnace.

4. Smelting

Proses peleburan dalam electric furnace adalah proses utama dalan rangkaian proses ini. Reaksi reduksi 80% terjadi secara lagsung dan 20% secara tidak langsung pada temperature sampai 1650o C.

5. Refining

Pada proses ini yang paling utama adalah menghilangkan/ memperkecil kandungan Sulfur dalan crude Fe-Ni dan sering disebut Desulfurisasi. Dilakukannya proses ini berkaitan dengan kebutuhan proses lanjutan yang digunakannya Fe-Ni sebagai umpan untuk pembuatan baja dimana baja yang bagus harus mengandung Sulfur maksimal 20 ppm sedangkan kandungan Sulfur pada Crude Fe-Ni masih sekitar 0.3% sehingga jika kandungan Sulfur tidak diturunkan maka pada proses pembuatan baja membutuhkan kerja keras untuk menurunkan kadar.

Bijih nikel dipanggang di udara menghasilkan NiO, yang kemudian direduksi dengan C menjadi Ni. Nikel biasanya dimurnikan dengan elektrodeposisi namun dalam nikel yang tinggi kemurniannya tetap dibuat dengan proses karbonil. CO bereaksi dengan Ni yang tidak murni pada suhu 50ºC dan tekanan biasa atau dengan anyaman nikel tembaga dalam keadaan yang lebih kuat menghasilkan Ni(CO)4 yang mudah menguap, di mana logam dengan kemurnian 99,90-99,99 % diperoleh pada komposisi termal 200 º C.

Nikel diekstrak dari ore nya  dengan proses pemanggangan menghasilkan logam yang kemurniannya >80%. Pemurnian akhir dari pemurnian nikel oksida menggunakan proses Mond, yang dapat meningkatkan kemurnian nikel hingga  99%. Proses modern dipatenkan oleh L. Mond.

Proses ini memanfaatkan fakta bahwa ikatan kompleks antara karbon monoksida dengan nikel mudah dan reversibel untuk memberikan karbonil nikel. Proses ini memiliki tiga langkah :

a. Nikel oksida direaksikan dengan Syngas pada 200 ° C untuk menghilangkan oksigen, meninggalkan nikel murni. Kotoran termasuk besi dan kobalt.

NiO (s) + H2 (g) → Ni (s) + H2O (g)b. Nikel murni direaksikan dengan karbon monoksida berlebih pada 50-60 ° C untuk

membentuk karbonil nikel.Ni (s) + 4 CO (g) → Ni (CO)4 (g)

c. Campuran karbon monoksida berlebih dan nikel karbonil dipanaskan hingga 220-250 ° C. Pada pemanasan, tetracarbonyl nikel nikel terurai untuk memberikan:

Ni (CO) 4 (g) → Ni (s) + 4 CO (g)

Selanjutnya untuk memproses Nickel matte menggunakan ekstraksi logam hydrometalurgy  (proses ekstraksi yang dilakukan pada temperatur yang relatif rendah dengan cara pelindian dengan media cairan). Proses Pyrometallurgy  Reduksi yang terjadi pada proses ini hanya sebagian dari besi saja yang dapat diikat menjadi terak, dan sebagian besar masih dalam bentuk ferro-nikelalloy.Dalam hal ini untuk memisahkan besi dari nikel pada reaksi peleburan tersebut ditambahkan beberapa bahan yang mengandung belerang (Gypsum atau Pyrite). Karena perbedaan daya ikat besi dan nikel terhadap oksigen dan belerang, sehingga proses ini didapatkan metal yaitu paduan Ni3S2 dan FeS.

Metal yang dihasilkan ini masih mengandung lebih dari 60 % Fe dan selanjutnya metal yang masih dalam keadaan cair terus diproses lagi dalam konvertor. Proses-proses konvertor diberikan bahan tambah silikon untuk mengerakkan oksida besi. Gerak hasil konvertor ini masih mengandung nikel yang cukup tinggi, sehingga gerak ini biasanya di proses ulang pada peleburan (Resmelting). Proses selanjutnya metal di panggang untuk memisahkan belerang.

Nikel oxide yang didapat dari pemanggangan selanjutnya di reduksi dengan bahan tambah arang (charcoal), sehingga didapat logam nikel.

BAB III

PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

Nikel adalah logam yang berwarna putih keperakan, kuat dan keras, yang bisa didapatkan dengan cara ekstraksi . Nikel dapat dibedakan menjadi dua golongan yaitu logam nikel oksida dan logam nikel sulfida. Nikel bersifat feromagnetik ,bereaksi sangat lambat pada suhu kamar dan tidak akan beraksi dengan basa alkali. Logam nikel dapat diekstraksi meggunakan proses pyrometalurgy yaitu proses ekstraksi yang dilakukan pada temperatur tinggi untuk menghasilkan liquid mattle yang akan digunakan untuk pemurnian pada tahap berikutnya. Untuk memproses nikel mattle menggunakan ekstraksi logam hydrometalurgy yaitu proses ekstraksi yang dilakukan pada temperatur yang relatif rendah dengan cara pelindian dengan media cairan

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, Hiskia.2001.Penuntun Belajar Kimia Dasar Kimia Unsur dan Radiokimia. Bandung:PT. Citra Aditya Bakti.

Brady, James E. 2002. Kimia Universitas Asas dan Strukutur. jilid 2. Tangerang :Binarupa Aksara.

Cotton, F. Albert dan Geofrey Wilkinson. 2007. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta: UI-Press.

Handoyo, Kristian, dkk. 2001. Buku Materi Pokok Kimia Anorganik 2. Jakarta : Universitas Terbuka.

Rahayu, Sri. 2007. Sains Kimia 3 SMA/MA Kelas XII.Jakarta: Bumi Aksara.