PELINDIAN PASIR BESI MENGGUNAKAN METODE...
Transcript of PELINDIAN PASIR BESI MENGGUNAKAN METODE...
Rizky Prananda(1410100005)
Dosen Pembimbing : Suprapto, M.Si , Ph.D
Dosen Penguji : Ita Ulfin S.Si, M.Si
Djoko Hartanto, S.Si, M.Si
Drs. Eko Santoso, M.Si
Adi Setyo Purnomo, M.Sc, Ph.D
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
PELINDIAN PASIR BESI MENGGUNAKAN METODE ELEKTROLISIS
Mahmoud, dkk. Pelindian dengan asam klorida yang ditambah serbuk besi untuk mereduksi Fe3+ menjadi Fe2+ dan Ti4+ menjadi Ti3+
Roche, dkk. Pelindian sulfat dan ekstraksi selektif untuk memperbesar kemurnian titanium dengan solven organik berupa trioktilfosfin oksida (TOPO) dan butil dibutilfosfonat
Liu, dkk. Pelindian dengan KOH pada tekanan atmosfir
Li, dkk. Pelindian ilmenit yang telah diaktivasi secara makanik dengan asam sulfat
Rumusan Masalah
Tujuan
1. Bagaimana pengaruh waktu elektrolisis pada proses pelindian pasir besi
2. Bagaimana pengaruh beda potensial pada proses pelindian pasir besi
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh beda
potensial dan waktu elektrolisis terhadap pelindian pasir besi yang berasal dari kecamatan Pasirian, kabupaten Lumajang,
Jawa Timur.
Alat Bahan
Reaktor elektrolisis Batang grafit Power supply Kabel penghantar Penjepit buaya Peralatan gelas Mortar Oven Corong buchner X-Ray Diffraction (XRD) X-Ray Flourescnce (XRF) Atomic Absorption
Spectrofotometry (AAS)
Pasir besi Lumajang NaCl NaOH padat
FeNH4(SO4)2. 12H2O
KI H2SO4
NaOH Aluminium Komersial Na2S2O3
Amilum air distilat
A. Dekomposis Pasir besi Pasir Besi
dikeringkan dan dihancurkan hingga berukuran 16-35 mesh
ditambahkan asam fosfat dengan perbandingan tertentu
ditambahkan air distilat
dikeringkan pada suhu 110°C
dipanaskan dengan kecepatan pemanasan 8°C per menit
dibiarkan selama 45 menit setelah tercapai suhu 475°C
dicuci dengan air distilat
Filtrat 1
- dipisahkan pasir besi dengan magnet - diambil pasir besi sebanyak 25 gram, lalu dimasukan ke dalam pestle - ditambah NaOH padat ditimbang sebanyak 15 gram - dihomogenkan campuran dengan mortar - dimasukkan campuran ke dalam cawan porselen - dipanaskan campuran dalam furnace dengan suhu 600°C selama 2 jam - ditambahkan aquadest pada cuplikan yang telah difurnace - disaring untuk memisahkan residu dengan filtrat
Residu 1
Residu 1
diambil sebanyak 4 gram
dimasukkan dalam tabung kaca
diatur hingga ujung dari kapsul kontak dengan udara ambien
dialiri gas SO2 (100 mg/L) selama 4 jam
dicuci dengan air distilat
Larutan Anolit
- ditimbang 12 gram -dimasukkan dalam reaktor bagian anoda -dimasukkan 125 mL larutan NaCl 5 M ke bagian anoda -dimasukkan 125 larutan NaCl 5 M ke bagian katoda -di elektrolisis dengan anoda dan katoda dengan variasi beda potensial 2V, 4V, 6V, 8V selama 8 jam dan variasi waktu elektrolisis selama 2 jam, 4 jam, 6 jam dan 8 jam dengan beda potensial 8 V -diukur pH larutan anolit dan katolit sebelum elektrolisis, pada menit ke 30 elektrolisis dan sesudah elektrolisis
Larutan Katolit
- Dicampur larutan anolit dan katolit - Disaring endapan yang terbentuk - Dipanaskan endapan dan dioven pada suhu 105°C selama 2 jam - Ditimbang endapan hingga berat konstan
Endapan
B. Proses Elektrolisis dengan variasi beda potensial
C. Analisa kadar Fe dengan AAS
Endapan Hasil Elektrolisis
ditimbang 1,7918 gram
dimasukkan ke dalam gelas beaker
ditambahkan sedikit air distilat sampai larut
dimasukkan ke dalam labu ukur 1 L
Hasil
- Ditimbang sebanyak 0.5 gram - Dilarutkan dalam aquades panas 5 mL - Dilarutkkan dalam 5 mL H2SO4 pekat - Diaduk dan dipanaskan hingga larut - Dimasukkan dalam labu ukur 50 mL dan diencerkan sampai tanda batas - Dianalisis AAS
D. Analisa Kadar Ti dengan Titrasi
Endapan hasil elektrolisis
diambil sebanyak 50 mL ke dalam labu
diatur pH-nya hingga 4.5 dengan menambahkan H2SO4 atau NaOH
ditambahkan 0.1 gram adsorben PAC
Hasil 1
Hasil 2
Ditimbang sebanyak 0.5 gram Dilarutkan dalam aqudest panas 5 mL Dilarutkan dalam 5 mL H2SO4 pekat Diaduk dan dipanaskan hingga larut Dimasukkan dalam labu ukur 50 mL dan diencerkan samapi tanda batas
Dipipet 5 mL dan dimasukkan dalam erlenmeyer Ditambahkan 0.05 gram alumunium komersial Ditambah 2 tetes kalium tiosianat Dititrasi dengan besi (III) ammonium sulfat yang telah distandarisasi Dicatat volume titran yang diperlukan untuk mencapai titik akhir titrasi
Komposisi Pasir besi Pasirian Lumajang
5.5
16.8
4.22 7.25
61.72
0
10
20
30
40
50
60
70
Al Si Ti Ca Fe
Kandungan U
nsur
(%)
Unsur
Gambar 1. Komposisi pasir besi Pasirian Lumajang setelah pemisahan magnetik
Spektra XRD Pasir besi Pasirian Lumajang
2θ (°)
Pasir besir Fe3O4
21.95
23.65 23.63
24.46 23.89
27.81 27.80
29.68 29.64
33.81 30.49
35.70 35.66
42.36
45.60 45.59
51.57 51.52
52.40 52.42
57.06 57.03
59.19 58.36
62.61 62.54
Gambar 2 Spektra XRD Pasir besi Pasirian Lumajang dibandingkan dengan spectra magnetit (Fe3O4)
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8
Aru
s (A
)
Waktu (Jam)
t = 2 jam
t = 4 Jam
t = 6 Jam
t= 8 Jam
Gambar 3. Kurva arus sebagai fungsi waktu pada elektrolisis dengan variasi waktu pada beda potensial = 8 Volt
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8
Aru
s (A
)
Waktu (Jam)
v = 2 Volt
v = 4 Volt
v = 6 Volt
v = 8 Volt
Gambar 4. Kurva arus sebagai fungsi waktu pada elektrolisis dengan variasi beda potensial pada waktu elektrolisis 8 jam.
Spektra XRD Endapan Hasil Elektrolisis
Gambar 5. Spektra XRD endapan hasil elektrolisis dibandingkan dengan spektra NaCl
0
2
4
6
8
10
12
2 4 6 8
pH
beda potensial (Volt)
(a)
sebelum
30menit
Setelah
elektrolisis
0
2
4
6
8
10
12
14
16
2 4 6 8
pH
beda potensial (Volt)
(b)
Sebelum
30 menit
setelah
Gambar 6. Pengaruh beda potensial terhadap (a) pH anolit dan (b) pH katolit pada waktu elektrolisis selama 8 jam
Hasil pelindian titanium dalam pasir besi sesuai dengan variasi beda potensial
Variasi beda
potensial (V) / t = 8
Jam
Massa endapan hasil
elektrolisis (mg)
Massa Ti yang
terendapkan (mg)
Persen Ti dalam
endapan (%)
2 1994,1 14,26 0,71
4 3712 29,38 0,79
6 4688 43,71 0,93
8 5377,4 97,13 1,80
0,71 0,79
0,93
1,80
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
2 4 6 8
Pers
en R
ekoveri
(%
)
Beda Potensial (Volt)
Gambar 7. Pengaruh Beda Potensial Tehadap kadar Ti dalam endapan pada elektrolisis pada t = 8 jam
1,18
0,64
0,73
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
4 6 8
Pers
en F
e d
ala
m e
nd
ap
an (%
)
Beda Potensial
Gambar 8. Pengaruh Beda Potensial Tehadap kadar Fe dalam endapan hasil elektrolisis pada t = 8 jam
Variasi beda potensial (V) / t = 8
Jam
Massa endapan hasil
elektrolisis (mg)
Massa Fe yang
terendapkan (mg)
Kadar Fe dalam endapan
hasil elektrolisis
(%) 4 3712 43,76 1,18 6 4688 29,87 0,64 8 5377,4 39,11 0,73
0
2
4
6
8
10
12
2 4 6 8
pH
Waktu (Jam)
(a)
sebelum
30 menit
setelah
0
2
4
6
8
10
12
14
16
2 4 6 8
pH
waktu (jam)
(b)
Sebelum
30 menit
setelah
Gambar 9. Pengaruh waktu elektrolisis terhadap (a) pH anolit dan (b) pH katolit pada beda potensial 8 V
Gambar 10. Pengaruh waktu elektrolisis Tehadap kadar Ti dalam endapan pada elektrolisis pada v= 8 volt
Variasi beda
potensial (V) / t = 8
Jam
Massa endapan hasil
elektrolisis (mg)
Massa Ti yang
terendapkan (mg)
Persen Ti dalam
endapan (%)
2 813,7 11,03 1,35
4 1815,9 25,99 1,43
6 2900,1 27,87 0,96
8 5377,4 97,13 1,80
1,35 1,43
0,96
1,81
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
2 4 6 8Pers
en R
ekoveri
Ti (%
) Waktu Elektrolisis (Jam)
Variasi beda potensial (V)
/ t = 8 Jam
Massa endapan hasil
elektrolisis (mg)
Massa Fe yang terendapkan
(mg)
Kadar Fe dalam
endapan (%)
4 1815,9 41,29 2,27
6 2900,1 34,27 1,18
8 5377,4 39,81 0,73
2,27
1,18
0,73
0
0.5
1
1.5
2
2.5
4 6 8
Pers
en F
e d
ala
m e
nd
ap
an (%
)
Waktu elektrolisis (jam)
Gambar 11. Pengaruh Waktu Tehadap kadar Fe dalam endapan hasil elektrolisis pada v = 8 Volt
Dekomposisi pasir besi dengan NaOH yang dilanjutkan proses pelindian menggunakan elektrolisis dengan variasi beda potensial dan waktu elektrolisis 8 jam dapat meningkatkan titanium yang terlindi dari pasir besi. Pelindian titanium maksimal terjadi pada beda potensial 8 V dan waktu elektrolisis 8 jam dengan kadar titanium dalam endapan 1,81%. Sedangakan pelindian besi maksimal terjadi pada beda potensial 4 V dan waktu elektrolisis 8 jam dengan kadar besi dalam endapan 1,18%.
Dekomposisi pasir besi dengan NaOH yang dilanjutkan proses pelindian
menggunakan elektrolisis dengan variasi waktu elektrolisis dan beda potensial 8 volt meningkatkan titanium yang terlindi dari pasir besi. Pelindian titanium maksimal terjadi pada waktu elektrolisis 8 jam dan beda potensial 8 V dengan dengan kadar titanium dalam endapan 1,81%. Sedangakan pelindian besi maksimal terjadi pada waktu elektrolisis selama 4 jam dan beda potensial 8 V dengan kadar besi dalam endapan 2,27%.
Perolehan kembali titanium dan besi dalam endapan kecil, karena dalam
endapan terbentuk NaCl