Deskripsi:
Bijih nikel laterit merupakan salah satu sumber penting untuk produksi nikel, tetapi pengolahannya membutuhkan agen pereduksi yang efisien dan berkelanjutan. Cangkang kelapa sawit, yang seringkali hanya menjadi limbah, memiliki potensi besar sebagai agen pereduksi berkat kandungan karbonnya yang tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi kelayakan cangkang kelapa sawit sebagai agen pereduksi sekaligus mengkaji pengaruh variasi zat aditif Na₂SO₄ terhadap hasil reduksi.
Metode Penelitian:
Penelitian ini diawali dengan karakterisasi bahan yang digunakan, yaitu bijih nikel laterit dan cangkang kelapa sawit. Bijih nikel laterit dipreparasi menggunakan ayakan hingga lolos 100 mesh (154 μm) untuk mendapatkan ukuran partikel yang seragam. Karakterisasi bijih dilakukan dengan menggunakan pengujian XRF (X-ray Fluorescence) untuk mengetahui komposisi unsur, serta pengujian XRD (X-ray Diffraction) untuk identifikasi fasa-fasa mineral yang terdapat pada bijih. Cangkang kelapa sawit sebagai bahan reduktor juga dikarakterisasi melalui analisis proximate dan ultimate, mencakup parameter seperti kadar karbon tetap (fixed carbon), kadar abu (ash content), serta komposisi unsur karbon, hidrogen, nitrogen, sulfur, dan oksigen.
Tahap berikutnya adalah pembuatan pelet reduksi. Bahan-bahan utama, yaitu bijih nikel laterit, karbon dari cangkang kelapa sawit, natrium sulfat (Na₂SO₄) sebagai zat aditif, dan batu kapur (CaCO₃) sebagai flux, dicampur sesuai dengan komposisi tertentu. Variasi Na₂SO₄ digunakan untuk mengamati pengaruhnya terhadap hasil reduksi, dengan jumlah masing-masing sebesar 2,5 gram, 2 gram, 1,5 gram, dan tanpa penambahan Na₂SO₄. Campuran bahan tersebut kemudian dibentuk menjadi pelet berbentuk bulat dengan berat rata-rata sekitar 16 gram.
Proses reduksi dilakukan menggunakan furnace tipe muffle pada suhu 900°C selama satu jam. Suhu dan waktu reduksi dipilih berdasarkan referensi penelitian sebelumnya yang menunjukkan efisiensi pada parameter tersebut. Setelah reduksi, produk hasil uji dianalisis menggunakan XRD untuk mengidentifikasi fasa yang terbentuk, khususnya senyawa yang mengandung nikel dan besi. Pengaruh variasi Na₂SO₄ terhadap kadar Ni dan Fe juga dihitung dengan membandingkan hasil pengujian terhadap komposisi awal bijih.
Hasil Penelitian:
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa cangkang kelapa sawit memiliki potensi besar sebagai agen pereduksi bijih nikel laterit. Analisis proximate menunjukkan bahwa cangkang kelapa sawit memiliki kadar karbon tetap (fixed carbon) sebesar 21,19% dan kadar abu yang rendah sebesar 1,68%, menjadikannya bahan yang efektif untuk proses reduksi. Selain itu, analisis ultimate mengungkapkan komposisi karbon sebesar 48,49%, yang mendukung kemampuannya sebagai reduktor. Proses reduksi dilakukan dengan variasi penambahan natrium sulfat (Na₂SO₄), yang menghasilkan pengaruh signifikan terhadap kadar nikel dan besi dalam produk hasil reduksi. Sampel tanpa Na₂SO₄ menghasilkan kadar nikel tertinggi, yaitu 5,07%, sedangkan kadar nikel pada sampel dengan Na₂SO₄ bervariasi dari 3,22% hingga 4,06%, menunjukkan penurunan dibandingkan dengan kadar awal sebesar 5,41%.
Analisis fasa menggunakan XRD menunjukkan bahwa senyawa nikel dan besi dominan terbentuk dalam hasil reduksi, menandakan bahwa proses reduksi telah berjalan secara optimal. Pada sampel dengan variasi Na₂SO₄, ditemukan fasa seperti iron sulfide (FeS), yang merupakan hasil reaksi antara sulfur dari Na₂SO₄ dengan besi. Fasa ini cenderung tidak tereduksi sepenuhnya, yang menyebabkan pengotor dalam produk akhir. Selain itu, pada sampel tanpa Na₂SO₄, pembentukan senyawa nikel lebih tinggi dibandingkan dengan sampel lainnya, yang mengindikasikan bahwa Na₂SO₄ memengaruhi efisiensi proses reduksi. Hasil ini juga mengungkapkan adanya fasa-fasa seperti iron oxide (FeO) dan nickel iron (FeNi), yang menunjukkan bahwa sebagian besar reduktor telah bereaksi secara efektif.
Secara keseluruhan, penelitian ini menunjukkan bahwa cangkang kelapa sawit dapat digunakan sebagai agen pereduksi yang ramah lingkungan dan ekonomis untuk bijih nikel laterit. Namun, keberadaan Na₂SO₄ sebagai zat aditif memberikan dampak beragam terhadap kadar nikel dan besi dalam produk akhir, sehingga perlu penelitian lebih lanjut untuk mengoptimalkan penggunaannya dalam proses reduksi ini.
Kesimpulan:
Penelitian ini menunjukkan bahwa cangkang kelapa sawit dapat menjadi agen pereduksi yang efektif untuk bijih nikel laterit. Variasi Na₂SO₄ memengaruhi fasa yang terbentuk dan kadar Ni dalam produk akhir. Dengan optimalisasi lebih lanjut, metode ini berpotensi menjadi solusi ramah lingkungan dalam industri pengolahan nikel.
1. Memberikan alternatif baru dalam pemanfaatan limbah kelapa sawit menjadi produk bernilai tambah.
2. Mengurangi ketergantungan pada sumber karbon tradisional.
3. Menyediakan data awal untuk pengembangan metode reduksi yang lebih ramah lingkungan.
4. Memberikan kontribusi terhadap keberlanjutan sektor pertambangan dengan penggunaan biomassa.