PELEBURAN PLASMA HIDROGEN UNTUK PENGHILANGAN FOSFOR DALAM MONASIT
Abstrak
Monasit merupakan mineral fosfat pembawa unsur tanah jarang (rare earth elements/REEs) yang banyak ditemukan pada tailing endapan plaser kasiterit, khususnya hasil penambangan timah. Berdasarkan laporan PT Timah Tbk tahun 2023, sebanyak 1.424 ton monasit telah berhasil dikumpulkan. Namun, struktur kristal monasit yang inert dan tahan panas tinggi membutuhkan proses dekomposisi menjadi bentuk oksida agar REE dapat diekstraksi. Metode konvensional seperti perlakuan asam atau basa membutuhkan reagen kimia pekat, suhu tinggi, dan waktu reaksi panjang, serta menghasilkan limbah berbahaya. Sebagai alternatif, teknologi hydrogen plasma smelting reduction (HPSR) menawarkan pendekatan yang lebih ramah lingkungan dengan kemampuan menghilangkan fosfor secara selektif dari struktur monasit. Dalam penelitian ini, percobaan defosforisasi dilakukan dengan variasi durasi reduksi 1, 4, 7, dan 15 menit. Sampel konsentrat monasit 0,5 gram dibentuk menjadi briket, direduksi dalam reaktor HPSR pada laju alir gas 5 L/menit dengan rasio H2/Ar sebesar 4:1. Karakterisasi dilakukan menggunakan XRD dan XRF sebelum reduksi, serta SEM–EDS setelahnya. Hasil menunjukkan efisiensi penghilangan fosfor meningkat seiring waktu: 70,6 % (1 menit), 92,7 % (4 menit), 95,7 % (7 menit), dan 99,1 % (15 menit).
Kata kunci: Monasit, defosforisasi, hydrogen plasma smelting reduction, durasi reduksi
Teks Lengkap:
PDFReferensi
U. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries 2025 (2025).
K. Szamałek, G. Konopka, K. Zglinicki, dan B. Marciniak-Maliszewska, New potential source of rare earth elements, Gospodarka Surowcami Mineralnymi / Mineral Resources Management, Vol. 29, No. 4, (2013), p. 59–76.
PT Timah Tbk, 2023 Annual Report Laporan Tahunan Ensuring Strategy to Raising Performance Memastikan Strategi untuk Mengoptimalkan Kinerja, (2023).
S. Udayakumar, S. A. R. S. Abdul Hamid, N. Baharun, dan M. I. Pownceby, High-temperature carbothermal dephosphorization of Malaysian monazite, Physicochemical Problems of Mineral Processing, Vol. 57, No. 6, (2021), p. 140–155.
D. C. Nababan, M. I. Pownceby, W. J. Bruckard, dan M. A. Rhamdhani, Dephosphorization Behavior of Monazite Concentrates Through Carbothermal Treatment at High Temperatures: Thermodynamic Assessment and Experimental Study, Journal of Sustainable Metallurgy, (2024).
L. M. Suli, W. H. W. Ibrahim, B. A. Aziz, M. R. Deraman, dan N. A. Ismail, A Review of Rare Earth Mineral Processing Technology, Chemical Engineering Research Bulletin, Vol. 19, (2017), p. 20.
L. Berry, V. Agarwal, J. Galvin, dan M. S. Safarzadeh, Decomposition of monazite concentrate in sulphuric acid, Canadian Metallurgical Quarterly, Vol. 57, No. 4, (2018), p. 422–433.
A. Kumari, R. Panda, M. K. Jha, J. Y. Lee, J. R. Kumar, dan V. Kumar, Thermal treatment for the separation of phosphate and recovery of rare earth metals (REMs) from Korean monazite, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, Vol. 21, (2015), p. 696–703.
D. Kemp dan A. C. Cilliers, High-temperature thermal plasma treatment of monazite followed by aqueous digestion, J South Afr Inst Min Metall, Vol. 116, no. 10, (2016), p. 901–906.
D. Kemp, The feasibility of extraction of thorium and rare earths from monazite through a thermal plasma and a chemical treatment process, 2017.
H. Bissett, M. M. Makhofane, R. Van Der Merwe, and S. J. Lotter, Plasma dissociation of monazite, in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Institute of Physics Publishing, (2019).
I. Islam et al., Hydrogen plasma smelting reduction for fast production of green ferronickel, Int J Hydrogen Energy, Vol. 94, (2024), p. 300–309.
D. Tandersen et al., Rapid and Sustainable Ferrochrome Production from Chromite Ore by Hydrogen Plasma Smelting Reduction, Plasma Chemistry and Plasma Processing, (2025).
K. C. Sabat and A. B. Murphy, Hydrogen Plasma Processing of Iron Ore, Metallurgical and Materials Transactions B: Process Metallurgy and Materials Processing Science, Vol. 48, No. 3, (2017), p. 1561–1594.
P. Xing, F. Li, J. Guo, dan G. Tu, High temperature dephosphorus behavior of Baotou mixed rare earth concentrate with carbon, Journal of Rare Earths, Vol. 28, No. SUPPL. 1, (2010), pp. 194–197.
P. F. Xing, Y. X. Zhuang, G. F. Tu, dan J. Guo, High temperature dephosphorization behavior of monazite concentrate with charred coal, Transactions of Nonferrous Metals Society of China (English Edition), Vol. 20, No. 12, (2010), p. 2392–2396.
DOI: https://doi.org/10.24198/jme.v15i01.65342
Refbacks
- Saat ini tidak ada refbacks.
##submission.copyrightStatement##
