Pemakaian Tri-n-oktilfosfina Oksida Suyanti Dan Mv Purwa

ISBN 978-979-99141-6-3 17

PROSIDING Seminar Nasional Geologi Nuklir dan Sumber Daya Tambang Tahun 2014

PUSAT TEKNOLOGI BAHAN GALIAN NUKLIR

PEMAKAIAN TRI-n-OKTILFOSFINA OKSIDA UNTUK EKSTRAKSI

KONSENTRAT NEODIMIUM

TRI-n-OCTYLPHOSPHINE OXIDE USING THE EXTRACTION OF

NEODYMIUM CONCENTRATES

Suyanti dan MV. Purwani

Pusat Sains dan Teknologi Akselerator BATAN Yogyakarta

Jl. Babarsari Kotak Pos 6601 ykbb,Yogyakarta 55381

E-mail: [email protected]

ABSTRAK

Telah dilakukan ekstraksi konsentrat Nd hasil olah pasir monasit. Tujuan penelitian ini

memisahkan Nd dari pengotornya: Y, Ce dan La. Sebagai fasa air adalah konsentrat Nd(OH)3

dalam HNO3 dan sebagai ekstraktan atau fasa organik adalah Tri-n-oktilfosfina oksida (TOPO)

dalam kerosen. Variabel yang diteliti konsentrasi HNO3, konsentrasi umpan dan konsentrasi

TOPO dalam kerosen. Hasil penelitian proses ekstraksi neodimium dalam konsentrat Nd(OH)3

hasil olah pasir monasit dengan ekstraktan TOPO, yang terbaik adalah pada kondisi proses

ekstraksi sebagai berikut: konsentrasi HNO3 4 M, konsentrasi umpan 3 gram/10 mL,

konsentrasi TOPO dalam kerosen 10 %, waktu pengadukan 15 menit, kecepatan pengadukan

200 rpm. Pada kondisi tersebut diperoleh Kd Nd = 0,31; efisiensi ekstraksi Nd = 23,43%;

faktor pisah (FP) Nd-La = 23,23; FP Nd-Ce = 0,78 dan FP Nd-Y = 1,38

Kata kunci: ekstraksi, Tri-n-oktilfosfina oksida (TOPO), neodimium

ABSTRACT

The extraction of neodyimium concentrates product from monazite sand has been

done. The purposeof this study Nd separated from impurities Y, Ce and La. The Nd(OH)3

concentrates in HNO3 was as an aqueous phase Tri-n-octylphosphine oxide (TOPO) was as a

solvent organic phase in kerosene. The variables that being observed were concentration of

HNO3, concentration of feed and concentration of TOPO in kerosene. Research results in the

extraction process concentrates neodymium Nd(OH)3 results if the monazite sand with TOPO

extractant, it is best to condition the extraction process as follows: concentration of 4 M HNO3,

feed concentration of 3 g / 10 mL, the concentration of TOPO in kerosene 10 %, stirring time

15 minutes, stirring speed 200 rpm. On this condition obtained Kd Nd = 0.31; extraction

efficiency of Nd = 23.43%. Separation Factor (SF) of obtained Nd-La = 23.23; SF Nd-Ce

=0.78 and SF Nd-Y = 1,38.

Keywords: extraction, Tri-n-octylphosphine oxide (TOPO), neodymium

18 ISBN 978-979-99141-6-3

Pemakaian Tri-n-Oktilfosfina Oksida

untuk Ekstraksi Konsentrat Neodimium

Oleh: Suyanti dan MV. Purwani

PENDAHULUAN

Ekstraksi pelarut menyangkut

distribusi suatu zat terlarut (solut) di antara

dua fasa cair yang tidak saling bercampur[1,2]

.

Teknik ekstraksi sangat berguna untuk

pemisahan secara cepat dan bersih baik

untuk zat organik maupun zat anorganik.

Cara ini dapat digunakan untuk analisis

makro maupun mikro. Melalui proses

ekstraksi, ion logam dalam pelarut air ditarik

keluar dengan suatu pelarut organik (fasa

organik). Secara umum, ekstraksi ialah proses

penarikan suatu zat terlarut dari larutannya di

dalam air oleh suatu pelarut lain yang tidak

dapat bercampur dengan air (fasa air). Tujuan

ekstraksi ialah memisahkan suatu komponen

dari campurannya dengan menggunakan

pelarut[2,3]

.

Mekanisme perpindahan massa atau

unsur dari fasa air ke fasa organik

ditampilkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Mekanisme perpindahan massa atau unsur

dari fasa air ke fasa organik[4]

.

A = solut, B = Fasa Organik, C = Fasa Air

Gambar 2. Prinsip proses ekstraksi[5]

.

Mekanisme perpindahan massa pada

ekstraksi[6,7]

:

- Transfer massa atau difusi ion logam (A)

dari badan fasa air melalui tahanan film (

boundary layer ) ke antarmuka antara fasa

air dan fasa organik

- Ion- logam (A) bereaksi dengan pembawa

atau ekstraktan (carrier = B) dalam fasa

organik pada antarmuka fasa air dan fasa

organik.

- Perpindahan massa atau difusi dari hasil

reaksi antara logam dengan ekstraktan

dalam fasa organik dari antarmuka fasa air

organik ke badan fasa organik

Neodimium ditemukan oleh Welsbach

pada tahun 1885. Unsur tersebut mempunyai

nomor atom 60, massa atom 144,2 g mol-1

,

densitas 7,0 g cm-3

, titik leleh 1024 0C, dan

titik didih 30470C

(8). Neodimium termasuk

unsur logam tanah jarang yang

keberadaannya berlimpah setelah serium,

dapat ditemukan dalam pasir monasit,

termasuk dalam golongan lantanida.

Neodimium merupakan logam kuning

keperakan yang berkilauan serta sangat

reaktif, merupakan salah satu unsur tanah

jarang yang dapat ditemukan pada peralatan-

peralatan rumah seperti televisi berwarna,

lampu pijar, dan lampu hemat energi.

Campuran logam neodimium, besi, dan boron

digunakan dalam pembuatan magnet

permanen. Magnet ini adalah bagian dari

komponen kendaraan, selain itu digunakan

untuk penyimpan data pada komputer dan

digunakan pada loudspeaker [9,10]

.

Pasir monasit merupakan mineral

yang mempunyai bentuk ikatan fosfat yang

mengandung thorium (Th) dan logam tanah

jarang seperti itrium (Y), serium (Ce),

lantanum (La), gadolinium (Gd), dysporsium

ISBN 978-979-99141-6-3 19



(Dy), neodimium (Nd), dan samarium (Sm).

Rumus kimia pasir monasit secara umum

dituliskan (LTJ.Th)PO4[2,11]

.

Keberadaan monasit paling besar

terdapat pada lapisan alluvial yang terdapat

pada beberapa negara di dunia, antara lain

terdapat di Brazil, India, Indonesia, Malaysia,

dll. Mengingat manfaat yang dimiliki

neodimium serta dengan pertimbangan

adanya cadangan pasir monasit di Indonesia

yang cukup besar, maka layak dilakukan

penelitian pemisahan neodimium dari unsur-

unsur lainnya. Hal ini selain untuk

memaksimalkan potensi dari pasir monasit,

juga akan memberikan nilai ekonomis yang

lebih tinggi. Di Indonesia pasir monasit yang

diperoleh dalam pasir dari Bangka yang

merupakan hasil samping pengolahan timah

dari penambangan timah oleh PT. Timah.

Neodimium hidroksida merupakan hasil olah

pasir monasit.

Pemisahan Nd dari konsentrat

Nd(OH)3 hasil olah pasir monasit perlu

dilakukan mengingat akan kegunaan dan

harga Nd yang mahal. Untuk memisahkan Nd

dilakukan dengan proses ekstraksi pelarut.

Pemisahan dilakukan dengan cara ekstraksi

karena proses ini mempunyai banyak

kelebihan antara lain dari segi waktu, dan

peralatan yang lebih sederhana. Berdasarkan

uraian tersebut, maka dari penelitian ini

diharapkan dapat mengetahui kondisi

optimum proses ekstraksi untuk memisahkan

neodimium (Nd) dari konsentrat Nd(OH)3.

Pada penelitian sebelumnya telah

dihasilkan konsentrat Nd(OH)3 sebagai hasil

olah pasir monasit. Dalam penelitian ini akan

dipelajari metode ekstraksi pelarut sebagai

salah satu cara untuk memisahkan Nd dari

unsur-unsur lainnya. Ekstraksi Nd dapat

dilakukan dengan cara melarutkan konsentrat

Nd(OH)3 ke dalam asam nitrat. Beberapa

jenis pelarut yang biasa dipakai untuk

meningkatkan kadar konsentrat seperti asam

di-2-etil heksil fosfat (D2EHPA), tri butil

fosfat (TBP), Tri-n-oktilamin (TOA), tri-n-

oktilfosfina oksida (TOPO)[12]

. Neodimium

akan dikomplekskan terlebih dahulu dengan

pembentuk kompleks seperti tri butil fosfat

(TBP), tri-n-oktilamin (TOA), asam di-2-etil

heksil fosfat (D2EHPA), dan tri-n-oktil

fosfina oksida (TOPO) kemudian Nd akan

dibawa oleh ekstraktan ke fasa organic[12,13]

Tri-n-oktilfosfina oksida merupakan salah

satu senyawa organo fosfor yang berfungsi

sebagai zat pembentuk senyawa kompleks

fasa organik dengan rumus kimia (C8H17)3PO.

Struktur molekul TOPO disajikan pada

Gambar 3[14]

.

Gambar 3. Struktur molekul TOPO.

Tri-n-oktilfosfina oksida memiliki sifat

fisis seperti kristal lilin, meleleh pada suhu

510C, dengan titik didih pada tekanan 1 atm

sebesar 2000C. TOPO dapat larut pada

hampir semua senyawa hidrokarbon.

Kelarutan tertinggi terjadi dalam sikloheksana

pada suhu 250C yaitu 0,9222 mol/ L.

Kelarutan TOPO bertambah sebanding

dengan suhu. Kerosen, varsol, dan benzene

juga cukup baik sebagai pengencer TOPO.

Senyawa ini secara luas telah digunakan pada

proses pemisahan dan pemurnian, terutama

dalam skala laboratorium.

Reaksi kimia yang terjadi antara logam

tanah jarang dengan TOPO adalah sebagai

berikut:

LTJ3+

+3(HNO3.R3PO) LTJ(NO3)3

3R3PO (o) + 3H+....................(1)

20 ISBN 978-979-99141-6-3




Pada banyak sistem ekstraksi,

ekstraktan dilarutkan dengan suatu pengencer

yang tidak saling bereaksi yang disebut

diluen. Pemakaian diluen terutama untuk

memperbaiki sifat fisika dari fasa organik.

Diluen atau pengencer yang digunakan pada

penelitian ini adalah kerosen.

Proses ekstraksi Nd sangat

dipengaruhi oleh variasi konsentrasi

ekstraktan, variasi konsentrasi HNO3, variasi

berat umpan konsentrat Nd(OH)3, sehingga

dalam penelitian ini dilakukan ekstraksi

dengan parameter yang diteliti adalah:

konsentrasi HNO3, konsentrasi umpan dan

konsentrasi ekstraktan.

Menurut hukum distribusi Nerst[7]

,

bila ke dalam dua pelarut yang tidak saling

bercampur dimasukkan solut yang dapat larut

dalam kedua pelarut tersebut maka akan

terjadi pembagian kelarutan. Kedua pelarut

tersebut umumnya pelarut organik dan pelarut

air. Dalam praktek solut akan terdistribusi

dengan sendirinya ke dalam dua pelarut

tersebut setelah dikocok dan dibiarkan

terpisah. Perbandingan konsentrasi solut di

dalam kedua pelarut tersebut tetap, dan

merupakan suatu tetapan pada suhu tetap.

Tetapan tersebut disebut tetapan distribusi

atau koefisien distribusi. Koefisien distribusi

dinyatakan dengan rumus sebagai berikut:

Kd = 1

2

C

C atau Kd =

a

o

C

C.................(2)

dimana Kd = koefisien distribusi dan C1, C2,

Co, dan Ca masing-masing adalah konsentrasi

solut pada pelarut 1, 2, organik, dan air.

Sesuai dengan kesepakatan, konsentrasi solut

dalam pelarut organik dituliskan di atas dan

konsentrasi solut dalam pelarut air dituliskan

di bawah. Dari rumus tersebut jika harga Kd

besar, solut secara kuantitatif akan cenderung

terdistribusi lebih banyak ke dalam pelarut

organik, begitu pula terjadi sebaliknya(6)

.

Sebagai ukuran keberhasilan untuk suatu

proses ekstraksi sering digunakan besaran

berupa faktor pisah (FP) yakni perbandingan

antara koefisien distribusi suatu unsur dengan

koefisien distribusi unsur yang lainnya.

Persamaan untuk memperoleh FP adalah:

FP = 2

1

d

d

K

K ...................................(3)

dengan Kd1 adalah koefisien distribusi unsur 1

dan Kd2 adalah koefisien distribusi unsur 2.

Efektifitas dalam proses ekstraksi

dapat dinyatakan dengan persen solut yang

terekstrak yang dapat diperoleh dengan

persamaan sebagai berikut:

E = F

C2 x 100 % ........................ (4)

dengan E adalah efisiensi ekstraksi (%), C2

adalah konsentrasi solut dalam fasa organik,

dan F adalah konsentrasi umpan untuk

ekstraksi.

TATA KERJA/METODOLOGI

Bahan yang digunakan adalah:

Konsentrat Nd(OH)3 hasil olah pasir

monasit, larutan HNO3 teknis, TOPO, larutan

kerosen, akuades, bahan LTJ murni untuk

standar analisis.

Alat yang digunakan adalah:

Spektrometer pendar sinar X (Ortec

7010), pengaduk dan pemanas magnetik (Ika

Werk), timbangan (Sartorius 2464), labu

ukur berbagai ukuran, botol semprot, pipet

volume, propipet, botol kecil ukuran 10 mL

vial, spex film.

Cara Kerja

Pembuatan larutan TOPO 2, 4, 6, 8,

dan 10 % dilakukan dengan melarutkan

berturut-turut 0,2; 0,4;0,6; 0,8; dan 1 gram

TOPO dengan kerosen, kemudian

ISBN 978-979-99141-6-3 21



dipindahkan ke labu ukur 10 mL dan

ditepatkan dengan kerosen sampai tanda

batas.

Variasi konsentrasi HNO3.

Pembuatan larutan umpan dilakukan

dengan melarutkan masing-masing 3 gram

konsentrat Nd(OH)3 ke dalam 10 mL larutan

HNO3 1, 2, 3, 4, dan 5 M. Setiap 10 mL

larutan umpan (FA = fasa air) dengan

berbagai variasi konsentrasi asam,

dimasukkan ke dalam lima buah gelas kimia

50 mL. Sebanyak 10 mL larutan TOPO 6 % -

kerosen (FO = fasa organik) ditambahkan ke

dalam FA, kemudian diaduk dengan

pengaduk magnetik selama 15 menit dengan

kecepatan 200 rpm. Proses ini disebut proses

ekstraksi. Fasa air (FA) dan fasa organik

(FO) hasil ekstraksi dipisahkan. Setiap 5 ml

fasa air diambil untuk dianalisis dengan

spektrometer pendar-sinar X. Dari variasi

konsentrasi HNO3 yang memiliki faktor pisah

tertinggi (optimum) digunakan untuk

optimasi variasi konsentrasi umpan.

Variasi konsentrasi umpan.

Sebanyak 3, 4, 5, 6, dan 7 gram

konsentrat Nd(OH)3 dilarutkan ke dalam 10

mL larutan HNO3 yang optimum sebagai

umpan (FA). Setiap 10 mL umpan ditambah

10 mL larutan TOPO 6%-kerosen (FO)

kemudian diaduk dengan pengaduk magnetik

selama 15 menit dengan kecepatan 200 rpm.

Fasa air (FA) dan fasa organik (FO) hasil

ekstraksi dipisahkan. Masing masing 5

mL fasa air diambil untuk dianalisis dengan

spektrometer pendar - sinar X. Umpan yang

memiliki faktor pisah tertinggi (optimum)

digunakan untuk optimasi variasi konsentrasi

ekstraktan.

Variasi konsentrasi ekstraktan.

Dibuat larutan TOPO 2, 4, 6, 8, dan

10 % dalam kerosen masing masing

sebanyak 10 mL (FO). Dibuat larutan umpan

yang optimum hasil ekstraksi variasi

konsentrasi umpan (FA). Setiap 10 mL FA

ditambah 10 mL larutan TOPO-kerosen

dengan berbagai variasi konsentrasi (2, 4, 6, 8

dan 10 %), kemudian diaduk selama 15 menit

dengan kecepatan 200 rpm.

Setelah ekstraksi fasa air (FA) dan

fasa organik (FO) dipisahkan. Masing

masing 5 mL fasa air diambil untuk

dianalisis dengan spektrometer pendar - sinar

X. Konsentrasi ekstraktan yang memiliki

faktor pisah tertinggi digunakan untuk

optimasi waktu pengadukan.

Menentukan harga koefisien distribusi

(Kd).

Harga koefisien distribusi dapat

diketahui dengan cara membandingkan

konsentrasi unsur dalam fasa organik dengan

konsentrasi unsur dalam fasa air setelah

ekstraksi.

FA dalam unsur ikonsentras

FO dalamunsur ikonsentrasKd (5)

Menentukan harga faktor pisah

Harga faktor pisah dapat diketahui

dengan cara membandingkan harga koefisien

distribusi Nd dengan harga koefisien

distribusi Y, La, dan Ce.

FP =lainyangunsurKd

NdKd (6)

Menentukan efisiensi ekstraksi (%E)

Efisiensi ekstraksi dapat diketahui

dengan perhitungan sebagai berikut:

Efisiensi ekstraksi (%E) =

umpanikonsentras

organikfasasolutikonsentras x 100 % (7)

22 ISBN 978-979-99141-6-3




HASIL DAN PEMBAHASAN

Variasi Konsentrasi HNO3

(kadar unsur dalam umpan = Ce = 655 ppm;

Y = 14098 ppm; La = 5335 ppm dan Nd =

19056 ppm)

Gambar hubungan antara koefisien

distribusi (Kd) dengan konsentrasi HNO3,

serta gambar hubungan efisiensi ekstraksi (%

E) dengan konsentrasi HNO3, seperti yang

disajikan pada Gambar 4. dan Gambar 5.

Kegunaan HNO3 selain untuk melarutkan

Nd(OH)3 juga untuk reaksi pembentukan

kompleks dengan TOPO.

Reaksi pelarutan Nd(OH)3 dengan

HNO3 sebagai berikut

Nd(OH)3 + 3HNO3 Nd(NO3)3+3H2O

(8)

Penambahan konsentrasi HNO3 menyebabkan

konsentrasi ion H+ dan NO3

- bertambah.

Reaksinya sebagai berikut:

H+ + NO3

- HNO3 (a) (9)

HNO3 (a) HNO3(o) (10)

HNO3(o)+R3PO(o) HNO3.R3PO(o) (11)

Nd(NO3)3 Nd3+

+ NO3-

(12)

Nd3+

+ 3(HNO3.R3PO) Nd(NO3) 3.3R3PO (o)

+ 3H+

(13)

Gambar 4. Kurva hubungan konsentrasi HNO3

dengan koefisien distribusi.

Seperti terlihat pada Gambar 4,

penambahan HNO3 untuk pembentukan

kompleks HNO3.R3PO sebagai perantara

untuk pembentukan kompleks

Nd(NO3)3.3R3PO. Untuk penambahan HNO3

selanjutnya ion H+ akan bertambah di dalam

sistem yang menyebabkan kesetimbangan

reaksi bergeser ke kiri, sehingga

pembentukan kompleks Nd(NO3)3.3R3PO

akan berkurang dan koefisien distribusinya

akan turun.

Gambar 5. Kurva hubungan konsentrasi HNO3

dengan efisiensi ekstraksi.

Semakin besar konsentrasi HNO3 sisa

asam semakin banyak, kelebihan sisa asam

ini akan terekstrak oleh TOPO, sehingga

menurunkan efektifitas TOPO mengekstrak

logam Nd, La dan Y. Sedang untuk Ce

dibutuhkan penggunaan HNO3 yang lebih

pekat supaya ekstraksi atau pembentukan

kompleks yang lebih pekat. Disamping itu

pelarutan hidroksida Ce terutama apabila ada

Ce yang bervalensi IV dibutuhkan keasaman

yang tinggi. Dengan demikian Kd Ce sampai

pemakaian HNO3 5 M masih mengalami

kenaikan.

Kondisi optimum yang dipilih pada

konsentrasi HNO3 4 M, karena pada

konsentrasi HNO3 4 M memberikan faktor

pisah untuk Nd-La relatif paling tinggi yaitu

sebesar 23,23 dan Kd yang relatif tinggi .

Pada kondisi ini efisiensi ekstraksi Nd =

23,43%. Pengaruh konsentrasi HNO3

terhadap faktor pisah (FP) disajikan pada

Tabel 1.

ISBN 978-979-99141-6-3 23



Tabel 1

Pengaruh Konsentrasi HNO3 Terhadap faktor pisah

(FP).

(Konsentrasi umpan 3 g/10 mL, volume FA = FO = 10

mL, konsentrasi TOPO-kerosen 6 %, kecepatan

pengadukan 200 rpm, waktu pengadukan 15 menit).

Konsentrasi

HNO3

(M)

Faktor pisah

(FP)

Nd-Ce Nd-Y Nd-La

1 1,97 13,71

2 0,43 2,34

3 0,52 2,92

4 0,78 1,38 23,23

5 0,58 0,74

Variasi Konsentrasi Umpan

Tabel 2

Kadar unsur dalam larutan umpan:

Umpan

g/10 ml

Kadar unsur, ppm

Ce Y La Nd

3 655 14098 5335 19056

4 955 18015 6508 23645

5 1144 19905 8753 27180

6 1229 21463 10254 30887

7 1358 23759 12254 33893

Salah satu faktor yang sangat

berpengaruh terhadap kecepatan perpindahan

massa dari fasa air (FA) ke fasa organik (FO)

adalah besarnya konsentrasi solut dalam

umpan. Hal ini dapat dijelaskan dengan

hukum Fick[10]

.

JA,Z = -DABdz

dcA

(14)

dengan:

JA,Z = kecepatan transfer massa,

DAB = difusivitas massa

c = konsentrasi,

z = lebar lapisan film antar fasa air dan

fasa organik (Gambar 1)

Dari persamaan tersebut dapat

diketahui bahwa variabel konsentrasi

berbanding lurus dengan kecepatan transfer

massa, sehingga semakin besar konsentrasi

akan semakin besar pula kecepatan

perpindahan massa.

Gambar 6. Kurva hubungan konsentrasi umpan

dengan koefisien distribusi (Kd).

Pada Gambar 6 dapat diamati bahwa

untuk Ce koefisien distribusi cenderung naik

seiring bertambahnya konsentrasi umpan dan

memiliki harga Kd tertinggi pada saat

konsentrasi umpan 7 g/10mL. Untuk Y dan

Nd koefisien distribusi akan naik dan

mencapai nilai optimum pada saat konsentrasi

umpan 5g/10mL.

Gambar 7. Kurva hubungan konsentrasi umpan


Setelah melampaui konsentrasi 5g/10

ml difusi Y dan Nd ke fasa organik akan

mengalami kejenuhan. Lantanum memiliki

koefisien distribusi yang cenderung turun

seiring bertambahnya konsentrasi umpan, dan

memiliki harga Kd tertinggi pada saat

konsentrasi umpan 3 g/10mL. Setelah

melewati konsentrasi umpan tersebut maka

konsentrasi umpan selanjutnya tidak terlalu

berpengaruh dalam proses ekstraksi.

24 ISBN 978-979-99141-6-3




Tabel 3

Pengaruh konsentrasi umpan terhadap Faktor Pisah

(FP).

(Konsentrasi HNO3 4 M, volume FA = FO = 10 mL,

konsentrasi TOPO kerosen 10 %, kecepatan

pengadukan 200 rpm, waktu pengadukan 15 menit).

Konsentrasi

Umpan

(g/10ml)

Faktor pisah

(FP)

Nd-Ce Nd-Y Nd-La

3 0,78 1,38 23,23

4 0,37 0,77 15,32

5 0,21 0,84

6 0,14 0,70

7 0,09 0,50

Pengambilan kondisi yang relatif baik

berdasarkan besarnya faktor pisah antara Nd

dengan Y, La, dan Ce. Hasil terbaik diperoleh

pada konsentrasi umpan 3 g/10mL untuk

faktor pisah (Nd-La) sebesar 23,23. Pengaruh

konsentrasi umpan terhadap harga faktor

pisah (FP) disajikan pada Tabel 2

Variasi Konsentrasi Ekstraktan

Pemakaian ekstraktan TOPO sangat

berpengaruh terhadap pemisahan unsur-unsur

didalam umpan yang berupa konsentrat

Nd(OH)3. Semakin besar pemakaian

konsentrasi ekstraktan maka semakin baik

mengekstraksi unsur-unsur dalam umpan,

yang ditandai naiknya harga Kd. Tetapi

setelah mencapai konsentrasi tertentu nilai Kd

akan semakin menurun karena pada

konsentrasi ekstraktan yang semakin besar

perpindahan solut dari fasa air ke fasa organik

akan semakin sulit. Hal ini dapat dijelaskan

melalui persamaan Stokes-Einstein sebagai

berikut[10]

.

DAB = Br

T

6 (15)

dengan:

DAB = difusivitas dari A di dalam larutan

encer dalam B

k = konstanta Boltzmann,

T = suhu

R = jari-jari partikel zat terlarut,

B = viskositas pelarut

Semakin besar konsentrasi ekstraktan

atau TOPO, viskositas pelarut semakin besar.

Dari persamaan tersebut dapat diketahui

bahwa difusivitas berbanding terbalik dengan

viskositas pelarut, sehingga semakin besar

viskositas pelarut maka akan semakin

mengalami kesulitan untuk berdifusi dari fasa

air ke fasa organik, sehingga menurunkan

harga Kd.

Gambar hubungan antara Kd dengan

konsentrasi ekstraktan, serta hubungan

konsentrasi ekstraktan dengan efisiensi

ekstraksi disajikan pada Gambar 8. dan

Gambar 9.

Gambar 8. Kurva hubungan konsentrasi TOPO

dengan koefisien distribusi.


untuk unsur Ce dan Nd harga Kd akan

semakin meningkat seiring dengan

peningkatan konsentrasi TOPO, hal tersebut

menunjukkan bahwa TOPO masih dapat

mengekstrak Ce dan Nd dengan baik hingga

konsentrasi 10 %

ISBN 978-979-99141-6-3 25



Gambar 9. Kurva hubungan konsentrasi TOPO



untuk efisiensi ekstraksi Ce dan Nd akan

semakin meningkat seiring dengan

peningkatan konsentrasi TOPO, hal tersebut

menunjukkan bahwa TOPO masih dapat

mengekstrak Ce dan Nd dengan baik hingga

konsentrasi 10 %. Efisiensi ekstraksi

mengalami kenaikan pada konsentrasi 6%,

dengan konsentrasi yang lebih besar lagi

TOPO sudah tidak mampu mengekstrak La.

Efisiensi ekstraksi Itrium tertinggi pada

konsentrasi TOPO 8%, kemudian efisiensi

ekstraksi akan turun pada konsentrasi TOPO

yang lebih besar lagi.

Tabel 4

Pengaruh konsentrasi ekstraktan terhadap Faktor Pisah

(FP).

(Konsentrasi HNO3 4 M, volume FA= FO = 10 mL,

konsentrasi umpan 3 g/10 ml), kecepatan pengadukan

200 rpm, waktu pengadukan 15 menit).

Konsentrasi

TOPO

(%)

Faktor pisah

(FP)

Nd-Ce Nd-Y Nd-La

2 1,49 1,27

4 1,95 1,53

6 2,02 1,56 7,28

8 1,68 0,83 16,01

10 0,78 1,38 23,23

Pengambilan kondisi yang relatif baik

berdasarkan besarnya faktor pisah antara Nd

dengan Y, La, dan Ce. Hasil terbaik diperoleh

pada konsentrasi ekstraktan TOPO 10 %,

untuk faktor pisah (Nd-La) sebesar 23,23.

KESIMPULAN

Dari hasil penelitian optimasi proses

ekstraksi neodimium dari konsentrat Nd(OH)3

hasil olah pasir monasit dengan ekstraktan

Tri-n-oktilfosfina oksida Tri-n-oktilfosfina

oksida (TOPO), diperoleh kesimpulan

sebagai berikut: konsentrasi HNO3 yang

optimum 4 M, konsentrasi umpan 3 gram/10

mL, konsentrasi TOPO dalam kerosen 10 %,

waktu pengadukan yang optimum 15 menit,

kecepatan pengadukan 200 rpm. Pada kondisi

ini diperoleh Kd Nd = 0,31; efisiensi

ekstraksi Nd = 23,43; FP Nd-La = 23,23; FP

Nd-Ce = 0,78 dan FP Nd-Y = 1,38

DAFTAR PUSTAKA

1. DIAN PUSPASARI, DWI SETYARINI.,

Kamus Lengkap Kimia Terbaru. 320 hal,

Tahun terbitan 2010.

2. CONNELLY, N G DAN DAMHUS, T,

ed.. Nomenclature of Inorganic

Chemistry: IUPAC Recommendations

2005. Cambridge: RSC Publ. ISBN 0-

85404-438-8. Archived from the original

on 2008-05-27. Retrieved 2012-03-13,

(2005).

3. NISHIHAMA SYOUHEI, TAKAYUKI,

HIRAI AND ISAO KOMASANA,

Advanced Liquid-Liquid Extraction

System for the Separation of Rare Earh

ions by Combination of Conversion pof

Metal Species With Chemical reaction,

Journal of Solid State Chemistry, 171,

2003.

4. Anonim. Recording rapid reaction in real

time. Department of Process

Engineering, Home to Chemical

Engineering and Mineral Processing at

http://web.archive.org/web/20080527204340/http:/www.iupac.org/publications/books/rbook/Red_Book_2005.pdfhttp://web.archive.org/web/20080527204340/http:/www.iupac.org/publications/books/rbook/Red_Book_2005.pdfhttp://web.archive.org/web/20080527204340/http:/www.iupac.org/publications/books/rbook/Red_Book_2005.pdfhttp://web.archive.org/web/20080527204340/http:/www.iupac.org/publications/books/rbook/Red_Book_2005.pdfhttp://id.wikipedia.org/wiki/International_Standard_Book_Numberhttp://id.wikipedia.org/wiki/Istimewa:Sumber_buku/0-85404-438-8http://id.wikipedia.org/wiki/Istimewa:Sumber_buku/0-85404-438-8http://www.iupac.org/publications/books/rbook/Red_Book_2005.pdf

26 ISBN 978-979-99141-6-3




Stellenbosch University, Publish May 13,

2013

5. KONCSAG, C, and BARBULESCU, A,

Liquid-liquid Extraction With and

without Chemical Reaction, in Elamin,

Mohan, Massa transfer in multi System

and its applications pp 207-232, ISBN

971913, 2013

6. LADDA, G.S; DEGALLESAN, T.N.

Transport Phenomena In Liquid

Extraction.New York: Mc-Graw Hill

Publishing, Co., Ltd. Hal 20 (1976).

7. WELTY, R. JAMES; WICKS, E.

CHARLES, WILSON, E. ROBERT;

RORRER GREGORY. Dasar-Dasar

Fenomena Transport. Volume 3. Edisi

Ke-4. Terjemahan Gunawan Prasetio.

Jakarta: Erlangga. (2004).

8. Http://Www.Lenntech.Com/ Periodic-

Chart-Elements/Nd-En.Htm, 10:12, 09-

03-2007.

9. Anonim, Research Funding For Rare

Earth Free Permanent Magnets, Arpae

Retrived , 23 April 2013

10. GUPTA,C.K. dan

KRISHNAMURTHY,N., Extactive

Metallurgy Of Rare Earths, Crc Press,

Isbn 0-415-33340-7, (2005).

11. CALLOW, R.J. The Industrial Chemistry

Of The Lanthanons, Yttrium, Thorium

And Uranium, Pergamon Press. Lccn 67-

14541,(1967).

12. HANSON, C. Reaction Advances In

Liquid-Liquid Extraction. First

Edition.England: Pergamon Press.

(1971).

13. SYOUHEI N, HIRAI T AND

KOMASANA I, Advanced Liquid-

Liquid Extraction System for the

Separation of Rare Earh ions by

Combination of Conversion pof Metal

Species With Chemical reaction, Journal

of Solid State Chemistry, 171, (2003).

14. WATSON, E. K.; RICKELTON, W. A.

"A review of the industrial and recent

potential applications of

trioctylphosphine oxide" Solvent

Extraction and Ion Exchange, volume 10,

pp. 879-89 (1992).

http://en.wikipedia.org/wiki/Special:BookSources/0415333407http://en.wikipedia.org/wiki/Library_of_Congress_Control_Numberhttp://lccn.loc.gov/67014541http://lccn.loc.gov/67014541

Pemakaian Tri-n-oktilfosfina Oksida Suyanti Dan Mv Purwa

Documents

Transcript of Pemakaian Tri-n-oktilfosfina Oksida Suyanti Dan Mv Purwa