Sudibyo, Suyanti - Perpustakaan Digital BATAN

PROSIDING SEMINAR NASIONAL
PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR
Pusot Teknologi Akselerotor don Proses Bahan
Yogyakarta, 26 Agustus 2006
MEMPELAJARI PEMBUATAN SERBUK La DARI KONSENTRAT
La HASIL PROSES PASIR MONASIT DENGAN METODE
ELEKTROKIMIA
Sudibyo, Suyanti
PTAPB BATAN, Yogyakarta
ABSTRAK
MEMPELAJARI PEMBUA TAN SERB UK La DARI KONSENTRA T La HASIL
PROSES PASIR MONASIT DENGAN METODE ELEKTROKIMIA. Dilakukan proses
elektrolisis untuk membuat serbuk La dari larutan La yang dibuat dari 50 gram
konsentrat La hasil proses pasir monasit buatan laboratorium kelompok TPBIL Bidang
Kimia dan Teknologi Proses Bahan PTAPB BATAN yang dilarutkan dengan aquadest
menjadi 200 ml, pada kondisi ini pH larutan terukur sebesar 5,34. Sebanyak 10 ml
larutan La umpan dielekrolisis dalam sel elektrolisis berukuran 5 x 4 x 3 cm yang
terbuat dari fleksiglas. Ukuran elektroda yang digunakan 10 x 1 cm. Sebagai anoda
digunakan lempeng pt tebal 0,15 mm dan katoda lempeng Zr tebal 0,1 mm. Variabel
yang diukur adalah perubahan arus yang terjadi setiap menit pada tegangan proses 5
- 12,5 Volt DC. Endapan yang terbentuk dicuci dan dikeringkan dan ditimbang,
selanjutnya dianalisis secara kualitatif dengan XRF, XRD dan SEM.
ABSTRACT
THE STUDY MAKING OF La POWDER FROM La CONCENTRA TE PRODUCT OF
MONAZITE SAND BY ELECTROCHEMICE. The electrolysis process of making La
powder from La solution were made from 50 grams La concentrate from monazite
sand process product of TPBIL group BKTPB division PTAPB BATAN to dissolve with
aquadest become 200 ml have been done. In this condition measured pH of 5.34.
Sum of feed La solution of 10 ml was electrolysis in the electrolysis cell measured 5 x
4 x 3 cm were made from flexiglass.Dimenstion of elektrode to usely of 10 x 1 cm.
The anoda that used of pt plate thick of O.15 mm and kotode of Zr plate thick of O.1
mm. Variable to be measured of current change that happened every minute in the
process voltage of 5 - 12.5 Volt DC. The fonned sediment were washes, dried,
weighted, and then henceforth analyzed using XRF, XRD and SEM.
PENDAHULUAN
Unsur lantanum merupakan salah satu unsur
tanah jarang yang mempunyai nilai ekonomis
sangat tinggi, di antaranya dapat digunakan sebagai
bahan baku dalam pembuatan magnet super dan
atau digunakan sebagai sumber elektron dalam
MBE, SEM maupun TEM jika digabung dengan
unsur boron menjadi LaB6(1,2).
Unsur La ini dapat diperoleh dari
dekolllposisi pasir Illonasit hingga diperoleh
konsentrat La kemudian dapat diproses lebih lanjut
dengan menggunakan Illetodc elektrokimia hingga
diperoleh serbuk La.
Dari data terdahulu(3) telah dapat diperoleh
Jems elektroda yang dapat digunakan untuk
mereduksi La dalam umpan larutan LaCI) menjadi
serbuk La yaitu dengan plat Pt sebagi anoda dan
plat Zr sebagi katoda. Kondisi ini perlu diterapkan
untuk membuat serbuk La dari konsentrat La hasil
olah pasir monasit. Agar proses reduksi ini dapat
diperoleh secara optimal perlu dipelajari kondisi
prosesnya, di antaranya adalah besarnya tegangan
dan pH umpan yang diperlukan. Sebagai umpan
pad a pcnentuan kondisi proses ini digunakan
larutan konsentrat La hasil proses pasir monasit
yang mempunyai kadar La ± 14 %, Ce ± 5%, Nd ±
2%(4). Diharapkan dari hasil pcnelitian ini dapat
diperoleh serbuk La dengan pcngotor unsur Ce dan
12 ISSN 1410 - 8178 Sudibyo, dkk

PRO SIDING SEMINAR NASIONAL
PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR
Pusat Teknologi Akslerator don Proses Bahan
Yogyakarta, 28 Agustus 2008
Nd minimal, sehingga di samping dapat diperoleh
serbuk La juga dapat dipisahkan unsur Ce dan Nd
dari unsur La agar dapat dimanfaatkan sebagai salah
satu bahan dasar pembuatan LaB6.
TAT A KERJA
Peralatan yang digunakan
Set elektrolisis dari fleksiglas, timbangan,
almari asam, pengaduk pemanas buatan IKA,
peralatan gelas, pHmeter buatan WTW,
spektrofotometer XRF, adjustable regulator Bell
BL I030A, multimeter digital Heles UX-33
Bahan yang digunakan
Konsentrat La hasil proses pasir monasit
buatan kelompok TPBIL BKTPB PTAPB BATAN,
HNO) pekat teknis dan NH40H dari Brataeo,
akuades
Cara kerja
Pembuatan umpan
Ditimbang konsentrat La sebanyak 3 x 50
g, masing-masing dimasukkan ke dalam gelas beker
200 ml dan ditambahkan akuades 150 ml dan
diaduk sampai larut kemudian dipindahkan ke
dalam labu ukur 200 ml dan ditepatkan dengan
aquadest dan pH-nya dibuat menjadi 3,4, dan 5.
Proses elektrolisis
Regulalor adjustable
~~
(~,v,/~ @
@~ @, II:]
.Al1Qda Katoda
Set el"'~tro!i$i$
D
Mulhmeter digital
a'IOA
Gambar I. Rangkaian pada proses elektrolisis
Dibuat rangkaian elektrolisis seperti pada
gambar I. Digunakan
tebal 0, i mm dengan
sebagai
panjang
katoda adalah plat Zr
10 em dan lebar I em
sedangkan sebagai anoda adalah plat Pt tebal 0,15
mm dengan panjang dan lebar sarna seperti plat Zr.
Jarak elektroda diatur sedemikian rupa hingga ± 2,5
em. Dimasukkan sebanyak 10 ml larutan umpan
kemudian saklar pada regulator di-onkan serta
tegangan diatur pada 5; 7,5; 10 dan 12 Volt. Dieatat
waktu yang dipakai tiap terjadi perubahan arus serta
proses elektrolisis dihentikan setelah tidak timbul
gelembung gas pada sel.
Endapan yang terbentuk dikeringkan,
ditimbang dan dianalisis dengan XRF, XRD dan
SEM.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil analisis seeara kualitatif dengan XRF
menunjukkan puneak La yang sangat besar pada
tenaga 33 KeV, sedangkan hasil analisis dengan
XRD dan SEM ditunjukkan pad a gambar 6 - II.
Dari Gambar 2 - 5 terlihat bahwa besamya
arus yang timbul menurun sesuai dengan waktu
yang digunakan. Penurunan arus ini disebabkan
karena jumlah elektron yang berada di dalam
larutan juga turun sesuai dengan jumlah La yang
tereduksi. Pad a Gambar 2 (tegangan 5 Volt)
besarnya arus yang turun linier dengan waktu
proses hingga 41 menit dan jumlah endapan La
yang dapat direduksi sebesar 0,4237 gr. Sedangkan
pada tegangan di atasnya (7,5 - 12,5 Volt) jumlah
La yang dapat direduksi dapat meneapai 2 kali
dengan waktu yang hanya separuhnya (Iihat Tabel
I). Terjadinya lonjakan arus pada Gambar 3 ini
disebabkan karena adanya endapan La yang telah
menutup permukaan katoda Zr yang rontok
sehingga ada lonjakan arus, sedangkan penurunan
arus seeara drastis terlihat pada Gambar 5 pada
menit ke 4, hal ini dapat dimungkinkan oleh belum
stabilnya kondisi sel saat awal elektrolisis.
35
~30
co
:: 25
v>
~ 20
15
o 2 3 4 5 8 10 13 20 27 30 34 36 38 41
wakll, men~
Gambar 2. Kurva penurunan arus pada tegangan 5
Volt sebagai fungsi waktu
~
85
80
75
70
C> 65
~ 60
g 55
4: 50
45
40
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~
waktu, rrenit
Gambar 3. Kurva penurunan arus pada tegangan 7,5
Volt sebagai fungsi waktu
Sudibyo, dkk ISSN 1410 - 8178 13

5
gram
135
< ,; 105
< 120
; 90
75
'\.- '"
60 ~
PROSIDING SEMINAR NASIONAL
PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR
Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan
0-
__
..,.# _
...,."'K
100'~-
Gambar 7. Spektra XRD pada tegangan 7,5 Volt
' • ...., :::., >~ -''-
~$; > '1O";i :::~:
~"".A
"'F· ~:
.• 1 :
:~~~~
Gambar 8. Spektra XRD pada tegangan 10 Volt
:* ~~~~:!•.,.~:;.;:. ~~;-~;;...".
". ,J
- "1
I.', L'~i '"
, ....~ ..' '..r~""~~' i.ill", I,"" I ••••• J __¥_~~~. .~iJW.
6: ,
10. t!l
',.,
:lO ~ )3
.••
n c.
~ ~ ~~_ ~~ H:"
r,' ."';>I'tJoI"9'
"/: H .•~ ~
Gambar 9. Spektra XRD pada tegangan 12,5 Volt
14 ISSN 1410 - 8178 Sudibyo, dkk

PROSIDING SEMINAR NASIONAL
PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR
Gambar 10. Sentuk endapan pada tegangan 5 Volt
Gambar 11. Sentuk endapan pada tegangan 7,5 Volt
Gambar 12. Sentuk endapan pada tegangan 10 Volt
Gambar 13. Sentuk endapan pada 12,5 Volt
Sudibyo, dkk
Pusat Teknologi Akslerator don Proses Bahan
Yogyakarta, 28 Agustus 2008
ISSN 1410 - 8178
KESIMPULAN
Dari hasil yang diperoleh, tegangan yang
paling baik untuk mereduksi La dari larutan umpan
konsentrat La dengan pH 5,34 adalah pada tegangan
10 Volt DC. Pada kondisi ini dapat diperoleh hasil
sebanyak 0,830 I gram dari 2,5 gr umpan konsentrat
La dengan efisiensi sebesar 88,714%. Selain itu
hasil reduksi mudah lepas dari Jempeng katoda Zr.
DAFT AR PUST AKA
I. http://www.kore.co.uk/products.htm. diakses
pada II September 2007
2. http://www.feibeamtech.com/pages/ion.html.
diakses pada II September 2007
3. SUDIBYO, SUY ANTI., Pemilihan jenis
elektroda untuk pembuatan serbuk La
dengan elektrokimia., Prosiding Seminar
Nasional P3N Yogyakarta, 5 September
2007, hal. ]7.
4. PURWANI, M.V., 2000, Pemisahan dan
Pemumian Cerium(Ce), Lantanum (La) dan
Neodimium(Nd) dari Pasir Monasit, Laporan
Penelitian, P3TM-SA TAN, Yogyakarta, hal.
148
TANYA JAWAB
Muhadi AW
);. Apa keunggulan metode ini dibanndingkan
dengan proses ekstraksi ataupun penukar ion?
Sudibyo
--}Proses elektrokimia jauh lebih ejisien dari sisi
waktu dan kuantitas dibandingkan proses
ekstraksi dan penukar ion, sedang dari sisi
kualitas, proses elektrokimia ini masih dalam
pengembangan. Diharapkan dengan metode
ini sudah dapat diperoleh serb uk logam dari
unsur LTJ dan sudah dapat mengurangi logam
pengotor yang lain.
15