laporan tugas akhir ekstraksi logam berharga …

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

i

LAPORAN TUGAS AKHIR

EKSTRAKSI LOGAM BERHARGA NIKEL DAN KOBALT

DARI BATERAI NCA BEKAS MENGGUNAKAN METODE

HIDROMETALURGI

Disusun oleh:

AISYAH KHOIRUNISSA (I8317002)

ZAHRA AENA AMANY (I8317028)

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

SEKOLAH VOKASI

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2020


ii

11 Juli 2010


iii


v

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah S.W.T atas rahmat dan

karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan seluruh rangkaian kegiatan

penyusunan Tugas Akhir yang berjudul “Laporan Tugas Akhir Ekstraksi Logam

Berharga Nikel dan Kobalt dari Baterai NCA Bekas Menggunakan Metode

Hidrometalurgi” dengan lancar tanpa ada halangan yang berarti.

Penyusunan Tugas Akhir merupakan salah satu syarat kelulusan untuk

Diploma III Teknik Kimia Sekolah Vokasi Universitas Sebelas Maret Surakarta

untuk menyelesaikan penyusunan tersebut penulis mendapatkan berbagai bantuan

dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan

terimakasih kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu penulis

menyelesaikan penulisan laporan ini, yaitu :

1. Bapak, Ibu, dan keluarga tercinta yang senantiasa memberikan semangat,

motivasi dan doa.

2. Bapak Ir. Arif Jumari, M.Sc. selaku dosen pembimbing Tugas Akhir.

3. Ibu Dr. Sperisa Distantina, S.T., M.T. selaku Kepala Program Studi Diploma

III Teknik Kimia.

4. Linggar Gupita, dkk. selaku asisten di Laboratorium Material Maju yang telah

membantu penulis melakukan penelitian.

5. Seluruh Staf Pengajar Program Studi Diploma III Teknik Kimia, Sekolah

Vokasi Universitas Sebelas Maret.

6. Seluruh Staf Laboran Laboratorium Teknik Kimia.

7. Rekan-rekan Diploma III Teknik Kimia angkatan 2017.

8. Seluruh pihak terkait yang tidak dapat kami sebutkan satu per satu yang telah

membantu dalam penyusunan laporan ini.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan Tugas

Akhir Diploma III ini. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun

penulis harapkan. Semoga laporan ini dapat bermanfaat.

Surakarta, Juli 2020

Penulis


vi

DAFTAR ISI

Halaman Judul ..........................................................................................................i

Lembar Pengesahan ................................................................................................ ii

Lembar Konsultasi ................................................................................................. iii

Kata Pengantar ....................................................................................................... v

Daftar Isi............................................................................................................... vi

Daftar Tabel ......................................................................................................... viii

Daftar Gambar ........................................................................................................ ix

Intisari .................................................................................................................... x

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang .......................................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah ......................................................................................3

1.3. Tujuan Penelitian .......................................................................................3

1.4. Manfaat Penelitian .....................................................................................3

BAB II LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

2.1.1. Baterai Litium ion ............................................................................4

2.1.2. Baterai Bekas ...................................................................................4

2.1.3. Baterai NCA .....................................................................................5

2.1.4. Metode Daur Ulang ..........................................................................6

2.1.5. Leaching ...........................................................................................7

2.1.6. Analisis Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) ..................8

2.2. Kerangka Pemikiran ...................................................................................9

BAB III METODOLOGI

3.1. Alat dan Bahan

3.1.1. Bahan yang digunakan ................................................................. 10

3.1.2. Alat yang digunakan ............................................. 10

3.2. Lokasi Penelitian ..................................................................................... 10

3.3. Cara Kerja

3.3.1. Pembuatan Serbuk Katoda dari Katoda Baterai NCA Bekas ........ 11


vii

3.3.2. Proses Leaching Serbuk Katoda .................................................. 11

3.3.3. Proses Pengenceran Filtrat Hasil Leaching untuk Uji AAS ....... 12

3.4. Pengujian Produk .................................................................................. 13

3.5. Kerangka Berpikir

3.5.1. Kerangka Pemikiran Pembuatan Serbuk Katoda dari Katoda

Baterai NCA Bekas ..................................................................... 13

3.5.2. Kerangka Pemikiran Proses Leaching Serbuk Katoda ................ 14

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Proses Ekstraksi Logam Berharga Ni dan Co dari Baterai NCA Bekas15

4.2. Hasil Analisis Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) ...............19

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan .............................................................................................23

5.2. Saran ...................................................................................... 23

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 24

LAMPIRAN


viii

DAFTAR TABEL

Tabel II.1 Perbandingan Kelebihan, Kekurangan, dan Bahaya Lingkungan dari

Proses Pirometalurgi, Hidrometalurgi, dan Biometalurgi ....................6


ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1 Bateri NCA Berbentuk Silinder ....................................................... 5

Gambar II.2 Kerangka Pemikiran Percobaan Tentang Pengaruh Konsentrasi

Asam dan Waktu Pemanasan Proses Leaching Terhadap Efisiensi

Leaching .......................................................................................... 9

Gambar III.2 Diagram Alir Proses Pembuatan Serbuk Katoda dari Katoda

Baterai NCA Bekas ....................................................................... 13

Gambar III.3 Diagram Alir Proses Leaching Serbuk Katoda .............................. 14

Gambar IV.1 Katoda Baterai NCA Bekas ........................................................... 15

Gambar IV.2 Slurry yang Telah Disaring dan Dicuci .......................................... 16

Gambar IV.3 Endapan Slurry yang Telah Dioven ............................................... 17

Gambar IV.4 Serbuk Katoda ................................................................................ 17

Gambar IV.5 Rangkaian Alat Proses Leaching ................................................... 18

Gambar IV.6 Larutan Hasil Leaching .................................................................. 19

Gambar IV.7 Proses Pengenceran Filtrat Hasil Leaching .................................... 20

Gambar IV.8 Kurva Variasi Konsentrasi (M) vs Efisiensi Leaching (%) ............ 20

Gambar IV.9 Kurva Variasi Waktu Pemanasan (t) vs Efisiensi Leaching (%) 21


10

INTISARI

Baterai litium ion merupakan salah satu jenis baterai sekunder karena

dapat diisi ulang (rechargeable). Baterai litium ion terbagi menjadi tiga jenis yaitu

NCA, NMC dan LFP. Baterai litium ion bekas merupakan jenis sampah yang

memerlukan penanganan secara khusus karena memiliki kandungan zat kimia

yang berbahaya di dalamnya. Dalam baterai litium ion bekas masih terkandung

sisa logam yang terkandung dalam katoda baterai. Logam yang terkandung dalam

katoda merupakan logam berharga. Daur ulang logam berharga perlu dilakukan

untuk memulihkan logam-logam tersebut.

Pada penelitian ini dilakukan ekstraksi kobalt (Co) dan nikel (Ni) yang

masih terkandung dalam katoda baterai NCA bekas. Proses ekstraksi dilakukan

dengan menggunakan metode hidrometalurgi. Proses leaching merupakan langkah

utama pada metode hidrometalurgi. Dari proses leaching dapat diketahui besar

kandungan logam kobalt (Co) dan nikel (Ni) yang dapat diekstrak dari baterai

NCA bekas melalui proses pengujian dengan analisis AAS.

Proses leaching dilakukan dengan pemanasan bersuhu 80oC dan

pengadukan 200 rpm menggunakan serbuk katoda 3% w/v dengan leaching agent

berupa asam sulfat dengan variasi konsentrasi asam yaitu 2M, 4M, 5M, 6M, dan

8M. Waktu pemanasan proses leaching juga dilakukan variasi yaitu 30, 60, 90,

120, dan 150 menit. Untuk menaikkan efisiensi leaching ditambahkan agen

pereduksi berupa hidrogen peroksida 3% v/v.

Hasil leaching berupa larutan hijau pekat kemudian dilakukan pengujian.

Pengujian terhadap larutan hasil leaching dilakukan dengan analisis AAS.

Pengujian dilakukan pada larutan leaching dengan pengenceran sebesar 10000x.

Dari hasil pengujian diperoleh hasil efisiensi leaching terbaik yaitu 41,44% untuk

ekstarksi Ni dan 58,72% untuk ekstraksi Co yang diperoleh dari larutan hasil

leaching dengan konsentrasi asam sulfat 5M. Sedangkan untuk variasi waktu

pemanasan diperoleh dari larutan hasil leaching dengan efisiensi leaching sebesar

45,22% untuk Ni dan 48,48% untuk Co pada menit ke-150.

laporan tugas akhir ekstraksi logam berharga …

Documents