PROSES PELINDIAN ORE DENGAN MENGGUNAKAN ASAM NITRAT (HNO3)
Pelindian adalah teknik penting dalam metalurgi untuk mengekstraksi logam berharga dari bijih menggunakan pelarut kimia. Asam nitrat (HNO3) dikenal sebagai pelarut efektif karena sifatnya sebagai oksidan kuat, yang memungkinkan pelarutan logam dari bijih refractory seperti laterit, mangan, dan sulfida perak. Proses ini sangat relevan dalam industri pertambangan untuk memulihkan logam seperti nikel, cobalt, mangan, dan perak.
Pelindian asam nitrat melibatkan reaksi oksidasi di mana asam nitrat memecah struktur mineral untuk melarutkan logam ke dalam larutan. Asam nitrat bertindak sebagai oksidan kuat, mengubah logam dalam bijih menjadi bentuk larut, seperti nitrat logam. Sebagai contoh, dalam pelindian bijih mangan, asam nitrat mengoksidasi mangan(IV) menjadi mangan(II), menghasilkan ion Mn²⁺ yang larut, sesuai dengan reaksi:
C₆H₁₂O₆ + 12MnO₂ + 24H⁺ → 6CO₂ + 12Mn²⁺ + 18H₂O (Leaching of low-grade manganese ores)………….(1.1)
Gambar 1.1 Pelindian Ore dengan Asam Nitrat
(Metallurgical Report Job 054.Internal, 2025)
Proses ini sering kali memerlukan agen reduksi, seperti glukosa, untuk meningkatkan efisiensi pelarutan, terutama pada bijih yang kompleks. Reaksi kimia bervariasi tergantung pada jenis bijih, komposisi mineral, dan kondisi proses seperti suhu dan tekanan. Dalam beberapa kasus, pelindian dilakukan pada tekanan tinggi untuk mempercepat reaksi, seperti dalam teknologi pelindian tekanan asam nitrat (NAPL) untuk bijih laterit (Pilot-scale plant study). Pengendalian parameter kimia sangat penting untuk memaksimalkan hasil ekstraksi dan meminimalkan produk sampingan yang tidak diinginkan. Adapun parameter yang digunakan adalah sebagai berikut:
| Parameter | Pengaruh pada Pelindian | Kisaran Optimal | Sumber |
| Suhu | Meningkatkan laju reaksi dan kelarutan logam, tetapi meningkatkan emisi NOx | 90–150°C | Leaching of low-grade manganese ores; Nitric acid leaching of silver sulphide |
| Konsentrasi Asam Nitrat | Meningkatkan laju pelarutan, tetapi dapat menyebabkan pemborosan asam | Stokimetri hingga 2x stokimetri | Nitric acid leaching of silver sulphide |
| Ukuran Partikel | Partikel kecil meningkatkan luas permukaan dan laju pelindian | 295–417 μm | Leaching of low-grade manganese ores |
| Kecepatan Pengadukan | Meningkatkan kontak asam-bijih, mencegah keterbatasan difusi | Tergantung pada skala reaktor | Leaching kinetics of celestite |
| Rasio Padat-Cair | Mempengaruhi viskositas dan efisiensi | 9,6% padatan (untuk sulfida perak) | Nitric acid leaching of silver sulphide |
| Tekanan | Meningkatkan kelarutan gas dan kinetika reaksi | Hingga 1100 kPa(g) | Pilot-scale plant study |
Pelindian asam nitrat memiliki beberapa kelebihan dan tantangan yang perlu dipertimbangkan untuk penerapan yang sukses.
Kelebihan:
- Efisiensi Ekstraksi Tinggi: Asam nitrat efektif untuk melindih logam dari bijih refraktori, seperti nikel dan kobalt dari bijih laterit, dengan efisiensi lebih dari 82% (Pilot-scale plant study).
- Selektivitas: Dengan pengendalian kondisi, asam nitrat dapat secara selektif melarutkan logam tertentu, seperti perak, sambil meminimalkan ekstraksi kotoran seperti besi (Nitric acid leaching of silver sulphide).
- Produksi Produk Sampingan Berharga: Proses ini dapat menghasilkan produk sampingan seperti oksida besi atau sulfat kalsium, yang memiliki nilai komersial dalam industri lain (Pilot-scale plant study).
- Regenerasi Asam: Teknologi seperti NAPL memungkinkan regenerasi asam nitrat hingga lebih dari 85%, mengurangi biaya dan dampak lingkungan (Pilot-scale plant study).
- Fleksibilitas: Asam nitrat dapat digunakan untuk berbagai jenis bijih, termasuk bijih mangan rendah kualitas dan sulfida perak (Leaching of low-grade manganese ores).
- Kemampuan Mengolah Bijih Kompleks: Asam nitrat efektif untuk bijih yang sulit diolah dengan asam lain, seperti bijih laterit atau monazite (Dephosphorization of nitric acid solutions).
- Kecepatan Reaksi: Proses ini sering kali lebih cepat dibandingkan pelindian dengan asam lain karena sifat oksidasi kuat asam nitrat.
Kekurangan:
- Emisi Gas NOx: Pelindian asam nitrat dapat menghasilkan gas nitrogen oksida (NOx), yang berbahaya bagi lingkungan dan memerlukan sistem penangkapan gas (Effect of process variables on leaching behavior).
- Sifat Korosif: Asam nitrat sangat korosif, mengharuskan penggunaan peralatan tahan korosi seperti stainless steel atau titanium, yang meningkatkan biaya (US2916357A – Nitric acid leaching process).
- Biaya Asam: Asam nitrat lebih mahal dibandingkan asam sulfat, yang dapat memengaruhi kelayakan ekonomi proses (Leaching (metallurgy)).
- Keselamatan: Sifat korosif dan potensi emisi gas memerlukan prosedur keselamatan yang ketat untuk melindungi pekerja dan lingkungan.
- Pengelolaan Limbah: Residu pelindian dan larutan sisa memerlukan pengolahan untuk mencegah polusi lingkungan.
- Konsumsi Energi: Pelindian tekanan tinggi atau suhu tinggi memerlukan energi yang signifikan, meningkatkan biaya operasional.
- Selektivitas Terbatas untuk Beberapa Logam: Dalam beberapa kasus, asam nitrat dapat melarutkan kotoran seperti besi bersama dengan logam target, memerlukan langkah penyucian tambahan (Leaching of low-grade manganese ores).
Daftar Pustaka:
Baozhong Ma. (2015). Pilot-scale plant study on the innovative nitric acid pressure leaching technology for laterite ores. Hydrometallurgy. DOI: https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2015.04.016
Holloway. (2004). Nitric acid leaching of silver sulphide precipitates. Hydrometallurgy. DOI: https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2004.05.003
Pagnanelli. (2004). Leaching of low-grade manganese ores by using nitric acid and glucose: optimization of the operating conditions. Hydrometallurgy. DOI: https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2004.07.007
