PEMUNGUTAN LANTANUM DARI MINERAL MONASIT BANGKA DENGAN TEKNIK MEMBRAN CAIR BERPENDUKUNG BERTINGKAT

Transkripsi

1 PEMUNGUTAN LANTANUM DARI MINERAL MONASIT BANGKA DENGAN TEKNIK MEMBRAN CAIR BERPENDUKUNG BERTINGKAT

2 T BAS ( )

3 Metode yang dikembangkan untuk pemisahan dan pemurnian unsur tanah jarang saat ini adalah metode ekstraksi pelarut dengan cara mengamobilkan zat pengekstraksi (pengemban) pada suatu membran polimer berpori. Dengan cara ini selain selektifitas transpor meningkat, juga jumlah pengekstraksi yang diperlukan menjadi sangat sedikit. Teknik ini dikenal dangan teknik membran cair berpendukung (Supported Liquid Membrane, SLM). Penelitian tentang transpor dan pemisahan unsur-unsur tanah jarang (UTJ) melalui SLM masih terbatas untuk umpan tunggal dan campuran biner dengan menggunakan satu macam pengemban. Kenyataannya, di alam unsur-unsur tanah jarang tersebut selalu terdapat bersama-sama. Oleh karena itu diperlukan suatu teknik pemisahan dan pemurnian yang selektif baik untuk satu unsur atau sub kelompok unsur tanah jarang yang lebih cepat, murah, dan efisien. Berdasarkan hal tersebut di atas, pada penelitian ini dipelajari pola transpor pada pemungutan lantanum dari mineral monasit Bangka dengan teknik membran cair berpendukung bertingkat. SLM tingkat 1 adalah pemisahan unsur tanah jarang dari unsur non tanah jarang, SLM tingkat 2 adalah pemungutan cerium (IV) dari unsur tanah jarang lainnya, dan SLM tingkat 3 adalah pemungutan lantanum (III) dari unsur tanah jarang lainnya. Parameterparameter utama yang berpengaruh pada proses pemisahan adalah ph fasa umpan, jenis dan komposisi fasa membran serta konsentrasi asam pada fasa penerima. Pada ketiga tingkat SLM tersebut digunakan membran polimer berpori : PTFE (politetrafluoroetilen) sebagai membran pendukung yang direndam dalam larutan campuran pengemban TBP (tributilfosfat) dan D2EHPA (asam di-2- etilheksilfosfat) dengan perbandingan konsentrasi tertentu dalam pelarut kerosen, dan larutan HCl sebagai asam di fasa penerima. Selektifitas proses pemisahan lantanum (III) pada SLM tingkat 3 dititik beratkan pada pengaruh komposisi konsentrasi campuran pengemban (TBP:D2EHPA) dalam pelarut kerosen. Untuk mempelajari kondisi optimum dari pengaruh parameter-parameter utama pada pemisahan lantanum (III) dari unsur tanah jarang lainnya, dibuat larutan simulasi campuran UTJ di fasa umpan yang terdiri dari : La 120 ppm, Nd 16 ppm, Gd 2 ppm, dan Lu 0,4 ppm. Pemantauan konsentrasi unsur tanah jarang total dari waktu ke waktu dilakukan dengan metode spektrofotometri UV-Vis yang menggunakan NAS (natrium alizarin sulfonat) sebagai pewarna, pengukuran dilakukan pada panjang gelombang maksimum campuran simulasi unsur tanah jarang 534 nm. Sedangkan untuk penentuan konsentrasi masingmasing unsur

4 tanah jarang tersebut dilakukan dengan metode inductively coupled plasma atomic emission spectrophotometry (ICP-AES) pada panjang gelombang emisi masing-masing unsur: Ce pada 418,66 nm, La pada 408,316 nm, Nd pada 401, 225 nm, Gd pada 342,247 nm, dan Lu pada 261,542 nm. Transpor unsur tanah jarang melalui SLM dapat dinyatakan sebagai nilai % relatif, yaitu selisih konsentrasi awal dan konsentrasi akhir dibagi konsentrasi awal. Hasil penelitian pada transpor lantanum melalui SLM dalam campuran simulasi UTJ ini diperoleh kondisi optimum adalah ph fasa umpan 3,0; komposisi konsentrasi pengemban TBP:D2EHPA (0,3:0,7) M, dan konsentrasi fasa penerima HC1 3,0 M. Pada kondisi ini faktor pemisahan unsur La terhadap Nd, Gd, Lu masing-masing: α La,Nd 5,0297; α La,Gd 8,1935; α La,Lu 11,9529 dan kadar kemurniannya ditingkatkan dari 86,31% menjadi 93,65% dengan % recovery adalah 93,8%. Kondisi ini selanjutnya digunakan pada pemungutan lantanum dari mineral monasit Bangka dengan teknik membran cair berpendukung bertingkat, pada SLM tingkat 3. Dimana pada penelitian sebelumnya, diperoleh kondisi optimum pada SLM tingkat 1 adalah ph fasa umpan 3,2; komposisi konsentrasi pengemban TBP:D2EHPA (0,25:0,75) M, dan konsentrasi fasa penerima HC1 3,0 M. Pada SLM tingkat 2 diperoleh kondisi optimum adalah ph fasa umpan 3,0; komposisi konsentrasi pengemban TBP:D2EHPA (0.25:0.75) M, dan konsentrasi fasa penerima HCl 3,0 M. Penerapan kondisi optimum dan masing-masing tahap SLM tersebut pada pemungutan lantanum dari mineral monasit Bangka dengan teknik membran cair berpendukung bertingkat, kadar kemurnian lantanum (III) berhasil ditingkatkan dari 24% pada proses sebelum SLM bertingkat menjadi 89,84% sesudah proses SLM bertingkat, dengan % recovery adalah 75,72%. Kata kunci: Supported liquid membrane; carrier; politetrafluoroetilen; tributilfosfat; asam di-2-etilheksilfosfat; natrium alizarin sulfonat; UV-Vis; ICP-AES.

5 COLLECTING LANTHANUM FROM BANGKA MONAZITE MINERAL BY MULTISTAGES SUPPORTED LIQUID MEMBRANE TECHNIQUE Methods that have been developed currently for the separation and purification of rare earth elements' REE's are solvent extraction by through immobilization of an extracting agent in a porous polymeric membrane. This methods beside could increase the transport selectivity' also the amount of carrier was very few. This technique is known as supported liquid membrane' SLM. Research toward transport and separation of REE's through SLM have been still relatively limited merely to single feed-binary mixture, and one type of carrier. Factually, in natural form most of REE's are present alltogether. Based on the above mentioned, in this investigation pattern of transport at collecting lanthanum from Bangka monazite mineral by supported liquid membrane technique have been studied. The first stage SLM was separation of REE's with non REE's, the second stage SLM was collecting cerium (IV) from the other REE's, and the third stage SLM was collecting lanthanum (III) from the other REE's. The influence of mayor parameters at separation process, e.q.: ph of feed phase, type and concentration of membrane phase, and type and acid concentration in the receiving phase. All of the stage SLM used a porous polymeric membrane: PTFE ( polytetrafluoroethylene) as the supporting membrane, by immersing in a mixture of TBP (trybuthylphosphate) and D2EHPA (di-2-ethylhexyl phosphoric acid) by the composition of concentration in solvent kerosene as carrier, and chloride acid in the receiving phase. The process selectivity separation of lanthanum (III) at the third stage SLM, the influence of mixture carrier composition (TBP:D2EHPA) in kerosene solvent were the major matter in the investigation. The separation of lanthanum from the other REE's, for studying of optimum condition of the influence major parameters made a mixture of the REE's simulation solution, e.q.: concentration of La was ppm, concentration of Nd was 16.0 ppm, concentration of Gd was 2.0 ppm, and concentration of Lu was 0.4 ppm. Determination of the REE's total concentration was carried out by visible spectrophotometric with NAS (sodium alizarin sulfonat) as the colouring agent, absorbance of the solution was determinated at 534 nm as maximum wavelength. For the determination of REE's specific concentration an ICP-AES has been adopted, at emission maximum wavelength in each specific of REE's, e.q : Ce at nm, La at nm, Nd at nm, Gd at nm, and Lu at nm. Transport of REE's across SLM is expressed as relative percentage between the difference of initial and final concentration with respect to initial concentration.

6 Transport of lanthanum across SLM in a mixture of the REE's simulation by optimum condition were ph of feed phase was 3.0, concentration of carrier composition (TBP : D2EHPA) was (0.3 : 0.7) M, and concentration of chloride acid of the receiving phase was 3.0 M. In this condition' separation factor of La toward Nd, Gd, and Lu : α La,Nd ' α La,Gd ' α La,Lu ' and the perity rate was increase from 86.31% to 93.65% with recovery was 93.8%. This condition used collecting lanthanum from Bangka monazite mineral by supported liquid membrane technique, at the third stage SLM. In the initial research, optimum condition at the first stage SLM were ph of feed phase was 3.2' concentration of carrier composition (TBP:D2EHPA) was (0.25:0.75) M, and concentration of chloride acid of the receiving phase was 3.0 M. For the second stage SLM were ph of feed phase was 3.0, concentration of carrier composition (TBP:D2EHPA) was (0.25:0.75) M, and concentration of chloride acid of the receiving phase was 3.0 M. Collecting lanthanum from Bangka monazite mineral by supported liquid membrane technique at optimum condition in each of the stage SLM have been resulted lanthanum (III) with the perity rate of increase from 24.0% before the process of SLM to 89.84% after the process of SLM, with recovery was 75.72%. Keywords: Supported liquid membrane; carrier; polytetrafluoroethylene; trybuthylphosphate; di-2-ethylhexyl phosphoric acid; sodium alizarin sulfonat; UV-Vis; ICP-AES.

7

8

9

10

11

12

13

14