19 Oktober, 2010

Mineral Tanah Jarang

Tanah jarang memegang peranan yang sangat penting dalam kebutuhan material produksi modern seperti dalam dunia superkonduktor, laser, optik elektronik, glass dan keramik. Untuk memenuhi kebutuhan material produksi tersebut, keperluan tanah jarang dari tahun ke tahun terus meningkat. Jadi pada konteks ini, di lingkungan perlu di tingkatkan tindakan pencegahan dan dengan demikian penting prosedur analisis yang sensitif untuk pengukuran tanah jarang dalam tanah menjadi semakin penting. Di dalam mineral, unsur tanah jarang mempunyai sifat kimia dan fisik yang mirip sehingga penentuan tanah jarang tanpa pemisahan sangat sulit untuk dilakukan.
Penelitian ini difokuskan pada pengukuran unsur tanah jarang sampel monasit dan senotim yang diperoleh dari limbah pertambangan dengan menggunakan instrumen inductively coupled plasmas optical emission spectrometry (ICP-OES) yang dilengkapi dengan detektor charge coupled device (CCD), dimana sebelumnya memakai microwave untuk membantu destruksi sample dan mengeluarkan efek matrik dengan mempergunakan kolom resin penukaran ion basa kuat DOWEX AG 1 W-X8.
Unsur tanah jarang (UTJ) banyak kegunaannya dalam industri berteknologi tinggi, dan sumbernya cukup banyak tersedia di Indonesia termasuk yang ada di Pulau Bangka dan Pulau Belitung, terdapat terutama sebagai mineral monasit dan senotim dalam tailing penambangan timah. Penelitian pendahuluan ini bertujuan akhir untuk mengembangkan metode pemisahan dan analisis UTJ ringan dengan kromatografi cair melalui pembentukan kompleks dengan dibutilditiofosfat (DBDTF) dan dibutilditiokarbamat (DBDTK), sebagai senyawa pembentuk kompleks baru bagi unsur-unsur tersebut. Untuk itu telah dipelajari retensi senyawa-senyawa kompleks tersebut pada sistem-sistem kromatografi dengan kolom polar dan non-polar. Penelitian meliputi pembuatan kedua ligan, pembentukan dan ekstraksi senyawa-senyawa kompleks UTJ-ligan, pengamatan sifat retensi, percobaan pemisahan, dan aplikasi metode yang dikembangkan untuk pemisahan UTJ dalam sampel mineral. Hasil-hasil penelitian menunjukkan bahwa unsur-unsur serium, lantanum, praseodimium, dan neodimium dapat dipisahkan satu dari yang lainnya sebagai senyawa kompleks dibutilditiokarbamat dengan kromatografi cair kinerja tinggi (KCKT) menggunakan kolom C18, fasa gerak campuran metanol-asetonitril pada laju alir 0,75 mL/menit, dan deteksi eluat menggunakan detektor ultraviolet pada 210 nm. Sementara itu pada penggunaan ligan dibutilditiofosfat, kolom kromatografi yang sama dengan fasa gerak campuran biner kombinasi metanol-asetonitril atau metanol-air, dari empat unsur yang diteliti hanya serium yang mengalami retensi. Walaupun demikian penggunaan dibutilditiofosfat lebih memudahkan dan menyederhanakan pemisahan dan analisis serium, yang merupakan komponen utama dalam sampel monasit, secara kromatografi cair, karena tingginya resolusi antara serium dengan unsur-unsur yang diteliti lainnya. Penelitian-penelitian tentang pemisahan, analisis, dan pemurnian UTJ dengan menggunakan metode kromatografi cair dengan kolom penukar ion dan kolom fase terbalik melalui pembentukan pasangan ion atau kompleks.
Di Indonesia, mineral monasit yang banyak tersedia berupa hasil samping industri tambang timah, belum diolah lebih lanjut untuk memperoleh unsur-unsur tanah jarang murni, karena penguasaan kita tentang teknologinya masih perlu ditingkatkan dan dimantapkan. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan metode pemisahan dan pemurnian unsur-unsur yang bernilai ekonomis tinggi ini dalam usaha memenuhi kebutuhan sendiri, antara lain untuk mengembangkan material superkonduktor. Makalah ini menguraikan hasil penelitian tersebut untuk memisahkan dan memurnikan unsur-unsur tanah jarang yang terkandung dalam monasit dengan metode ekstraksi melalui pembentukan kompleks dengan ligan baru, dibutilditiokarbamat. Penelitian yang telah dilakukan meliputi proses pelarutan melalui destruksi sampel monasit, penyiapan untuk memperoleh campuran unsur tanah jarang total, pemisahan serium dengan metode oksidasi dan pengendapan, kajian proses ekstraksi, yang dilanjutkan dengan pemurnian secara ekstraksi menggunakan ligan tersebut di atas. Dengan menggunakan metode oksidasi dan pengendapan sebagai proses pra-pemisahan, telah diperoleh produk serium pada skala kilogram dengan kemurnian antara 70-75% dan rendemen 60%, yang kemudian dimurnikan lebih lanjut dengan metode ekstraksi dengan dibutilditiokarbamat untuk memperoleh serium pada skala fraksi kilogram dengan kemurnian mendekati 100% dan efisiensi ekstraksi antara 80-100%. Logam tanah jarang (LTJ) itu sebenarnya bukan unsur yang langka di kerak bumi. Jumlahnya bisa mncapai 200x lipat jumlah emas di bumi. Bahkan kelimpahannya itu mirip dengan  logam-logam lain yg sering dipake di industri, macam besi, nikel, kobalt, tembaga, dll.
Mengapa logam2 ini dinamakan logam tanah jarang?
meskipun banyak di kerak bumi, dia jarang berada dalam bentuk senyawa murni. Pasti dalam bentuk mineralnya (persenyawaan dengan fosfat, karbonat, dll). Orang jaman dulu tidak tahu cara memisahkan LTJ dari senyawa-senyawa  itu dr mineralnya, makanya dinamakan unsur tanah jarang. Bukan karena kelimpahannya yang jarang
Logam tanah jarang  dalam  sistem periodik unsur (SPU) berada  pada deret Lantanida mulai dari La-Lu,


Di Indonesia kita punya  2 jenis mineral yang mengandung LTJ ini. Nama mineralnya monasit dan senotim Monasit dan senotim ini di Indonesia adanya di sepanjang pantai kepulauan Bangka, Belitung, Singkep, sama di Rirang Kalbar. Selain dalam bentuk pasir, mineral ini di Bangka sana terdapat sebagai sisa penambangan timah

Praseodinium

Sejarah
Pada tahun 1841, Mosander mengekstrak tanah jarang didymia dari lantana; pada tahun 1879, Lecoq de Boisbaudran mengisolasi tanah baru, samaria, dari didymia yang didapat dari mineral samarskit.  Enam tahun kemudian, pada tahun 1885, von Welsbach memisahkan didymia menjadi dua komponen, praseodymia dan neodymia, yang memberikan senyawa garam dengan warna yang berbeda. Sebagaimana unsur tanah jarang lainnya, senyawa unsur ini dalam larutan meiliki garis atau pita spektrum absorsi yang cukup nyata dan tajam, hanya sedikit saja yang lebarnya hanya beberapa angstrom.
Sumber
Praseodimium terdapat bersamaan dengan unsur tanah jarang dalam berbagai mineral. Monazit dan bastnasit adalah sumber komersial yang utama untuk logam tanah jarang. Logam ini baru dapat dihasilkan dalam kondisi relatif murni pada tahun 1931.
Produksi
Tekhnik ekstraksi pelarut dan pertukaran ion telah mengarah pada isolasi yang lebih mudah untuk unsur tanah jarang, sehingga biaya pun bisa ditekan pada beberapa tahun terakhir. Praseodimium dapat dibuat dengan beberapa metode, seperti reduksi kalsium terhadap senyawa praseodimium korida atau florida anhidrat.
Kegunaan
Logam alloy alam, digunakan sebagai pemantik rokok, mengandung logam praseodimium sebanyak 5%. Oksida unsur tanah jarang, termasuk Pr2O3 adalah di antara zat yang paling banyak dihasilkan. Bersamaan dengan unsur tanah jarang lainnya, praseodimium digunakan bahan inti pada busur bunga api karbon yang digunakan dalam industri pembuatan film untuk penerangan studio dan proyeksi. Garam praseodimium digunakan untuk mewarnai kaca dan enamel; ketika dicampur dengan bahan tertentu lainnya, praseodimium menghasilkan warna kuning bersih yang kuat dan tidak lazim pada kaca. Kaca didymium, yang mana praseodimium adalah penyusunnya, adalah pewarna untuk pelindung mata tukang las.
Sifat-sifat
Praseodimium lunak, seperti perak, mudah ditempa. Lebih resisten terhadap korosi dalam udara daripada europium, lantanum, cerium atau neodium, tapi unsur ini membentuk lapisan oksida hijau yang mengelupas bila terpapar dengan udara. Seperti unsur tanah jarang lainnya, unsur ini harus disimpan terlindung dari sinar matahari, dalam minyak mineral atau plastik bersegel.

OPTIMASI PEMISAHAN UNSUR TANAH JARANG DARI MINERAL MONASIT DENGAN METODE SOLVENT IMPREGNATED RESIN (SIR)
OPTIMATION SEPARATION OF RARE EARTH ELEMENTS FROM MONAZITE MINERALS WITH SOLVENT IMPREGNATED RESIN (SIR) METHODE

Banyaknya kegunaan Logam Tanah Jarang (LTJ) saat ini, telah memicu pengembangan metode pemisahan baru. Pengembangan tersebut umumnya didasarkan pada metode ekstraksi cair-cair. Namun metode tersebut masih terbatas pada skala laboratorium. Metode pemisahan terbaru yang dapat diterapkan dalam skala industri adalah metode Solvent Impregnated Resin (SIR). Pada metode SIR, ligan pengekstrak diamobilkan pada suatu polimer resin yang netral melalui ikatan Van der Waals. Pada penelitian ini dilakukan optimasi SIR dan pemisahan LTJ dengan non LTJ mineral monasit. Uji kinerja SIR meliputi uji kapasitas dan stabilitas SIR. Kondisi terbaik pemisahan LTJ diperoleh dengan menggunakan ligan pengekstrak campuran TBP dan D2EHPA 1:3, pH fasa umpan 3,2; laju alir fasa umpan 1 mL/menit, dan konsentrasi eluen HCl 1 M. Pada kondisi ini LTJ dapat dipisahkan dengan baik.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar

Untuk kebaikan blog ini komentar anda aku tunggu