Teknologi Pengolahan dan Pemurnian Nikel

Saat ini, hampir sebagian proses pengolahan nikel laterit di dunia dilakukan melalui jalur proses pirometalurgi degan cara reduksi dan peleburan dengan menggunakan Rotary Kiln – Electric Furnace (RK-EF) atau dengan menggunakan Blast Furnace (BF). 

Proses reduksi bijih nikel umumnya diawali dengan tahapan pre-reduksi (kalsinasi) yang bertujuan untuk menghilangkan surface moisture dan air kristal sekitar 10-20%. Air kristal terutama terkandung dalam mineral serpentine (3MgO.2SiO2.2H2O) dan sebagian dalam goethite (Fe2O3.H2O). Dekomposisi thermal mineral-mineral serpentine dan goethite berlangsung melalui reaksi-reaksi endhotermis berikut:

                3MgO.2SiO2.2H2O  =  3MgO  +  2SiO2  +  2H2O                       (460 – 650°C)

                Fe2O3.H2O  =  Fe2O3  +  H2O                                                       (260 – 330°C)

Saat umpan bijih nikel dipanaskan lebih lanjut, MgO dan SiO2 yang sempat terpisahkan, terkristalisasi kembali pada temperatur sekitar 810oC, membentuk forsterite dan enstatite melalui reaksi-reaksi berikut:

                2MgO  +  SiO2  =  2MgO.SiO2 (forsterite)

                  MgO  +  SiO2  =    MgO.SiO2 (enstatite)

Reaksi-reaksi pembentukan forsterite dan enstatite adalah reaksi-reaksi yang bersifat eksothermis. Temperatur operasi RK adalah sekitar 900°C.

Selain proses pre-reduksi, sebagai besar Fe2O3 juga tereduksi menjadi FeO dan sebagian kecil NiO telah tereduksi menjadi Ni. Proses reduksi Fe2O3, Fe3O4 dan NiO berlangsung dalam keadaan padat dimana terjadi reaksi  oksida-oksida tersebut dengan gas CO sebagai reduktor. Reaksi-reaksi reduksi tak langsung Fe2O3, Fe3O4 dan NiO (dalam keadaan padat) berlangsung melalui reaksi-reaksi kimia berikut:

Fe2O3 + CO  ®  Fe3O4 + CO2

Fe3O4 + CO  ®   FeO + CO2

FeO + CO  ®   Fe + CO2

NiO   +  CO  ®   Ni  +  CO2

Gas reduktor CO terbentuk dari proses pembakaran batubara melalui reaksi-reaksi kimia berikut:

                C  +  O2     ®  CO2

                CO2  +  C  ®  2CO

Hasil reduksi ini selanjutnya diumpankan ke dalam tungku peleburan untuk memisahkan logam padauan feronikel dari senyawa-senyawa pengotor seperti silika, magnesia dan alumina. Pada tahap peleburan ini ditambahkan bahan fluks untuk mengatur viskositas dan basiditas slag sehingga memudahkan pemisahannya.

Beberapa kelebihan dari teknologi yang dikembangkan ini antara lain:

  • Energi yang diperlukan untuk proses reduksi dengan metode pelet komposit lebih rendah dibandingkan dengan pengolahan nikel dengan metode lain (Blast Furnace dan FKEF).
  • Teknologi ini tidak membutuhkan kokas yang biasa digunakan pada pengolahan nikel lain (Blast Furnace dan FKEF). Proses reduksi menggunakan batubara kalori rendah.
  • Peralatan tunnel kiln telah dapat dibuat di dalam negeri
  • Memanfaatkan kadar Ni < 1,8% menjadi Produk feronikel > 4 % Ni