Di sirkuit nickel SX–EW (solvent extraction & electrowinning), pemurnian elektrolit adalah permainan miligram per liter. SX mengusir mayoritas impuritas; bleed kecil dan polishing menghapus sisanya ke level ppm agar katoda tetap berkualitas.
Tambahan 1 mg/L Cr³⁺ saja bisa merusak kilap katoda nikel; pada level ≳0,1 g/L, efisiensi arus turun tajam menurut uji EW nikel-klorida (jstage.jst.go.jp). Karena itu, spesifikasi elektrolit untuk baterai kini menargetkan <5 mg/L bagi sebagian besar impuritas di umpan EW (purolite.com).
Skala juga memaksa disiplin. Kapasitas EW nikel tumbuh cepat; di Tiongkok, EW diproyeksikan menyumbang ~27,6% nikel rafinasi pada 2024 (news.metal.com) (news.metal.com).
Hydrocyclone Grinding Nikel: Kontrol Tekanan, Densitas & PSD Online
Urutan penghilangan impuritas pra‑EWRangkaian hidrometalurgi modern memulai dengan mengendapkan logam dasar (mis. Fe sebagai goethite/jarosite, Al sebagai hidroksida) agar cairan pasca‑pelindian yang masuk ke SX didominasi Ni+Co. SX (solvent extraction: ekstraksi pelarut) kemudian memuat Ni/Co ke fase organik sambil menolak pengotor—Mg, Ca, Mn dan lainnya—yang tinggal di raffinate (air sisa ekstraksi) (researchgate.net) (sciencedirect.com).
Contoh konkret: Fang dkk. melaporkan alur dua tahap SX yang menghasilkan strip liquor 61,7 g/L Ni (strip liquor: larutan kaya Ni pasca‑striping) berisi hanya 0,007 g/L Co dan 0,3 g/L Mg—>99,5% kemurnian Ni—setelah lebih dulu mengendapkan ~90% Ca, lalu SX dengan Na‑D2EHPA dan Na‑Cyanex 272 (researchgate.net). Dalam praktik, ekstraktan SX (asam fosfat organik/organophosphorus, oksim/oximes, dll.) dipilih untuk memuat Ni/Co sambil menolak Fe, Cu, Al, Mn agar tinggal di tails.
Peran inti SX sebagai penahan impuritas
Pada sirkuit laterit HPAL (High Pressure Acid Leach: pelindian asam bertekanan tinggi), PLS (pregnant leach solution: larutan hasil pelindian) pasca‑netralisasi masih membawa Ni+Co bersama Fe, Al, Mn dan Mg sangat tinggi; SX dengan reagen organofosfor atau khelat merebut Ni sambil menolak Fe/Al/Cr/Mn ke ekor (nickelinstitute.org). Studi pilot yang sama menunjukkan pemisahan Co dan Mg >99% dari Ca lewat dua tahap SX, memberi likur Ni >99,5% (researchgate.net).
Dalam sirkuit ko‑ekstraksi (Ni–Cu), bleed kecil dari masing‑masing sirkuit EW dapat dialirkan kembali ke tahap ammonia‑scrub/extraction—impuritas di‑re‑ekstrak dan akhirnya keluar sebagai raffinate. Desain klasik Hubred & Owen menempatkan bleed hanya 0,1–1% dari debit (rasio liquor:bleed ~100:1) (patents.google.com) (patents.google.com).
Polishing elektrolit hingga level ppm
Setelah SX, jejak impuritas masih tersisa. Puluhan ppm Cu/Zn bisa ikut terdeposisi dan menimbulkan cacat; historisnya, Cu diturunkan ke 0,003 g/L dan Fe ke 0,020 g/L dengan pemurnian khusus, menaikkan kemurnian katoda Ni ke >83% pada uji awal (911metallurgist.com). Operator karena itu menambah unit polishing seperti ion‑exchange atau resin terimpregnasi pelarut untuk menyapu sisa ion ke sub‑ppm (purolite.com).
Sumber industri mencatat polishing IX tipikal dapat menurunkan impuritas ke <2 mg/L—level yang lazim dibutuhkan baterai (purolite.com). Pada lintasan lain, presipitasi atau sementasi: Subagja dkk. memakai sementasi nikel matte dan presipitasi Fe untuk menurunkan Cu dan Fe masing‑masing ke ~3 mg/L dan ~20 mg/L sebelum EW (911metallurgist.com).
Di praktik utilitas, sistem pertukaran ion seperti Ion Exchange sering dipilih untuk polishing akhir ke sub‑ppm. Pemilihan media bisa memakai resin kation/anion kuat/lemah sesuai target Cu, Fe, Mn, atau Zn. Untuk mencapai TDS sangat rendah dan silika <20 ppb, beberapa pabrik melengkapi polishing dengan mixed‑bed deionizer pada sirkuit bantu yang relevan.
Bleed stream kontinu untuk mengendalikan akumulasi
Meski SX dan polishing sudah ketat, bleed elektrolit reguler tetap esensial. Seperti dinyatakan paten kunci, “there is a small but constant influx of impurities into the circuit, and the impurity concentration steadily increases until it interferes with the production of high quality nickel cathode” (patents.google.com). Praktiknya, pabrik SX–EW membelokkan bleed kecil ~0,1–1% aliran sirkuit dari loop EW menuju tahap purge/recycle.
Pada contoh ko‑ekstraksi tadi, bleed ~0,5–1% dari sirkuit Cu EW dan ~0,1–0,4% dari Ni EW (menjaga rasio liquor:bleed ~100:1) dikirim melalui tahap scrub/strip SX (patents.google.com). Bleed masih memuat Ni/Cu signifikan, sehingga diarahkan balik ke sirkuit SX agar logam berharga dipulihkan dan impuritas dikonsentrasikan ke raffinate—menjaganya “below a predetermined level” tanpa kehilangan likur berlebihan (patents.google.com) (patents.google.com).
Baca juga:
Flocculant Tailings Nikel: Laju Endap Tinggi & Overflow Bening
Mengapa SX saja tidak cukup
Tanpa bleed, ion “bandel” akan menumpuk. Contohnya, kadar magnesium di umpan Ni EW masih bisa bertahan di level beberapa g/L setelah SX (sciencedirect.com), dan klorida di NiEW bisa terakumulasi hingga memengaruhi deposit. Desain komersial karena itu memformalkan bleed serta langkah SX/resin polishing tambahan untuk mempertahankan level sub‑ppm di elektrolit sirkulasi (patents.google.com) (patents.google.com).
Spesifikasi, angka kunci, dan keluaran proses
Pemurnian lazimnya efektif di level ppm. Uji bench menurunkan Cu ~3 mg/L dan Fe ~20 mg/L, memberi kemurnian katoda Ni 76–83% (911metallurgist.com). Dalam kerja pilot SX, ~90% Ca dipresipitasi dan >99% Co/Mg dipisahkan, menghasilkan strip 61,7 g/L Ni hanya dengan 0,007 g/L Co (researchgate.net).
Target operasional modern mengejar spesifikasi katoda: sering kali <5–10 mg/L total impuritas di umpan EW (purolite.com). Hasil ini datang dari kombinasi SX yang dioptimalkan—yang menahan >99% impuritas sebelum EW (researchgate.net) (researchgate.net)—ditambah polishing bertarget (IX/electropurification/adsorpsi) dan bleed kecil yang kontinu.
Hemat Air di Grinding Nikel dengan Thickener dan Flocculant
Catatan metodologi dan sumber
Rangkaian data dan desain di atas ditopang oleh studi hidrometalurgi dan praktik industri: alur SX dua tahap serta selektivitas reagen (researchgate.net) (sciencedirect.com), dampak impuritas jejak pada deposit Ni (jstage.jst.go.jp), polishing IX/resin hingga <2 mg/L dan spesifikasi <5 mg/L untuk baterai (purolite.com) (purolite.com), uji EW historis (911metallurgist.com), serta rancangan bleed berantai dengan rasio liquor:bleed ~100:1 (patents.google.com) (patents.google.com) dan pernyataan tentang arus masuk impuritas yang konstan (patents.google.com).
