Indonesia memasok >50% nikel dunia pada 2023 dan membangun 44 smelter aktif, mendorong standar kemurnian setara LME. Ini panduan Quality Control (QC) yang mengikat setiap tahap proses—dari sampling hingga sertifikasi.
Ambisi hilirisasi Indonesia—larangan ekspor bijih sejak 2020—melahirkan 40 RKEF (rotary kiln electric furnace) dan 4 HPAL (high-pressure acid leach) yang sudah beroperasi pada 2024 (eastasiaforum.org). Kapasitas olahan mencapai ~22,9 juta ton/tahun produk nikel (eastasiaforum.org) dan Indonesia kini mendominasi >50% suplai global pada 2023 (eastasiaforum.org).
Ekspansi cepat ini menuntut jaminan mutu ketat. LME baru saja melisting brand Indonesia “DX-zwdx” dengan spesifikasi ≥99,80% Ni (Class I nickel) (nickel.com). Berbeda dengan ferronikel (Class II, Ni<99%) dan mixed hydroxide precipitate/MHP yang menuntut kontrol rasio Ni–Fe dan ko-produk.
Traveling Screen vs Wedge-Wire Intake Akuakultur: Patuh Regulasi & Aman Ikan
Protokol sampling dan konteks industri
QC dimulai dari sampling representatif feedstock. Protokol standar seperti ISO 17726 (sampling konsentrat mineral) mengharuskan pengambilan acak berukuran besar atau channel sample untuk mengatasi heterogenitas. Sampel kemudian di-split dan dipulverisasi <75 μm.
Uji lapangan cepat memakai XRF (X-ray fluorescence; analisis unsur padatan multi-elemen) genggam atau bench-top untuk estimasi Ni, Fe, Si, Al, Mg, dll—memberi kuantisasi instan dengan akurasi ±1–2% untuk grade control (thermofisher.com). Uji laboratorium via ICP‑OES/MS (inductively coupled plasma optical emission spectrometry/mass spectrometry) atau AAS (atomic absorption spectroscopy) pada larutan hasil asam-digest menghasilkan konsentrasi presisi; contoh: digest oksida 1% Ni dianalisis untuk impuritas level ppm dengan ICP‑OES (azom.com).
Assay ini mengecek grade bijih Ni (umumnya 1–2% untuk limonit, hingga 2–3% pada saprolit) sekaligus melacak unsur mengganggu (Cr, Mg, Ca) yang mempengaruhi pengolahan. Certified reference materials dan analytical blanks dijalankan sebagai QA/QC tiap batch. Praktik industri mengikuti metode ASTM dan ISO—misal ASTM E2823/E2594 untuk paduan Ni via ICP (newsroom.astm.org).
Kontrol mutu pirometalurgi (RKEF/smelting)
Pada RKEF dan peleburan, bijih menjadi nickel pig iron atau matte. Metrik utama: kadar Ni produk dan distribusi unsur antara logam dan slag. Sampling berkala pada tap tungku/produk ladle (ferronikel atau matte) dan slag dikirim ke analyzer in-line dan lab.
Analisis on-line/lab: sampel padat diuji dengan arc/spark OES (optical emission spectrometry; analisis komposisi paduan cepat) atau XRF. Spark‑OES mengkuantifikasi Ni, Fe, C, S, serta minor Si, Mn, Cr, Al dalam sampel tungku (globalcommoditiesholdings.com). Contoh assay ferronikel: Ni ~15–20%, Fe ~55–65%, Si ~5–6%, Al/Mg masing‑masing ~2–3%, C dan P ppm rendah. Data cepat ini mengatur parameter smelter (rasio flux, temperatur).
Analisis slag: sampel slag (split‑tap atau sampler kontinu) dilarutkan asam dan dianalisis ICP‑OES/AAS untuk Ni residu, Fe, dan unsur refraktori. Ni tinggi di slag menandakan kehilangan atau perlunya penyesuaian flux. Target pemulihan Ni >90%, sehingga slag Ni diupayakan <~0,5%. Neraca Fe dan Si dipantau untuk kendali kimia tungku.
Gas dan matte: bila memproduksi matte (jalur sulfida), analisis ICP/OES memastikan ~75–80% Ni dengan kadar S dan Cu yang dapat diterima. Untuk ferronikel, rasio Ni/Fe ekonomis (~10–20% Ni) dilacak. Probes karbon dan oksigen kontinu di tungku mengontrol carburization, sementara analisis unsur memverifikasi rasio Ni/Fe sesuai spesifikasi untuk stainless steel.
RKEF Indonesia melaporkan >90% pemulihan Ni pada saprolit (mdpi.com). Audit rutin mencakup blind splits dan round‑robins untuk menahan bias assay <2%.
Kontrol mutu hidrometalurgi (HPAL dan larutan)
HPAL pada laterit dan pemurnian larutan menambah variabel QC: kekuatan asam, temperatur/tekanan leach, redoks, dan presipitasi. Larutan leach (pregnant leach solution) disampling dan dianalisis ICP‑OES/MS untuk Ni, Co, Fe, Al, Mn, dll. Konsentrasi Ni tipikal 25–50 g/L; impuritas Fe ~10–20 g/L sebelum removal dilacak. Sensor pH dan Eh (potensial redoks) on‑line mengendalikan tahap netralisasi. Setelah presipitasi besi, filtrat diuji untuk memastikan Fe < 0,02 g/L (globalcommoditiesholdings.com).
Pada presipitasi, MHP (mixed hydroxide precipitate) dikeringkan dan dianalisis (ICP‑OES) untuk Ni, Co, Mn. Target MHP untuk baterai ~20–30% Ni dan rasio Co/Ni tertentu. Kelembapan cake diukur melalui loss‑on‑ignition (<6% tipikal). Klorida residual (dari asam) diperiksa via ion chromatography.
Pada tahap pemurnian, bila digunakan solvent extraction atau resin purification, kadar logam dalam organic liquor diuji untuk verifikasi loading (recovery Ni/Co) dan efisiensi stripping. ICP atau AAS memastikan kehilangan logam diminimalkan (<0,1% tipikal). Dalam operasi ini, pompa kimia presisi membantu kontrol netralisasi—di industri, perangkat seperti dosing pump dipilih untuk pengukuran akurat.
QC hidromet makin ketat saat mengejar “Class I” Ni (untuk baterai). Analis mencatat permintaan EV diperkirakan ~15% dari nikel global pada 2025 (mdpi.com), sehingga kemurnian tinggi krusial. Pabrik modern memakai SPC (statistical process control) chart pada hasil Ni, mencapai >98% ekstraksi Ni pada sirkuit yang dioptimasi.
Ketika pemurnian memakai resin, jalur ini lazim diidentikkan dengan teknologi pertukaran ion; di level aplikasi, opsi seperti ion exchange system atau media ion exchange resin menjadi rujukan di industri.
HDPE vs FRP vs Baja: Material Intake Akuakultur Paling Tahan Air Laut
Refining elektrolitik dan QC produk akhir
Pada pemurnian elektrolitik (kathode/plating‑grade) atau konversi kimia (NiSO₄), pengujian akhir jadi penentu. Kimia larutan elektrolit diuji rutin: AAS atau ICP‑MS (ultra‑trace) untuk Ni dan impuritas Cu, Co, Zn pada level ppm. Pada bath elektrowinning nikel sulfat, Cu dikendalikan <0,03% untuk mencegah ko‑deposit. Titrasi (mis. EDTA) dipakai untuk check cepat Ni+Co.
Logam katoda: lembaran nikel atau batang katoda dicuplik. QC tipikal adalah spark‑OES pada serutan sampel untuk verifikasi Ni ≥99,8% dan trace Cu, Co, Fe, S sesuai spesifikasi (globalcommoditiesholdings.com). ASTM B39 (versi terbaru) dan standar internasional menetapkan batas: Ni ≥99,80%, Co ≤0,15%, Fe ≤0,02%, C ≤0,03%, S ≤0,01% (globalcommoditiesholdings.com). Tiap batch produksi memperoleh Certificate of Analysis. Uji acak embrittlement hidrogen dan integritas mekanis dapat dilakukan.
Produk kimia: Ni(OH)₂, NiCl₂, NiSO₄ diuji sesuai spesifikasi. Untuk NiSO₄ grade baterai, toleransi impuritas sangat ketat (sering <5 ppm masing‑masing Cl⁻, Cu, Fe, dll). Ion chromatography (anion) dan ICP (logam) memastikan kemurnian ultra‑tinggi. Sebagai pembanding, “ferronickel” komersial mentoleransi sulfur atau oksigen lebih tinggi, namun tetap disertifikasi (umumnya XRD untuk fase dan XRF/OES untuk kimia).
Menjelang plating atau kristalisasi, partikel harus ditangkap oleh filtrasi. Dalam praktik industri, perangkat seperti cartridge filter digunakan sebagai polishing, dan housing stainless steel 316L relevan untuk jalur berkemurnian tinggi.
Perangkat analitik dan validasi metode
Perangkat analitik yang menjadi “workhorse” industri (thermofisher.com; newsroom.astm.org):
- XRF (X‑ray fluorescence): untuk padatan (bijih, slag, logam)—cepat, multi‑elemen, on‑line atau portable.
- OES (optical emission spectrometry): spark/OES untuk assay cepat paduan (logam, ferronikel, matte).
- ICP‑OES/MS: analisis laboratorium pada padatan tercerna atau cairan untuk rentang unsur luas (trace hingga mayor); ICP adalah tulang punggung kuantisasi Ni dan impuritas (newsroom.astm.org).
- AAS (atomic absorption): analisis satu unsur (flame/furnace) bila perlu ultra‑trace tertentu.
- Titrasi: titrasi kompleksometri Ni untuk cek rutin di larutan plating.
- Ion chromatography: untuk anion seperti Cl⁻, SO₄²⁻ pada elektrolit atau larutan leach.
Setiap metode divalidasi dengan kalibrasi standar dan reference materials. Perangkat ICP‑OES (contoh Avio, PerkinElmer) didemonstrasikan mengukur impuritas Ni pada level ppm yang selaras dengan aturan kontrak LME (azom.com).
Pencegahan kontaminasi di seluruh rantai
Menjaga kemurnian produk perlu disiplin kontaminasi: material peralatan dan housekeeping mencegah cross‑contamination. Aliran berkemurnian tinggi (elektrolit, Ni electrowon) dipisahkan dari aliran grade lebih rendah untuk menghindari dilusi; jalur, pompa, dan vessel didedikasikan agar tak terjadi back‑mixing.
Reagen bersih: gunakan asam reagent‑grade dan air deionisasi untuk mencegah kation (Ca, Na, K) yang bisa terbawa ke produk. Di industri, penyediaan air deionisasi kerap dikaitkan dengan unit pemurnian seperti EDI pada layanan ultra‑murni.
Material peralatan: tangki/pipa stainless atau berlapis inert meminimalkan pelindian logam. Filter dan centrifuge menghilangkan partikel sebelum plating/kristalisasi. Di fasilitas berkemurnian tinggi, opsi sistem air proses yang memakai membran juga dikenal luas—contoh keluarga membrane systems untuk kendali kualitas air internal.
Clean room dan filtrasi: pada operasi berkemurnian tinggi (mis. kristalisasi NiSO₄), kontrol udara dan filtrasi menjaga debu keluar dari tangki terbuka. Sistem penangkap debu (baghouse, electrostatic precipitator) menangkap partikel Ni agar tidak redeposisi (sucofindo.co.id). Regulasi ESDM dan EPA juga mewajibkan pemantauan emisi cerobong dan air limbah; kepatuhan mencegah kehilangan produk atau kontaminasi tak disengaja (sucofindo.co.id).
Laboratorium QA/QC: analis menjalankan blank dan duplikat; laboratorium ikut perbandingan antar‑lab. Chain‑of‑custody dijaga untuk sampel, dan GLP audit trail menelusuri setiap assay. Batas cobalt juga diawasi: lembar nikel Class I lazim membatasi Co ≤0,15% (globalcommoditiesholdings.com)—artinya pickup Co (mis. dari inklusi paduan kaya Co) harus dihindari.
Dalam konteks utilitas air proses, beberapa kilang menyebutkan pemolesan akhir sebagai lapisan kontrol; secara praktik, ini berkaitan dengan perangkat internal seperti demineralizer pada jalur air proses berkemurnian tinggi.
Sertifikasi akhir dan kepatuhan standar
Pasar mewajibkan kepatuhan terhadap ASTM (AS), GB/T (Tiongkok), ISO, atau aturan kontrak LME. Contoh, katoda/briquette nikel refined merujuk ASTM B39: Ni ≥99,80%, Co ≤0,15%, Cu ≤0,02%, Fe ≤0,02%, S ≤0,01%, dan impuritas lain ≤0,005% (globalcommoditiesholdings.com). Setelah analisis, Mill Test Certificate (MTC) diterbitkan.
Pemerintah kian mewajibkan sertifikasi. April 2025, Kementerian Tambang India menerbitkan Refined Nickel Quality Control Order yang mewajibkan sertifikasi BIS (Bureau of Indian Standards) sesuai IS 2782 (diligencecertification.com). Perintah ini mensyaratkan produk nikel refined diuji kemurnian dan berlogo ISI (diligencecertification.com). Rezim serupa ada di tempat lain: Indonesia dan produsen lain menyelaraskan ke LME Good Delivery yang menuntut assay batch refinery dan pembuktian keterlacakan—listing LME brand Indonesia baru‑baru ini memakai analisis tersertifikasi untuk mengonfirmasi ≥99,8% Ni (nickel.com).
Untuk eksportir, dokumen kepabeanan sering mensyaratkan laporan analisis laboratorium terakreditasi. Secara internal, refinery menjalankan pre‑shipment audit—mis. mengambil “middle of bar” sample dari Ni cathode yang dikapalkan untuk check assay. Lab tersertifikasi mengikuti ISO/IEC 17025. Produk yang gagal spesifikasi direproses atau diturunkan kelas sebelum dijual.
Data, tren, dan hasil kinerja
Data menegaskan urgensi QC ini. Produksi bijih nikel Indonesia melonjak ~51 juta ton (2020) menjadi ~175 juta ton (2023) (eastasiaforum.org), memberi makan 44 smelter (eastasiaforum.org). Tekanan oversupply memangkas harga, tapi juga mengangkat kualitas produk. Kini Indonesia mengekspor bukan hanya pig iron, melainkan ferronikel refined, matte, MHP, bahkan Class I nickel metal (nickel.com; mdpi.com).
Ekspor MHP ke Tiongkok melonjak dari 0 menjadi 830.000 ton (2021–2023) (nickel.com), menandakan konsistensi produk. Ekspor NPI historis naik dari 0,6 Mt ke 7,9 Mt (2018–2023) (nickel.com), mayoritas melewati tungku modern yang memenuhi spesifikasi feed stainless steel.
Hasil QC terlihat nyata: banyak smelter Indonesia kini melaporkan pemulihan Ni >92% (vs ~80% di awal), slag Ni <0,5%, dan rasio Ni/Fe terkendali ketat. Di refinery elektrolitik, current efficiency >90% dan kemurnian >99,9% tercapai rutin. Kinerja seperti ini mustahil tanpa protokol analitik dan pengamanan kontaminasi di atas.
Drum Filter vs Radial Settler vs Protein Skimmer di RAS Intensif
Ringkasan panduan QC nikel refinery
Intinya, panduan QC untuk refinery nikel harus mengintegrasikan: rencana sampling representatif; analisis multi‑metode (XRF, OES, ICP, AAS, titrasi, ion chromatography); pengendalian kontaminasi yang ketat; dan langkah sertifikasi formal. Kepatuhan ke standar internasional (ASTM/ISO/LME) dan regulasi nasional (mis. AMDAL; serta mandat seperti BIS/QCO di India) memastikan kemurnian dan keselamatan produk. Rujukan industri dan regulasi yang disebutkan menjelaskan bahwa QA/QC bukan opsi—melainkan prasyarat akses pasar dan operasi berkelanjutan.
Sebagai catatan operasional, jalur air proses berkemurnian tinggi di refinery kerap dikaitkan dengan unit pemisahan canggih; di konteks utilitas internal, pendekatan berbasis membran seperti brackish-water RO juga dikenal di level fasilitas untuk menjaga konsistensi suplai air proses.
Referensi: laporan industri dan standar (LME, ASTM, data pemerintah Indonesia) serta literatur analitik logam terbaru: eastasiaforum.org; thermofisher.com; newsroom.astm.org; mdpi.com; globalcommoditiesholdings.com; diligencecertification.com; nickel.com.
