Aplikasi Leaching

8/18/2019 Aplikasi Leaching

1/9

BAB IPENDAHULUAN

Energi Photovoltaic adalah energi baru yang paling penting dalam abad 21

karena tidak pernah habis dibandingkan dengan energi konvensional. Energi

Photovoltaic menggunakan bahan baku solar grade silicon (SoG-Si), cukup mahal

dan men adikan kendala di dalam pembangunan industri sel surya. !ndonesia sampai

saat ini belum bisa memproduksi sel surya sendiri, dan masih menggantungkan

pasokan SoG-Si dari luar negeri. "adahal bahan baku SoG-Si adalah metallurgical

grade silicon (#G-Si) hasil proses reduksi silika dengan reduktor karbon.$ahan baku silikon untuk sel surya harus mempunyai tingkat kemurnian

sekitar %& ('','''' berat Si). Saat ini sumber solar grade silicon (SoG-Si) yang

memiliki kemurnian %& ('','''' Si) terbesar diambil dari silicon skrap ( off-grade )

industri elektronik yang memiliki kemurnian 11-12&.etergantungan pada silikon off-grade ini menyebabkan keterbatasan suplai

SoG-Si. *ntuk mendapatkan bahan baku yang murah, pendekatan yang paling

menarik adalah dengan meng-upgrade silikon metalurgi (#G-Si+'' Si) dengan

memurnikannya dari pengotor yang ada dari kadar yang tinggi sampai ke tingkat

kurang dari 1 ppma ( part per million atom ) melalui alur proses metalurgi#G-Si diperoleh dari hasil proses reduksi carbothermic terhadap silika

(Si 2) yang mengandung beberapa unsur pengotor logam dan non logam. "engotor

logam seperti besi ( e), aluminium ( l), kalsium (/a), dan pengotor non logam

seperti 0os0or (") dan boron ($). e dua enis pengotor sama-sama dapat

mempengaruhi si0at physiochemical dari material silikon. *ntuk persyaratan SoG-Si,

perlu menghilangkan unsur pengotor tersebut. egiatan penelitian ini di0okuskan

pada proses pemurnian #G-Si yang memiliki tingkat kemurnian 2& ('' Si)

men adi SoG-Si dengan tingkat kemurnian %& ('','''' Si) melalui proses

pelarutan asam yang dikombinasikan dengan proses pembekuan terarah ( directional

solidification ).

1.1 Tujuan u uannya untuk meman0aatkan sumber energi alternati0 pengganti energi

konvensional.

1.2 Pokok Permasalahan


2/9

"eman0aatan bahan baku yang ada di !ndonesia untuk mengurangi beban

ekonomi negara, karena bahan baku ini masih bergantung pada pasokan luar negeri.

$ahan baku ini diperoleh dari hasil proses reduksi silika dengan reduktor karbon, dan

sumber daya alam silika di !ndonesia cukup berlimpah. leh karena itu diperlukan

ka ian untuk meman0aatkan bahan baku yang telah ada di negara sendiri yaitu

"emurnian Silikon ingkat #etalurgi (#G-Si) dengan menggunakan metoda

pelarutan kimia, dimana pemurnian ini dengan menggunakan pelarut yang bersi0at

asam karena metoda ini merupakan suatu cara yang ekonomis untuk memindahkan

at pengotor.1.3 Bahan Baku

$ahan baku yang digunakan adalah Silikon ingkat #etalurgi (#G-Si) diperoleh

dari hasil proses reduksi carbothermic terhadap silika (Si 2) yang mengandung

beberapa unsur pengotor logam dan non logam. "engotor logam seperti besi ( e),

aluminium ( l), kalsium (/a), dan pengotor non logam seperti 0os0or (") dan boron

($).1.3 Mekanisme

"roses pelarutan terhadap #G-Si menggunakan asam-asam 3/l, 3 dan 3& 4

dan dilakukan secara bertahap serta menggunakan dua sistem pengadukan yaitu

mekanik dan ultrasonik.

BAB II

METODOLO I PE!"OBAAN

2.1 Prose#ur Per$o%aana. $ahan baku #G-Si dilakukan karakterisasi untuk mengetahui komposisi unsur

pengotor yang terkandung di dalam bahan baku tersebut. Selain itu dilakukan

pengamatan metalogra0i untuk mengetahui penyebaran unsur pengotor di dalam

struktur mikro #G-Si. b. "enentuan variabel proses dan pemahaman tentang 0enomena karaktertistik

pengotor dalam kaitannya dengan proses pemurnian #G-Si, meliputi 5 enis larutan


3/9

kimia, temperatur dan 6aktu proses pelarutan, kondisi pengadukan (mekanik dan

ultrasonik).c. "roses penyiapan sampel meliputi penggerusan (grinding), pengayakan (seiving)

dengan ukuran 178 9m dan pemisahan unsur e menggunakan alat pemisahmagnetik (magnetic separator) . emudian konsentrat #G-Si diendapkan,

dikeringkan dan dianalisis kimia untuk mengetahui pengurangan unsur e dari #G-

Si.d. "roses pelarutan #G-Si yang dilakukan menggunakan enis asam 3/l, 3 dan

3& 4, dengan lamanya pelarutan : am dan enis pengadukan yang dipakai

menggunakan mekanik dan ultrasonik. emudian hasil pelarutan asam dilakukan

analisis kimia untuk mengetahui seberapa besar unsur pengotor yang dapat

dihilangkannya."roses pelarutan #G-Si baik dengan pengadukan mekanik maupun ultrasonik,

adalah sebagai berikut 5

- "roses pelarutan dengan 3/l terhadap ;< g sampel (178 9m) = ;< ml 3/l

encer (vol. 1 5 1) pada titik didih selama 7 am.- "roses pelarutan dengan 3 terhadap ;< g sampel (178 9m) = 2


4/9

Gambar 2.1 lo6chart "emurnian #G-Si

BAB IIIHA)IL DAN PEMBAHA)AN

3.1 Hasil3.1.1 Analisis *om+osisi *imia

lat u i yang digunakan dalam pengu ian #G-Si yaitu menggunakan >? .

3asil pengu ian bahan a6al #G-Si ditun ukkan pada abel 4.1 5


5/9

abel 4.1 nalisis ompisis imia #G-Si3.1.2 Analisis Den,an )EM

lat yang digunakan yaitu SE#-E@>. dapun tu uan pengu ian dengan alat

ini yaitu mengidenti0ikasi unsur pengotor pada sampel #G-Si secara kualitati0 dan

semi kauntitati0.

Gambar 4.1 gambar dan analisis kualitati0 sampel Silikon dengan SE#-E@> pada posisi dot pada

posisi dot


6/9

3asil pengu ian menun ukkan permukaan yang relati0 bersih. "ada permukaan

tersebut kemudian dianalisis dengan E@>, terlihat bah6a area tersebut hanya terdiri

atas logam Silikon sedangkan unsur pengotor lain tidak terdeteksi.

3.1.3 Hasil Per$o%aan Pemurnian M -)i3asil analisa kimia terhadap konsentrasi pengotor setelah pelarutan dengan

berbagai enis asam pada ukuran partikel 178 9m selama 7 am dan menggunakan

gerakan pengadukan mekanik.

abel 4.2 onsentrasi pengotor setelah pelarutan dengan berbagai enis asam"artikel #G-Si pada ukuran 178 9m dengan pelarutan 3 pada suhu kamar dengan

6aktu % am dan menggunakan gerakan pengadukan mekanik dan ultrasonik. 3asil

analisa kimia dari percobaan ditun ukkan pada abel 4.4

abel 4.4 onsentrasi pengotor setelah pelarutan 3 dengan gerakan pengadukan

mekanik dan ultrasonik 3.2 Pem%ahasan3.2.1 Pen,aruh enis Laru(an Asam

@ari hasil analisa kimia terhadap konsentrasi pengotor setelah pelarutan

dengan berbagai enis asam, seperti ditun ukkan pada abel 4.2. emudian setelah

diplot ke dalam gambar kurva yang ditun ukkan pada Gambar 4.4 terlihat bah6a

ketiga enis larutan asam (3/l, 3& 4 dan 3 ) dapat menurunkan konsentrasi


7/9

pengotor yang ada di dalam sampel #G-Si 6alaupun kee0ekti0an larutan dan

e0isiensi ekstraksi berbeda-beda.

Gambar 4.4 "engaruh enis pelarut terhadap kandungan unsur pengotor 3asil perhitungan terhadap kee0ekti0an untuk larutan 3 mencapai :


8/9

terlihat bah6a ke duan metoda pengadukan ini dapat menurunkan konsentrasi

pengotor yang ada di dalam sampel #G-Si 6alaupun kee0ekti0an larutan dan

e0isiensi ekstraksi berbeda-beda.

3asil perhitungan terhadap kee0ekti0an yang menggunakan gerakan pengadukan mekanik dan ultrasonik masing-masing mencapai :8,%7 dan '1,:8 .

$egitu pula hasil perhitungan terhadap e0isiensi ekstraksi dapat dilihat pada Gambar

4.%.

Gambar 4.; "engaruh metoda pengadukan terhadap kandungan unsur pengotor "ada Gambar 4.% menun ukkan bah6a e0isiensi ekstraksi dari pengaruh

gerakan pengadukan mekanik lebih rendah dari gerakan pengadukan ultrasonik untuk

unsur pengotor l, /a dan #g sedangkan untuk unsur pengotor e dan i masih

berimbang.

Gambar 4.% "engaruh gerakan pengadukan terhadap persen e0isiensi ekstraksi unsur

pengotor

$erdasarkan hasil proses pemurnian yang menggunakan pelarutan, tingkat kemurnian

silikon yang telah diperoleh mencapai '','; Si.


9/9

BAB I/*E)IMPULAN

@ari hasil percobaan pemurnian #G-Si dengan metoda pelarutan kimia, dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut 51. "roses pelarutan #G-Si dengan asam adalah satu cara yang ekonomis untuk

menurunkan kandungan pengotor logam.2. "enurunan kandungan unsur pengotor menggunakan pelarut 3 mencapai :

Aplikasi Leaching

Documents

Transcript of Aplikasi Leaching