Research article
Vol 17 No 1 (2023): Volume 17, Number 1, 2023
Pengaruh kondisi operasi proses pemekatan litium dari geothermal brine sintetis dengan metode Direct Contact Membrane Distillation (DCMD)
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada Jl Grafika No. 2 Kampus UGM, Yogyakarta, 55283, Indonesia
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada Jl Grafika No. 2 Kampus UGM, Yogyakarta, 55283, Indonesia
Pusat Riset Teknologi Pertambangan, Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN), Jl. Ir. Sutami, Serdang, Kec. Tj. Bintang, Lampung Selatan, Lampung, 35361, Indonesia
Pusat Riset Teknologi Pertambangan, Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN), Jl. Ir. Sutami, Serdang, Kec. Tj. Bintang, Lampung Selatan, Lampung, 35361, Indonesia
PT. Geo Dipa Energi (Persero), Jl. Dieng RT 01 RW 01, Area Indsutri, Sikunang, Banjarnegara, Kabupaten Wonosobo, Jawa Tengah
PT. Geo Dipa Energi (Persero), Jl. Dieng RT 01 RW 01, Area Indsutri, Sikunang, Banjarnegara, Kabupaten Wonosobo, Jawa Tengah
PT. Geo Dipa Energi (Persero), Jl. Dieng RT 01 RW 01, Area Indsutri, Sikunang, Banjarnegara, Kabupaten Wonosobo, Jawa Tengah
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada Jl Grafika No. 2 Kampus UGM, Yogyakarta, 55283, Indonesia
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada Jl Grafika No. 2 Kampus UGM, Yogyakarta, 55283, Indonesia
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada Jl Grafika No. 2 Kampus UGM, Yogyakarta, 55283, Indonesia
Abstract
Penggunaan lithium dalam pembuatan baterai meningkat secara signifikan dalam beberapa tahun terakhir. Peningkatan kebutuhan tersebut memerlukan sumber litium lebih yang dapat dimanfaatkan. Target dari penelitian ini adalah untuk memekatkan konsentrasi dari litium sebelum dilakukan proses pemisahan lainnya. Perangkat direct contact membrane distillation (DCMD) ini menggunakan perbedaan tekanan uap dikedua sisi membran sebagai driving force. Larutan umpan divariasikan pada berbagai suhu dan laju alir sedangkan suhu sisi permeat dipertahankan pada 25 °C. Suhu umpan divariasikan pada 60, 50, dan 40 °C dan laju alir umpan pada 420, 260, dan 180 ml/menit. Untuk mengurangi penyumbatan pada membran, digunakan geothermal brine sintetis. Penelitian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa suhu operasi dan laju alir memberikan pengaruh yang signifikan pada proses pengkonsentrasian lithium dari geothermal brine sintetis. Kenaikan suhu operasi dan laju alir umpan pada sistem DCMD menunjukkan adanya kenaikan konsentrasi lithium pada retentat dan fluks permeat yang dihasilkan. Hasil optimum diperoleh pada suhu 60 °C dengan laju alir 420 ml/menit. Perolehan rerata fluks tertinggi dicapai pada 60 °C sebesar 7,3 L/m2 /hour (LMH), di ikuti suhu 50 dan 40 °C sebesar 5,3 dan 2,7 L/m2 /hour (LMH). Selain fluks diperoleh juga nilai Liquid enter pressure (LEP) 7,3 bar yang menunjukkan kekuatan membran dalam menahan tekanan uap, sehingga tidak terjadi wetting selama proses.
References
Ahmed FE, Lalia BS, Hashaikeh R, Hilal N. 2020. Alternative heating techniques in membrane distillation: A review. Desalination. 496(September):114713. doi:10.1016/j.desal. 2020.114713.
Alkhudhiri A, Darwish N, Hilal N. 2012. Membranedistillation: A comprehensive review. Desalination. 287(January):2– 18. doi:10.1016/j.desal.2011.08.027.
Baksir A, Daud K, Wibowo ES, Akbar N, Haji I. 2019. Halmahe- ra , North Maluku Province. 22.
Blanco Gálvez J, García-Rodríguez L, Martín-Mateos I. 2009. Seawater desalination by an innovative solar-powered membranedistillation system: the MEDESOL project. De- salination. 246(1-3):567–576. doi:10.1016/j.desal.2008.12.005.
Flexer V, Baspineiro CF, Galli CI. 2018. Lithium recovery from brines: A vital raw material for green energies with a po- tential environmental impact in its mining and proces- sing. Science of The Total Environment. 639:1188–1204. doi:10.1016/j.scitotenv.2018.05.223.
H Tangkas IWCW, Astuti W, Sutijan, Sumardi S, Petrus HTBM. 2021. Lithium titanium oxide synthesis by solid-state re- action for lithium adsorption from artificial brine source. IOP Conference Series: Earth and Environmental Scien- ce. 882(1):012005. doi:10.1088/1755-1315/882/1/012005.
Hartono M, Astrayudha MA, Petrus HT, Budhijanto W, Sulis- tyo H. 2017. Lithium recovery of spent lithium-ion battery using bioleaching from local sources microorganism. Ra- sayan Journal of Chemistry. 10(3):897–903. doi:10.7324/ RJC.2017.1031767.
Joko S. 2020. Makalah ilmiah. 15:89–100.
Li Q, Omar A, Cha-Umpong W, Liu Q, Li X, Wen J, Wang Y, Ra- zmjou A, Guan J, Taylor RA. 2020. The potential of ho- llow fiber vacuum multi-effect membrane distillation for brine treatment. Applied Energy. 276(June):115437. doi: 10.1016/j.apenergy.2020.115437.
Li X, Mo Y, Qing W, Shao S, Tang CY, Li J. 2019. Membrane- based technologies for lithium recovery from water lithi- um resources: A review. Journal of Membrane Science. 591(January):117317. doi:10.1016/j.memsci.2019.117317.
Mustika PCBW, Astuti W, Sumardi S, Petrus HTBM, Sutijan. 2022. Separation Characteristic and Selectivity of Lithi- um from Geothermal Brine Using Forward Osmosis. Jo- urnal of Sustainable Metallurgy. doi:10.1007/s40831-022-00602-z.
Natasha NC, Lalasari LH, Miftakhur R, Sudarsono JW. 2018. Ekstraksi Litium dari β – Spodumen Hasil Dekomposisi Batuan Sekismika Indonesia Menggunakan Aditif Natri- um Sulfat.
Prawira J. 2017. Karakteristik Membran dan Pengaruhnya Ter- hadap Kinerja Proses Distilasi Membran. Delft University of Technology. 3(1):0–11. doi:10.5281/zenodo.1134034.
Purnomo BJ, Pichler T. 2014. Geothermal systems on the is- land of Java, Indonesia. Journal of Volcanology and Geo- thermal Research. 285:47–59. doi:10.1016/j.jvolgeores.2 014.08.004.
Roobavannan S, Vigneswaran S, Naidu G. 2020. Enhan- cing the performance of membrane distillation and ion- exchange manganese oxide for recovery of water and lithium from seawater. Chemical Engineering Journal. 396(May):125386. doi:10.1016/j.cej.2020.125386.
Setiawan FA, Rahayuningsih E, Petrus HTBM, Nurpratama MI, Perdana I. 2019a. Kinetics of silica precipitation in geo- thermal brine with seeds addition: minimizing silica sca- ling in a cold re-injection system. Geothermal Energy. 7(1). doi:10.1186/s40517-019-0138-3.
Setiawan H, Petrus HTBM, Perdana I. 2019b. Reaction kineti- cs modeling for lithium and cobalt recovery from spent lithium-ion batteries using acetic acid. International Journal of Minerals, Metallurgy, and Materials. 26(1):98– 107. doi:10.1007/s12613-019-1713-0.
Siekierka A, Tomaszewska B, Bryjak M. 2018. Lithium cap- turing from geothermal water by hybrid capacitive deio- nization. Desalination. 436(February 2018):8–14. doi: 10.1016/j.desal.2018.02.003.
Sujoto VSH, Sutijan, Astuti W, Mufakhir FR, Petrus HTBM. 2021. Lithium recovery from synthetic geothermal bri- ne using electrodialysis method. IOP Conference Seri- es: Earth and Environmental Science. 882(1):012003. doi: 10.1088/1755-1315/882/1/012003.
Sujoto VSH, Sutijan, Astuti W, Sumardi S, Louis ISY, Petrus HTBM. 2022. Effect of Operating Conditions on Lithium Recovery from Synthetic Geothermal Brine Using Ele- ctrodialysis Method. Journal of Sustainable Metallurgy. 8(1):274–287. doi:10.1007/s40831-021-00488-3.
Sutijan S, Wahyudi S, Ismail MF, Mustika PCB, Astuti W, Prase- tya A, Petrus HTBM. 2022. Forward osmosis to concentra- te lithium from brine: the effect of operating conditions (pH and temperature). International Journal of Techno- logy. 13(1):136. doi:10.14716/ijtech.v13i1.4371.
Zhang Y, Peng Y, Ji S, Li Z, Chen P. 2015. Review of thermal effi- ciency and heat recycling in membrane distillation pro- cesses. Desalination. 367:223–239. doi:10.1016/j.desal.20 15.04.013.
Zhao K, Heinzl W, Wenzel M, Büttner S, Bollen F, Lange G, He- inzl S, Sarda N. 2013. Experimental study of the memsys vacuum-multi-effect-membrane-distillation (V-MEMD) module. Desalination. 323:150–160. doi:10.1016/j.desal. 2012.12.003.
