Pelindian (kimia)

Pelindian adalah proses ekstraksi zat dari padatan dengan melarutkannya dalam cairan, baik secara alami maupun melalui suatu proses industri [en]. Dalam industri pengolahan kimia [en], pelindian memiliki beragam aplikasi komersial, termasuk pemisahan logam dari bijihnya menggunakan asam, dan gula dari umbi bit [en] menggunakan air panas.

Pada operasi pelindian, campuran padatan yang akan dipisahkan terdiri dari partikel A sebagai pembawa, yang bersifat lembam secara kimia, dan solut (zat terlarut) B. Pelarut C ditambahkan ke dalam campuran untuk melarutkan B secara selektif.

Cairan bagian atas (overflow) yang berasal dari tahap ini bebas padatan dan hanya mengandung pelarut C dan zat terlarut B. Cairan bagian bawah (underflow) mengandung bubur dengan komposisi yang sama seperti overflow, ditambah padatan zat pembawa A yang tidak larut. Dalam tahap kesetimbangan pelindian ideal, seluruh solut larut dalam pelarut; tidak ada pembawa yang larut. Rasio massa padatan terhadap cairan pada underflow bergantung pada jenis peralatan yang digunakan dan sifat kedua fase yang terlibat.

Pelindian adalah proses di mana pencemar atau radionuklida anorganik, atau organik, dibebaskan dari fase padat ke dalam fase air di bawah pengaruh proses pelarutan, desorpsi [en], kompleksasi [en] mineral yang dipengaruhi oleh pH, redoks, bahan organik terlarut dan aktivitas (mikro)biologi. Prosesnya sendiri berlaku universal, karena bahan apapun yang terpapar air akan melindi komponen dari permukaannya atau bagian interiornya bergantung pada porositas bahannya.

Salah satu reaksinya adalah::

{\ce {Ag2S + 4NaCN -> 2Na[Ag(CN)2] + Na2S}}

Proses pelindian zat biologis

Banyak zat anorganik dan organik biologis terdapat dalam campuran komponen yang berbeda suatu padatan. Untuk memisahkan konstituen solut yang diinginkan atau menghilangan komponen solut yang tidak diinginkan dari fase padat, padatan diberi perlakuan dengan cairan. Ketika padatan dan cairan melakukan kontak, maka solut dapat berdifusi dari padatan ke dalam pelarut, menghasilkan pemisahan komponen yang berasal dari padatan. Proses pemisahan ini disebut pelindian cair-padat atau sederhananya disebut pelindian. Oleh karena pada pelindian solut diekstraksi dari padatan, maka ini juga dapat disebut ekstraksi. Pada pelindian, ketika komponen yang tidak dikehendaki dihilangkan dari padatan dengan menggunakan air, proses ini disebut pencucian.^[1]

Pada industri pengolahan pangan dan biologi, bayak produk yang dipisahkan dari struktur alami asalnya menggunakan pelindian cair-padat. Sebuah proses penting contohnya adalah pelindian gula dari gula bit [en] dengan air panas. Pada produksi minyak sayur, pelarut organik seperti heksana, aseton, dan/atau eter digunakan untuk mengekstraksi minyak dari kacang, geluk, dan biji.

Pada industri farmasi, banyak ragam produk farmasi yang diperoleh dari pelindian akar, daun, dan batang.^[1]

Proses pelindian untuk bahan organik dan anorganik

Pelindian banyak digunakan pada industri pengolahan logam. Logam yang bermanfaat dapat terdapat sebagai campuran dengan konstituen besar yang tak dikehendaki, dan pelindian digunakan untuk mengangkat logam sebagai garam terlarut.^[1] Penggunaan asam adalah prevalen dalam industri pengolahan logam. Sulfat jamak digunakan untuk mengangkat logam dari fase padat. Proses ini menghasilkan produk sampingan yang kaya akan sulfat dan berbahaya bagi lingkungan. Terjadinya pelepasan logam berat besar-besaran dari aliran air asam tambang disebabkan sifat asam yang melarutkan logam.

Model Shrinking-core

Seperti telah disebutkan di atas ketika melindi suatu padatan dengan cairan, padatan yang dikehendaki berada pada fase cair sementara padatan yang tidak dikehendaki tetap dalam fase padat. Penghilangan padatan sebagai cairan yang larut dalam partikel menyebabkan diameter inti tak terlindi mengkerut sesuai berjalannya waktu. Model matematika dapat digunakan untuk proses ini, diturunkan menggunakan hukum difusi Fick [en], mengambil difusi pori sebagai laju tahap pembatasan:^[2]

t={\frac {\rho _{B}r_{s}^{2}}{6D_{e}bM_{B}c_{A_{b}}}}\left[1-3\left({\frac {r_{c}}{r_{s}}}\right)^{2}+2\left({\frac {r_{c}}{r_{s}}}\right)^{3}\right]

Pelindian ramah lingkungan

Beberapa penelitian terkini telah dilakukan untuk melihat kemampuan asam organik dalam melindi litium dan kobalt dari sampah baterai dengan beberapa keberhasilan. Percobaan dilakukan dengan variasi suhu dan konsentrasi asam malat menunjukkan bahwa kondisi optimal adalah 2,0 m/L asam organik pada suhu 90 °C.^[3] Efisiensi reaksi secara keseluruhan melebihi 90% tanpa produk sampingan yang berbahaya.

{\ce {4LiCoO2_{(s)}{}+ 12C4H6O5_{(l)}-> 4LiC4H5O5_{(l)}{}+ 4Co(C4H6O5)2_{(l)}{}+ 6H2O_{(l)}{}+ O2_{(g)}}}

Analisis yang sama dengan asam sitrat menunjukkan hasil yang sama dengan suhu dan konsentrasi optimal pada 90 °C dan 1,5 molar larutan asam sitrat.^[4]

Lihat juga

Lindian [en]

Referensi

^ ^a ^b ^c Geankoplis, Christie (2004). Transport Process and Separation Principles. NJ: Pretence Hall. hlm. 802–817. ISBN 978-0-13-101367-4.
^ Seader and Henley, J.D. and Ernest J. (2001). Separation Process Principles. U.K: John Wiley & Sons inc. hlm. 639–641. ISBN 978-0-471-46480-8.
^ Li, Li; Jing Ge; Renjie Chen; Feng Wu; Shi Chen; Xiaoxiao Zhang (March 16, 2010). "Environmental friendly leaching reagent for cobalt and lithium recovery". International Journal of Integrated Waste Management, Science and Technology. Waste Management. 30 (12): 2615–2621. doi:10.1016/j.wasman.2010.08.008. Diakses tanggal Nov 2011.
^ Li, Li; Jing Ge; Feng Wu; Renjie Chen; Shi Chen; Borong Wu (2010-04-15). "Recovery of cobalt and lithium from spent lithium ion batteries using organic citric acid as leachant". Journal of Hazardous Materials. 176 (1-3): 288–293. doi:10.1016/j.jhazmat.2009.11.026. Diakses tanggal Nov 2011.

[Geankoplis-1] Geankoplis, Christie (2004). Transport Process and Separation Principles. NJ: Pretence Hall. hlm. 802–817. ISBN 978-0-13-101367-4.

[2] Seader and Henley, J.D. and Ernest J. (2001). Separation Process Principles. U.K: John Wiley & Sons inc. hlm. 639–641. ISBN 978-0-471-46480-8.

[3] Li, Li; Jing Ge; Renjie Chen; Feng Wu; Shi Chen; Xiaoxiao Zhang (March 16, 2010). "Environmental friendly leaching reagent for cobalt and lithium recovery". International Journal of Integrated Waste Management, Science and Technology. Waste Management. 30 (12): 2615–2621. doi:10.1016/j.wasman.2010.08.008. Diakses tanggal Nov 2011.

[4] Li, Li; Jing Ge; Feng Wu; Renjie Chen; Shi Chen; Borong Wu (2010-04-15). "Recovery of cobalt and lithium from spent lithium ion batteries using organic citric acid as leachant". Journal of Hazardous Materials. 176 (1-3): 288–293. doi:10.1016/j.jhazmat.2009.11.026. Diakses tanggal Nov 2011.

[1]