The Enhancement and Study of Sintering Time Effect Toward Content of Fe and Ti Compounds in Mineral Sand

Abstract

Pasir mineral merupakan salah satu mineral endapan (sedimen) dengan ukuran butir 0,074-5 mm, ukuran kasar (5–3 mm) dan halus (<1 mm), ciri fisik dari pasir mineral ini diantaranya berwarna hitam dan cenderung tertarik oleh magnet. Berdasarkan beberapa penelitian yang telah dilakukan sebelumnya didapatkan bahwa kandungan utama dari pasir mineral berupa mineral ilmenit (FeTiO₃), hematite (Fe₂ - O₃), dan magnetit (Fe₃O₄). Oleh karena itu maka pasir mineral ini sangat potensial untuk menghasilkan logam Fe, Ti, besi oksida dan pigmen titanium oksida. Dalam penelitian ini pengayaan kandungan besi dilakukan dengan metode separasi magnetik kemudian dikarakterisasi menggunakan XRF. Selanjutnya sampel tersebut disinter pada suhu 800^oC, dengan variasi waktu penahanan selama 2, 4 dan 6 jam dan di karakterisasi menggunakan XRD, dimana hasilnya dianalisis dengan metode GSAS. Hasil pengujian XRF menunjukkan bahwa pasir mineral murni (bahan mentah) mempunyai kandungan Fe dan Ti masing–masing 14,38 dan 2,80% (%berat), sedangkan setelah separasi magnetik kandungan Fe dan Ti meningkat masing–masing menjadi 83,51 dan 7,25% (%berat). Hasil analisis GSAS menunjukkan bahwa waktu sintering berpengaruh terhadap fraksi berat Fe dan Ti, ini ditunjukkan senyawa Fe₃O₄ menurun dari 81,85 menjadi 77,76% dan Fe₂O₃ dari 11,44 menjadi 3,41%, sementara FeTiO₃ meningkat dengan bertambahnya waktu sintering dari 6,72 menjadi 18,83%.

The mineral sand is one of the mineral sediments with grain size of 0.074 – 5 mm, coarse size (5–3 mm) and fine (<1 mm). The physical characteristics of this mineral sand are black color and tend to be attracted by magnets. Based on several studies, the main content of mineral sand is ilmenite (FeTiO₃), hematite (Fe₂O₃), and magnetite (Fe₃O₄). Therefore mineral sand is very potential to produce Fe, Ti, iron oxide and titanium oxide pigments. In this study, the iron contents from raw materials were enhanced by magnetic separation method, and then the samples were characterized using XRF. Therefore they were sintered at temperature 800^oC and variation of holding times 2, 4 and 6 h. The characterization of sample used XRD, where this result is analyzed using GSAS method. The XRF results showed that pure mineral sand (raw materials), has Fe and Ti contents of 14.38 and 2.80% (%weight), whereas after magnetic separation, the Fe and Ti contents increased to 83.51 and 7.25%, respectively. The analysis result of GSAS showed that the sintering time affected the weight fraction of Fe and Ti. These indicated that Fe₃O₄ decreased from 81.85 to 77.76% and Fe₂O₃ from 11.44 to 3.41%, while FeTiO₃ raise with increasing of sintering time from 6.72 to 18.83%.

Keywords: Enhancement, sintering time, compound content, mineral sand, GSAS