Pemilahan awal: saprolit dan limonit

Bijih laterit tidak seragam. Profilnya berlapis, dan dua jenis utamanya, saprolit dan limonit, berbeda kadar serta kimia mineralnya. Dengan kadar nikel total hanya sekitar 1 sampai 2 persen, hampir seluruh massa bijih adalah material bukan nikel yang harus disingkirkan melalui proses [1].

Karena itu, keputusan pertama di pabrik bukanlah melebur atau melarutkan, melainkan memilah. Jenis bijih menentukan jalur prosesnya, dan pemilahan yang keliru berarti jalur proses yang keliru.

Jalur pirometalurgi RKEF untuk saprolit

Saprolit yang kadarnya relatif lebih tinggi diolah melalui jalur pirometalurgi RKEF: dikeringkan dan dikalsinasi di rotary kiln, kemudian direduksi di electric furnace. Produknya nickel pig iron (NPI), besi kasar yang kaya nikel [1].

NPI merupakan bahan baku stainless steel, bukan bahan baterai. Bentuk kimia dan kadarnya memang dirancang untuk peleburan baja, sehingga rantai baterai tidak dimulai dari sini.

Jalur hidrometalurgi HPAL untuk limonit

Limonit yang kadarnya lebih rendah menempuh jalur hidrometalurgi HPAL (high pressure acid leaching). Bijih dilarutkan dengan asam sulfat di dalam autoclave pada sekitar 250°C dan tekanan tinggi, sehingga nikel berpindah dari padatan ke larutan [1].

Angka 250°C di sini adalah kondisi pelarutan, bukan suhu lebur. Pemisahan nikel dilakukan oleh asamnya, dan bejana prosesnya adalah bejana tekan, bukan tungku.

Dari larutan menjadi MHP dan nikel sulfat

Larutan nikel dari HPAL tidak langsung menjadi baterai. Nikel diendapkan sebagai MHP (mixed hydroxide precipitate), produk antara yang masih harus dimurnikan lebih lanjut menjadi nikel sulfat, garam dengan kemurnian yang dituntut industri baterai [2].

Nikel sulfat inilah bahan prekursor katoda baterai kendaraan listrik. Dengan demikian, rantai nilainya panjang: bijih, larutan, endapan, garam murni, prekursor, dan akhirnya sel baterai.

Harga proses yang dibayar: energi, asam, dan tailing

Kedua jalur tersebut membayar konsekuensi prosesnya masing-masing. RKEF menuntut energi listrik yang besar untuk furnace; HPAL menuntut asam sulfat dalam jumlah besar serta pengelolaan residu atau tailing yang volumenya sangat besar, karena 98 persen lebih massa bijih berakhir bukan sebagai produk [1].

Di situlah nilai hilirisasi sebenarnya diuji: bukan pada bijihnya, melainkan pada kemampuan pabrik memilah, melebur, melarutkan, dan memurnikan dengan biaya proses yang masih dapat diterima.