Q LPPM Itenas 1 No.2 I Vo1.XIII April - Juni 2009
emf afia'ii Logam dari Limbah Katalis Bekas dengan Proses Bioleaching Ronny Kurniawan, Sirin Fairus, Tria Liliandini, M.Febrian Jurusan Tek.r& Kimia, Fakultas Teknik Industri, ITENAS, Bandung Ernail :
[email protected]
-
Penelitian ini bertujuan memisahkan kandungan logam tertentu dari suatu limbuh padat menggunakan metode bioleaching khuswnya untuk mengetahui pengaruh waktu bioleaching terhadap perolehan (jield) logam yang terlarut dalam rajinat dan un& mengetahui selektivitas mikroorganisme terhadap logam yang terkandung dalam limbah Katalis b e b pada p m e s bioleaching. Pelanrt yang digunakan adalah aqua DM dm percobaan ini memvariarikanjenis limbah padat spent catalyst dari bebempa bahan baku @an baku I, bahan baku 11, dim bahan baku III), waktu bioleaching (5, 10, dun 15 hari), dun jenis mikroorganime (Escherichia coli dun Aspergillus niger), dengan jumlah mikroorganisme (10% dari total volume kerja), dun temperaiur bioleaching (37 "C). Analisis yang dilakukan padu penelitian ini adalah analisis konsentrasi logam. Dan' hasil penelitian diketahui bahwa waktu bioleaching berpengaruh terhadap konsentrtwi logam dalam mflnat. Semakin lama waktu bioleaching maka semakin besar konsentrasi logam dalam mflnat. Yield logam terZMik didopat pada bioleaching bahan baku 111menggunakan fingi Aspergillus niger selama 15 hari dengan yyleld logam Ni sebesor 1.35% b h . Secara keseluruhun yield logam Cu,Zn,dun Ni hasil bioleaching menggunakan Jirngi Aspergillus niger lebih besar daripada menggunakan baktenen Escherichia coli, kecuali untuk logam Cr. Kota kunci: Bioleaching, Logam, Escherichia coli, Aspergillus niger.
ABSTRACT The purpose of the research is separating certain metalfiom a solid waste by bioleaching method, especially the influence of bioleaching time to the d i r s o c i ~ d y i e l dmetal, and to know selectivity of the microorganism to the mkrl containing spent catalyst waste on bioleachingprocess. Aqua DM is used as the solved and t k 3 expiment varied spGl'lt catalysts as solid wastefiom several raw material (7, I4 and 111 raw muterial), bioleaching time (5, 10, 15 days), and types of microorganisms (Escherichia Coli and Aspergillus niger), with amount of microorganisms (I O%&m the total work volume), and bioleaching temperature (37 "C). Metal concentration is used for the analysis on this research. From the results of this research, it is known that the bioleaching time influences metal concentration in rafinat, the longer time of bioleaching, the bigger of the metal concentration. The best metal yield Ni fix: 1.35% b h ) was reached fiom raw material III. Using Aspergilus niger fungi within 15 days. Generally, the yield of Cu, Zn, and Ni on bioleaching process using Aspergillus niger &ngi was better then those were gained by Escherichia coli, except Cr. Keywords: Bioleaching, Metal, Escherichia coli, Aspergillus niger.
padot (wdimeu] ddab j W M prdat ylrng ah^ diolah, pemilihan jenia n & m r p m m .Ladipakm, ~&4~&smfmi,ldts pH msdi(undbo m p m a t @drochiag141. ~ Jcnis padatan logarn yang dapat dig& untuk aplikasi bioleschhg dapat berupa bijih dengan kandungan l o p yang rendnh-a limbob padrrt yaw wW% 9tw, sen& nikcl, tembaga, krom, dan schgihya [3]. Pada pcaditian ini digunakm limbah katalis logam yang diperoleh dari suatu idwtri, dimana katalis ini me* ti& dapat dirtgenerasi kembali.
m:
Milnoorganisme nmupalcan salah satu f&br jrlldg sangat berperan d a l h bioleaching logam. Pemilihan milaworganisme yang akan difiakan w nramilj)ri tepat b n a r p d g v ~ tcePebut eelektifitas tcdsdq bgam-lo~amtertegaL Mikm-rne yang umwmya digmdim &lam proas &dcacR&& lalphn b;fw M golongan bakteri dan golongan @. GdobPlrjeri. seperti: F W & m % t s j i ~ ,TRiobacillus thi-danr, kherechia cali, dan scbagainya. Golongan fuoei aqmtk h p g g t h u niga &I ~enicillitqsi~~ikjsdum [4].
Ltmmyt~waktn bioleaching alcai~sangat b c r p e n g d pada pertumbuhau dan aktivitas metafidiwne rdkmo-. Tmtu u j a hal ini ahin berdarn.,ak pada perolehan hdl akhk biohc&g, taitu niY k m m t r d*lbgrmysnlt terM$ung dalam m&q+ &lain itu, sGtiap j u ~ ~ y a hrmdairtit'mjtndlriishd.p bndisi lingkun@a s e m i wddc ketangiwagm OLPb lonns. itu pmentmm bldpntur bioleaching s c b h y s diwsus3rPn dongan b d i s i patmhdm aptirrrtlm 'dad fxdtrtmrganim yang digunaLan agas diQPatkw He& kmwntrasi LsgPan yim$ malsimal. ;z-
S e a m umum penelitian ini bertujuan untuk memisahkan kandungan logam tertentu dari swtu limbah" padat dengan menggunakan meto& bioleaching. Adapun tujuan khusus dari penelitian ini adalah mtuk mcngetahui pengaruh waktu bioleaching terhadap perolehan (yield) logam yang terlarut dalam rafinat clan untuk mengetnhui selektivitas mikroorganisme terhadap lugam yang tcrlcandung dalam limbah Wis bckas pada proses bioleaching.
-I Ketcrangat~peralatan u ~ lyang . &@&ad, A. Shaka D. RWil-'B. Water bath EC. Tewometer
F
I
I
.
.
.
.
-._
yeik :
F
Bahan-bahan yang & 1. Balm baku (apnfcatalpst) 2. Bcirerichia coli clan d u m nutrisinya
~
Mencampur semua bahan dalamlabu Erlenmeyer dan m c n m aqua DM sebanyak 170 ml
+ I
Malakulcaa proam biolaaching acoara aerob pada b q m t w 37 O C untuk bakteri coh'b & g i A s p e $ l b nigc; pada waktu bioleaching yang teleh ditentukan
I
f.". Melelnrkan k m h H p r d m i m & m d &&an variasi jcnis limbah, waktu biolfpching, danjonis mihrganisme
-
Gambar 2. Bagan d r penh8h.n logam dengan Bioleaching
3. HASIL DAN PEMBAHASAN Pada penclitim ini lrandungan logam dianalisa mcnggudm A A S (Atomic Absorption Data konsentmi logam dalam bahan baku ttrtera p d a Tabel 1 bedcut hi.
1
.
Tabel. 1 Konrentr~silogam dalam retiap bahan baku (spent catalyst)
oleaching terhsdq, kcmenlogam &~tbismrti.malal~ktrvayang
Gambar 6. K u m paaymh w.lrlP
I
--
Icvuriqnis?i* --'-,$
.,
-1-
.+*:,&FA:
iolu~cRingtcrhahp Iroa~lltrul logam diltm nfimt dengan bahm bak
Gambar 8. Kurva peng~rnb
AsprgilI~sNiger . Berdasarkan kurva yang terlihat pada Gambar 3, Gambar 4, Gambar 5, Gambar 6, CL 7, dm Gambar 8, &pat dikddiui bahwa semakin lama waktu bioleaching, konseatmi logam yang terkandung di dalm rafinat juga semakin besar. Hal ini sesuai dengan teori, Ya;tu walrtu bioleuching akm berpengaruh p d a proses pelamtan logdimana a d n lama waktn biaieacMng, mak; jumlab logam ymg teiiarut ke &lam r a w jup s d n be= .--:---+ -" .
gm
I : -
..A*& u;.
.*<."
,
=%=z
-Pa& ...
p e l i t i a n ini dilakdcan percobaan dahulupn yary v a k a n tahp pmgembangbi I inokulum mikroorganisme hingga mcncapai tahap pem~nbuhanstnslonernya. fnohlum scl yang selanjutnya digunakan pa& proses bideaching, sehrngga selama bioleaching ber1ang p e r h m b b rnikroorpanism~untuk mernperbaayak diri tidak terlalu besar, karena m i k r o o r p
P"
b
.rZsi
Aktivitas meta4olIsme yang elakukan oleh mlkroorganisme y a m g ~ i m r ~ s sti11~o . : aaaran pemecahan glukosa menjadi asam piruvat yang tejadi &lam sitosol semua sel dengan t ~ ~ untuk ~ d n menghasilkan energi (ATP). Dalam ha1 ini glukosa sebagai sumber karbon berasal dari medium nutrisi mikroorganisme yang ikut diumpankan bersama mikroorganisme [2]. Bakteri Escherichia coli diumpankan bersama dengan nutrisi Nufrient h t h ( r ~ ~ ~ g m dyemt m g e x h # cten pepton ecb 14 sumber karbon), sedangkan fungi Aspergillus niger diumpankan bersama dengan nutrisi Potato Dextrose Broth (mengandung potato extract dan dextrose sebagai surnber karbon). Aktivitas glikolisis .yang terjadi berlangsung pada suasana aerobik
.A ,..
-+-=
.%--
....]1._1.'1I
-
- +*-.- ....
Asam piruvat yang dihasilkan dari proses glikolisis selanjutnya akan dikonversi oleh mikroorganisme menjadi senyawa asam organik, seperti asam asetat dan asam sitrat. Proses produksi asam organik oleh mikroorganisme adalah sebagai berikut:
a. Pada bakteri Escherichia coli
Rak Reaksinya: 1. Gula (CQH~+O~) .
ael,
2.
-
Dekahlrssiasamphl Asam piruvat
W"$: ;likolisi-,
1
, tci
_
--.~*%m*..~~. *
7 - . .
id h Piruvot dehrhosrlave
I
,
,
k.:L:r,
- ~ t .*, *
i . .+ . , k ~ 4- J a*idsd%ri~r iJ R ,d ~fi'i~m YoYitl) .;)bl(gr~Q Asetaldebid + CUZ
dim gugus hibksil (OR) hohtnya wrfP cbudasipyir 121. augaP hrbokd COOH dapat mlspas proton dalam larntan dm ion, dimmil ion ini &ipat brrePksi dengan ion logum mcdmtuk garam, sqmti ganm R-COO&, RICOBCII, R-COQCr, dm R-oOONi. Semrkin mcniqht kommtrasi asam organ& nvlra stmakin meningkat j d a h proton yang dapat dilcpas, nsitas penyerangan proton terhadap ikatan logam eemeSkin mcning)rat pula, HaL iai hrEhkgamprmgd[i?ea&ing &an s u n a l h besar.
Gambar 5, pada hari ke-10 darr hsri b 1 5 h u m p , Namun lain halnya dengan yang terlihat h m m t m i Ni ddam rsfinaf tsbap. Ada btbaapa -or yang mungkin menycbabkan ha1 hi, diantmmya sebagai bcriht: a. Tercqhya h d i s i kesethbangan Pada saat lomengalami pelamtan, maka reaksi y a q berbgamg adalah dimma r k t P i n g f o ~ ~ ~ k ~ ~ ~ . ~ i n i ~ t s r j c o i ~ ~ q t a r a r n t atompada l a p i s r n ~ k r i s t a l l ~ ~ ~[ s m ~ a m o r l $i ; s l pm itW::yqag,Mda,bi luar kristal. Hesilaye, padp p t x d m a l rogm tejedi 0dolpqo.~ldaP kemudian masuk kc d a b b t a n aoam Selanjutaya di M a m 4@aa Bkan
~~
mencarikesetimb~barudaPpodabagisnlwttrnrlrmteqjadipcningkahn~atom (ion logam). Kondisi k w t i d m g m tmxtpai jika ti& ada btgi dn'vhgforce, yaitu k d k a kommtrasi atom l ~ g o m d i ~ p % d r t s P d u r ~ ~ r m ~ ~ w r m a M r r l t a d r 'r i i t u t i & C F ~ a d i ini Paplndahanatorp (ion logam) ke aalam laru$a ssrun o q p i k fdbQ. Kondisi cqmttaerpidq*tQrhbb.dahlrmQmpnmuul~Ni)nnsWdi~~
r.
P
m.
b h d q p n kmadivi lis$bsgaosy.. HII ini dapat dipengaruhi oleh I r o r q d s i bahan baku Ill slain logam nikel yang ti& diketahui, kPmslo nikel b y a borjllmfah 0.28% dari lpbmbakum. adanya gmduk m m p i dsri pacr b i o l a drpt ~ tnaqja4 ~ M m
~ c r u n ~ ~z mc r & ic ~ & i a coli
~~
s e h i n g g a ~ ~ y a n n ~ j q p a k m ~
Asnemillus niger, koonsentrasi Ni vana terkandu
P/I ' 1 I4 A
L;L,m
1
I"--
A-
v-
3-
XT!
dawn Proses Bioleaching
Pemisahan Logun dpri Libah Kacnlis
~passi w 6 4 6 c I ' i n g bemb pd.sustma .pm B-limpodPpHantara3BPa9
pa"&, proses bioleaching
'it-mHLCm* b. 1JC
9% < . . ,)
3.
D m A R PUSTAKA [l] Erslllni, (1997). "Bioleaching Mineral Sulfida Chta", Junta1 h i a h Nasionol, Vol 14 No 136, J. [2] Oxoid, (1976). The m i d Manual 3"" edition, Oxoid Limited. r3] Pathak A,(2008). Bioleaching of Heavy MetaIsjFarn Anaerobically Digested Sewage Sludg, Center fur Energy Studies, Indian Institute of Technology, Haus Khas New Delhi, India.
r4] Syamsul Bahri, (1998). Bioleaching (Bio1ind)Tirnbal dun Lumpur Limbah Indwtri Baterai Timbal-Asam Menggunakan Bakteri Thiobacillus thiooxidan, Tesis, ITB. [5] Treybal, R o w E., (1981). Mass-Transfer Operations, Mc-Graw -Hill Book Company, Singapore
