ISSN0216-3128
Iswani,S.,dkk
73
~
PENINGKATAN
MUTU
BENTONIT
SEBAGAI
.BAHAN
KOMPOSIT KERAMIK LIMBAH B-3 PROSES SOLIDIFIKASI Iswani. S, Samin P3TM-BATAN, J/. Babarsari Kotak Pos 1008, Yogyakarta 55010
Naniek Sulistarihani Ba/ai Besar Litbang lndustri Keramik, Bandung
ABSTRAK PENINGKA TAN MUTU BENTONIT SEBAGAI BAHAN KOMPOSIT KERAMIK L/MBAH B-3 PROSES SOL/DIFlKASI. Telah dilakukan pembuatan komposit keramik daTi bahan lokal bentonit Nanggulan. Bahan digerus dan diayak lolos 100 mesh, dicuci dengan akuades dan dikeringkan pada suhu 600 C dan dimasukkan ke dafam eksikator; kemudian difakukan aktivasi fisis (kafsinasi) bahan pada suhu 30oDC dan aktivasi kemis dengan larutan NaCf1,0 -5,0 M. Bentonit aktif yang diperofeh dikontakkan dengan fogam B-3 (logam Pb) dengan variasi konsentrasi Pb= 150-500 ppm kemudian dikeringkan pada suhu 6ifc. Bentonit-Pb yang terjadi dibuat komposit keramik dengan penambahkan kufet lunak (limbah gefas) pads variasi komposisi bentonit-Pb : kufet = 20:80, 25:75, 30:70, 35:65, dan 40:60%, dan dibakar dafam tungku pads variasi suhu pembakaran 85oDC, 90oDC den 100oDC. Uji komposisi kimia dengan spektrometri nyafa serapan atom (AAS) dan uji mineral dengan difraksi sinar X (XRD) dikenakan terhadap bahan fokaf awaf den komposit keramik hasif optimasi, sedangkan uji lucut, uji tekan, dan uji porositas hanya difakukan tEJrhadap komposit keramik. Hasif-hasif percobaan difaporkan dafam makafah ini.
ABSTRACT THE INCREASING OF BENTONITE QUALITY AS A COMPOSTTE OF B-3 WASTE CERAMIC SOLIDIFICA TION PROCESS. The ceramic composite (rom local material ot bentonite Nanggulan was carried out. The material were ,qrinded ,sieved to get through 100 mesh, rinsed with aquadest, dried at the temperature o( 60°C and putted in the exicator, then were calcinated (physical activated) at 30oDC and chemical activated with NaCI1,O to 5,0 M. The activated bentonite were contacted with lead concentration o( 150 to 500 ppm and then were dried at 6oDC. Bentonite-Pb which obtained was made to pellet by adding weak cullet with composition variation. of bentonite-Pb to cullet = 20:80, 25:75, 30:70, 35:65, and 40:60%, and ignited on fumace at the the temperature of 850°C, 90oDC, and 1000oC for composite ceramic production. The chemical composition and mineral test for original local material and ceramic composite o( optimation result were done by using AAS and X-ray diffraction, whereas the leaching test, pressure and porosity test were done only (or ceromic composite. The experiment results were reported in this paper.
PENDAHULUAN M
ineral lempung merupakan senyawa aluminosilikat terhidrat AI4(SiO8)O2o(OH)4 selain
tersusun dari aluminium dan silika, terdapat juga logam-logam seperti magnesium, besi, kalsium dan lain-lain. sedemikian sehingga lapisan kat ion penyusun pennukaan merupakan basil adsorpsi kation pada butir lempeng yang dapat bergabung dengan sejumlah molekul air. Karena molekul air dapat menghidratasi kation yang teradsorpsi, maka lcmpung silikat banyak mcngandung air. Lcmpung silikat dihasilkan akibat proses pelapukan geologi
dalam kurun waktu yang lama karena pengaruh faktor fisika, kimia, dan biologi(I,2). Bentonit yang termasuk dalam keluarga alumino-silikat dengan mineral penyusun utamanya monmorilonit atau smektit (OH)4SisAI4O2o.n H2O ( kadar > 75%), pertama kali diperkenalkan oleh Knigh tho 1898 untuk memberikan spesifikasi jenis lempung yang memiliki sifat plastis dan koloidal yang tinggi, yang ditemukan di Fort Benton pada lapisan batu kapuT Wyoming Amerika Serikat. Banyak endapan lempung di Amerika Serikat meng~ndung montmorillonit dalam jumlah bcsar dan jenis lempung ini sering disebut bentonit, dan
Prosiding Per1emuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan P3TM-BATAN Yogyakar1a. 25 -26 Juli 2000
dan Teknologi Nuklir
'f"-
74
ISSNO216-3128
montmorillonit kualitas perdagangan juga disebut bentonit. Pada umumnya mineral ini tercampur dengan mineral lain seperti illit, kaolin it, batu kapur, pasir dan mineral bukan lempung. Struktur mineral monmorilonit yang diusulkan oleh Hofinann, Endell dan Wilm pada tho 1933 yang kemudian dimodifikasi oleh Maegdefrau dan Hofinann, Marshall dan Hendriks menyatakan bahwa ~~~~.merupakan suatu sistem yang terdiri darl tlga lapisan berurutan yaitu tersusun dari dua lembar silika tetrahedral dengan lapisan alumina oktahedral di tengah. Antara sistem yang satu dengan sistem lainnya terbentuk suatu ruang antara yang disebut interlamellar yaitu suatu ruang dengan mana pertukaran ion dapat terjadi (Gambar I). Mineral montmorilonit memiliki muatan negatif permukaan permanen di dalam strukturnya ( pada kisaran 0,8-1,25 meq/g) dan muatan ini dapat disetimbangkan dengan cara adsorbsi atau desorpsi kation serta mempunyai kapasitas tukar ion sebesar 70 meq/1OOg<.2.3.4).
A
'0
a 20H
i
0<1
2Si
~""a..60
~ I
t'J
.
2Si 20 40H
~°xJ, 4AI
,~
2040H
i I
I "
~
2Si ".<. 6 0
2Si \4)
20H Montmorillonit (OH)4AI4SisO2o.nH2O
Gambar1. Struktur montmori!!onit Hofmandkk.
menurut
Seperti telah diketahui bahwa benton it ditemukan hampir di setiap ne-gata--;erutama di daerah vulkanik tak terkecuali Indonesia 'jang juga memiliki potensi sumber daya mineral bentonit yang sangat besar untuk dikembangkan. Berdasarkan data yang dikumpulkan Direktorat Sumber Daya Mineral, cadangan clan endapan bentonit tercatat sebesar380.156.000 ton tersebar di beberapadaerah di P. Jawa, Kalimantan, clan Sulawesi, akan tetapi pemakaian benton it di Indonesia 'jang meningkat
Iswani. S., dkk
sebesar 52,67% selama peride 1979-1987, pemenuhannya merupakan basil impor dari Jepang, .Amerika, Jerman Barat, Taiwan dan Singapura. Sedangkan penggunaan benton it yang berasal dari Indonesia belum maksimaJ<S). Oleh sebab itu benton it Indonesia dengan 7 deposit melimpah dan harganya relatif murah perlut) dioptimalkan penggunaannya di dalam industri baik ! sebagai penjernih, penjerap dan penghilang warn!}! (industri minyak sawit, minuman, pertambangan dan minyak bumi) maupun sebagai bahan pencampur di dalam industri cat, lateks, fannasi, kosmetik dan keramik. Bentonit dapat digunakan sebagai bahan pembuiitan"--'-keramik karena mempunyai sifat plastisitas ti~, partikel-partikel tanahnya sangat halus dan KOffiposisinya banyak J mengandung silika(6.7). Mengingat benton it mampu ( melakukan pertukaran ion, maka penggunaan ' benton it sangat potensial untuk penanganan limbah ;i radioaktif cair maupun limbah B-3 yang sangat b~. bagi lingkungan. Salah satu contoh limbah kategori limbah 83 adalah limbah cair yang mengandung timbal (Pb) Timbal dapat menyebabkan polusi lingkungan (perairan, udara maupun tanah). Sumber utama pencemaran logam berat dalam suatu perairan terutama logam Pb adalah produk dari industri aki, gelas, pemoles keramik, semen dan lain-lain(8). Dewasa ini potensi penggunaan logam B-3 yang semakin mcmbahayakan kelanjutan pcmbangunan nasional dan mengancam kelestarian fungsi lingkungan hidup, maka penggunaan benton it sebagai penjerap dalam pengelolaan limbah cair merupakan cara sederhana dan praktis untuk mengubah bentuk cair menjadi bentuk padat dengan proses solidifikasi. Dalam hat ini limbah logam akan dijerap oleh bentonit yang selanjutnya dibuat komposit keramik setelah dicampur dengan bahan aditif kulet. lunak, bentuknya padat dan keras, volumnya kecil serta porositasnya rendah. Pada pe~an ini bent?Jli! alam perlu diaktitkan secara :r~is (kalsinasvpad: '\ 300°C) dan secarakemis dengan NaCI atau NH,4CI( ) agar supaya ion penggantinya dapat lebih mudah melakukan pertukaran ion dengan ion logam B-3 (Pb, titik didih l72SoC). Kemudian bentonit dicampur dengan kulet, dibuat pelet dan direaksikan pada suhu tinggi menjadi keramik. Uji komposisi kimia dan uji mineral dengan AAS clan XRD dilakukan terhadap bahan bcntonit awal dan bentonit yang telah dibentuk keramik. Sedangkan uji lucut, uji porositas dan uji tekan dikenakan pada keramik yang diperoleh untuk mengetahui apakah keramik yang dibuat telah memenuhi persyaratan sebagaipenjerap logam B-3.
Prosiding Per1emuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan P3TM-BATAN Yogyakar1a, 25 -26 Juli 2000
dan Teknologi
Nuklir
~
TATA
KERJA
Bahan Bentonit alam asal Nanggulan, Timbal nitrat, Natrium klorida, Larutan standar Si, AI, Ca, Mg, Ni, K, Na, Mn, In, Cu, AI, Akuabides, Gas Asetien, gas nitrogen
Alat Oven I tungku Naberthem1, batu tahan api, pH meter Metrohm, Spektrofotometer nyala serapan atom, Varian A-300, Difraktometer sinar-x Shimadzu, Porosimeter, Alat uji tekan (hydrolic press, Beckman) Cara kerja a. Pencucian Bentonit Ditimbang sebanyak 50 g bentonit Nanggulan, dimasukkan ke dalam gelas piala kemudian ditambahkan akuades sebanyak 2 kali volum bentonit. Campuran diaduk dengan pengaduk magnit selama 45 men it, kemudian dimatikan dan dibiarkan mengendap. Endapan kemudian didekantir. Dengan tara kerja yang sarna pencucian diulangi hingga larutan jemih dan disaring. Bentonit yang telah dicuci dikeringkan dalam oven pad a suhu 60°C dan dimasukkan dalam eksikator. Ditimbang sejumlah tertentu untuk uji mineral dengan difraktometer sinar X. b.
Pelarutan benton it untuk uji komposisi kimia benton it (selain Si) Cuplikan benton it hasil percobaan I ditimbang sebanyak 0,200 g"dimasukkan ke dalam born teflon kemudian ditambahkan campuran asam
(2 ml HCIO4 clan 1OO~L HF). clan dicema pad a suhu 150°C selama 4 jam. Hasil pelarutan dipanaskan untuk menghilangkan sisa asam clan setelah didinginkan larutan diencerkan dengan akuades hingga volum 10 mi. Pengujian unsur-unsur dilakukan dengan spektrof~tometri nyala serapan atom pada kondisi optimum dengan teknik kalibrasi standar.
c. Pelarutan bentonit untuk uji Si Ditimbang sebanyak 0,200 g bentonit, dimasukkan ke dalam born teflon kemudian ditambahkan 5 ml HF dan 1,5 ml akua regia.dan dicema pada suhu 60oC selama 4 jam. Setelah didinginkan ke dalam larutan ditambahkan 19 H3BO3 dan volum larutan diencerkan hingga 50 ml dengan akuades. Pengujian Si juga dilakukan dengan AAS pada kondisi optimum. d. Ak tivasi cuplikan benton it Sejumlah cuplikan benton it yang telah dicuci dan dikeringkan diambil dari eksikator,
dimasukkan ke dalam krus porselin dan dipanaskan pada suhu 300oC selama 2 jam. Setelah didinginkan ditimbang masing-masing 0,5 g dimasukkan ke dalam 4 gelas piala dan ditambahkan 20 ml NaCl konsentrasi 1,0-5,0 M. Larutan diaduk selama 5 jam, disaring clan dikeringkan pacta suhu 60oC. Filtrat yang diperoleh dibebaskan dari ion klorida dengan penambahan AgNO3. Dari masing-masing filtrat tersebut dipipetkan sejumlah tertentu untuk analisis logam/unsur Na yang tersisa dalaln larutan dengan AAS Dengan mengurangkan konsentrasi Na awal dengan Na sisa akan diperoleh konsentrasi Na tcrjerap oleh bcntonit.sehingga dapat ditentukan konsentrasi NaCI optimum yang digunakan. e. Kontak cuplikan bentonit dengan logam B-3
(Pb) Oari cuplikan bentonit hasil aktivasi ditimbang masing-masing sebanyak 0,25 g, dimasukkan ke dalam 6 botol polietilen kemudian ditambahkan 12,5 ml larutan Pb konsentrasi 150, 200, 250,300, 400, dan 500 ppm. Larutan diaduk dengan pengaduk magnit selama 1,5 jam dan disaring. Filtrat yang diperoleh diuji kadar Pb tersisa dalam larutan menggunakan AAS. Dengan
mengurangkankonsentrau Pb awal dengan Pb tersisa, akan diperoleh konsentrasi Pb terjerap. Dari hasil kontak Pb yang optimum dapat ditentukan kapasitas tukar ion (KTK) bentonit. f. Pembuatan komposit keramik-Pb dengan bahan aditifkulet lunak. Dibuat campuran bentonit-Pb dan kulet dengan variasi perbandingan berat bentonit-Pb : kulet lunak (dalam persen) = 20:80, 25:75, 30:70, 35:65 dan 40:60. Pencampuran dilakukan dengan mortar agar selama 5 menit. Setiap campuran dibuat pellet dengan diameter 1 cm, kemudian dimasukkan ke dalam barn tahan api berlubang (diameter 1,5 cm, kedalaman 2,0 cm) yang telah dilapisi/dilumuri AI2O, dan dibakar dalam tungku pada suhu 850°C selama 3 jam. Setelah didinginkan komposit keramik yang terjadi dikeluarkan dari barn tahan api. Percobaan diulangi untuk variasi suhu..900°C dan JOOOoC g. Uji komposit keramik I. Uji Iucut Komposit keramik yang diperoIeh pacta suhu pembakaran 1000oC (perbandingan 20:80 dan 25:75) dimasukkan ke dalam gelas piala 50 ml yang berisi 30 ml air laut. Setelah 3 minggu dilakukan pengujian kadar Pb di dalam air taut tersebut untuk mengetahui apakah acta Pb yang terlucut. Pengujian dilakukan dengan AAS pad a kondisi optimum. Dengan cara yang sarna dilakukan juga pengujian
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan P3TM-BATAN Yogyakarta. 25 -26 Juli 2000
dan Teknologi Nuk)ir
ISSN0216-3128
76
Pb yang mungkin terlucut dalam HCI, NaOH, CH3COOH dan NaOH 3,0 M. 2. Uji komposisi Kimia Komposit keramik (perbandingan 20:80) dihaluskan hingga lolos 200 mesh kemudian ditimbang masing-masing sebanyak 0,2 g dan dilakukan pelarutan dengan 2 ml HNOJ dan 10OflL HF dalam born teflon pada suhu 150°C selama 4 jam. Larutan yang terjadi diuapkan hingga bebas asam dan volum larutan dijadikan 10 ml dan digunakan untuk pengujian unsur-unsur dengan AAS (selain Si). Untuk pengujian Si komposit keramik dilarutkan seperti pada percobaan 3.
Iswani, S., dkk
pembentukan komposit keramik dan sesudahnya. Pelarutan cuplikan bentonit untuk uji komposisi dilakukan 2 tahap yaitu dengan campuran HNOJ dan IIF. Ccrnaan dilakukml pudu Sllhu 150°C untuk unsur-unsur sclain Si, dun campurun ukuaregia dan HF.
Untuk
Si 60°C karena pad a suhu
150°C
Si
menguap sebagai SiF4 Sedangkan uji mineral yang diiakukan dengan XRD di Pusat PeneJitian clan Pengembangan Teknologi Mineral. Dari uji mineral di tunjukkan bahwa bentonit Nanggulan terdiri daTi mineral penyusun utan1a Montmorilonit, di san1ping itu terdapat pula kuarsa, dun anortoklas (feldspar dll). Metode XRD ini merupakan metode yang paling luas digunakan dalum idcntifikasi lempung clan penentuan jenis mineral tersebut dilakukan dengan
3. Uji porositas Pengujian porositas komposit keramik (20:80) dilakukan dengan surface-areameter Novalnd sebagai berikut : Cuplikan ditimbang dan dimasukkan ke dalam tabung cuplikan, kemudian dipanaskan pada suhu lSOoC sambil dialiri gas N2 selama 1 jam. Dilakukan analisis dengan surfaceareameter Nova-lnd dengan parameter seperti tertera pada lembar hasil analisis.
jarak d(2,IO),mengingat pola difraksi sinar x yang tercatat pada kurva biasanya ditunjukkan dalam bentuk nilai 2e. Dengan mengetahui harga d dan
4. Uji Tekan Komposit keramik (20:80) diuji tekan menggunakan alat tekan buatan Beckman yaitu dengan meletakkan komposit keramik tersebut pada alat uji tekan dan dilakukan pengepresan pada beban. tertentu hingga komposit keramik pecah
(monmorilonit), dan pada kisaran tersebut terdapat pula pengotor kuarsa dun allortoklas.
HASIL
menggunakan
Bragg
mencocokkan
dalam
2d sin e= n A atau
tabel konversi
tabel maka
dapat ditentukan
menunjukkan
harga
d
pada
kisaran
DAN PEMBAHASAN Kornposisi
Kirnia
cuplikan
I
I,
'I, ,~. "1 !:"
c: 'I
I
;' Ii
-5A
'!
~::1~~ , '" ~'~"-':""""'-.,k'.~ !;::"',:f,.;..i'.':"~;;,:;'~~.:.;~r'~:i.;r;'!i:.:!;;;):;:,!i;1:Ji,,\I\i,:,~:~'"-
Gambar
2.
Difraktogram
cup/ikan
Nanggu/an PW37JO
Fe203
5.36
Dari hasil pengamatan diperoleh bahwa uji komposisi kimia bahan/cuplikan benton it awal (yang telah digerus lolos 100 mesh, dibersihkan dan dikeringkan) dengan spektrofotometri nyala serapan atom pada kondisi optimum menunjukkan adanya unsur-unsur mayor dan minor Si, AI, K, Na, Fe, dan Ca, Cd, Mg (dalam %), dan kelumit Mn, In, N.j, Cu (ppm). Kadar unsur-unsur mayor dan minor dapat dilihat pacta Tabel 1. Dengan melihat komposisi kimia benton it tersebut, dapat diperoleh gambaran jenis dan kandungan unsur-unsur yang ada sebelum Prosiding Pertemuan
""
28
bentonit
Nanggulan
CaO
2e kesatuan
jenis mineral yang ada. Umumnya minerallempung menunjukkan jarak d pad a kisaran antara 30,.dan 3A (sudut 2e antara 2 dan 30°). Dari hasil XRD pada Gambar 2 dapat dilihat bahwa benton it
j
Tabell.
rumus
dengan menggunakan
dengan
Bentonit difraktometer
BASED
Sebelum dibuat menjadi komposit keramik, diperlukan tahap aktivasi fisis clan kemis terhadap bentonit tersebut. Aktivasi fisis dilakukan dengan kalsinasi pada suhu 300°C tanpa variasi dan dimaksudkan untuk menghilangkan molekul H2O sehingga memperluas permukaan bentomt, dan reaksi pertukaran ion terjadi lebih mudah. Sedangkan aktivasi kemis bentonit-Ca yang dilakukan dengan larutan NaCI dimaksudkan untuk mengganti ion Ca dengan ion Na agar ion penggantinya nanti lebih mudah dipertukarkan dengan ion limbah (Pb). Pertukaran ion Ca sebenamya lebih efisien dilakukan dengan menggunakan larutan NH4Cl, mengingat ion NH4
dan Presentasi IImiah Penelitian Oasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 25 -26 Juli 2000
Iswani,S., dkk
ISSN0216-3128
77
~ mempunyai kemampuan penukaran yang lebih tin~gi daripada ion Na dengan urutan Na+< K+ < Ca + < Mg2+ < NH4+. Adapun reaksi pertukaran
210 205.
200.
yang terjadi adalah
0-
Bentonit-C8(p)+ 2 Na+(I) H Bentonit~N8(p)+ Ca2+(I) Dari hasil aktivasi kemis bentonit dengan larutan NaCI pada variasi konsentrasi 1-5 M, selama 5 jam, menunjukkan bahwa aktivasi optimum terjadi pada konsentrasi NaCI 4M seperti terlihat pada Gambar
~
195.
1
.~ 190. $3
.0
C-
: : : : : : : : : : : : : : : ::
185 180
j
175170-
: :: :
: : : : :I:"": : :
165 4
1
5,08 pH
5,2
5,6
Gambar5. Kurva antara (Pb) terjerap Iowan pH larutan Pada pembuatan komposit keramik, maka bentonit .Pb yang diperoleh harus dicampur dengan bahan aditif kulet lunak pada variasi berat bentonitPb: kulet = 20:80, 25:75, 30:70, 35:65, dan 40:60, 2
MNatl awal 4
5
Gambar3. kurva aktivasi kemis bentonit dengan larutan NaCI (NaCI) awal Iowan (Na) terserap Pada Gambar 4 dapat dilihat kontak an tara bentonit-Na dengan larutan logam B-3 (Pb) yang akan dijerap pada variasi konsentrasi Pb awal dari 150-500 ppm. Timbal yang terjerap optimum (204
ppm) diperoleh pada pengontakan dengan konsentrasi Pb awal 400 ppm, sedangkan pada pengontakan dengan Pb di atas 400 ppm, praktis tidak menaikkan konsentrasi Pb yang terjerap. Dengan kata lain pengontakan bentonit-Na dengan logam Pb konscntrasi awal 400 ppm diperkirakan sudah menukar semua ion Na yang terikat, sehingga apabila konsentrasi Pb awal dinaikkan > 400 ppm tidak mengubah harga Pb terjerap. Sedangkan gambar 5 menunjukkan bahwa (Pb) terjerap optimum pada pH larutan tanpa penambahan asam atau basa yaitu pada pH=5,08. Pada pH > 5,08 (Pb) terjerap cenderung turun karena diperkirakan sudah terjadi kompetisi reaksi dengan pembentukan Pb(OH)2, sehingga ion Pb bebas yang dijerap akan
berkurang.
dibuat pellet dan direaksikan pada suhu tinggi (solidifikasi/pemadatan ) di dalam tanur I tungku berturut-turut pada 850, 900 (perbandingan 20:80 clan 30:70), dan 1000oC.(semuaperbandingan). Dari hasil yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa pada suhu pembakaran 850 dan 900oC untuk kedua perbandingan di atas komposit yang diperoleh kurang baik.,berwama cok1at muda clan berpori. Sedangkan hasil yang. diperoleh pada suhu pemadatan 1000oC untuk semua perbandingan menunjukkan hasil yang baik, berwama hijau muda dan hijau mud a gilap kaca. Hal ini sesuai dengan hasil XRD yang menunjukkan bahwa mineral montmorilonit rusak pada pemanasan > 500°C, clan meningkatnya kuarsa). Secara visual hasil tidak nampak berpori (pori-pori kecil), terutama untuk komposit yang dibuat pad a perbandingan 20:80 dan 25:75. Hasil pengamatan dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Hasil pembuatan komposit keramik pada variasi berat clan suhu pemadatan (ukuran butir 100 mesh, pcncampuran 5 mcnit, berat pellet total 5 g pembakaran dengan batu tahan api
Jp~ul~V!~)20:80
25:75
850
Coklat muda berporilebar I
Hijau muda gilap tidak beroori COklat mudaH}jaU muda ICOkiatmuda
l
30:70 150
200
250
300
400
lebar
Gambar 4. Kurva kontak logam Pb dengan bentonit-Na pada variasi konsentrasi Pb terjerap la\van (Pb) awal
ber-pori
l
lebar
gllap
bemori
500
[Pb J awal
Prosiding Penemuan
!ber-pori
tidak
l
35:65
Hijau muda tidakberoori l
40:60
Hi[;;;U-:;--mUda
dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan P3TM-BATAN Yogyakana, 25 -26 Juli 2000
tidak beroori l
dan Teknologi Nuklir
78
ISSN 0216-3128
Dalam hal ini kulet yang ditambahkan ke bentonitPb berfungsi sebagai bahan pengikat dan menurunkan suhu leleh bentonit, sehingga solidifikasi berlangsung secara sempuma pada suhu yang lebili rendah daripada suhu leleh bentonitnya sendiri. Pengujian terhadap komposit keramik hanya dilakukan untuk komposit yang dianggap paling baik (perbandingan 20:80), yaitu uji lucut, uji tekan, uji komposisi kimia daD uji porositas. Hasil pengamatan uji lucut dengan asam dan basa (HCI, CH3COOH, dan NaOH 3 M) serta air (aut selama 3 minggu (menggunakan AAS) , tidak menunjukkan adanya Pb terlucut (Tabel 2 dan 3). Dengan kata lain logam Pb selama periode waktu tersebut masih terjerap di dalam komposit. Uji tekan dengan alat tekan Beckman memberikan basil sekitar 2,5 K Newton, yaitu komposit akan pecah bila ditekan dengan beban ?;2,5 k Newton. Adapun uji porositas dengan surface areameter menunjukkan bahwa komposit mempunyai pori < 642,481268 A.. Unluk menyatakan bahwa komposit keramik yang diperoleh telah memenuhi persyaratan sebagai keramik pengungkung logam B-3, pcnelilian masih perlu dilanjutkan dengan melakukan banyak pengujian antara lain uji ekspansi panas, uji konduktivitas panas, densitas, viskositas, dan lainlain dan dibandingkan dengan keramik limbah yang telah dibakukan. Tabe12. Hasil uji lucut komposit keramik dengan asam dan basa (3 minggu) dengan AAS Bentonit:kulet 20:80, berat pelet 5 g KadarasamI basa(3 M) HCl CH3COOH
NaOH
:Eb
terlucut(ppm)
II
Tabel 3. Hasil uji lucut komposit keramik (berat pellet 5 g) dengan air laut menggunakan
AAS
montmorilonit
Iswalli. S.. dkk
(penyusun utama, kuarsa dan mineral
anortoklas). Dengan bcberapa perlakuan seperti aktivasi fisis pada 300°C, dan aktiyasi kemis dengan larutan NaCI 1,0 -5,0 M dan kemudian dikontakkan dengan logam Pb konscntrasi 150 -400 ppm menjadi bentonit-Pb, teJah berhasil dibuat menjadi komposit keramik setelah dicampur dengan bahan aditif kulet lunak pada perbandingan berat benton itPb:kulet = 20:80, 25:75, 30:70, 35:75, dan 40:60, serta pemadatan pada suhu 850- ) OOOOC. Aktivasi kemis benton it optimum pad a pembcrian NaCI 3M,
dan kontak
dengan logam Pb optimum
pada
pemberian larlltan Pb awal 400 ppm (tcrjcrap optimum 204 ppm), scdangkan komposit kcramik paling baik diperoleh pacta pencampuran berat bentonit -Pb dan kulet lunak perbandingan 20 : 80. ( rusaknya montmorilonit dan meningkatnya kursa dari hasil uji XRD keramik) Uji lucut dengan air laut terhadap komposit kcramik (seluruh pcrbandingan), dan uji lucut dcngan I-ICI, CI-I)COOI-I dan NaOH (tcrhadap komposit perbandingan 20:80). sclama 2 dan 3 minggu tidak menul1jukkan admJya l'b lerlucul. Uji lckun menunjukkan bahwa komposil keramik (20:80) pecah setelah ditekan dcngan beban 2,5 k Newton, dan uji. porositasnya dengan surface areameter menuunjukkan pori < 642,481268 A.)
UCAPAN
TERIMA
KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Sdri Siti Marwati mahasiswa FMIPA UGM, sdr. Samuel Endro Purnomo,B.Sc , Drs. C. Supriyanto dan Y. Wasito yang telah membantu penelitian ini hingga selesai dan kepada A. Punvanto BSc yang membantu penyelesaian penulisan makalah. Ucapan terima kasih kami tujukan juga kepada rekan-rekan lain yang tidak dapat kami sebutkan satu 'persatu semoga Allah membalas semua budi baik anda.
DAFT AR PUST AKA
KESIMPULAN Dari basil-basil yang diperoleh dapatlah disimpulkanbahwa:babanalambentonit Nanggulan (bentonit-Ca) terdiri dari mineral-mineral Prosiding Pertemuan
1. RALP H, E.G, .Clay Mineralogy, Second edition, MC Graw-11illlnt., New York, 1968. 2. HARTANTO, D., Sintesis dan Karakterisasi Senyawa Organokobalt [Co(II)-ARENA] pacta permukaan interlamcllar Bentonit, Tesis Pasca Sarjana Kimia, FMIPA-UGM, Yogyakarta, 1993 3. KIM, H. TAN., Dasar-dasar Kimia Tanah, Gadjah Mada University Press, 1995 4. SINGER, F., SINGER, S.S., Industrial Ceramics, Chapman and Hall,London, 1963 5. TIM LABORA TORIUM TEKNOLOGI KERAMIK, Pengembangan Teknologi Keramik
dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan P3TM-BATAN Yogyakarta. 25 -26 Juli 2000
dan Teknologi
Nuklir
[swani, So,dkk
ISSN 01.16-311.8
79
~ Maju Berbasis Sumber Daya Lokal, Jurusan Kimia FT -UGM, September 1998 6. KINGERY, W.D., BOWER, H..K., and UHLMANN, Introduction to Ceramic, John Wiley and Sons, Canada, 1976. 7. SMITH, W.F., Ceramic Materials Principles of Material Scince and Engineering, second edition, MC. Graw Hill Publishing Company, New York. 8. HARDJONO, H., Analisis Aktivasi Netron Untuk Evaluasi Pencemaran Logam Berat di Lingkungan Pengairan, PPNY -BAT AN Yogyakarta, 1995 9. SUMARDI, P., Studi Pemakaian Bentonit Aktif Untuk Mengambil Senyawa Logam Berat dari Limbah Cair Industri, Laporan Penelitian, Fakultas Teknik UGM, Yogyakarta, 1994. 10. BUDIARTO, dkk., Penentuan Orientasi dan Komposisi Kristal Paduan dengan Metoda Difraksi Sinar-X, JNK-97, I.e., Oktober 1997
kimia, elektronik, dll. Dimanakah peran penelitian saudara dalam bidang komposit keramik tersebut ? Sam/no
~ Pemanfaatkomposit keramik (bentoni!) di industri kimia adalah untukpengungkungan logam Pb, kemudian bentonit-Pb dicampur dengankul/et lunak untuk dijadikan keramik. Peronpenelitian ini dalam kompositkeramik adalahmelakukanpenelitian .. 1. Mengetahui jumlah /ogam Pb yang diambil oleh bentonit. 2. Uji kualitas keramik-Pb (uji /ucut, uji tekan,uji komposisi,uji kimia). Afrie DN. ~
Sejauh mana hasil penelitian ini bisa diterapkan di industri khususnya industri keramik ? ~ Gas-gas apa saja, kualitasnya (kemumian) dan seberapabanyak yang digunakan metode AAS ? Samin
TANYAJAWAB Fathurrachman );- Mohon dijelaskan pemanfaatan komposit keramik menggunakan bentonit di industri
'.
~ Hasil penelitian ini diterapkan untuk pengungkungan limbah B3 (Pb) dalam bentukkeramik. ~ Gas-gasyang digunakan untuk penentuan unsur-unsur dalam keramik, khususnya metodeAAS adalah, nitrous oksida (N]O) 2 tabung,asetilen4 tabung.
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan P3TM-BATAN Yogyakarta, 25 -26 Juli 2000
dan Teknologi Nuklir
