OPTIMASI KONDISI PELARUTAN LOGAM EMAS (Au) DALAM LIMBAH PROSESOR KOMPUTER DENGAN LARUTAN TIOUREA
SKRIPSI
Diajukan kepada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan guna Memperoleh Gelar Sarjana
Oleh: Hamida 12307141014
PROGRAM STUDI KIMIA JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2017
i
HALAMAN MOTTO
“Berdoalah kepada-Ku niscaya akan aku perkenankan bagimu” (QS. Gafir [40] :60)
“Allah tidak membebani seseorang melainkan sesuai dengan kesanggupannya” (QS. Al-Baqarah: 286)
“Karena sesungguhnya bersama
kesulitan itu ada
kemudahan” (QS. Al-Insyiraah:5)
“Maka
nikmat
Tuhanmu yang manakah yang kamu dustakan?” (QS. Ar-Rahman [55]:13)
v
HALAMAN PERSEMBAHAN
Alhamdulillahirabbil’alamin... Segala puji dan syukur kupersembahkan kepada Allah SWT yang senantiasa memberikan nikmat kesehatan, kekuatan dan kemudahan kepadaku hingga akhirnya laporan Tugas Akhir Skripsi ini dapat diselesaikan.
Terima kasih juga untuk Mamah dan Bapak yang telah sabar membimbing, mengarahkan, memberikan motivasi, nasehat serta doa-doa hingga anakmu ini dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir Skripsi.
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT , karena dengan rahmat, karunia, serta taufik dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir Skripsi dengan judul “Optimasi Kondisi Pelarutan Logam Emas (Au) dalam Limbah Prosesor Komputer dengan Larutan Tiourea” dalam rangka untuk memperoleh gelas sarjana
Sains Kimia
Fakultas Matematika
dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta. Dalam menyelesaikan laporan ini penulis banyak mendapatkan bimbingan, pengarahan, dan bantuan yang sangat berharga dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1.
Bapak Prof. Dr. Rochmat Wahab, M.Pd, M.A., selaku Rektor Universitas Negeri Yogyakarta;
2.
Bapak Dr. Hartono selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta;
3.
Bapak Jaslin Ikhsan, Ph.D selaku Ketua Jurusan Pendidikan Kimia, Koordinator Tugas Akhir Skripsi Program Studi Kimia FMIPA UNY;
4.
Ibu Siti Marwati, M.Si selaku Dosen Pembimbing saya yang telah banyak memberikan bimbingan, arahan, masukkan dan saran untuk penulis dalam menyelesaikan tugas akhir skripsi;
vii
5.
Ibu Dr. Siti Sulastri, M.S dan Ibu Susila Kristianingrum, M.Si selaku penguji utama dan penguji pendamping yang telah memberikan pertanyaan, kritikan dan saran bagi penulis dalam menyelesaikan tugas akhir skripsi;
6.
Ibu Sulistyani, M.Si selaku sekretaris penguji yang telah
memberikan
pertanyaan, kritik dan saran; 7.
Seluruh Dosen Jurusan Pendidikan Kimia yang telah membimbing dan membagikan ilmunya selama kuliah kepada penulis;
8. Seluruh Staff Laboratorium Kimia dan karyawan Jurusan Pendidikan Kimia FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta, terima kasih atas bantuannya selama ini; 9.
Dyah Ayu Anggraeni yang menjadi partner dalam penelitian ini dan memberikan bantuan selama bekerja di laboratorium;
10. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah membantu penulis sehingga Tugas Akhir Skripsi ini dapat diselesaikan. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir skripsi ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh sebab itu, penulis mengharap kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan tugas akhir ini. Semoga tugas akhir skripsi ini dapat digunakan sebagaimana mestinya dan bermanfaat bagi pembaca dan penulis dalam perbaikan pendidikan di masa yang akan datang. Yogyakarta, 9 Januari 2017
Penulis viii
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL ................................................ Error! Bookmark not defined. HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................. ii HALAMAN PERNYATAAN .............................................................................. iii HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. iv HALAMAN MOTTO ........................................................................................... v HALAMAN PERSEMBAHAN .......................................................................... vi KATA PENGANTAR ......................................................................................... vii DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix DAFTAR TABEL ................................................................................................ xi DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xii DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xiii ABSTRAK .......................................................................................................... xiv ABSTRACT ......................................................................................................... xv BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1 A. Latar Belakang Masalah ................................................................................ 1 B. Identifikasi Masalah ...................................................................................... 4 C. Pembatasan Masalah ..................................................................................... 5 D. Rumusan Masalah ......................................................................................... 6 E. Tujuan Penelitian .......................................................................................... 6 F. Manfaat Penelitian ........................................................................................ 7 BAB II KAJIAN PUSTAKA ................................................................................ 8 A. Deskripsi Teori .............................................................................................. 8 1.
Limbah elektronik (E-Waste)............................................................. 8
2.
Prosesor Komputer .......................................................................... 10
3.
Logam Emas (Au) ............................................................................ 11
4.
Pelindian Logam Emas (Au) dengan Tiourea.................................. 13
5.
Pengendapan Logam Emas (Au) dengan NaBH4 ............................ 14 ix
6.
Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) ................................ 15
B. Penelitian yang Relevan .............................................................................. 18 C. Kerangka Berpikir ....................................................................................... 19 BAB III METODE PENELITIAN .................................................................... 21 A. Subjek dan Objek Penelitian ....................................................................... 21 B. Variabel Penelitian ...................................................................................... 21 C. Alat Dan Bahan ........................................................................................... 21 D. Prosedur Penelitian...................................................................................... 23 1.
Pembuatan Larutan .......................................................................... 23
2.
Pelindian Emas (Au) dalam Limbah Prosesor Komputer dengan Tiourea ............................................................................................. 25
3.
Pengendapan Logam Emas (Au) dengan NaBH4 ............................ 27
E. Pengelolaan Data ......................................................................................... 28 1.
Teknik Pengumpulan Data............................................................... 28
2.
Teknik Analisis Data ....................................................................... 28
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 32 A. Pembuatan Kurva Kalibrasi Larutan Standar Emas .................................... 32 B. Optimasi Waktu pada Proses Pelindian Emas ............................................ 33 C. Optimasi Konsentrasi Tiourea dalam Larutan pada Proses Pelindian Emas............................................................................................................37 D. Kadar Emas (Au) dalam Larutan Tiourea pada Kondisi Optimum ............ 39 E. Pengendapan logam Au dengan NaBH4 ..................................................... 39 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 42 A. Kesimpulan ................................................................................................. 42 B. Saran ............................................................................................................ 42 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 43 LAMPIRAN ......................................................................................................... 47
x
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1. Sifat Fisik dan Kimia Logam Emas……………………................... 12 Tabel 2. Kondisi Analisis AAS Logam Au………………..........……….......
18
Tabel 3. Konsentrasi dan Absorbansi Larutan Standar Emas.……................ 54 Tabel 4. Statistik Dasar untuk Penentuan Persamaan Garis ...........................
54
Tabel 5. Data Hasil Pengendapan....................................................................
68
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1. Komponen Proesor Komputer………………………...…............
10
Gambar 2. Detail Pin pada Prosesor Komputer .............................................. 11 Gambar 3. Struktur Tiourea……………………...................…..…................
13
Gambar 4. Kurva Absorbansi vs Konsentrasi ........................…………......... 17 Gambar 5. Kurva Kalibrasi Larutan Standar Au............…………….............
33
Gambar 6. Potongan Prosesor Komputer…...................….............................
34
Gambar 7. Larutan Hasil Pelindian pada Variasi Waktu ......……….............. 35 Gambar 8. Kurva Hubungan antara Konsentrasi Au pada Hasil Pelindian dengan Waktu Pelindian………………........................................
36
Gambar 9. Larutan Hasil Pelindian pada Variasi Konsentrasi Larutan Tiourea…...……………………………........................................
37
Gambar 10. Kurva Hubungan antara Konsentrasi Au pada Hasil Pelindian dengan Konsentrasi Tiourea …………………..…….................
38
Gambar 11. Endapan yang Terbentuk………………......................................
41
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1. Diagram Alir Prosedur Kerja...................................................... 48 Lampiran 2. Perhitungan Penentuan Persamaan Garis, Uji Korelasi X dan Y dan Uji Linieritas Garis ..…………..........…………….........
54
Lampiran 3. Absorbansi Logam Emas dalam Larutan Hasil Pelindian...…...
58
Lampiran 4. Konsentrasi Logam Emas dalam Larutan Hasil Pelindian.........
60
Lampiran 5. Perhitungan Kandungan Logam Emas dalam Larutan Hasil Pelindian..................................................................................... 61 Lampiran 6. Perhitungan Kadar Au dalam Larutan Tiourea pada Kondisi Optimum..................................................................................... 67 Lampiran 7. Perhitungan Rendemen Au Hasil Pengendapan.........................
68
Lampiran 8. Nilai-Nilai R Product Moment …………………........…..........
69
Lampiran 9. Nilai F Taraf Signifikansi 5% (Deret Atas) dan 1% (Deret Bawah).......................................................................................
70
Lampiran 10. Hasil Analisis Larutan Standar Au Menggunakan AAS............
71
Lampiran 11. Hasil Analisis Variasi Waktu Pelindian Menggunakan AAS..... 75 Lampiran 12. Hasil Analisis Variasi Konsentrasi Larutan Tiourea Menggunakan AAS....................................................................
78
Lampiran 13. Hasil Filtrat Sisa Pengendapan Menggunakan AAS..................
80
Lampiran 14. Dokumen Penelitian.................................................................... 81
xiii
OPTIMASI KONDISI PELARUTAN LOGAM EMAS (Au) DALAM LIMBAH PROSESOR KOMPUTER DENGAN LARUTAN TIOUREA Oleh : Hamida NIM 12307141014 Pembimbing : Siti Marwati, M.Si ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui waktu optimum, konsentrasi tiourea optimum dan rendemen pengendapan yang diperoleh pada hasil proses pelindian logam emas (Au) pada limbah prosesor komputer dengan menggunakan larutan tiourea. Subjek penelitian ini adalah limbah elektronik dengan sampel berupa limbah prosesor komputer. Objek penelitian ini adalah konsentrasi logam emas (Au) dalam limbah prosesor komputer. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah proses hidrometalurgi. Tahap pertama proses hidrometalurgi yaitu pelindian. Tahap kedua yaitu pengendapan. Pengendapan dilakukan pada filtrat hasil pelindian dengan kondisi optimum. Filtrat hasil pelindian dan pengendapan dianalisis dengan menggunakan Spektrofotometri Serapan Atom. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kondisi pelindian emas optimum pada waktu pelindian selama 60 menit dengan jumlah emas (Au) terlarut sebesar 4,70 ppm, konsentrasi larutan tiourea optimum pada konsentrasi 5 g/L dengan jumlah Au terlarut sebesar 27,33 ppm, kadar emas (Au) dalam 50 ml larutan tiourea sebesar 2,88%, serta diperoleh rendemen emas (Au) sebesar 0,365%.
Kata Kunci : emas, hidrometalurgi, pelindian, prosesor komputer, tiourea.
xiv
OPTIMIZED CONDITION FOR LEACHING OF GOLD FROM COMPUTER’S PROCESSOR WASTE BY THIOUREA SOLUTION By : Hamida NIM 12307141014 Supervisor : Siti Marwati, M.Si ABSTRACT This research aims to determine the optimum time, the concentration of thiourea and the yield of gold (Au) which obtained from processor waste. The subject of research was processor waste. The object in this study was concentration of gold (Au) in the processor waste. This research was done by hydrometallurgy process. The first step of hydrometallurgy process was leaching. The second step was precipitation and calcination. The precipitation was done for the result of leaching that was performed in optimum condition. Filtrate of the leaching result was analyzed by using of Atomic Absorption Sprectrophotometer. In conclution, the maximum time leaching gold from the processor waste is 60 minutes in which the amount of Au solute was 4.7 ppm, concentration of thiourea optimum solution is 5 g/L in which the amount of gold (Au) solute was 27.33 ppm, content dissolved in thiourea optimum solution was 2,88%, and the gold obtained was 0,365% yield.
Key Words : gold, hydrometallurgy, leaching, processor, thiourea.
xv
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah Ketergantungan pemakaian barang elektronik meningkat secara drastis seiring dengan kemajuan dalam bidang teknologi. Inovasi teknologi yang dikembangkan oleh perusahaan-perusahaan saat ini bukan teknologi yang tahan lama, sehingga mendorong konsumen untuk mengganti barang elektroniknya dengan yang baru dalam kurun waktu yang lebih cepat. Akibatnya, terjadi penumpukan limbah elektronik yang tidak dapat dihindari lagi. Limbah elektronik merupakan barang elektronik yang sudah tidak terpakai atau tidak berfungsi atau tidak diinginkan lagi karena telah menjadi barang yang kadaluwarsa dan perlu dibuang, baik itu dalam keadaan bentuk utuh maupun bagian. Secara global, lebih dari 50 juta ton limbah elektronik yang dihasilkan pada tahun 2009 kemudian meningkat menjadi 72 juta ton limbah pada tahun 2014 (PingJiang., et al, 2012). Eropa menghasilkan limbah elektronik sekitar 20 kilogram/orang/tahun,sementara Amerika Serikat (AS) menghasilkan limbah sekitar 7 kilogram/orang/tahun (Jennifer Namias, 2013:1). Berdasarkan studi lingkungan yang dilakukan oleh Hanafi., et al (2011:332) di Indonesia pada tahun 2007 diproduksi lebih dari 3 milyar unit peralatan elektronik rumah tangga dan perlengkapan IT. Pada tahun yang sama, konsumsi tahunan televisi mencapai 4,3 juta unit sementara kulkas mencapai 2,1 juta unit; AC dan mesin cuci masingmasing mencapai 900.000 unit. Berdasarkan data yang dipaparkan oleh Asosiasi
1
Telepon Seluler Indonesia, ada sekitar 180 juta pengguna telepon selular di Indonesia sampai 2010 dan jumlahnya semakin meningkat. Sebagian besar limbah elektronik dikategorikan sebagai limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (B3) karena mengandung komponen atau bagian yang terbuat dari substansi berbahaya. Limbah B3 adalah sisa suatu usaha atau kegiatan yang mengandung bahan berbahaya dan/atau beracun karena sifat dan atau konsentrasinya atau jumlahnya, baik secara langsung maupun tidak langsung, dapat mencemarkan atau merusakkan lingkungan hidup, dapat membahayakan lingkungan hidup, kesehatan, kelangsungan hidup manusia serta makhluk hidup lain (PP RI. No. 18 th. 1999). Limbah elektronik mengandung berbagai material seperti plastik, gelas, logam seperti besi, tembaga, alumunium, timbal, kadmium, berilium, merkuri, emas, perak, paladium, platina dan lain-lain (Jacob C., 2009: 18). Limbah elektronik yang berasal dari komputer, satu unit komputer terdiri dari komponen mejemuk yang mengandung beragam kombinasi zat kimia. Semua substansi ini tergabung dalam komponen elektronik yang sulit diuraikan oleh mesin pelebur sampah seperti insinerator. Salah satu contoh, yaitu logam tembaga yang merupakan logam dominan dalam limbah elektronik dapat memicu polusi jika diinsinerasi melalui proses pembakaran. Logam berat jika dimasukkan ke dalam insinerator akan menghasilkan uap logam khususnya logam merkuri yang berbahaya bagi kesehatan (Siti Marwati, 2009:374). Selain mengandung zat beracun, limbah elektronik mengandung material bernilai tinggi yang dapat di
2
recovery seperti plastik, logam besi dan baja, dan logam mulia (perak, emas, platina, dan tembaga) (Sri Wahyono, 2012:18). Emas (Au) dikenal sebagai logam yang bernilai tinggi, tidak hanya karena keindahan dan ketahanannya terhadap korosi, tetapi juga karena kemudahannya dibentuk dalam berbagai bentuk dan ukuran dibanding logam lain. Selain itu emas juga memiliki sifat konduktivitas listrik yang sangat tinggi. Emas digunakan dalam pembuatan uan g logam dan perhiasan. Seiring dengan kemajuan teknologi, penggunaan emas diperluas untuk alat elektronik dan listrik karena emas mampu menghantarkan listrik tanpa hambatan atau disebut juga sebagai zero resistance. Bagian-bagian peralatan elektronik yang menggandung Au adalah kaki dan soket dalam komputer, seperti pada prosesor (Huang, K., Guo, J., dan xu, Z., 2009). Proses pelarutan Au dapat dilakukan dengan berbagai cara, seperti penggunaan larutan kimia salah seperti penggunaan larutan sianida dan larutan tiourea. Larutan tiourea dapat digunakan sebagai leaching agent. Au dapat larut dalam larutan tiourea membentuk kompleks [Au(CS(NH2)2)2]+ dengan harga konstanta kestabilan cukup tinggi yaitu sebesar Log K= 23,3 diatas komples [Ag(CS(NH2)2)3]+ yang sebesar Log K= 13,10 (Chen Xia, 2008: 52). Ada beberapa kondisi yang mempengaruhi proes pelindian seperti waktu pelindian dan penambahan senyawa lain. Waktu pelarutan dan besarnya konsentrasi tiourea berpengaruh kepada proses pelindian Au dalam sampel. Dengan memvariasikan konsentrasi larutan tiourea serta waktu pelindian, diharapkan diperoleh kondisi optimum dalam proses pelindian logam Au dalam limbah prosesor komputer. 3
Untuk memperoleh logam Au dalam bentuk padatan murni dilakukan dengan menambahkan pereaksi tertentu sehingga logam yang akan dipisahkan membentuk endapan dan dapat dipisahkan melalui penyaringan. Pada proses ini ion-ion emas dari larutan akan mengalami proses reduksi dimana ion Au+ direduksi menjadi Au. Natrium bisulfit dapat digunakan sebagai reduktor (Awadalla, Farouk T, 1993: 6). Berdasarkan uraian tersebut, penelitian ini mempelajari optimasi kondisi pelindian logam Au dalam limbah elektronik berupa prosesor komputer dengan menggunakan larutan tiourea sebagai pelarut. Optimasi meliputi optimasi waktu pelindian dan optimasi konsentrasi larutan tiourea.
B. Identifikasi Masalah Berdasarkan latar belakang masalah tersebut, maka dapat diidentifikasi masalahnya adalah sebagai berikut: 1.
Penggunaan alat elektronik yang terus meningkat dapat mengakibatkan penumpukan limbah elektronik sehingga menimbulkan dampak buruk bagi lingkungan karena mengandung unsur berbahaya seperti Pb, Hg, Cd, Sn, dan lain-lain.
2.
Limbah elektronik juga mengandung unsur berharga seperti Au, Ag, Pd, Pt, Cu, dan lain-lain.
3.
Terdapat logam Au dalam limbah prosesor.
4.
Terdapat berbagai kondisi yang mempengaruhi proses pelindian seperti penambahan senyawa lain dan waktu pelindian. 4
5.
Perlu dilakukan optimasi dalam proses pelindian logam Au dengan larutan tiourea untuk memperoleh hasil yang optimum.
C. Pembatasan Masalah Berdasarkan identifikasi masalah di atas, perlu adanya pembatasan masalah sebagai berikut: 1.
Sampel limbah elektronik yang digunakan adalah prosesor jenis Intel® Pentium® 4.
2.
Logam yang dilarutkan dari limbah elektronik prosesor adalah logam Au dengan menggunakan larutan tiourea.
3.
Variasiwaktu pelindian yang digunakan dalam penelitian ini yaitu 30; 60; 120; 180; dan 240 menit dan variasi konsentrasi larutan tiourea yang digunakan dalam penelitian ini yaitu 2.5; 5; 10; 15; 20; dan 25 g/L.
4.
Penetapan konsentrasi logam Au dilakukan dengan menggunakan alat instrumen Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS), dan kondisi optimum
ditentukan
berdasarkan
berdasarkan
maksimum yang larut. 5.
Pengendapan Au menggunakan senyawa NaBH4.
5
pada
konsentrasi
Au
D. Rumusan Masalah Berdasarkan
identifikasi
dan
pembatasan
masalah
diatas,
maka
permasalahan yang muncul dapat dirumuskan sebagai berikut: 1.
Berapa waktu pelindian optimum pada proses pelindian logam Au dalam limbah prosesor komputer?
2.
Berapa konsentrasi larutan tiourea optimum pada proses pelindian logam Au dalam limbah Prosesor komputer?
3.
Berapa besarnya kadar Au yang terlarut dalam larutan tiourea pada kondisi optimum?
4.
Berapa rendemen yang dihasilkan dari proses pengendapan?
E. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1.
Mengetahui waktu pelindian optimum pada proses pelindian logam Au dalam limbah prosesor komputer.
2.
Mengetahui konsentrasi larutan tiourea optimum pada proses pelindian logam Au dalam limbah prosesor komputer.
3.
Mengetahui besarnya kadar Au yang terlarut dalam larutan tiourea pada kondisi optimum.
4.
Mengetahui besarnya rendemen hasil pengendapan.
6
F. Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberi manfaat antara lain: 1.
Bagi Peneliti Menambah pemahaman dan wawasan dalam ilmu kimia terutama dalam bidang kimia analisis.
2.
Bagi Lembaga Sebagai bahan informasi untuk meningkatkan daya saing industri bidang analisis dalam menghadapi persaingan global yang semakin kompetitif.
3.
Bagi Masyarakat Memberikan pengetahuan dan informasi mengenai optimasi kondisi pelarutan logam emas (Au) dalam limbah Prosesor Komputer dengan larutan tiourea.
7
BAB II KAJIAN PUSTAKA
A. Deskripsi Teori 1.
Limbah elektronik (E-Waste) Limbah elektronik merupakan barang elektronik yang sudah tidak terpakai
atau tidak berfungsi atau tidak diinginkan lagi karena telah menjadi barang yang kadaluarsa dan perlu dibuang, baik itu dalam keadaan bentuk utuh maupun bagian (Sri Wahyono, 2012: 17).Limbah elektronik memiliki potensi bahaya terhadap kesehatan dan lingkungan karena mengandung beberapa senyawa berbahaya, bahkan diantaranya ada yang dapat bersifat karsinogenik yang dapat memicu penyakit kanker. Penanganan limbah yang salah akan menimbulkan potensi ancaman bagi kesehatan manusia dan lingkungan hidup. Limbah elektronik dibagi menjadi sepuluh kategori yaitu (Khaliq, A., et al., 2014) : a. Peralatan rumah tangga yang berukuran besar (contoh: lemari pendingin). b. Peralatan rumah tangga yang berukuran kecil (contoh: kompor listrik). c. Alat komunikasi dan teknologi informasi (contoh: komputer). d. Peralatan untuk kehidupan sehari-hari (contoh: TV). e. Peralatan untuk penerangan (contoh: lampu listrik). f. Peralatan industri dengaan tenaga listrik (contoh: mixer). g. Permainan anak-anak (contoh: video game). h. Peralatan kedokteran (contoh: alat X-ray). i. Monitor. 8
j. Peralataan automatic bertenaga listrik Komposisi yang terkandung dalam limbah elektronik tergantung dari tipe dan umur penggunaan alat tersebut. Sebagai contoh peralatan komputer lebih banyak mengandung logam-logam, sedangkan peralatan rumah tangga lebih dominan mengandung komponen yang berbahan plastik (Siti Marwati, 2009). Menurut Gramatyka, dkk., di dalam limbah elektronik mengandung 20% tembaga (Cu), 8% besi (Fe), 4% timah (Sn), 2% nikel (Ni), 2% timbal (Pb), 1% seng (Zn), 0,2% perak (Ag), 0,1% emas(Au) dan 0,005% palladium (Pa). Selain itu mengandung polipropilen, polietilen, poliester dan polikarbonat yang berasal dari komponen berbahan plastik. Menurut Ficeriova, J., et al., (2007), salah satu logam berharga yang terkandung dalam limbah elektronik adalah emas. Sebagai contoh kandungan emas rendah (<100 ppm Au) terdapat pada rangkaian elektronik pada TV, kalkulator dan monitor. Kandungan emas menengah (100-400 ppm Au) terdapat pada rangkaian elektronik pada komputer, laptop dan telepon. Kandungan emas tinggi (˃400 ppm Au) terdapat pada ponsel. Emas digunakan sebagai pelapis barang-barang elektronik karena sifatnya yang memiliki ketahanan korosif yang baik dan konduktivitas yang sangat tinggi terhadap listrik (Dyah Ayu, 2016). Bagian-bagian peralatan elektronik yang mengandung Au adalah kaki dan soket dalam komputer, seperti pada PCB (Printed Circuit Board), prosesor, main board/motherboard, hard disk, RAM (Random Acces Memory), soket-soket pada komputer IC (Integrated Circuit) (Huang, K., Guo, J., and Xu, Z., 2009). 9
2.
Prosesor Komputer Prosesor adalah perangkat keras yang merupakan otak (core/inti) dari
sebuah komputer yang terletak pada soket yang telah disediakan pada motherboard, yang berfungsi mengendalikan dan mengatur proses yang terjadi didalam komputer. Prosesor menentukan kecepatan proses yang dilakukan oleh suatu komputer dalam mengolah data atau informasi (Ahmad, 2011). Prosesor Pentium IV merupakan produk Intel yang kecepatan prosesnya mampu menembus kecepatan hingga 3.06 GHz. Pertama kali keluar prosesor ini berkecepatan 1,5 Ghz dengan
formfactor pin 423, setelah itu Intel merubah
formfactor prosesor Intel Pentium IV menjadi pin 478 yang dimulai dari prosesor Intel Pentium 4 berkecepatan 1.3 GHz sampai yang terbaru yang saat ini menembus kecepatannya hingga 3.4 GHz (Ahmad, 2011). Komponen prosesor komputer dapat dilihat pada Gambar 1, seperti dibawah ini:
(Sumber: Intel Corporation, 2001: 45) Gambar 1. Komponen Prosesor Komputer
10
Berdasarkan data yang diberikan dalam intel® Pentium® 4 Processor on 0,13 Micron Process Datasheet (Intel corporation, 2004:41), satu keping prosesor memiliki massa 19 gram. Pada Gambar 1, disebutkan bahwa komponen penyusun prosesor komputer terdiri dari Integrated Heat Spreader (IHS), Substrate dan Substrate Pins. IHS terbuat dari campuran logam nikel (Ni) dan tembaga (Cu), Substrate terbuat dari Fiber-reinforced resin, dan Substrate Pins terbuat dari 2,0 mm Nikel (Ni) yang telah dilapisi 0,2 mm emas (Au). Detail dari pin dapat dilihat pada Gambar 2.
(Sumber: Intel Corporatioin, 2004:39) Gambar 2. Detail Pin pada Prosesor Komputer
3.
Logam Emas (Au) Emas adalah logam yang berat dengan warna kuning. Dalam bentuk
bubuk, emas berwarna coklat-kemerahan. Logam ini melebur pada suhu 1064,8°C (Vogel, 1985: 556).
11
Emas merupakan logam yang bersifat lunak dan mudah ditempa, serta berat jenisnya tergantung pada jenis dan kandungan logam lain yang berpadu dengannya. Menurut Cottonn dan Wilkinson (1989: 512), emas merupakan Logam yang tidak reaktif dan tidak diserang oleh oksigen atau sulfur namun mudah bereaksi dengan halogen atau dengan larutan yang mengandung atau melepaskan klor seperti aqua regia, konduktifitas listrik yang baik, mampu ditempa dan ulet. Emas selain sebagai perhiasan juga memiliki banyak manfaat di bidang kesehatan, seperti untuk kecantikan, penyusun nanopartikel dalam pengobatan kanker, digunakan dalam industri farmasi, dan lain-lain (Walting, 2007). Sifat-sifat fisik dan kimia dari logam emas dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Sifat Fisik dan Kimia Logam Emas Nilai
Sifat Nomor atom
79
Massa atom relatif
196,9665 gram.mol-1
Konfigurasi elekton
[Xe] 4f14 5d10 6s1
Titik leleh
1337 K (1064°C)
Titik didih
3081 K (2808°C)
Jari-jari atom (Kisi Au)
0,1422 nm
Massa jenis (pada 273 K)
19,32 gram.cm-3
Struktur kristal
Oktahedron dan Dodekahedron
Warna logam
Kuning
Keelektronegatifan (skala Pauling)
2,54
Sifat magnetik
Diamagnetik
Sumber : S.A. Cotton (1997).
12
4.
Pelindian Logam Emas (Au) dengan Tiourea Emas dapat larut dalam larutan sianida, aquaregia, dan larutan tiourea
(Yimi Diantoro, 2010). Tiourea adalah thiokarbamida, hablur tanpa warna, titik leleh 445 K. Larut dalam air panas dan etanol, pereaksi analisis dan zat antara bagi zat farmasi dan zat celup. Tiourea memiliki rumus molekul (NH2)2CS (G. Pass & H. Sutcliffe, 1974). Tiourea adalah molekul planar. Jarak ikatan C=S adalah (1,60±0,1). Struktur tiourea dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 3. Struktur Tiourea Tiourea dapat berubah menjadi amonium tiosianat (NH4SCN) pada pemanasan diatas 130°C. Setelah pendinginan, garam amonium mengkonversi kembali menjadi tiourea. Tiourea digunakan sebagai alternatif pengganti sianida, karena secara relatif tidak beracun dan aman bagi lingkungan. Tingkat pelarutan menggunakan tiourea sangat cepat, jauh lebih cepat dibanding pelarutan sianida, bisa empat hingga lima kali lebih cepat dibanding proses sianida (B.A. El-Sayed & M.M. Sallam, 1999). Larutan sianida dan larutan tiourea merupakan pelarut yang memiliki kemampuan tinggi dalam melarutkan emas dan perak. Namun, sianida memiliki tingkat toksisitas yang sangat tinggi yang dapat membahayakan lingkungan. 13
Tiourea dapat digunakan sebagai reagent pengganti sianida. Meskipun penggunaan tiourea jauh lebih besar dari pada sianida, namun tiourea lebih ramah lingkungan dan biaya yang digunakan lebih rendah. Emas mampu larut dalam tiourea membentuk kompleks [Au(SC(NH2)2)2]+ dengan harga konstanta kestabilan cukup tinggi yaitu sebesar 0
(Chen Xia, 2008: 52).
Larutan tiourea memiliki kecepatan lebih baik dalam proses pelarutan dan tidak beracun dibanding sianida, sehingga saat ini tiourea lebih sering digunakan sebagai pelarut emas dan perak. Selain melarutkan emas dan perak, larutan tiourea juga dapat melarutkan logam-logam lain seperti Cu, Fe, Pb, Zn dalam jumlah yang sedikit (Ficeriova, J., et al., 2007). Reaksi pelarutan emas oleh tiourea terjadi dalam beberapa tahap. Tahap pertama adalah pembentukan formamidin disulfida/FDS (H2N-CNH-S-S-CNHNH2) (Gonen, N & Olcer, T., 2009). FDS terbentuk dari reaksi oksidasi tiourea oleh ion ferri. FDS ini berfungsi sebagai fasilitator pembentukan kompleks emastiourea.
5.
Pengendapan Logam Emas (Au) dengan NaBH4 Pemisahan logam emas dalam larutannya dapat dilakukan dengan cara
pengendapan. Logam Au dalam bentuk padatan murni diperoleh dengan cara menambahkan pereaksi tertentu sehingga logam yang akan dipisahkan membentuk endapan dan dapat dipisahkan melalui proses penyaringan (Dyah Ayu, 2016).
14
Sodium borohidrida (NaBH4) berbentuk serbuk, berwarna putih, larut dalam air. Pada pelindian menggunakan tiourea, emas akan larut membentuk senyawa kompleks [Au(CS(NH2)2)2]+. Pemisahan ion-ion emasdari larutannya diperlukan reduktor yang akan mereduksi ion Au+ menjadi Au. Sodium borohidrida digunakan sebagai reduktor (Farouk T. Awadalla & Gordon M. Ritcey.1993:6). Persamaan reaksi sebagai berikut: NaBH4 (aq) + 8Au+(aq) + 8OH-(aq)
6.
NaBO2 + 8Au (s) + 6H2O
Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) Spektroskopi serapan atom merupakan metode yang sering dipakai untuk
analisis logam baik secara kualitatif maupun kuantitatif. Metode ini memiliki beberapa keunggulan, diantaranya: kecepatan analisisnya, dapat menentukan konsentrasi semua unsur sampai ke tingkat runut, serta tidak diperlukannya pemisahan unsur sebelum dianalisis karena kemungkinan penentuan satu unsur dengan kehadiran unsur lain dapat dilakukan asalkan katoda berongga yang diperlukan tersedia. Metode ini sangat tepat untuk analisis zat pada konsentrasi rendah. Logam-logam yang dapat membentuk campuran kompleks dapat dianalisis dan tidak selalu memerlukan sumber energi yang besar (Khopkar, 1990: 287). AAS didasarkan bahwa atom-atom pada suatu unsur dapat mengabsorpsi energi sinar pada panjang gelombang tertentu. Banyak energi sinar yang diabsorpsi berbanding lurus dengan jumlah atom-atom unsur yang mengabsorpsi. Atom terdiri atas inti atom yang mengandung proton bermuatan positif dan 15
neutron berupa partikel netral, dimana inti atom dikelilingi oleh elektron-elektron bermuatan negatif pada tingkat energi yang berbeda-beda. Jika energi diabsorpsi oleh atom, maka elektron yang berada di kulit terluar (elektron valensi) akan tereksitasi dan bergerak dari keadaan dasar atau tingkat energi yang terendah (ground state) ke keadaan tereksitasi dengan tingkat energi yang lebih tinggi (excited state). Jumlah energi yang dibutuhkan untuk memindahkan elektron ke tingkat energi tertentu dikenal sebagai potensial eksitasi untuk tingkat energi tersebut. Pada waktu
kembali ke keadaan dasar, elektron melepaskan energi
sebagai energi panas ataupun energi sinar (Pecsok, Robert L., dan Shields, L. Donald, 1976). Prinsip kerja dari metode ini yaitu apabila terdapat cahaya dengan panjang gelombang tertentu dilewatkan pada suatu sel yang mengandung atom-atom bebas yang bersangkutan maka sebagian cahaya akan diserap dan intensitas penyerapan akan berbanding lurus dengan banyaknya atom bebas logam yang berada dalam sel. Hubungan antara absorbansi dengan konsentrasi diturunkan dari: (Day, R.A., dan Underwood, A.L., 2002:429) 1. Hukum Lambert : Bila suatu sumber sinar monokromatik melewati medium transparan, maka intensitas sinar yang diteruskan berkurang denggan bertambahnya ketebalan medium yang mengabsorpsi. 2. Hukum Beer : Intensitas sinar yang diteruskan berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi spesi yang menyerap sinar tersebut.
16
Pada analisis kuantitatif secara atomic absorption spectrophotometer hubungan antara absorbansi dengan konsentrasi dapat dinyatakan dengan persamaan Lambert-Beer dibawah ini: (Harvey, 2000:385) A = ε. b. C Keterangan:
A = Absorbansi ε = Absorptivitas molar (L/mol.cm) b = Tebal medium serapan (cm) C = Konsentrasi atom (gram/L)
Berdasarkan hukum Lambert-Beer diketahui bahwa terdapat hubungan linear antara absorbansi dengan konsentrasi. Semakin besar konsentrasi suatu llarutan maka semakin besar pula absorbansinya. Dengan demikian, berarti bahwa kurva absorbansi terhadap konsentrasi juga bersifat linear, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.
Absorbansi
Y= aX + b
Konsentrasi Gambar 4. Kurva Absorbansi vs Konsentrasi Dimana:
a = Slope b = Intersep 17
Kondisi
analisis
untuk
logam
Au
menggunakan
Atomic
Absorption
Spectrophotometer diuraikan padaa Tabel 2. Tabel 2. Kondisi Analisis secara Atomic Absorption Spectrophotometer Logam Emas Kondisi Nilai Panjang Gelombang (nm) 242,8 Tipe Nyala AA Sensitivitas (µg/mL) 0,11 Range Kerja (µg/mL) 5-20 Batas Deteksi (µg/mL) 0,009 (Sumber: Khopkar, 1990:292)
B. Penelitian yang Relevan Menurut Massimo Delfini, dkk, (2011) pada penelitian yang berjudul “Optimization of Precious Metal Recovery from Waste Electrical and Electronic Equipment Boards”dijelaskan bahwa terdapat emas dengan konsentrasi rata-rata 344 mg/g di seluruh PCB komputer, tetapi juga ditemukan dalam prosesors sebanyak 72% dan IC (integrated circuits) sebanyak 19% dengan konsentrasi sebesar 7004 µg/g dan 701 µg/g. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Jana Ficeriova, Peter Balaz, Erika Dutkova dan Eberhard Gock ( 008) “Leaching of Gold and Silver from Crushed Au-Ag Wastes” selang waktu
0 menit dari 0 5% Au dan
8 % Ag
yang terkandung di dalam limbah elektronik, jumlah Au dan Ag yang terlarut dalam campuran larutan tiourea, feri sulfat dan asam sulfat pada pH 1 adalah masing-masing sebesar 76% dan 71%.
18
Menurut Kazi E. Haque (1993) dalam penelitiannya yang berjudul “Recovery of disolved Gold by Sodium Borohydride (NaBH4) Reduction” mengatakan bahwa NaBH4 dapat digunakan untuk memisahkan logam emas dari larutan tiourea dengan rendemen emas yang diperoleh sebesar 93%.
C. Kerangka Berpikir Di dalam limbah elektronik berupa limbah prosesor komputer terkandung logam emas yang dapat dilarutkan melalui proses pelindian. Proses pelindian emas dalam limbah prosesor komputer menggunakan larutan tiourea dalam suasana asam. Emas yang terlarut membentuk kompleks [Au(CS(NH2)2)2]+. Dalam penelitian ini, dilakukan optimasi beberapa parameter pada proses pelindian antara lain waktu pelindian dan konsentrasi tiourea. Dalam penelitian ini potongan limbah prosesor komputer dilarutkan dalam tiourea dengan variasi waktu pelindian selama 1, 2, 3, dan 4 jam. Kemudian larutan disaring dan konsentrasi Au dianalisis menggunakan Atomic Absorption Spectrophotometer. Setelah diketahui waktu pelindian optimum, pelindian dilanjutkan dengan variasi konsentrasi tiourea yaitu 5, 10, 15, 20, dan 25 g/L kemudian didiamkan selama waktu pelindian optimum yang diperoleh dari penelitian sebelumnya. Selanjutnya larutan disaring dan dianalisis menggunakan Atomic Absorption Spectrophotometer. Data yang diperoleh dari hasil analisis Atomic Absorption Spectrophotometer berupa absorbansi, data ini kemudian diinterpolasikan pada kurva standar sehingga diketahui konsntrasi Au dalam
19
sampel. Kondisi pelarutan optimum diketahui dari konsentrasi Au maksimum dalam sampel. Pengendapan logam emas dari hasil pelindian dilakukan dengan cara menambahkan serbuk NaBH4 ke dalam larutan NaOH 14M. Selanjutnya larutan campuran tersebut dimasukkan ke dalam larutan hasil pelindian pada waktu dan konsentrasi tiourea optimum. Sisa filtrat dianalisis menggunakan Atomic Absorption Spectrophotometer.
20
BAB III METODE PENELITIAN
A. Subjek dan Objek Penelitian 1. Subjek penelitian ini adalah limbah elektronik berupa prosesor komputer. 2. Objek penelitian ini adalah konsentrasi Au dalam limbah prosesor komputer.
B. Variabel Penelitian 1.
Variabel bebas pada penelitian ini antara lain: a. Waktu pelindian logam Au yang terdapat dalam limbah prosesor komputer dilakukan selama 30; 60; 120; 180; dan 240 menit. b. Konsentrasi tiourea dalam pelindian Au yaitu: 2,5; 5; 10; 15; 20; dan 25 g/L.
2.
Variabel kontrol pada penelitian ini adalah jenis prosesor yang digunakan merupakan prosesor Intel® Pentium® 4 dan proses pelindian dilakukan pada suhu ruangan.
3.
Variabel terikat pada penelitian ini adalah konsentrasi logam Au dalam limbah prosesor komputer.
C. Alat Dan Bahan 1.
Alat yang digunakan dalam penelitian a. Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) b. Neraca analitik c. Oven 21
d. Kertas saring Whatmann no. 40 e. Penyaring Buchner f. Pompa vakum g. Magnetic stirrer h. Peralatan gelas i. Kertas label j. Tissue k. Botol sampel l. Stopwatch
2.
Bahan a. Sampel limbah Prosesor Komputer Intel® Pentium® 4 b. Larutan Standar Au c. Kristal Besi (II) Sulfat d. Larutan H2O2 e. Larutan H2SO4 f. H2SO4 pekat g. Serbuk Tiourea h. Larutan NaOH 14M i. Serbuk NaBH4 j. Akuades
22
D. Prosedur Penelitian 1.
Pembuatan Larutan
a.
Larutan Tiourea 2,5;5;10;15;20; dan 25 g/L Larutan tiourea berfungsi sebagai pelarut dalam proses pelindian. Pembuatan larutan tiourea 2,5;5;10;15;20;25 g/L dilakukan dengan melarutkan berturut-turut 0,25; 0,5; 1; 1,5; 2 dan 2,5 g tiourea dengan akuades, kemudian dimasukkan kedalam labu ukur 100 mL dan diencerkan hingga tanda batas.
b. Larutan FeSO4 5g/L Larutan FeSO4 5 g/L berfungsi sebagai penyedia ion Fe2+. Pembuatan larutan FeSO4 5 g/L dilakukan dengan melarutkan sebanyak 0,5 gram FeSO4.7H2O dengan 1 mL H2SO4 pekat, kemudian diencerkan hingga tanda batas.
c.
Larutan H2O2 0,03% Larutan H2O2 0,03%berfungsi sebagai oksidator ion Fe2+. Pembuatan larutan H2O2 0,03% dilakukan dengan memipet 1 mL H2O2 30%, kemudian dimasukkan kedalam labu ukur 1000 mL dan diencerkan hingga tanda batas.
d. Larutan Fe2(SO4)3 5g/L Larutan Fe(SO4)3 5 g/L berfungsi sebagai penyedia ion Fe3+ yang merupakan oksidator tiourea. Pembuatan larutan Fe2(SO4)3 5 g/L dilakukan 23
dengan mencampurkan larutan FeSO4 5 g/L, H2O2 0,03% dan H2SO4 0,2M dengan perbandingan volume 2 : 1 : 1 sesuai perbandingan koefisien pada reaksi: 2 FeSO4(aq) + H2O2(aq) + H2SO4(aq)
e.
Fe2(SO4)3(aq) + 2H2O(l)
Larutan Standar Au 0-8 ppm Larutan standar Au dibuat dengan cara mengencerkan larutan standar Au 1000 ppm dengan rumus pengenceran: M1 . V1 = M2 . V2 Keterangan : M1 = Konsentrasi mula-mula (ppm) V1 = Volume yang diambil (mL) M2 = Konsentrasi yang diinginkan (ppm) V2 = Volume akhir (mL) Berdasarkan persamaan diatas, diambil 10 ml larutan induk 1000 ppm dan dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml. Selanjutnya masing-masing 0; 0,1; 0,2; 0,5; 0,8; 1; 2; 4; 6; dan 8 ml larutan standar Au 100 ppm, dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml dan diencerkan dengan akuades hingga tanda batas sehingga diperoleh konsentrasi akhir larutan Au sebesar 0,1; 0,2; 0,5; 0,8; 1; 2; 4; 6; dan 8 ppm. Kemudian diukur absorbansinya menggunakan Atomic Absorption Spectrophotometer. Perhitungan pengenceran larutan standar Au, misal untuk larutan 5 ppm adalah sebagai berikut: 24
M1 . V1
= M2 . V2
100 pm . V1
= 5 ppm . 100 ml
V1
= 5 ml
2.
Pelindian Emas (Au) dalam Limbah Prosesor Komputer dengan Tiourea
a.
Preparasi Sampel Sebanyak 1 keping prosesor ditimbang dan dipisahkan komponennya yang terdiri dari pin (kaki-kaki) dan bagian logamnya. Hal ini dilakukan untuk memperbesar kontak pelarut dengan sampel.
b. Penentuan Waktu Optimum pada Proses Pelindian 1) Sebanyak satu prosesor komputer yang sudah dibelah menjadi 2 bagian ditimbang kemudian dimasukkan kedalam gelas beker ukuran 100 mL. 2) Ke dalam gelas beker, ditambah sebanyak 25 mL larutan CS(NH2)2 10 g/L. 3) Ke dalam gelas beker yang berisi campuran tersebut ditambahkan 25 mL larutan Fe2(SO4)3 5 g/L. Pelindian emas dilakukan pada pH 1. Pengasaman campuran dilakukan dengan menambahkan H2SO4 0,2 M hingga pH sama dengan 1. 4) Setelah dicampur, campuran diaduk selama 15 menit kemudian didiamkan selama 60 menit. Setelah 60 menit, campuran disaring. Filrat yang didapat tersebut merupakan kompleks [Au(CS(NH2)2)2]+dan kemungkinan adanya [Ag(CS(NH2)2)3]+. Endapan yang tidak larut 25
merupakan campuran komponen-komponen logam maupun nonlogam yang ada di dalam prosesor komputer . 5) Filtrat hasil penyaringan dimasukkan kedalam botol sampel. Analisis konsentrasi ion logam Au dengan menggunakan Atomic Absorption Specropothometer (AAS). Penentuan waktu optimum diketahui dari kadar/konsentrasi Au maksimum dalam sampel. Penentuan kadar Au dilakukan dengan menginterpolasikan absorbansi dengan kurva standar sehingga diperoleh konsentrasi Au. 6) Mengulangi langkah-langkah diatas untuk variasi waktu lainnya (30, 120, 180, dan 240 menit).
c.
Penentuan Waktu Optimum pada Proses Pelindian 1) Sebanyak satu prosesor komputer yang sudah dibelah ditimbang kemudian dimasukkan kedalam gelas beker ukuran 100 mL. Ke dalam gelas beker, ditambahkan sebanyak 25 mL larutan CS(NH2)25 g/L. 2) Ke dalam gelas beker yang berisi campuran tersebut ditambahkan 25 mL larutan Fe2(SO4)3 5 g/L. Pelindian emas dilakukan pada pH 1. Pengasaman campuran dilakukan dengan penambahan H2SO4 0.2 M hingga pH sama dengan 1. 3) Setelah dicampur, campuran diaduk selama 15 menit kemudian didiamkan dengan waktu optimum yaitu selama 60 menit. Setelah 60 menit, campuran disaring. Endapan yang tidak larut merupakan
26
campuran komponen-komponen logam maupun nonlogam yang ada di dalam prosesor komputer. 4) Mengulangi langkah-langkah diatas sesuai dengan variasi konsentrasi pelindian (2,5, 10, 15, 20 dan 25 g/L). 5) Filtrat hasil penyaringan dimasukkan kedalam botol sampel. Analisis konsentrasi ion logam Au dengan menggunakan Atomic Absorption Specropothometer (AAS). Penentuan waktu optimum diketahui dari kadar/konsentrasi Au maksimum dalam sampel. Penentuan kadar Au dilakukan dengan menginterpolasikan absrbansi dengan kurva standar sehingga diperoleh konsentrasi Au.
3.
Pengendapan Logam Emas (Au) dengan NaBH4 a. Sebanyak 25 ml larutan sampel hasil pelindian optimum (waktu pelindian 60 menit dan konsentrasi larutan tiourea 5 g/L) dipindahkan ke dalam gelas beaker ukuran 50 ml. b. Ke dalam gelas beaker ditambahkan 0,2 ml larutan NaBH4 dalam larutan NaOH 14M. c. Didiamkan selama 180 menit pada suhu ruangan. d. Endapan yang terbentuk disaring menggunakan penyaring buchner dan dicuci hingga pH netral. e. Endapan dimasukkan kedalam krus porcelin. Kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 60°C selama 15 menit. Kemudian massa endapan ditimbang dengan neraca analitik. 27
f. Filtrat dianalisis menggunakan Atomic Absorption Spectrophotometer untuk memperoleh kadar emas yang tersisa di dalam sampel. Filtrat dianggap sebagai jumlah Au yang tidak terendapkan.
E. Pengelolaan Data 1.
Teknik Pengumpulan Data Data yang diperoleh dari penelitian in berupa data kuantitatif. Data
kuantitatif diperoleh dari hail analisis secara AAS. Data yang dihasilkan berisi informasi tentang pengukuran absorbansi larutan standar emas, absorbansi larutan hasil pelindian sampel dengan
larutan
tiourea pada berbagai variasi waktu
pelindian absorbansi larutan hasil pelindian sampel dengan larutan tiourea pada berbagai variasi konsentrasi larutan tiourea, dan absorbansi dari filtrat hasil pelindian. Data dari hasil penelitian tersebut diolah secara kuantitatif untuk menentukan konsentrasi emas optimum dalam larutan hasil pelindian.
2.
Teknik Analisis Data
a.
Penentuan Konsentrasi Au dalam Larutan Hasil Pelindian Larutan hasil pelindian dianalisis menggunakan AAS. Data AAS berupa
absorbansi yang akan diinterpolasikan pada kurva standar sehingga diperoleh konsentrasi Au hasil pelindian. Persamaan regresi linear yang diperoleh dari kurva standar adalah sebagai berikut: Y = aX + b
28
Keterangan : a = Slope b = Intersep Y = Absorbansi larutan standar X = Konsentrasi larutan standar Berdasarkan persamaan diatas, maka konsentrasi Au dalam larutan hasil pelindian pada berbagai variasi waktu pelindian dan pada berbagai variasi konsentrasi larutan tiourea
dapat ditentukan. Perhitungan dilakukan secara
otomatis
komputerisasi
oleh
program
dari
alat
Atomic
Absorption
Spectrophotometer.
b. Penentuan Waktu Optimum pada Proses Pelindian Penentuan waktu optimum proses pelindian dilakukan dengan membuat kurva antara konsentrasi Au dalam larutan hasil pelindian limbah prosesor komputer dengan waktu pelindian. Waktu pelindian optimum diperoleh jika konsentrasi Au maksimal pada variasi waktu proses pelindian.
c.
Penentuan Konsentrasi Optimum Larutan Tiourea pada Proses Pelindian Penentuan konsentrasi optimum tiourea pada proses pelindian dilakukaan
dengan membuat kurva antara konsentrasi Au dalam larutan hasil pelindian limbah prosesor komputer dengan konsetrasi tiourea. Konsentrasi optimum tiourea diperoleh jika konsentrasi Au diperoleh jika konsentrasi emas maksimal pada variasi larutan tiourea. 29
d. Penentuan Kadar Emas (Au) dalam Larutan Tiourea pada Kondisi Optimum Berdasarkan data pada penentuan waktu pelindian optimum dan konsentrasi larutan tiourea optimum, diperoleh konsentrasi emas (Au) maksimum. Pelindian optimum dilakukan dengan menggunakan pelarut tiourea sebanyak 50 ml. Sehingga, kosentrasi emas (Au) yang terlarut pada kondisi optimum dalam 50 ml larutan tiourea dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
Kosentrasi emas (Au) yang terlarut pada kondisi optimum (g/L) =
Keterangan : C = Konsentrasi emas (Au) dalam larutan tiourea hasil pelindian pada kondisi optimum V = Volume total larutan tiourea hasil pelindian pada kondisi optimum
Sehingga, kadar emas (Au) dalam prosesor yang larut dalam larutan tiourea pada kondisi optimum adalah:
g
=
Konsentrasi Au pada kondisi optimum (L) assa prosesor (g)
30
x 100%
e.
Penentuan Rendemen Hasil Pengendapan Massa Au yang larut dapat dihitung menggunakan rumus: assa Au terlarut
.P. 000
Keterangan : C = Konsentrasi Au hasil analisis dengan AAS P = Faktor pengenceran V = Volume larutan induk (L)
Persen rendemen ditentukan dengan persamaan berikut: % Rendemen
assa Au terlarut assa endapan
31
00%
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Pembuatan Kurva Kalibrasi Larutan Standar Emas Data konsentasi dan absorbansi larutan standar emas yang telah diperoleh dalam penelitian ini digunakan untuk membuat kurva kalibrasi larutan standar emas. Terdapat 3 persamaan garis regresi dalam penelitian ini, yaitu pada penentuan variasi waktu pelindian, variasi konsentrasi tiourea, dan pengendapan. Persamaan regresi dari kurva kalibrasi tersebut antara lain (1) Y= 0,00063326X – 0,0009418; (2) Y= 0,01636803817X + 0,001314458549; dan (3) Y= 0,0137028682X – 0,0001760565125. Ketiga persamaan tersebut merupakan persamaan regresi linear (perhitungan tidak dilampirkan) tetapi sebagai contoh perhitungan penentuan garis regresi persamaan (1) selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 2. Berdasarkan kurva kalibrasi pada Gambar 5 dan perhitungan pada Lampiran 2, diperoleh persamaan garis regresi Y= 0,00063326X – 0,0009418 dengan nilai koefisien determinan (R2) sebesar 0,998 atau korelasi (r) sebesar 0,9989. Nilai r ini lebih besar dari harga r tabel pada taraf signifikansi 1% yaitu 0,765 dan 5% yaitu 0,632. Oleh karena itu dapat dinyatakan bahwa ada korelasi yang signifikan antara absorbansi dengan konsentrasi larutan standar emas. Nilai F pada segi linearitas garis regresi adalah sebesar 7627,943198 yang lebih besar jika dibandingkan dengan F tabel dengan db pembilang 1 dan db penyebut 8 pada taraf signifiknsi 1% maupun 5% yaitu 11,26 dan 5,32. Hal ini menunjukkan
32
bahwa persamaan garis Y= 0,00063326X – 0,0009418 merupakan persamaan garis regresi linear sehingga dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi emas dalam larutan hasil pelindian limbah prosesor komputer. Berdasarkan data absorbansi dan konsentrasi larutan standar emas pada Tabel 3 dapat dibuat kurva hubungan seperti pada Gambar 5. 0,06 y = 0,006x - 0,0009 R² = 0,998
0,05
Absorbansi
0,04 0,03 0,02 0,01 0 0
2
4
6
8
10
-0,01 Konsentrasi Larutan Standar Au (ppm) Gambar 5. Kurva Kalibrasi Larutan Standar Au
B. Optimasi Waktu pada Proses Pelindian Emas Proses pelindian emas dilakukan terhadap prosesor komputer merupakan salah satu metode hidrometalurgi dalam proses recovery emas. Sampel berupa prosesor komputer dipisahkan bagian-bagiannya yang terdiri dari (a) Substrate Pins, (b) Substrate, dan (c) IHS seperti pada Gambar 6. Hal ini dilakukan untuk memperbesar kontak tiourea dengan sampel, sehingga emas pada setiap bagian prosesor komputer dapat larut dengan sempurna. 33
Gambar 6. Potongan Prosesor Komputer Pada proses pelindian, pelarut yang digunakan adalah larutan tiourea dengan penambahan larutan H2SO4 0,2 M dan Fe2(SO4)3 5 g/L. Jika hanya menggunakan tiourea saja sebagai pelarut tidak dapat melarutkan emas. Oleh karena itu, proses pelindian emas dapat berjalan dengan campuran tiourea dan H2SO4 (Biswas, B.K., et al., 2010). Penambahan larutan Fe2(SO4)3bertujuan untuk mengoksidasi tiourea menjadi formamidin disulfida/FDS (H2N-CNH-S-S-CNHNH2) dengan reaksi sebagai berikut: 2CS(NH2)2(aq) + 2Fe3+(aq)
H2N-CNH-S-S-CNH-NH2(aq) + 2Fe2+(aq) + 2H+ (aq)
Proses
pelindian dilakukan pada pH 1 (Ficeriova, J., et al., 2007).
Penambahan H2SO4 bertujuan untuk membuat campuran memiliki pH 1. FDS berfungsi sebagai oksidator sekaligus ligam dalam proses pembentukan [Au(CS(NH2)2)2]+, dengan reaksi sebagai berikut: H2N-CNH-S-S-CNH-NH2 (aq) + CS(NH2)2 (aq) + Au (s) + 2H+ (aq) [Au(CS(NH2)2)2]+ (aq) 34
Keseluruhan reaksi pelindian emas dengan tiourea yaitu: Au + 2CS(NH2)2 + Fe3+(aq)
[Au (CS(NH2)2)2]+ + Fe2+
Proses pelindian dengan variasi waktu pelindian dilakukan pada konsentrasi tiourea 10 g/L pada suhu kamar dengan variasi waktu pelindian 30, 60, 120, 180 dan 240 menit. Setelah itu, campuran disaring dengan menggunakan kertas saring whatmann no. 40. Filtrat yang didapat merupakan kompleks [Au (CS(NH2)2)2]+.
Gambar 7. Larutan Hasil Pelindian pada Variasi Waktu Adanya pengaruh waktu pelindian terhadap banyaknya emas yang terlarutkan oleh tiourea dapat dilihat pada Gambar 8 yaitu kurva antara konsentrasi emas dalam larutan hasil pelindian limbah prosesor komputer terhadap waktu pelindian.
35
Konsentrasi Au hasil Pelindian (ppm)
5
4,7
4,5 4 3,5 3
2,88
2,5 2 1,5 1,22
1
0,8
0,5
0,66
0 0
50
100
150
200
250
300
Waktu Pelindian (menit) Gambar 8. Kurva Hubungan antara Konsentrasi Au pada Hasil Pelindian dengan Waktu Pelindian Berdasarkan Gambar 8 pada variasi waktu pelindian, pada menit ke 30 sampai menit ke 60 mengalami peningkatan jumlah konsentrasi Au yang terlarut, tetapi setelah menit ke 60 pada variasi waktu 120, 180, dan 240 konsentrasi Au yang terlarut mengalami penurunan. Siti Marwati dkk (2015) mengatakan pada titik tertentu akan terjadi kesetimbangan ketika emas telah terlarutkan maksimal, sehingga semakin lama waktu pelindian mengakibatkan kesetimbangan bergeser ke arah logam, dengan kata lain emas terendapkan kembali. Berdasarkan kurva pada Gambar 8, pada penelitian ini waktu optimum pelindian emas dalam limbah prosesor komputer yaitu 1 jam.
36
C. Optimasi Konsentrasi Tiourea dalam Larutan pada Proses Pelindian Emas Penentuan konsentrasi tiourea optimum pada pelindian emas dalam limbah prosesor komputer memiliki cara kerja yang hampir sama dengan penentuan waktu optimum dalam proses pelindian. Waktu pelindian yang digunakan waktu pelindian optimum yang didapat yaitu 1 jam. Proses pelindian dilakukan pada suhu kamar dengan variasi konsentrasi tiourea antara lain 2,5; 5; 10; 15; 20; dan 25 g/L.
Gambar 9. Larutan Hasil Pelindian pada Variasi Konsentrasi Larutan Tiourea
37
Konsentrasi larutan tiourea optimum untuk pelindian emas dalam limbah prosesor dapat dilihat pada Gambar 10.
30
Konsentrasi Au hasil pelindian (ppm)
27,33 25 20 15 12,39 10 7,07 5
4,03
4,7
2,18 0 0
5
10
15
20
25
30
Konsentrasi Tiourea (g/L) Gambar 10. Kurva Hubungan antara Konsentrasi Au pada Hasil Pelindian dengan Konsentrasi Larutan Tiourea Berdasarkan Gambar 10 pada kurva hubungan antara konsentrasi Au hasil pelindian dengan konsentrasi larutan tiourea, dihasilkan kelarutan Au yang berbeda-beda. Jika secara teoritis, jika konsentrasi larutan tiourea semakin besar, maka jumlah kelarutan Au juga akan semakin besar. Tetapi dari grafik diperoleh bahwa peningkatan konsentrasi larutan tiourea, tidak berbanding lurus dengan kelarutan Au. Pada konsentrasi pertama (2,5 g/L) terjadi peningkatan ketika konsentrasi dinaikkan hingga. 15 g/L. Setelah konsentrasinya dinaikkan menjadi 20 g/L maka terjadi penurunan kelarutan Au. Menurut Kumar Gupta, (2003) semakin meningkatnya konsentrasi pelarut maka jumlah dari mineral dan logam berharga yang larut akan semakin bertambah. Hal ini disebabkan konsentrasi yang lebih tinggi dapat mempercapat proses yang terjadi. Namun demikian terdapat
38
konsentrasi yang optimum pada setiap pelarut. Dalam penelitian ini, konsentrasi yang optimum terdapat pada konsentrasi larutan tiourea 5 g/L. Karena pada penelitian ini peningkatan dan penurunan konsentrasi Au yag terlarut idak berbanding lurus terhadap konentrasi larutan tiourea, dimungkinkan adanya faktor-faktor yang mempengaruhi dalam proses-proses pelarutan Au seperti terjadi kemungkinan kompleks [Au(CS(NH2)2)2]+ yang terbentuk kurang stabil pada konsentrasi larutan tiourea yang tinggi. Kekurangstabilan kompleks tersebut akibat jumlah formamidin disulfida (FDS) yang terbentuk banyak sehingga terjadi kompetisi antar FDS dalam mengikat emas (Siti Marwati, dkk). Kenaikan konsentrasi larutan tiourea akan menggeser kesetimbangan ke kanan, sehingga menambah FDS yang terbentuk. 2CS(NH2)2(aq) + 2Fe3+(aq)
H2N-CNH-S-S-CNH-NH2(aq) + 2Fe2+(aq) + 2H+(aq)
D. Kadar Emas (Au) dalam Larutan Tiourea pada Kondisi Optimum Berdasarkan perhitungan pada yang telah dilampirkan pada Lampiran 6, diperoleh konsentrasi emas (Au) dalam 50 mL larutan tiourea pada kondisi optimum sebanyak 0,5466 g/L. Sehingga diperoleh kadar emas (Au) dalam 50 mL larutan tiourea pada kondisi optimum adalah sebesar 2,88%.
E. Pengendapan logam Au dengan NaBH4 Pada pengendapan logam emas, digunakan larutan hasil pelindian dengan kondisi optimum (waktu pelindian optimum dan konsentrasi tiourea optimum) 39
yang didapat dari optimasi konsentrasi tiourea dan waktu dari proses pelindian. Waktu pelindian optimum selama 1 jam dan konsentrasi tiourea optimum sebesar 5 g/L. Pengendapan emas pada larutan sampel dilakukan untuk memisahkan emas murni dari larutan emas (Dyah Ayu, 2016) dengan menambahkan NaBH4. Natrium borohidrida berperan sebagai reduktor yang akan mereduksi ion Au+ menjadi Au. Reaksi redoks pada proses pengendapan yaitu:
Reduksi
: Au+ + e-
Oksidasi
: NaBH4 + 2H2O + 8OH- → NaBO2 + 8H+ + 8OH- + 8e-
Reaksi Total
: NaBH4 + 8OH- + 8Au+ → NaBO2 + 6H2O + 8Au
→ Au
x8 x1
Setelah larutan hasil pelindian ditambahkan dengan NaBH4, larutan di diamkan selama 180 menit agar banyak endapan yang terbentuk. Kemudian larutna disaring dengan penyaring buchner untuk mrmisahkan antara endapan dengan filtrat. Endapan yang teah disaring kemudian di oven pada suhu 60°C selama 15 menit, dan endapan ditimbang dengan neraca analitik. Filtrat dari hasil penyaringan dianalisis dengan Atomic Absorption Spectrophotometri tipe ContrAA 300. Analisis AAS ini dilakukan pada panjang gelombang 242,7950nm, sumber cahaya yang digunakan adalah tipe multi elemen, tipe nyala yang digunakan adalah udara-asetilen, dan menggunakan deketor CCD.
40
Gambar 11. Endapan yang terbentuk Endapan Au yang terbentuk sangat sedikit yaitu sebanyak 0,016 gram, dan berwarna putih. Berdasarkan hasil perhitungan pada Lampiran 7 diperoleh rendemen logam emas (Au) yang terendapkan sebesar 0,365%. Hal ini tidak sesuai dengan literatur (Kazi E. Haque, 1993: 3) yang mengatakan bahwa endapan emas dapat diperoleh dengan penambahan NaBH4 daari larutan tiourea sebanyak 93% ekstraksi. Sedikitnya rendemen emas (Au) yang diperoleh dikarenakan terdapat pengotor atau logam-logam lain yang ikut terendapkan seperti Cu, Fe, Ni, Hg, Co, dan Pb (Farouk T. Awadalla, 1991: 6).
41
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa: 1. Waktu optimum pada proses pelindian emas dalam limbah prosesor komputer adalah 1 jam. 2. Konsentrasi optimum tiourea pada proses pelindian emas dalam limbah prosesor komputer adalah 5 g/L. 3. Kadar Au dalam larutan pada kondisi optimum sebesar 2,88%. 4. Rendemen yang diperoleh dari proses pengendapan sebesar 0,365%.
B. Saran Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan maka dapat disarankan sebagai berikut: 1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai optimasi waktu pelindian dengan range waktu diatas 240 menit. 2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai optimasi konsentrasi tiourea dengan range diatas 25 g/L. 3. Perlu dilakukan pengukuran kadar Au dalam larutan pelindian dengan menggunakan XRF. 4. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai pengendapan menggunakan senyawa reduktor lain.
42
DAFTAR PUSTAKA
Abdul Khaliq, Muhammad Akbar Rhamdhani, Geoffrey Brooks and Syed Masood (2014). Metal Extraction Processes for Electronic Waste and Existing Industrial Routes: A Review and Australian Perspective. Resources. 3(1). Hlm. 152-179. AhmadBurhanudin. (2011). Prosesor dan Sejarah Perkembangannya. Diakses dari http://ahmad46.blogstudent.mb.ipb.ac.id pada tanggal 21 juni 2016, Jam 13.03. Awadalla, Farouk T & Gordon M. Ritcey. (1993). Recovery of Gold From Solution by Reduction-Precipitation with Stabilized Alkali Metal Borohydride. Foreign Application Priority Data. Hlm. 1-9. Biswas, Biplob K., K. Inoue, K. Ohto, H. Harada, H. Kawakita and A. Hoshino. (2010). E-waste management throughsilver recovery from scrap of plasma TV monitors. Proceeding of International Conference on Environmental Aspects of Bangladesh. Japan: Saga University. Candra Kusumadewa, Christophorus, Mochamad Afnan, A., Doant Antonius. (2013). Evolusi dan Kinerja Komputer. Diakses dari http://sidiq.mercubuana-yogya.ac.id pada tanggal 21 Juni 2016, Jam 13.25. Chen Xia. (2008). Associated Sulfide Minerals in Thiosulfate Leaching of Gold: Problems and Solutions. Thesis. Canada: Queen’s University. Hlm. -300. Cotton, F. Albert dan Wilknson, Geoffrey. (1989). Kimia Anorganik Dasar. (Alih bahasa: Sahati Suharto). Jakarta: UI-Press. Day, R.A., dan Underwood, A.L. (2002). Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Keenam. (Alih bahasa: Iis Sopyan). Jakarta: Erlangga. Delfini, Massimo., Manuro Ferrini, Andrea Manni, Paolo Massacci, Luigi Piga and Antinio Scoppettuolo. (2011). Optimization of Precious Metal Recovery from Waste Electrical and Electronic Equipment Boards. Journal of Environmental Protection. Hlm: 675-682. 43
Dyah Ayu Anggraeni. (2016). Optimasi Kondisi Pelarutan Logam Emas (Au) dalam Limbah Prosesor Komputer dengan Pelarut Aqua Regia. Skripsi. Yogyakarta: Universitas Negeri Yogyakarta. Eko Sugiharto. (1990). Spektroskopi Sinar Tampak dan Ultra Ungu. Yogyakarta: Universitas Negeri Yogyakarta. El-Sayed, B. A. & Sallam, M. M. (1999). Temperature and frequency dependent electrical transport in thiourea and tris(thiourea) coupper (I) sulphate. J. Mater. Sci.: Mater. Electron (Volume 10). Hlm. 63–66. Ficeriova, J., Peter Balaz, Erika Dutkova and Eberhard Gock. (2007). Leaching of Gold and Silver from Crushed Au-Ag Wastes. The Open Chemical Engineering Journal. 2(1). Hlm 6-9. Gönen, N., & Ölçer, T. (2009). Investigation of the Effects of the Application and Conditions of Roasting on the Gold Leaching by Thiourea Solution from a Refractory Gold Ore. Abstract. Turki: Eskisehir Osmangazi University Research Fund. Gramatyka, P., R. Nowosielki, R. Sakiewicz, (2007). Recycling of Waste Electrical and Electronic Equipment, Journal of Achievements of Materials and Manufacturing Engineering Vol 20. Hlm: 535-538. Hanafi, Jessica., Eric Jobiliong, Agustina Christiani, Dhamma C. Soenarta, Juwan Kurniawan and Januar Irawan. (2011).The Prospects of Managing WEEE in Indonesian. 18th CIRP International Conference on Life Cycle Engineering, Braunschweig. 331-338.
Harvey, David. (2000). Modern Analytical Chemistry. Singapore: McGawHillBook Co. Huang, K., Guo, J., and Xu, Z., (2009). Recycling of Waste Printed Circuit Boards: A Review of Current Technologies and Treatment Status in China. Journal of Hazardous Materials 164 (2009). Hlm. 399-408.
44
Intel Corporation. (2001). Intel® Pentium® 4 Processor in the 423-pin Package. Diunduh dari http://download.intel.com pada tanggal 19 Juni 2016, Jam 15:34 WIB. Intel Corporation. (2004). Intel® Pentium® 4 Prosesor on 0.13 Micron Process Datasheet. Diunduh dari http://download.intel.com pada tanggal 19 Juni 2016, Jam 16:27 WIB. Jacob, C. (2009). Electronic Waste and The African Environment. Journal of Environmental Science and Technology (Vol.3). Hlm 17-22. Jennifer Namias. (2013). The Future Of Electronic Waste Recycling In The United states: Obstacles and Domestic Solutions. Columbia University. Hlm. 151. Kazi E. Haque. (1991). Recovery of Dissolved Gold by sodium Borohydride (NaBH4) Reduction. Foreign Application Priority Data. Khopkar, S. M. (1990). Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press. Kumar
Gupta, C. (2003). Chemical Practices.Weinhem: WILEY-VCH.
Metallurgy:
Principles
and
Pass, G., & Sutchliffe, H. (1974). Practical Inorganic Chemistry. London: Chapman and Hall. Pecsok, Robert L., dan Shields, L. Donald. (1976). Modern Methods of Chemical Analysis, edisi kedua. New York: John Wiley and Sons Inc.
Ping Jiang, Megan Harney, Yuxin Song, Ben Chen, Queenie Chen, Tianniu Chen, Gillian Lazarus, Lawrence H. Dubois, Michael B. Korzensk. (2012). Improving the end-of-Life for electronic materials via sustainable recycling methods. Procedia Environmental Sciences. 4. Hlm. 485-490. Siti Marwati. (2009). Kajian Tentang Kandungan Logam-Logam Berharga dalam Limbah Elektronik (E-Waste) dan Teknik Recoverynya Melalui Proses Daur Ulang. Prosiding Seminar Nasional Kimia FMIPA UNY. Hlm. 373378. 45
S.A. Cotton. (1997). Chemistry of Precious Metals. UK: Chapman & Hall. Sekretariat Menteri Negara Sekretaris Negara. (1999). Peraturan Pemerintah Nomor 18 Tahun 1999 Tentang Pengelolaan Limbah Berbahaya dan Beracun.Jakarta: Presiden Republik Indonesia. Sri wahyono. (2012). Kebijakan Pengelolaan Limbah Elektronik dalam Lingkup Global dan Lokal. Pusat Teknologi Lingkungan Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi. Hlm. 17-24 Vogel. (1985). Bagian II: Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro Dan Semimikro. (Alih Bahasa: Ir. L. Setiono dan Dr. A. Hadyana Pudjaatmaka). Jakarta: PT. Kalman Media Pustaka. Watling K. M. (2007). Spectroelectrochemical Studies of Surface Species in the Gold/Thiosulfate System., Thesis., Grffith Science Environment Engineering and Technology., Griffth University, Australia. Yimi Diantoro. (2010). Pengolahan Emas Skala Home Industry. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama.
46
LAMPIRAN
47
LAMPIRAN 1 DIAGRAM ALIR PROSEDUR KERJA 1.
Diagram Alir Pembuatan Larutan
a.
Larutan Tiourea Menimbang 0,25; 0,5; 1; 1,5; 2 dan 2,5 gram serbuk tiourea
Melarutkan serbuk tiourea 0,25; 0,5; 1; 1,5; 2 dan 2,5 gram dengan akuades
Mengencerkan dengan akuades dalam labu ukur 100 ml
b. Larutan Besi (II) Sulfat Menimbang 0,5 gram Besi (II)Sulfat
Melarutkan 0,5 gram fero sulfat dengan 1 ml H2SO4 pekat
Mengencerkan dengan akuades dalam labu ukur 100 ml
48
c.
Larutan H2O2 Mengambil 1 ml H2O2 30%
Mengencerkan dengan akuades dalam labu ukur 1000 ml
d. Larutan Besi (III) Sulfat Mengambil larutan Besi (II) Sulfat 5 g/L, H2O2 0,03% dan H2SO4 0,2 M
Mencampurkan larutan Besi (III) Sulfat 5 g/L, H2O2 0,03% dan H2SO4 0,2 M dengan perbandingan volume 2:1:1
e.
Larutan standar Au 0-8 ppm Larutan induk Au 1000 ppm
Mengencerkan larutan induk Au menjadi 100 ppm
Mengambil 0; 0,1; 0,2; 0,5; 0,8; 1; 2; 4; 6; dan 8 ml larutan standar Au 100 ppm
49
2.
Pelindian Logam Emas (Au) dalam Limbah Prosesor Komputer dengan LarutanTiourea
a.
Preparasi Sampel Satu keping limbah prosesor komputer
Memecahkan limbah prosesor komputer untuk memisahkan antar bagian
b. Penentuan Waktu Optimum Pada Proses Pelindian Pecahan satu keping limbah prosesor komputer
Menambahkan 25 ml tiourea 10 g/L
Menambahkan 25 mL larutan feri sulfat 5 g/L
Menambahkan H2SO4 0,2 M hingga pH sama dengan 1
Mengaduk campuran selama 15 menit dengan magnetic stirrer, lalu di diamkan selama 30 menit
Menyaring hasil pelindian
50
Analisis kadar dengan AAS
Mengulang langkah untuk variasi waktu 60, 120, 180, dan 240 menit
c.
Penentuan Konsentrasi Optimum Larutan Tiourea Pada Proses Pelindian
Pecahan satu keping limbah prosesor
Menambahkan 25 ml tiourea 2,5 g/L
Menambahkan 25 ml larutan feri sulfat 5 g/L
Menambahkan H2SO4 0,2 M hingga pH sama dengan 1
Mengaduk campuran selama 15 menit dengan magnetic stirer, lalu di diamkan selama 1 jam (waktu optimum)
Menyaring hasil pelindian
51
Analisis kadar dengan AAS
Mengulangi langkah untuk variasi konsentrasi tiourea 5; 10; 15; 20 dan 25 g/L
52
3. Pengendapan Logam Emas (Au) dengan NaBH4 Mengambil 25 ml larutan sampel hasil pelindian optimum
Menambahkan 0,2 ml larutan NaBH4 dalam 14 M NaOH
Mendiamkan 180 menit
Mendekantasi larutan hasil pelindian
Endapan Au
Filtrat
Mencuci endapan dengan akuades hingga pH netral
Analisis Kadar dengan AAS
Menegeringkan endapan dalam oven pada suhu 60°C selama 15 menit
Menimbang massa endapan dengan neraca analitik
53
LAMPIRAN 2 PERHITUNGAN PENENTUAN PERSAMAAN GARIS, UJI KORELASI X DAN Y, DAN UJI LINIERITAS GARIS Tabel 3. Konsentrasi dan Absorbansi Larutan Standar Emas No Konsentrasi (ppm) Absorbansi 1 0 -0,00012 2 0,1 -0,00012 3 0,2 0,00038 4 0,5 0,00256 5 0,8 0,00327 6 1 0,00494 7 2 0,011 8 4 0,02469 9 6 0,03777 10 8 0,04933
Tabel 4. Statistik Dasar untuk Penentuan Persamaan Garis Regresi Linear No X Y X² Y² XY 1 0 -0,00012 0 -0,0000000144 0 2 0,1 -0,00012 0,01 -0,0000000144 -0,000012 3 0,2 0,00038 0,04 0,0000001444 0,000076 4 0,5 0,00256 0,25 0,0000065536 0,00128 5 0,8 0,00327 0,64 0,0000106929 0,002616 6 1 0,00494 1 0,0000244036 0,00494 7 2 0,011 4 0,000121 0,022 8 4 0,02469 16 0,000609596 0,09876 9 6 0,03777 36 0,001426573 0,22662 10 8 0,04933 64 0,002433449 0,39464 Ʃ 22,6 0,1337 121,94 0,0046323837 0,75092
1. Perhitungan Penentuaan Persamaan Garis Linear Larutan Standar Emas Berdasarkan Tabel 4 dapat ditentukan persamaan garis linear Y = aX + b a
n n
54
b
n
= -0,0009418237751 Jadi, persamaan garis linear Y= aX + b adalah Y= 0,0063326X – 0,0009418
2. Penentuan Signifikasi Korelasi antara Konsentrasi Larutan Standar Emas (X) dengan Absorbansi (Y) Dengan teknik korelasi Momen Tangkar dari Pearson (korelasi product moment) dapat ditentukan korelasi X dan Y menggunakan rumus sebagai berikut: r
y y
y
Dengan : y
n
n
Jadi, rxy =
(0 448 58) 0 8 4 0 00 8448
4
(
) 0
08 4
= 0,9989
Berdasarkan hasil perhitungan dapat diketahui harga rxy adalah 0,9989 yaitu lebih besar dari harga rtabel pada Lampiran 6 untuk n=10 atau db=8 pada taraf signifikansi 1% dan 5% sebesar 0,765 dan 0,632. Hal ini menunjukkan adanya korelasi yang signifikan antara konsentrasi larutan standar emas (X) dengan absorbansi (Y).
55
3. Uji Linearitas Persamaan Garis Larutan Standar Emas Untuk menentukan linearitas persamaan garis regresi Y = 0,0063326X – 0,0009418 dapat dilakukan dengan cara menghitung F regresinya (Fhitung) sebagai berikut: y
n
4
n y
0 448 58
y
JKreg =
0 448 58 08 4
RJKreg =
=
0 8 4 0 00 8448 4
Kreg dbreg
Kres
=
reg
0 00 8448 4
0
= 0,9989
= 0,002841834254
= 0,002841834254 y
y
R Kres
0
8
, dbreg = 1
0 00 84 8 4 54
. 0-
8044
R Kreg R Kres
8
0 448 58 08 4
0 00 8448 4
Kres dbres n dbres
0
8
=
0 00 84 8 4 54 555
0 448 58
08 4
0
0 004
n
Jadi, rxy =
0 0
0 50
4
0 . 0
56
8
Hasil
regresi
(
hitung )
kemudian dikonsultasikan dengan harga Ftabel pada taraf
signifikansi 5% dan 1% dengan db pembilang = 1 dan db penyebut = 8, didapatkan harga Ftabel pada Lampiran 7 sebesar 5,32 dan 11,26. Harga Fregresi ˃ Ftabel sehingga persamaan garis regresi larutan standar emas adalah linear dan dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi Au dalam larutan hasil pelindian.
57
LAMPIRAN 3 ABSORBANSI LOGAM EMAS DALAM LARUTAN HASIL PELINDIAN
1.
Optimasi Waktu Pelindian Waktu Pelindian No (menit) 1
30
2
60
3
120
4
180
5
240
Ulangan
Absorbansi
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
0,02551 0,01929 0,03236 0,02527 0,01764 0,01693 0,00877 0,00713 0,00677 0,00644
2. Optimasi Konsentrasi Tiourea Konsentrasi No Ulangan Tiourea (g/L) 1 1 2,5 2 2
5
3
10
4
15
5
20
6
25
Absorbansi 0,04609 0,03322
1
0,58610
2
0,30960
1
0,23650
2
0,17170
1
0,12230
2
0,11180
1
0,06335
2
0,07104
1
0,06851
2
0,06377
58
3.
Pengendapan Sampel
Ulangan
Absorbansi
1
0,06851
2
0,06377
Larutan Filtrat Sisa
59
LAMPIRAN 4 KONSENTRASI LOGAM EMAS DALAM LARUTAN HASIL PELINDIAN
1.
2.
Optimasi Waktu Pelindian No
Waktu Pelindian (Menit)
1
30
2
60
3
120
4
180
5
240
Ulangan
Konsentrasi (ppm)
Rata-Rata
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
1,3930 1,0440 5,2590 4,1400 2,9370 2,8260 0,8800 0,7145 0,6788 0,6453
1,22 4,70 2,88 0,80 0,66
Optimasi Konsentrasi Tiourea No
Konsentrasi Tiourea (g/L)
1
2,5
2
5
3
10
4
15
5
20
6
25
Ulangan 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
60
Konsentrasi (ppm) 2,5450 1,8240 35,81 18,84 5,2590 4,1400 14,37 10,41 7,39 6,75 3,79 4,26
Rata-Rata 2,18 27,33 4,70 12,39 7,07 4,03
LAMPIRAN 5 PERHITUNGAN KANDUNGAN LOGAM EMAS DALAM LARUTAN HASIL PELINDIAN
Berdasarkan data absorbansi larutan sampel yang telah ditulis pada Lampiran 3, maka konsentrasi logam emas dalam larutan hasil pelindian dapat ditentukan dengan memasukkan data absorbansi tersebut ke dalam persamaan garis regresi linear larutan standarnya. Untuk larutan standar emas persamaan garis regresinya adalah : Y = 0,00063326X – 0,00009418 Persamaan garis di atas digunakan dalam perhitungan pada optimasi variasi waktu. Sedangkan pada optimasi variasi konsentrasi tiourea dan pengendapan digunakan persamaan garis Y = 0,0163638X + 0,0013157 dan Y = 0,0137028682X – 0,0001760565125 Perhitungan konsentrasi logam Au dalam larutan hasil pelindian dapat dijelaskan sebagai berikut : 1.
Optimasi Waktu Pelindian
a.
Waktu 30 menit i.
Absorbansi 1 (Y = 0,02551) Y = 0,0178575X + 0,0006388 X=
ii.
-0 000 00
88
85 5
0 0 55 -0 000 00
85 5
88
= 1,3930 mg/L
Absorbansi 2 (Y = 0,01929) Y = 0,0178575X + 0,0006388 0 000 88 0 0 85 5
0 00
0 000 0 0 85 5
61
88
0440
iii.
Konsentrasi rata-rata - 0440
b. Waktu 60 menit i.
Absorbansi 1 (Y = 0,03236) Y = 0,0063326X - 0,00009418 0 0000 4 8 0 00
ii.
00
0 0000 4 8 0 00
Absorbansi 2 (Y=0,02527) Y = 0,0063326X - 0,00009418 00 5
iii.
0 0000 4 8 0 00
Konsentrasi rata-rata 5 5 0 - 4 400
c.
4 400 mg L
4 0 mg L
Waktu 120 menit i.
Absorbansi 1 (Y= 0,01764) Y = 0,0063326X - 0,00009418 00
ii.
4 0 0000 4 8 0 00
0 mg L
Absorbansi 2 (Y= 0,01693) Y = 0,0063326X - 0,00009418 00
0 0000 4 8 0 00
8
iii.
62
0 mg L
5 5 0 mg L
d. Waktu 180 menit i.
Absorbansi 1(Y= 0,00877) Y = 0,0063326X - 0,00009418 0 008
ii.
0 0000 4 8 0 8800mg L 0 00
Absorbansi 2 (Y=0,00713) Y = 0,0063326X - 0,00009418 0 00
iii.
0 0000 4 8 0 0 00
Konsentrasi rata-rata 0 8800-0
e.
45mg L
45
0 80
Waktu 240 menit i.
Absorbansi 1 (Y= 0,00677) Y = 0,0063326X - 0,00009418 0 00
ii.
0 0000 4 8 0 00
0
88mg L
Absorbansi 2 (Y= 0,00644) Y = 0,0063326X - 0,00009418 0 00 44 0 0000 4 8 0 45 mg L 0 00
iii.
Konsentrassi rata-rata 0
88-0 45
0
63
2.
Optimasi Konsentrasi Tiourea
a.
Tiourea 2,5 g/L i.
Absorbansi 1 (Y= 0,04609) Y= 0,0178575 + 0,0006388 0 04 0 0 000 88 0 0 85 5
ii.
5450mg L
Absorbansi 2 (Y=0,03322) Y= 0,0178575 + 0,0006388 00
iii.
0 000 88 0 0 85 5
8 40
Konsentrasi rata-rata 5450
8 40
8
b. Tiourea 5 g/L i.
Absorbansi 1 (Y= 0,5861) Y= 0,0163683X + 0,0013157 0 58 0 00 00 8
ii.
5
5 8 mg L
Absorbansi 2 (Y= 0,3096) Y= 0,0163683X + 0,0013157 0 0 0 00 00 8
iii.
5
8 84 mg L
Konsentrasi rata-rata 5 8 - 8 84
64
c.
Tiourea 15 g/L i.
Absorbansi 1(Y= 0,2365) Y= 0,0163683X + 0,0013157 0
ii.
5 0 00 00 8
5
4
mg L
Absorbansi 2 (Y= 0,1717) Y= 0,0163683X + 0,0013157 0
iii.
0 00 00 8
5
0 4 mg L
Konsentrasi rata-rata 4
- 04
d. Tiourea 20 g/L i.
Absorbansi 1 (Y = 0,1223) Y= 0,0163683X + 0,0013157 0
ii.
0 00 00 8
5
mg L
Absorbansi 2 (Y= 0,1118) Y= 0,0163683X + 0,0013157 0
iii.
8 0 00 00 8
5
5mg L
Konsentrasi rata-rata 5
0
65
e.
Tiourea 25 g/L i.
Absorbansi 1 (Y= 0,06335) Y= 0,0163683X + 0,0013157 00
ii.
5 0 00 00 8
5
mg L
Absorbansi 2 (Y= 0,07104) Y= 0,0163683X + 0,0013157 00
iii.
04 0 00 00 8
5
4
mg L
Konsentrasi rata-rata x=
3.
Pengendapan i.
Absorbansi 1 (Y= 0,06851) Y= 0,0163683X + 0,0013157 0 0 85 0 00 00 8
ii.
5
4 05
Absorbansi 2 (Y= 0,06377) Y= 0,0163683X + 0,0013157 00
iii.
0 00 00 8
5
8
Konsentrasi rata-rata 4 05 - 8 0
66
0mg L
LAMPIRAN 6 PERHITUNGAN KADAR Au DALAM LARUTAN TIOUREA PADA KONDISI OPTIMUM
Diketahui : Konsentrasi Au dalam larutan tiourea hasil pelindian pada kondisi optimum (C) = 27,33 ppm = 27,33 mg/L x 0,001 = 0,02733 g/L Volume total larutan tiourea hasil pelindian pada kondisi optimum = 0,05L Massa prosesor = 19 gram
Perhitungan : Pelindian optimum dilakukan dengan menggunakan pelarut tiourea sebanyak 50 ml. Sehingga, kosentrasi Au yang terlarut pada kondisi optimum dalam 50 ml larutan tiourea, yaitu:
Kosentrasi Au yang terlarut pada kondisi optimum dalam 50 ml larutan tiourea adalah = =
00
gL
0 05 L
= 0,5466 g/L
Sehingga, kadar emas dalam prosesor yang terlarutkan oleh larutan tiourea pada g L
Konsentrasi Au pada kondisi optimum ( )
kondisi optimum adalah =
assa prosesor (g)
67
LAMPIRAN 7 PERHITUNGAN RENDEMEN Au HASIL PENGENDAPAN
Tabel 5. Data Hasil Pengendapan Data Konsentrasi Au awal (mg/L) Konsentrasi Filtrat (mg/L) Massa Endapan (gram) Volume Larutan (L)
Hasil 27,33 3,96 0,016 25x10-3
Diketahui : C = ( 27,33-3,96) mg/L P=1 V = 25x10-3 .P. 000
assa Au dalam endapan
mg L
.
000 5 84 5
% rendemen
0 5 gram
assa Au terlarut assa endapan 5 84 5 00
05
00%
00%
= 0,365 %
68
.
5
0 L
LAMPIRAN 8 NILAI-NILAI R PRODUCT MOMENT Taraf Signifikansi
Taraf Signifikansi
Taraf Signifikansi
N
5%
1%
N
5%
1%
n
5%
1%
3 4 5
0,997 0,950 0,878
0,999 0,990 0,959
27 28 29
0,381 0,374 0,367
0,487 0,478 0,470
55 60 65
0,266 0,254 0,244
0,345 0,330 0,317
6 7 8
0,811 0,754 0,707
0,917 0,874 0,834
30 31 32
0,361 0,355 0,349
0,463 0,456 0,449
70 75 80
0,235 0,227 0,220
0,306 0,296 0,286
9 10 11
0,666 0,632 0,602
0,798 0,765 0,735
33 34 35
0,344 0,339 0,334
0,442 0,436 0,430
85 90 95
0,213 0,207 0,202
0,278 0,270 0,263
12 13 14
0,514 0,497 0,482
0,708 0,684 0,661
36 37 38
0,329 0,325 0,320
0,424 0,418 0,413
100 125 150
0,195 0,176 0,259
0,256 0,230 0,210
15 16 17
0,514 0,497 0,428
0,641 0,623 0,606
39 40 41
0,316 0,312 0,308
0,408 0,403 0,398
175 200 300
0,148 0,138 0,113
0,194 0,181 0,148
18 19 20
0,468 0,456 0,444
0,590 0,575 0,561
42 43 44
0,304 0,301 0,297
0,393 0,384 0,384
400 500 600
0,098 0,088 0,080
0,128 0,115 0,105
21 22 23
0,433 0,423 0,413
0,549 0,537 0,526
45 46 47
0,294 0,291 0,288
0,380 0,376 0,372
700 800 900 1000
0,074 0,070 0,065 0,062
0,097 0,091 0,086 0,081
24 25 26
0,404 0,396 0,388
0,515 0,505 0,496
48 49 50
0,284 0,281 0,279
0,368 0,364 0,361
69
LAMPIRAN 9 NILAI F TARAF SIGNIFIKANSI 5% (DERET ATAS) DAN 1% (DERET BAWAH)
db untuk RK pembagi
dbuntukrerata kuadratpembilang 1
2
3
4
5
161 4052 1851 98,50
199,5 4999,5 19,00 99,00
215,7 5403,4 19,17 99,17
224,6 5624,6 19,25 99,25
230,2 5763,6 19,30 99,3
3
10,13 34,12
9,55 30,82
9,28 29,46
9,12 28,71
9,01 28,24
4
7,71 21,2
6,94 18,00
6,59 16,69
6,39 15,98
6,26 15,52
5
6,99 16,26
5,79 13,27
5,42 12,06
5,19 11,39
5,05 10,97
6
5,99 13,75
5,14 10,92
4,76 9,78
4,53 9,15
4,39 8,75
7
5,59 12,25
4,74 9,55
4,35 8,45
4,12 7,85
3,97 7,46
8
5,32 11,26
4,46 8,65
4,07 7,59
3,84 7,01
3,69 6,63
9
5,12 10,56
4,26 8,02
3,86 6,99
3,63 6,42
3,48 6,06
10
4,96 10,04
4,10 7,56
3,71 6,55
3,48 5,99
3,33 5,64
1 2
70
LAMPIRAN 10 HASIL ANALISIS LARUTAN STANDAR EMAS MENGGUNAKAN AAS
71
72
73
74
LAMPIRAN 11 HASIL ANALISIS VARIASI WAKTU PELINDIAN MENGGUNAKAN AAS
75
76
77
LAMPIRAN 12 HASIL ANALISIS VARIASI KONSENTRASI LARUTAN TIOUREA MENGGUNAKAN AAS
78
79
LAMPIRAN 13 HASIL ANALISIS FILTRAT SISA PENGGENDAPAN MENGGUNAKAN AAS
80
LAMPIRAN 14 DOKUMEN PENELITIAN
Prosesor Komputer
Proses pelindian Au
Proses penyaringan
Larutan hasil pelindian
Proses penyaringan dengan Buchner 81
