SEMINAR TUGAS AKHIR
Rendra Syam Mustopa Pembimbing : Dr. Ing. Doty Dewi Risanti, ST, MT
1
• Bencana luapan lumpur panas Sidoarjo mengakibatkan kerugian yang cukup besar sehingga diperlukan pemanfaatan untuk mengurangi dampak kerugiannya. • Penelitian sebelumnya mengatakan bahwa berdasarkan kandungannya, lumpur panas Sidoarjo mampu dimanfaatkan sebagai adsorben dan bahan bangunan. • Cara untuk meningkatkan performansi dari pemanfaatan lumpur panas Sidoarjo. • Diperlukan karakterisasi aktifasi baik secara kimia dan fisika dengan variabel larutan asam (HCl) maupun basa (NaOH) demi aplikasi lumpur panas Sidoarjo lebih lanjut.
2
Perumusan masalah : • Bagaimanakah sifat fisis lumpur panas Sidoarjo yang telah melalui proses aktifasi kimia dan fisika ? Tujuan : • menunjukkan potensi lumpur panas Sidoarjo dari karakterisasi sifat fisis lumpur panas Sidoarjo dengan aktifasi kimia dan fisika.
3
• Objek lumpur panas Sidoarjo yang digunakan adalah lumpur panas pada titik yang berjarak ± 2 km dari pusat semburan. (Lumpur dalam kondisi setengah basah). • Aktifasi fisis adalah proses kalsinasi lumpur, sedangkan aktifasi kimia adalah proses pencucian lumpur dengan NaOH 3 M dan HCl 3 M. • Variabel bebas pada percobaan ini adalah suhu kalsinasi dengan range 800 – 1000 oC pada aktifasi kimia kondisi asam (HCl 3 M) dan 200 – 1000 oC pada aktifasi kimia kondisi basa (NaOH 3 M ).
5
LUMPUR PANAS SIDOARJO • Lumpur panas Sidoarjo merupakan semburan lumpur panas yang terdapat di Sidoarjo sejak tanggal 29 Mei 2006 yang terletak disekitar 10 km timurlaut dari gunung penanggungan, sumur eksplorasi Banjarpanji-1, Reno Kenongo, Porong, Sidoarjo (BPLS Sidoarjo). • Kandungan mineral pada lumpur panas Sidoarjo sebagian besar adalah mineral liat (Kaolinite, illite, montmorillonite), quartz, dan oksida logam (Plumlee, 2008).
6
MINERAL LIAT • Mineral Liat merupakan material halus yang berukuran 2 µm yang memiliki sifat plastis saat terdapat kandungan air dan akan mengeras apabila dikeringkan (Gugenheim, 1995; Velde, 1995) • Struktur mineral liat terdiri atas lapisan silika (tetrahedron) dan alumina (oktahedron)
7
• Tahap I Preparasi lumpur : lumpur yang diambil dalam kondisi setengah basah pada jarak ± 2 km dari pusat semburan dicuci, dikeringkan dan diayak sehingga berbentuk serbuk dengan ukuran 150 mesh. • Tahap II Aktifasi : lumpur diaktifasi dengan cara diaduk pada larutan HCl dan NaOH pada konsentrasi 3 M kemudian dikalsinasi pada rentang suhu 200 – 1000 oC. • Tahap III Karakterisasi : lumpur dikarakterisasi dengan menggunakan SEM-EDX, XRD, FTIR, DTA, TGA-DSC, BET. • Tahap IV Analisa Potensi : Hasil analisa karakterisasi dicocokkan dengan potensi pemanfaatan lumpur panas Sidoarjo.
8
N200
N600
N800
N1000
H200
H600
H800
H1000
LM
LM menunjukkan lumpur tanpa aktifasi, sedangkan N = NaOH, H = HCl, dan angka = suhu kalsinasi
9
SEM - EDX
MORFOLOGI LUMPUR TAK TERAKTIFASI
Unsur OK Na K Mg K Al K Si K PK SK Cl K KK CaK Fe K
Wt % 41.81 1.79 3.30 15.21 29.56 0.26 0.28 0.97 1.00 0.56 5.26
At % 56.54 1.67 2.96 12.20 22.75 0.18 0.19 0.59 0.55 0.30 2.06
EDX LUMPUR TAK TERAKTIFASI
10
11
12
XRD - SPEKTRUM
Counts
1600
q : Quartz m : Monmorilonit i : illite k : kaolinit
1200 800
mi
q
iq
2000 q : Quartz 1600 26.0
m
i
q
26.4
26.8 N1000
Counts
2000
2000 1600 1200 800 400 0
m : Monmorilonit i : illite k : kaolinit
2000 1600 1200 800 400 0
i q
1200
26.0
q k mi
800
m
26.4
iq
H1000
N800
400
N600
H800 H600 H200 LM
400
N200
0
LM
15 20 25 30 35 40 45 2θ
LUMPUR TERAKTIFASI NaOH 3M
26.8
0 15
20
25
30 2θ
35
40
LUMPUR TERAKTIFASI HCl 3M
45
13
XRD - RIETVELD SPEKTRA Jenis Sampel LM H 200 H 600 H 800 H 1000 N 200 N 600 N 800 N 1000
Jumlah Kandungan Mineral (%wt) Q I K M 5,15 86,81 5,44 2,6 8,21 71,08 17,94 2,77 19,64 69,73 10,63 12,14 81,30 6,56 8,8 91,2 10,13 72,14 4,13 13,6 11,35 85,62 3,03 11,79 86,64 1,57 26,3 73,70 -
14
FTIR - SPEKTRUM 1
2 3 45
100
100 LM
% Transmittance
%Transmittance
N200
40
23
45
LM
80 H200
80 60
1
N600 N800
20 N1000
60 H600 40 H800 20 H1000 0
0 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 -1
Wavelength (cm )
LUMPUR TERAKTIFASI NaOH 3M
0
4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 -1 Wavelength (cm )
LUMPUR TERAKTIFASI HCl 3M
0
15
6
Eksoterm
4 2 0 -2 -4
dehidrasi
Heat Flow (µV)
dehidroksilasi
DTA
-6 -8 -10 -12 0
200
400
600
Temperatur (oC)
800
1000
16
TGA – PENGURANGAN BERAT
200
N600
LM
N200
400
600
800
Temperatur (oC)
1000 1200
LUMPUR TERAKTIFASI NaOH 3M
16 15 14 13
200
H600 LM
dehidroksilasi
15
14
N800
dehidroksilasi
16
H1000 H800
dehidrasi
N1000
Massa lumpur (mg)
17
dehidrasi
Massa lumpur (mg)
17
400
600
H200
800 1000 1200
o
Temperatur ( C)
LUMPUR TERAKTIFASI HCl 3M
18
BET-PENGARUH T. KALSINASI Area Permukaan HCl Area Permukaan NaOH
Diameter Pori HCl Diameter Pori NaOH
3.90
Diameter pori (nm)
3.88
100
3.86 3.84
80
3.82
60
3.80 40
3.78
20
3.76 3.74
0
3.72 0
200
400
600
800 o
Temperatur kalsinasi ( C)
1000
Area Permukaan (m2/g)
120
19
BET-ADSORBSI ISOTERM
Volume @ STP (cc/g)
1.6
50 40
200
2.0
6
1.2
N600 LM
0.8 0.4 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
30 20
N800
10
N1000
0 0.0
0.2
8
N200
N1000
0.4
0.6
0.8
1.0
Tekanan Relatif (P/Po) LUMPUR TERAKTIFASI NaOH 3M
Volume @ STP (cc/g)
60
160
H1000
H800
4 2 0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
120 80
H600 H200
40
LM
0 0.0
H1000 0.2
0.4
0.6
0.8
Tekanan relatif (P/Po)
LUMPUR TERAKTIFASI HCl 3M
1.0
20
BET-DISTRIBUSI UKURAN PORI N1000
6.0x10-4
0.030
4.0x10-4
dV (D) (cc/nm/g)
-4
2.0x10
0.025
0.0
10
100
0.020 0.015 0.010
0.10 0.08
0.000
0.00
Diameter pori (nm) LUMPUR TERAKTIFASI NaOH 3M
H1000
10
100
0.04 0.02
100
2.5x10-3 2.0x10-3 1.5x10-3 1.0x10-3 5.0x10-4 0.0
0.06
0.005 10
H200 H600 H800 H1000 LM
0.12
dV (D) (cc/nm/g)
0.035
N200 N600 N800 N1000 LM
8.0x10-4
10
100
Diameter pori (nm) LUMPUR TERAKTIFASI HCl 3M
