Ektraksi Alumina dari lumpur

Ektraksi Alumina (Al 2O3) Dari Lumpur Senin, 03 November 2014 Abdul Karim 1113016200009 Abstrak

Limbah Padat Lumpur (LPL) terbentuk dari proses pengendapan partikel padat dalam air yang telah diberi koagulan seperti tawas dan PAC (Poly Alumunium Chloride). LPL memiliki kandungan alumina (Al2O3) yang cukup tinggi, sehingga memungkinkan untuk dilakukannya proses pengambilan kembali (recovery) alumina. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari proses pengambilan kembali alumina dari LPL dan mengetahui kondisi proses untuk memperoleh alumina seca ra optimum. Proses pengambilan kembali alumina dari suatu bahan terbagi menjadi tiga proses utama. Pertama LPL dikalsinasi untuk memutus ikatan kompleks aluminosilikat yang sebelum ditambahkan senyawa untuk mengikat alum. Proses kedua merupakan ekstraksi padatcair (leaching) yang berfungsi memisahkan silika dan alumina. Silika akan mengendap dan alumina akan larut. Proses yang ketiga merupakan dekomposisi hidrolisis, senyawa Al akan dipanaskan dengan penambahan air sehingga terhidrasi membentuk alumina. Percobaan dilakukan melalui dua metode. Hasil percobaan metode 1 menunjukkan alumina yang terkandung dalam sampel lumpur sebanyak 0.25 gram. Dan metoda 2 sebanyak 0.15 gram. Kata kunci: Limbah lumpur, alumina, alumina, kalsinasi.

1. Pendahuluan Ekstraksi merupakan proses pemisahan dua zat atau lebih dengan menggunakan pelarut yang tidak saling campur. Berdasarkan fase yang terlibat, terdapat dua jenis ekstraksi, yaitu ekstraksi cair-cair dan ekstraksi padat-cair. Pemindahan komponen dari padatan ke pelarut pada ekstraksi padat-cair melalui tiga tahapan, yaitu difusi pelarut ke pori-pori padatan atau ke dinding sel, di dalam dinding sel terjadi pelarutan padatan oleh pelarut, dan tahapan terakhir adalah pemindahan larutan dari pori-pori menjadi larutan ekstrak. Ekstraksi padat-cair dipengaruhi oleh waktu ekstraksi, suhu yang digunakan, pengadukan, dan banyaknya pelarut yang digunakan (Harborne, 1987). Tingkat ekstraksi bahan ditentukan oleh ukuran partikel bahan tersebut. Bahan

Ekstraksi Alumina (Al 2O3) dari Lumpur | 1

yang diekstrak sebaiknya berukuran seragam untuk mempermudah kontak antara bahan dan pelarut sehingga ekstraksi berlangsung dengan baik (Sudarmadji & Suhardi, 1984). Pemisahan secara umum dilakukan pada waktu proses eskploitasi dalam pertambangan dimulai. Campuran alami mineral di dalam tanah dan batuan mempumyai kesetabilan karena alam akan mengenalikan komponennya dengan cara alami. Langkahlangkah pemisahan mineral membutuhkan pengetahuan mengenai kation-kation anorganik dan kelarutannya serta reaksi-reaksi kimia yang diperlukan untuk ekstraksi mineral secara kimia. Pemisahan mineral secara umum bukanlah prosese sederhana batuan alami akan mengandung campuran mineral dalam bentuk senyawa-senyawa campuran yang sangat stabil (Surjani Rahardjo, 2013: 214 & 216). Aluminium suatu konduktor listrik yang baik, sudah jelas logam dari sifat fisisnya. Namun, Al2O3 bertindak sebagai oksidasi asam atau oksidasi basa. Oksiadsi dengan kemempuan seprti ini disebut amfoterik ( amphoteric dari kata yunani amphos, berarti kedua-duanya). Al2O3 tidak larut dalam air tetapi memperlihatkan sifat amfoteriknya mellaui reaksinya baik dengan larutan asam maupun basa. Al2O3(s) + 6 HCl (aq) 2 AlCl3(aq) + 3 H2O(l) Basa

asam

AlCl3(s) + 2 NaOH(aq)+ 3 H2O(l) 2 Na[Al(OH)4](aq) Asam basa natrium aluminat Sifat amfoterik ini menandakan titik terjadinya pertukaran dari oksiadsi basa ke oksidasi asam pada unsur-unsur periode ketiga (Oxtoby, 2003: 352) Alumina merupakan satu-satunya oksida dari aluminium yang banyak terdapat di kerak bumi. Umumnya ditemukan bergabung dengan silikon dan oksigen seperti dalam alumininosilikat, logam aluminium bersifat amfoter dapat larut dalam asam dan basa (Sukri,1999). 2Al(s) + 2OH-(aq) + 2H2O → 2AlO2-(aq) + 3H2(g) Alumina dapat diperoleh dari pemanasan hidroksidanya. Pemanasan hidroksida ini di atas 850 0C menghasilkan oksida yang tak larut dalam asam maupun basa, tetapi pada pemanasan di bawah 600 0C

Ekstraksi Alumina (Al2O3) dari Lumpur | 2

diperoleh oksida yang larut dalam asam maupun basa atau bersifat amfoterik (Kristian, 2010). Reaksi dengan air Alumina tidak dapat bereaksi secara sederhana dengan air dan tidak larut dalam air. Walaupun alumina masih mengandung ion oksida, tapi kisi padatannya terlalu kuat untuk bereaksi dengan air.Reaksi dengan asamAlumina mengandung ion oksida, sehingga dapat bereaksi dengan asam. Sebagai contoh, alumina akan beraksi dengan asam klorida encer yang panas menghasilkan larutan aluminium klorida. Al2O3(s) + 6HCl(l) → 2AlCl3(l)+ 3H2O(l) Dalam hal ini (dan sama dalam reaksi dengan asam yang lain), alumina menunjukkan sisi basa dari sifat amfoternya. Reaksi dengan basa Alumina juga dapat menunjukkan sifat asamnya, dapat dilihat dalam reaksi dengan basa seperti larutan natrium hidroksida. Larutan natrium hidroksida pekat yang panas dapat mereaksikan al uminium oksida menghasilkan larutan natrium 10 tetrahidroksoaluminat yang tidak berwarna. Al2O3(s)+ 2NaOH(aq)+ 3H2O(l)→ 2NaAl(OH)4(aq)(Jim Clark, 2007). Terdapat dua bentuk anhidrat Al2O3 yaitu α-Al2O3 dan γ-Al2O3. α-Al2O3 stabil pada suhu tinggi dan juga metastabil tidak terhingga pada suhu rendah. Ia terdapat di alam sebagai mineral korundum dan dapat dibuat dengan pemanasan γAl2O3 atau oksida anhidrat apapun di atas 1000 0C. γ -Al2O3 diperoleh dengan dehidrasi oksida terhidrat pada suhu rendah (  450 0C). α-Al2O3 keras dan tahan terhadap hidrasi dan penyerangan asam. γ-Al2O3 mudah menyerap air dan larut dalam asam; alumina yang digunakan untuk kromatografi dan diatur kondisinya untuk berbagai kereaktivan adalah γ-Al2O3 (Cotton,1989)

2. Metodologi Penelitian Praktikum ekstraksi alumina dari lumpur dilaksanakan di laboratorium kimia I Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan Universitas Islam Negeri S yarif Hidayatullah Jakarta pada tanggal 03 November 2014 pukul 07.30-18.00 WIB. Alat dan Bahan


Pada praktikum ektraksi alumina dari lumpur, diperlukan beberapa alat yang akan digunakan. Diantaranya : oven, cawan porselen, desikator, penjepit besi, spatula, mortar, alu, corong kaca, ring, statif, gelas beaker, gelas ukur, neraca o’haus, kaca arloji, botol semprot, hot plate and stirer, dan indikator pH universal. Sedangkan bahan yang digunakan ialah lumpur, larutan NaOH 2 M, larutan HCl 2 M, dan aquadest. Langkah Kerja

Metoda 1 Ambil dengan teliti 2,5 g lumpur kering yangsudah dikalsinasi dan tempatkanpada gelas kimia 50mL, kemudian tambahkan15mL larutan NaOH 2M, adukdengan pengaduk magnet selama 30 menit.Pisahkan endapan dengan kertas saring, lalupindahkan filtrat ke gelas kimia 50 mL. Tambahkan HCl 2M hingga pH 8, gunakankertas pH indikator universal. Panaskan larutan (70°C) tersebut hingga terbentuk endapan, kemudian dinginkan larutan hingga suhu kamar dan pisahkan endapan yang terbentuk. Cuci endapan dengan akuades hingga pH air hasil pencucian netral, kemudian endapan dipanaskan dalam oven pada 110°C hingga berat konstan.Catat massa endapan konstan akhir yang diperoleh. Metoda 2 Ambil dengan teliti 2,5 g lumpur kering yangsudah dikalsinasi dan tempatkanpada gelas kimia 50mL, kemudian tambahkan15mL larutan HCl 2M. Tutup gelas kimia dengan gelas arloji, adukdan panaskan larutan dengan pengaduk magnet selama 30 menit di lemariasam.Pisahkan endapan dengan kertas saring, lalupindahkan filtrat ke gelas kimia 50mL. .Tambahkan NaOH 2M hingga pH 3, gunakankertas pH indikator universal. Pisahkan endapan yang terbentuk kemudian filtrat ditambahkan NaOH 2 M hingga pH 8.Pisahkan endapan yang terbentuk dan cuci endapan dengan akuades hingga pH air hasil pencucian netral, kemudian endapan dipanaskan dalam oven pada 110°C hingga berat konstan. Catat massa konstan endapan akhir yang diperoleh.

3. Hasil Dan Pembahasan


Dalam percobaan ini, praktikan melakukan ektraksi alumina dari lumpur. Sebelum melakukan proses ekstraksi, sampel lumpur yang berasal dari danau ini diberi perlakuan khusus terlebih dahulu, yakni dioven, diayak, dan dikalsinasi. Sampel dioven hingga memiliki berat yang konstan. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk mengurangi kadar air abu terbang batubara tersebut. Kadar air dalam sampel tersebut diminimalkan atau bahkan dihilangkan untuk melepas ikatan kimia dari air dalam kristal. Adanya panas saat dioven akan mengakibatkan ikatan kimia menjadi renggang dan pada temperatur tertentu atom atom yang berikatan akan bergerak sangat bebas menyebabkan terputusnya ikatan kimia yang nantinya terjadi pada saat proses kalsinasi. Proses dilanjutkan dengan pengayakan sampel abu terbang batubara yang telah dioven. Proses ini dilakukan dengan menumbuk sampel terlebih dahulu yang selanjutnya mengayak sampel untuk memperkecil ukuran abu terbang di mana semakin kecil ukuran partikel dari abu terbang maka reaksi yang terjadi antara alumina dalam abu terbang dengan asam menjadi semakin cepat pula. Kalsinasidilakukan setelah proses pengayakan dengan suhu 700 0C. Proses kalsinasi ini dilakukan untuk menghilangkan kandungan selain mineral-mineral dalam lumpur, serta pengotor-pengotor organik yang terkandung di dalamnya. Proses ini juga dimaksudkan untuk menjaga stabilitas termal dari abu terbang itu sendiri dan untuk memperbesar pori-pori permukaannya (Retno dan Winda, 2010). Pada proses ini bahan baku yang digunakanadalah Bauksit. 1. Tahap pertama adalah pemurnian bijih (pemekatan). Bijih yang kotor (umumnya bercampur besi dan silikon). Bahan-bahan pengotor ini dipisahkan agar tidak mempengaruhi produksi. NaOH ditambahkan ke dalam bijih, Al yang amfoter larut membentuk Aluminat, SiO2 juga larut membentuk ion-ion silikat.Al2O3 + 2NaOH + 3H2O2Na+[Al(OH)4]-SiO2 + 2NaOH 2Na+ + SiO32- + H2OMateri-meteri pengotor

yang

tidak

larutdipisahkan

dengan

penyaringan

(sepertiFeO3).

Selanjutnya Alumina diendapkandari larutan Alumunium Hidroksida yang sangat Alkalis (Basa). Pengendapan ini dilakukan dengan cara : • dengan pengelembungan dalam CO2 (suatu Oksida Asam dengan PH rendah Asam Lemak)


• dengan penambahan larutan denganAl2O3Ion-ion silikat dipindahkan dari larutan 2Na + [Al(OH)4]- + CO2

2Al(OH)3(s) + 2Na +CO32-

Endapan AL(OH)3 dipanaskan sehingga diperoleh Al2O3 murni Al(OH)3

→

Al2O3 + H2O2.

Asam klorida (HCl) memliki tingkat kereaktifan yang paling tinggi dibanding asam lainnya dalam penelitian dikarenakan alumina dalam lumpur ini akan mudah larut dalam HCl baik dalam konsentrasi tinggi (pekat) maupun konsentrasi rendah (encer). Reaksi yang terjadi ialah: Al2O3(s)+ 6HCl(l)→ 2AlCl3(aq)+ 3H2O(l)Reaksi yang terjadi antara oksida aluminium (alumina) ini dengan HCl akan menghasilkan garam AlCl3 yang cenderung bersifat asam. Dalam reaksi ini, alumina yang sifatnya amfoter menunjukkan sifat basanya karena bereaksi dengan asam kuat, yakni HCl.

4. Kesimpulan Berdasarkan hasil percobaan dan analisis data, dapat disimpulkan bahwa:

Daftar Pustaka Clark, Jim. Sifat Asam-Basa dari Oksida-Oksida Periode 3. http://www.chemis

try.org/materi_kimia/kimia_anorganik1/unsur-unsur_periode_3/ sifat_asam_basa_dari_oksida_oksida_periode_3/. [6 November 2014]. 2007.

Cotton dan Wilkinson. Kimia Anorganik Dasar. Terjemahan Sahati Sunarto dari Basic Inorganic Chemistry (1976). Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia Press. 1989. Harborne, J.B. Metode Fitokimia. Edisi Kedua. Bandung: ITB. 1987. Oxtoby, D.W. Kimia Modern Edisi Keempat Jilid Dua. Jakarta: Erlangga. 2003. Petrucci, Ralph H. Kimia Dasar Edisi Keempat Jilid 3. Jakarta: Erlangga. 1987. Sari, Retno Fitriana, dan Winda A.P. “Studi Pengambilan Kembali Alumina dari Limbah Padat Lumpur Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Intan Banjar ”. [Proposal Penelitian]. Banjarbaru : Fakultas Teknik, Universitas Lambung Mangkurat. 2010.


Sudarmadji, S., B. Haryono dan Suhardi. Prosedur Analisa untuk Bahan Makanan dan Pertanian. Yogyakarta: Liberty. 1984. Sugiarto, Kristian H& Retno D. S. Kimia Anorganik Logam. Yogyakarta: Graha Ilmu. 2010 Wonorahardjo, Surjani. Metode-Metode Pemisahan Kimia Sebuah Pengantar . Jakarta: akademia Permata. 2013. Lampiran

Tabel pengamatan No. 1.

2.

Reaksi

Hasil Pengamaan

2,5 g lumpur 2,5 g lumpur + 15 mL NaOH 2 M



tidak ada perubahan

2,5 g lumpur + 15 mL NaOH 2 M (aduk)



mendidih, terbentuk endapan

Filtrat + HCl 2 M



kuning seperti minyak goreng

Filtrat + HCl 2 M (panaskan)

asli, terbentuk endapan hitam 

kuning menempel pada kertas saring

Penimbangan ke-

Massa

1.

2,2 g

2.

1,6 g

Turun

3.

0,25 g

Naik

4.

0,25 g

Konstan

No. Reaksi 1.

Keterangan

Hasil Pengamatan

2,5 g lumpur 2,5 g lumpur + 15 mL HCl 2 M



campuran

coklat,

terbentuk


2,5 g lumpur + 15 mL HCl 2 M (aduk)

endapan 

campuran

coklat

terbentuk

endapan 2.



Filtrat + NaOH 2 M Filtrat + NaOH 2 M (panaskan)

filtrat coklat, endapan coklat muda

Penimbangan ke-

Massa

Keterangan

1.

0,15 g

2.

0,15 g

Konstan

3.

0,15 g

Konstan


Ektraksi Alumina dari lumpur

Recommend Documents