Endro Kismolo, dkk.ISSN0216 - 3128245 Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah - Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2012 Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 4 Juli 2012 KARAKTERISASIKAPASITASTUKARKATIONZEOLITUNTUK PENGOLAHAN LIMBAH B3 CAIR Endro Kismolo, Nurimaniwathy, Tri Suyatno Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan BATAN Jl. Babarsari Kotak Pos 6101 YKBB Yogyakarta Email : endrokismolo@gmail.com ABSTRAK KARAKTERISSASIKAPASITASTUKARKATIONZEOLITUNTUKPENGOLAHANLIMBAHB3 CAIR. Telah dilakukan penelitian karakterisasi kapasitas tukar kation zeolit alam sebagai sorben alternatif. Penelitianinidilakukanuntukmengetahuikarakteristikkapasitastukarkationzeolitalamyangdigunakan padareduksivolumelimbahradioaktif.Karakterisasidilakukandenganmengukurnilaikapasitastukar kationzeolitalamsebelumdansetelahpengaktifankimiazeolitalammenggunakanlarutan(NH4)2SO40,1 M;NH4NO30,1MdanNH4Cl0,1M,danpengaktifanfisikadenganpemanasanpadasuhu50 oCsampai dengan 450 oC. Dari percobaan diperoleh kesimpulan bahwa kondisi terbaik dicapai pada suhu pemanasan 250 oCyaitumemberikannilaiKTKtotalsebesar=1,904meq/g.Sedangkan(NH4)2SO40,1Mmerupakan aktifan terbaik yaitu memberikan nilai KTK total sebesar 1,921 meq/g. Kata kunci : Kapasitas Tukar Kation, KTK-Zeolit, Reduksi Volume LRA ABSTRACT THECHARACTERIZATIONCATIONEXCHANGECAPACITYOFZEOLITEFORTHE TREATMENTOFHAZAORDUSLIQUIDWASTE. The aim of the research of characterization ofcation exchange capacity natural zeolite for the alternative sorbent has been done. This research was done to know cationexchangecapacityofnaturalzeolite,astheappliedonthereductionofradioactivewaste. Characterizationwasdonebymeasureofcationexchangecapacityofzeolitebeforeandafterchemical activation using (NH4)2 SO4 0.1 M; NH4NO3 0.1 M danNH4Cl 0.1 M and physical activation by heating on temperature from 50 oC to 450 oC. From the research can be deduced that the best condition to be obtained on temperature heating on 250 oC is to gave total CEC are 1,904 meq/g. And the NH4)2 SO4 0,1M is the best activan with the value of CEC are 1,921 meq/g. Key Words : Cation Exchange Capacity, CEC-Zeolite, Volume Reduction of RW PENDAHULUAN ntuk mendukung kegiatan pengelolaan limbah radioaktuifdiPTAPBkhususnyapada kegiatanreduksivolumelimbahradioaktifdan limbahB3cairaktivitasrendahperlu dikembangkanpemanfaatanminerallokalsebagai sorbenalternatif.Peningkatanmetodedanteknis sorpsimenggunakanminerallokalterus diupayakanagardiperolehtingkatreduksilimbah yangtinggi,sehinggapencemaranlingkungan dapatdihilangkan.Pemakaianminerallokal zeolit padaprosessorpsimerupakansalahsatumetode yangditerapkanpadaprosesreduksidan pengolahan limbah radioaktiuf dan limbah B3 cair. Prosessorpsicocokditerapkanpadareduksi volume limbah radioaktif cair dan senyawa B3 cair yang memiliki kadar radionuklida atau logam berat yangrendah,misalnyalimbahcairdestilat evaporatoratauefluenprosespertukaranion sebelumlimbahtersebutdidispersilingkungan. LimbahradioaktifdansenyawaB3cairyang memilikikaraktristikdemikianbiasanyaterdapat dalam beningan atau efluen hasil pengolahan kimia danprosesevaporasidimanadidalamnyamasih mengandungradionuklidaataulogamberatyang kadarnya belum memenuhi syarat untuk didispersi ke lingkungan(1,2). Saatinizeolitbanyakdigunakansebagai sorben alam yang secara ekonomis dapat digunakan sebagaibahanpenyeraplogamberbahayadalam limbah radioaktif dan senyawa B3 cair. Salah satu faktorpentingberkaitandenganpenggunaan mineral lokal khususnya zeolit untuk penyaring dan ataupenyeraplogamberbahayadalamlimbah industri adalah dalam hal kemampuan mineral lokal sebagaipenukarion.Kemampuanzeolitsebagai sorben didukung oleh adanya kandungan senyawa alumuniumsilikatdidalamnyayangmemiliki struktur kerangka tiga dimensi di dalam zeolit yang terbentuk oleh tetrahedral Al045- dan SiO44- dengan ronggadidalamnyaterisiion-ionlogambiasanya logamalkalitanah(Na,K,Mg,CadanFe)dan molekulairyangdapatbergerakbebas.Untuk mempermudah terjadinya proses pertukaran kation-kation,padatanzeolitdibuathomogenterlebih dahuludenganprosespengaktifanyaitudengan U246ISSN0216 - 3128Endro Kismolo, dkk. Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah - Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2012 Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 4 Juli 2012 menambah asam atau garam tertentu, atau dengan pemanasan (2,3,4). Pengaktifan mineral lokal dapat dilakukan denganmenambahkanlarutanasamataugaram (sulfat,khlorida,nitrat).Langkahinibertujuan untuk membersihkan permukaan pori-pori mineral, membuang senyawa-senyawa pengotor dan reposisi letakatomdalamporiyangdapatdipertukarkan denganmemperbesarkemungkinannaiknya pergerakanlogam-logamalkalitanahyangadadi dalamnya (3,4,5).Padapengaktifansecarakimia menggunakanlarutangaramNH4+makaakan diperoleh(zeolit-NH4+)sebagaipenukarkation, sehingga dalam proses sorpsi kation (Logam =L) yangadadalamlimbahakanterserapolehpori permukaanzeolitdanbersubtitusidengankation NH4+yangadapadapermukaansorben,seperti dalam reaksi di bawah ini : 1. Reaksi aktifasi zeolit) Zeolit Ca++ +NH4+ Zeolit NH4+ +Ca++(1) Ca++(Al2O3. 3SiO2) +NH4+ (Al2O3. 3SiO2) 2 NH4+ +Ca++(2) 2.Reaksipertukaranionpadaaplikasiproses penyerapan limbah(Al2O3. 3SiO2) 2 NH4+ +Pb++ (Al2O3. 3SiO2) Pb++ +NH4+(3) Gambar 1.kerangka struktur mineral lokal zeolit dan clipnotit Zeolitmempunyaikapasitastukarkation (KTK)yanglebihtinggidibandingkanlempung misalnya bentonit, dan rumpun monmorillonit yang lain,halinidapatditerangkandariperbedaan struktur kristal kedua material yang mempengaruhi sifatserapandanpertukaranion.NilaiKTKtotal dari zeolit jenis klinoptilolit pada umumnya antara (1,52,0)meq/gdanKTKtotaldaribentonit bervariasi dari (0,4- 1,2) meq/g.Di dalam sistem air,nilaiKTKdarizeolitjugasangatditentukan sifatpergerakanlogam-logamalkaliyangadadi dalamnyayaitulogam(Ca,Mg,NadanK)(1,8). Secara umum kerangka struktur mineral lokal zeolit danclipnotitmengikutibentukstruktur sebagaimana ditunjukkan Gambar 1. Logam-logam alkali yang bersifat kationik tersebutsecaraterpisahmampumenaikkannilai KTK total dari sorben zeolit tergantung kemudahan logam-logam alkali tersebut bergerak dalam sistem saluran-salurankerangkazeolit.Kation-kation tersebutmempunyaimobilitasyangtinggi, sehingga dapat memudahkan proses pertukaran ion. Karakterzeolitlainnyaadalahdaripembentukan kerangkastrukturmolekulardaripenggabungan molekul-molekultetrahedralmembentukcelah-celahdansaluranyangteratursehingga menyebabkanadanyastrukturberporiyang memungkinkan suatu molekul dapat melewati atau terperangkapdalamstrukturkristal.Halini menyebabkanzeolitbersifatsebagaipenukarion, penyerap,danpenyaringmolekul (4,5).Sistem kapilaritasdalamporiyangterbentukdalam strukturzeolitdidugaakanmenjadilebihluas apabila zeolit alam dipanaskan pada suhu tertentu. Proses pemanasan diduga mampu menguapkan air dalam struktur kristal, dan kotoran dalam pori akan ikut teruapkan bersama penguapan air.Pori sorben yang semakin besar menyebabkan proses intrusi air akanmeningkatsehinggadidugaakan meningkatkan nilai kapasitas tukar kation, sehingga untuk meningkatkan kemampuan sorpsi dari zeolit dapatdilakukandengancarapeningkatannilai kapasitas tukar kation zeolit tersebut menggunakan larutangaram(NH4)2SO4;NH4NO3danNH4Cl atauHNO3danaktivasisecarafisisdengan pemanasan zeolit pada suhu 50 oC sampai dengan 450 oC.Selanjutnyakarakteristiksorbenzeolit ditentukandenganmengukurnilaiKTKtotaldan nilaiKTKmasing-masingkation(sebagaiCa++, Mg++, Na+ dan K+ ) yang ada di dalamnya (2,5). Dalam percobaan ini selain ingin diperoleh karakteristiknilaikapasitastukarkationtotaldan nilai KTK masing-masing logam-logam alkali yang adadidalamzeolittersebutsebelum dansesudah pengaktifan,jugaakandiujikemampuansorpsi zeolittersebutdalammereduksikadarPbdalam limbah B3 cair fase air (7). TATA KERJABahanZeolitdariGedangsariGunungKidul, larutan ammonium sulfat 0,1 M, larutan ammonium nitrat,0,1M,larutanammoniumkhlorida0,3M, limbahcairefluensimulasiyangmengandung kontaminan logam plumbum (Pb) sebesar 50,0 ppm dan aquades. Endro Kismolo, dkk.ISSN0216 - 3128247 Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah - Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2012 Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 4 Juli 2012 PeralatanAyakan standar tyler, perangkat pengaduk polymixer, piranti gelas, furnase thermolyne sybron dan spektrofometer. Cara Kerja Pengaktifanzeolitsecarafisisdengan pemanasana.Zeolitlolossaringan(-60+80)meshsebanyak 500 gram dimasukkan ke dalam gelas piala atau cawan porselin, dipanaskan dalam furnase pada suhu 150 oC selama 60 menit, didiamkan dalam furnasesampaisuhukamar,ditimbang, kemudian ditampung dalam wadah dan ditutup rapat, b.Dilakukanlangkahyangsamasepertidiatas pada suhu 50 oC, 100 oC, 200 oC, 150 oC, 250 oC, 300 oC, 350 oC, 400 oC dan 450 oC untuk masing-masing selama 60 menit. C.Dilakukanlangkahadanbterhadapzeolit dengan ukuran butir (-80+100) mesh. Pengaktifan zeolit secara kimiaa.Zeolit ukuran butir (-60+80) mesh sebanyak 150 gram dimasukkan ke dalam gelas beker volume 1000 ml yang telah berisi larutan aktivan (NH4)2 SO4 0,1 M sebanyak 500 ml. Selanjutnya diaduk padakecepatanpengadukancepat150rpm selama10menitmenggunakanperangkat polymixer,dilanjutkandengankecepatan pengadukan lambat 30 rpm selama 60 menit. b.Hasilnyadisaringdanpadatandalamkertas saring masukkan ke dalam gelas beker 1000 ml. Selanjutnyapadatandalambekergelasdicuci dengan akuades yaitu dengan cara ditambahkan akuades 500 ml, diaduk lambat 50 rpm selama 10menit,disaringdandiukurpHfiltratnya. Pencucianterhadappadatandiulangdengan carayangsamasampaidiperolehpHfiltrat=7,0 c.Padatanyangdiperolehdipindahkankedalam gelasbeker1000mluntukdicucidengan ethanolteknissebanyak500mldengancara diaduk (30 rpm) selama 60 menit, disaring, dan padatanyangdalamkertassaringdipindahkan kedalamcawanporselain,dikeringkan menggunakan lampu pemanas sampai diperoleh berat padatan yang tetap. d.Padatan zeolit hasil aktivasi digerus, dan diayak denganayakantylerstandardukuran(-60+80) mesh, hasilnya disimpan dalam eksikator.e.Langkaha,b,cdandilakukanterhadapzeolit ukuranbutir(-80+100)meshdandengan larutan aktifan NH4NO3 0,3 M dan NH4Cl 0,3 M.Masing-masingperlakuandilakukantiga kali ulangan. Penentuan nilai kapasitas tukar kation (KTK) Kapasitastukarkationadalahbanyaknya kationyangdapatditukarkandalamsatuanberat equivalentiapsatuanberatmineraldaribahan galian alam. Pada percobaan ini selain diukur nilai KTKtotal,jugadianalisisnilaikapasitastukar kationyangditimbulkankarenaadanyalogam-logamalkaliyangbersifatkationik(Ca,Mg,Na dan K).UjisorpsilogamPbdalamlimbahsimulasi khrom-nitrat Limbah B3 cair yang mengandung logam Pbsebesar50,0ppmdimasukankedalamgelas beker 100 ml, kemudian ditambah zeolit alam dan zeolithasilpengaktifanterbaiksebanyak10% berat/volume(b/v).Campuranselanjutnyadiaduk pada kecepatan pengadukan cepat 150 rpm selama 10 menit dan pengadukan lambat 50 rpm selama 60 menit,dienapkanselama180menit.Selanjutnya dilakukananalisiskadarPbdalambeninganhasil pengenapan dengan metode spektrofotometri. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengaruhpemanasanterhadap karakteristiknilaikapasitastukar kation. Tabel 1.Tabeldatahubunganantarasuhu pemanasanterhadapnilaiKTKtotal zeolit pada kondisi ukuran butir (-60+80) mesh dan (-80+100) mesh, dengan waktu pemanasan 60 menit. NoSuhu Pemanasan (oC) Kapasitas Tukar Kation (KTK)total(meq/gram) (-60+80) mesh(-80+100) mesh1. 501,6641.651 2. 1001,7361.726 3. 1501,7781.755 4. 2001,8121.794 5. 2501,9041.854 6. 3001,6231.554 7. 3501,4141.372 8. 4001,3761.302 Datapengaruhpemanasanterhadap karakteristik nilai kapasitas tukar kation total zeolit dapatdilihatpadaTabel1.DariTabel1dapat dilihat bahwa pengaktifan dengan cara pemanasan sedikitmeningkatkannilaikapasitastukarkation dari zeolit alam. Dari Tabel 1 diperoleh data bahwa pada suhu pemanasan tertentu ( 300 oC) terhadap zeolitalam,nilaiKTKtotalyangdiperoleh cenderung turun. Haliniterjadikarenapadakisaransuhu tersebut diduga sudah mulai terjadi kerusakan pada strukturkerangkamineralzeolit,sehingganilai 248ISSN0216 - 3128Endro Kismolo, dkk. Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah - Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2012 Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 4 Juli 2012 KTKyangdiperolehmenjadirendah.Dari percobaan,kondisipemanasanzeolitterbaik dicapaipadakisaransuhu200 oCsampai250 oC dengan nilai KTK total antara 1,904 meq/g sampai 1,854 meq/g. Terhadap kedua kondisi ukuran butir, makauntukzeolitdenganukuranbutir(-60+80) mesh memberikan nilai kapasitas tukar kation total sedikitlebihbesarapabiladibandingkandengan zeolit dengan ukuran butir (-80+100) mesh.Pengaruhpengaktifankimiaterhadap nilai kapasitas tukar kation (KTK) total dari zeolit alam. Pengaruh pengaktifan kimia terhadap nilai kapasitas tukar kation (KTK) total dari zeolit dapat dilihat pada Tabel 2. Dari Tabel 2, dapat diperoleh data bahwa nilai kapasitas tukar kation zeolit dapat ditingkatkan dengan cara pengaktifan kimia, dalam percobaan ini digunakan larutan aktivan (NH4)2SO4 0,1M, NH4NO3 0,1 M dan NH4Cl 0,1 M. Terhadap variableukuranbutirzeolit,makadariTabel1 dapatdiperolehdatabahwanilaikapasitastukar kationtotaldarizeolitdenganukuranbutir(-60+80)meshmemberikannilaiKTKyanglebih besarapabiladibandingkandenganzeolitdengan ukuran butir (-80+100) mesh.Tabel 2. Pengaruhpengaktifansecarakimia terhadapnilaikapasitastukarkation (KTK) total dari zeolit yang dipanaskan 150 oC NoLarutan AktivanKTK (meq/g) Ukuran butir (-60+80) mesh(KTK awal : 1,664 meq/g) 1.(NH4)2 SO4 0,1 M1,921 2.NH4NO3 0,1 M1,898 3.NH4Cl 0,1 M1,786 Ukuran butir (-80+100) mesh (KTK awal : 1,651 meq/g) 1.(NH4)2 SO4 0,1 M1,886 2.NH4NO3 0,1 M1,746 3.NH4Cl 0,1 M1,726 Daripercobaaninidiperolehdatabahwa hasilmodifikasi/pengaktifanzeolitsecarakimia terbaik dicapai dengan penambahan larutan (NH4)2 SO40,1MyaitudengannilaiKTKtotalrerata sebesar 1,921 meq/g terhadap zeolit dengan ukuran butir(-60+80)mesh.Meskipunperubahannilai kapasitas tukar kation yang dipeoleh masih cukup rendah, tetapi denambahan ammonium sulfat encer memberikan nilai KTK yang lebih besar disbanding ammoniumnitratdanammoniumkhlorida.Pada pengaktifan mineral lokal, pengendalian kerusakan strukturmineraldanaktivasiterjadibersamaan ketikaprosespengaktifan.Padapenelitianini karenawaktupengaktifanrelatifsingkat,diduga ammoniumsulfatmampuselainsebagaiaktifan jugamampumembersihkankerangkastruktur mineral lebih cepat dibandingkan ammonium nitrat danammoniumkhlorida.Ionsulfatakan menggantikan posisi Ca++, Na+ dan K+ dalam ikatan ioniknya, sehingga nilai KTK yang diperoleh akan maningkat.Terhadapukuranbutirzeolit,dari percobaandiperolehdatabahwameskipun selisihnyatidaksignifikan,makapadaproses pengaktifansebaiknyadipilihdenganukuran mendekatiukuranbutiraplikasi,yaitusekitar60 sampai dengan 100 mesh. Pada pengaktifan, ukuran butiryanglebihbesarakanmengalamikerusakan material lebih kecil dari pada yang ukuran butirnya lebihkecil.Inimasihperludikembangkan mengingatkondisiminerallokaldisetiapdaerah memiliki karakteristik yang berbeda. Pengaruhpengaktifanterhadapnilai kapasitastukarkation(KTK)logam-logam alkali(Ca, Mg,Na dan K) dalam zeolit alam. Tabel 3.aPengaruhukuranbutirterhadapnilai kapasitas tukar kation (KTK) dari logam-logam alkali dalam zeolit alam. NoUkuran Butir (mesh) Nilai Kapasitas Tukar Kation (KTK) (meq/g)Ca++Mg++Na+K+1. (-60+80) 1,4920,6250,851 0,5142. (-80+100) 1,4710,5480,794 0,502Data Primer : Metode analisis : SNI. 15-0449-1989 Modifikasi/pengaktifanterhadapnilai kapasitas tukar kation (KTK) masing-masing logam alkali yang ada di dalam zeolit dapat dilihat pada Tabel 3a, Tabel 3.b dan Tabel 3.c. Dari percobaan dapatdiperolehinformasibahwanilaikapasitas tukar kation zeolit dapat ditingkatkan dengan cara pemanasandanpengaktifankimiayaitudalam percobaan ini digunakan larutan aktifan (NH4)2SO4 0,1 M NH4NO3 0,1 M dan NH4Cl 0,1 M, masing-masinglarutanaktifanmenghasilkannilaiKTK yangberbeda.Dariketigatabeltersebutdapat dilihatbahwauntukmasing-masinglogamalkali akan memberikan sifat pertukaran dalam kerangka zeolit yang berbeda tergantung kondisi zeolitnya.Nilaikapasitastukarkationmasing-masinglogamalkalitersebuttersebutsangat tergantungkondisinyaantaralainukuranbutir, kondisisebelumdansetelahpemanasan,serta kondisizeolitsebelumdansetelahpengaktifan secara kimia. Dari Tabel 3.a, dapat diperoleh data terhadapduamacamkondisiukuranbutirzeolit, bahwaukuranbutirberpengaruhterhadapnilai kapasitastukarkationlogam-logamalkalidalam zeolit.Semakinkecilukuranbutirnya,makanilai Endro Kismolo, dkk.ISSN0216 - 3128249 Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah - Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2012 Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 4 Juli 2012 reratakapasitastukarkationyangdihasilkan masing-masinglogamalkali cenderung turun. Hal ini berlaku untuk semua nilai KTK dari logam Ca, Mg,NadanKyangadadidalammineralzeolit. Meskipunbelumdianalisislebihdalamdengan melihatkondisistruktursebelumdansesudah pengaktifan,samadenganpercobaanawalbahwa hal ini terjadi karena terjadinya kerusakan mineral semakinbesarpadaukuranbutiryangsemakin kecil. Kondisi yang demikian membuat nilai KTK yang diperoleh baik secara total maupun per logam alkalimemilikikecenderunganmenurun.Data tersebutmemberikaninformasipentingtentang batasanpenggunaanmineralalam(tanpa modifikasi)khususnyazeolityangsering diaplikasikan untuk proses adsorpsi.Tabel 3.bPengaruhpengaktifanfisikadengan pemanasan terhadap nilai kapasitas tukar kation(KTK)darilogam-logamalkali dalam zeolit. No Suhu Pemanasan (oC) Nilai Kapasitas Tukar Kation (KTK)(meq/g)Ca++Mg++Na+K+Ukuran butir (-60+80) 1.Tanpa pemanasan0,823 0,103 0,324 0,3002.1501,415 0,188 0,611 0,4093.2001,420 0,512 0,666 0,4244.2501,399 0,477 0,627 0,4465.3001,268 0,237 0,818 0,5406.3500,918 0,474 0,843 0,636Ukuran butir (-80+100) 1.Tanpa pemanasan0,736 0,098 0,286 0,2652.1501,248 0,597 0,665 0,3723.2001,670 0,467 1,022 0,4514.2501,422 0,469 0,811 0,5415.3001,177 0,238 0,623 0,4636.3500,784 0,095 0,584 0,601Data Primer : Metode analisis : SNI. 15-0449-1989Selanjutnya dari Tabel 3.b dan Tabel 3.c, diperoleh data pengaruh pemanasan dan pengaruh pengaktifankimiaterhadapnilaikapasitastukar kation masing-masing logam alkali yang ada dalam zeolitalam(Ca,Mg,NadanK).Daridata menunjukkanbahwauntukkeduaukuranbutir sampelzeolityangdicoba,variabelpemanasan mampumenaikkannilaiKTKyangdiperoleh, tetapi pada suhu tertentu nilai KTK yang diperoleh cenderung turun lagi.Padabatastertentuvariabel panasdanpenambahanbahankimiajustru menurunkan nilai KTK logam-logam alkali, hal ini diduga terjadi karena kerusakan struktur kerangka zeolityangmengakibatkanterjadinyapenurunan mobilitaslogam-logamalkalidalam(Ca,Mg,Na dan K) dalam zeolit. Kondisi yang demikian akan menyebabkanterjadinyapenurunannilaiKTK masing-masinglogamalkalitersebut.Pada percobaan ini, pemanasan yang optimum memang belumdiperoleh,artinyaseberapajauhkondisi strukturmineralmaihperludikajilebihdalam, khususnya terkait dengan ukuran butir dan variabel pemanasan,karenakecenderunganturunnyanilai KTKtidaksemata-matakarenaproses tergantikannyalogam-logamalkalidenganion aktifan,tetapikerusakanstrukturmineralakan dikajilebihdalam.Daridatapercobaan,kondisi pemanasan terbaik dicapai pada suhu antara 200 oC sampai 250 oC, sedangkan untuk pengaktifan kimia, larutanammoniumsulfatmemberikanreratanilai KTK yang terbesar untuk semua logam alkali yang ada di dalam zeolit seperti tampak pada tabel 3.c. Tabel3.c.Pengaruhpengaktifankimiaterhadap nilaikapasitastukarkation(KTK) logam-logam alkali dalam zeolit. No Kondisi Zeolit Nilai Kapasitas Tukar Kation (KTK) (meq/g)Ca++Mg++Na+K+1.Ukuran butir (-60+80) Aktivasi secara kimia : a. (NH4)2 SO4, 0,1 M b. NH4NO3, 0,1 M c. NH4Cl, 0,1 M 1,286 1,276 1,187 0,566 0,684 0,507 0,5810,4730,542 0,6830,6910,5532.Ukuranbutir(-80+100)Dipanaskan : a. (NH4)2 SO4, 0,1 M b. NH4NO3, 0,1 M c. NH4Cl, 0,1 M 1,228 1,266 1,205 0,513 0,510 0,455 0,4940,5250,481 0,6030,6280,562Data Primer : Metode analisis : SNI. 15-0449-1989UjisorpsiterhadaplimbahcairPb-nitrat Kondisizeolithasilpemanasandan pengaktifankimiadigunakanuntuksorpsilimbah cairyangmengandunglogamPb.Datauntuk percobaan tersebut dapat dilihat pada Tabel 4. Pada ujisorpsiinihanyadicobauntukzeolitalamdan yangmemilikinilaiKTKterbaiksetelah pengaktifansecarafisikadengancarapemanasan dan pengaktifan secara kimia. Dariujisorpsitersebuttampakbahwa perlakuanterhadapadsorbenalamzeolitsecara nyata mampu meningkatkan kemampuan sorpsinya, sehinggaminerallokalyangakandigunakan sebagaisorbenalternativeperludimodifikasibaik dengancarapemanasanataudengancara pengaktifankimia.Daripercobaandiperolehdata bahwaujisorpsimenggunakanmineralyang mengalamipengaktifanakanmemberikankualitas sorpsilebihbaik,danakhirnyamemberikannilai efisiensipemisahanlebihbesar.Dalamsemua 250ISSN0216 - 3128Endro Kismolo, dkk. Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah - Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2012 Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 4 Juli 2012 kondisidapatdilihatbahwasemakinbesarnilai kapasitastukarkationnya,akanmemberikannilai efisiensipemisahanyangcenderunglebihbesar pula.Initerjadikarenasemakinbesarnilai kapasitas tukar kationnya akan memberian peluang selain terjadi proses sorpsi juga terjadi pertukaran ionolehlogam-logamalkaliyangadadidalam kisi-kisi struktur mineral. Selanjutnya pada aplikasi penambahanbahankimiaperludipertimbangkan sesuaikebutuhanproses,mengingatproses pengaktifansegeraperludilakukanproses pencucuan agar tidak terjadi korosi dan pelepasan logam-logamyangsiapdipertukarkan.Selainitu pengguaanbahankimiaaktifandirekomendasikan untukmenggunakanlarutanyangenceruntuk menghindari kerusakan mineral. Tabel4.Ujisorpsizeolitterhadapefisiensi pemisahan limbah Pb-nitrat pada kondisi bebanadsorben10%b/v,kecepatan pengadukancepat100rpmselama10 menit, kecepatan pengadukan lambat 30 rpmselama30menitdanwaktu pengenapan selama 12 jam. No. Kondisi adsorben zeolit Efisiensi Pemisahan (%) 1. Zeolitalam(-60+80) mesh 64,725 2. Zeolit pemanasan 250 oC88,424 3. Zeolithasilpengaktifankimia dengan (NH4)2SO4,: 0,1 M 94,615 3. ZeolithasilpengaktifankimiadenganNH4NO3 :0,1 M 93,559 3. ZeolithasilpengaktifankimiadenganNH4Cl: 0,1 M 91,274 KESIMPULAN Dari data percobaan, diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1.Terhadap nilai kapasitas tukar kation total, maka untukkeperluanmodifikasizeolitalam, pemanasanterbaikdicapaipadasuhu250 oC dengan nilai KTK total sebesar =1,904 meq/g, sedangkanzeolityangaktifanlarutan(NH4)2 SO40,1merupakanaktifanterbaikyaitu memberikannilaiKTKtotalsebesar1,921 meq/g. 2.TerhadapnilaiKTKdarilogam-logamalkali kationikCa++,Mg++,Na+danK+,makaCa++ yangpalingdominanmemilikinilaikapasitas tukar kation terbesar yaitu untuk zeolit dengan ukuranbutir(-60+80)meshyangdipanaskan sampai 200 oC dan ditambah larutan (NH4)2SO4 0,1 M. Pada kondisi tersebut nilai KTK logam-logamalkalireratayangdihasilkanadalah sebesar1,420meq/guntuksampelujiyang dipanaskan 200 oC, dan 1,286 meq/g untuk yang diaktifkan dengan larutan (NH4)2SO4 0,1 M. 3.DariujisorpsiterhadaplimbahsimuasiPb-nitrat,diperolehdatabahwakondisimineral lokalyangterbaikmemberikannilaiefisiensi pemisahan logam Pb yang terbesar. DAFTAR PUSTAKA 1.BRECK,D.W.,ZeoliteMolecularSieves, Structure, Chemistry, and Use, J ohn Wiley & Sons, Inc., New York, 1974. 2.SCHNEIDER,K.,UseofLocalMineralsin the Treatment of Radioactive Waste, Technical Report Series No. 136, IAEA, Vienna, 1974. 3.OTHMER,K.,EncyclopediaofChemical Technology,3thed.,vol.15,J ohnWiley& Sons, New York, 1981 4.PALAR,HERYANDO.,1994,Pencemaran danToksikologiLogamBerat,PT.Rineka Cipta, J akarta 5.http://www.rpi.edu/dept/chem-eng/Biotech-Environ/SEDIMENT/sedsettle. Html. 6.PeraturanPemerintahRINomor82Tahun 2001TentangPengelolaanKualitasAirdan PengendalianPemcemaranAirdan Penjelasannya. 7.ENDROKISMOLO,2011,Karakterisasi KadarZatPadatDalamEfluenPadaProses SorpsiLimbahB3CairMenggunakanZeolit, ProsidingPertemuandanPresentasiIlmian- PenelitianDasarIlmuPengetahuandan Teknologi Nukir, PTAPB, Yogyakarta. 8.HANAN S, DKK, 2010, Application of zeolite preparedfromegyptiakaolinforremovalof heavymetals:II.Isotermmodels,J ournalof Hazaourdous Materials 182 ; 842-841. TANYAJAWAB Harry Supriadi Apakahkarakterfisikadankimiaselaluterkait denganprosespengaktifanminerallokal,dan bagaimana dengan nilai KTKnya? Endro Kismolo Ya.Padapengolahanuntukproses pengaktifan mineral lokal secara fisika selalu diikutiprosesperubahankarakteristik kimianya. Nilai KTK selalu dipengaruhi oleh karakteristik mineral lokal tersebut. Endro Kismolo, dkk.ISSN0216 - 3128251 Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah - Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2012 Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 4 Juli 2012 Rosidi ZeolitdiperolehdariGunungKidul,preparasi apayangdilakukan,apaperluukuranbutir tertentu? Endro Kismolo Penelitian ini adalah bagian preparasi zeolit untuksorbentalternatif.Dalampercobaan inihanyadilakukanpenggerusanuntuk memperolehukuranbutirtertentudan aktivasimenggunakangaramammonium digunakan untuk pengaktifan kimia.