laporan 2 (tanpa beli limbah)
TRANSCRIPT
-
7/25/2019 LAPORAN 2 (Tanpa Beli Limbah)
1/18
LAPORAN TEKNIK PRODUK
PEMUNGUTAN Cu DARI LIMBAH ELEKTRONIK
MENGGUNAKAN ELEKTROKIMIA
Disusun oleh:Afni Rochmania
!"##$#%&"TK"#'()*en+, P-es+ian+i Pe-ma+asa-i !"#!''!!"TK"#' #$I+a .holiha+in !"####(!"TK"#'#Na/,a Rachma+ul Pu+-i !"##$$#0"TK"#'!#$Ra/hi+,a Has+i !"##$ )&"TK"#'###T-i Ha-fan !"###%))"TK"#''00
1URU.AN TEKNIK KIMIA*AKULTA. TEKNIK
UNI2ER.ITA. GAD1AH MADA3OG3AKARTA
!$ (
-
7/25/2019 LAPORAN 2 (Tanpa Beli Limbah)
2/18
BAB I.PE.I*IKA.I UNIT
A4 La+a- Bela5an6
Limbah elektronik atau E-waste merupakan jenis limbah barang
elektronik yang sudah tidak terpakai lagi. Selama sepuluh tahun terakhir,
jumlah peralatan elektronik mengalami peningkatan yang drastis. Akibatnya,
limbah elektronik juga meningkat (Pramono, 2006).
mumnya, limbah elektronik mengandung logam berat yang termasuk
dalam !" (!ahan !erbahaya dan !era#un). Logam berat yang sering
dijumpai dalam limbah elektronik antara lain $r, $u, %n, Ag, Sn, dan Pb.
&ikarenakan memiliki si'at bera#un, limbah elektronik tersebut berbahaya
apabila dibuang ke lingkungan tanpa adanya pengolahan terlebih dahulu.
!erdasarkan data !PS tahuin 20 2, produksi elektronik dalam negeri
untuk 2 (dua) jenis saja yaitu tele isi dan komputer, jumlahnya #ukup
men#engangkan. *ndonesia mampu memproduksi tele isi sebanyak
2.+00.000 kg tahun. -umlah tele isi impor 6.6/ .0/2 kg tahun. &ari jumlah
tersebut, tele isi berpotensi menghasilkan e1 aste sebanyak 2.34 ./44.364
kg tahun. Sementara untuk komputer, *ndonesia mampu memproduksi
2.34 ./44.364 kg tahun, dengan jumlah impor "+."33. "" kg tahun. &an
potensi e1 aste yang dihasilkan men#apai "6.020.34". 6/ kg tahun.
&i samping untuk mengurangi dampak bahaya terhadap lingkungan,
pengolahan limbah elektronik juga dapat meningkatkan nilai ekonomi karena
logam1logam tersebut dapat diman'aatkan kembali. Se#ara umum, limbah
elektronik mengandung 205 tembaga /5 besi 35 timah 25 nikel 25
timbal 5 seng 0,25 perak 0, 5 emas dan 0,00+5 palladium ( ramatyka
et al , 200 ). 7andungan logam tembaga yang relati' tinggi dari limbah
elektronik memberikan prospek untuk pemakaian kembali dengan #ara
recovery.
7ebutuhan tembaga diperkirakan akan meningkat seiring naiknya
permintaan ekspor dunia. Akan tetapi, di sisi lain produksi tembaga
mengalami penurunan dikarenakan adanya perluasan tambang baru sehingga
1
-
7/25/2019 LAPORAN 2 (Tanpa Beli Limbah)
3/18
produksi menjadi kurang optimal. Pada tahun 20 , terjadi penurunan
produksi tembaga sebesar "65 atau 633.04/ ton (&irjen 8ineral dan !atu
!ara 7ementrian 9S&8, !ambang Setia an, 20 ).
ntuk mereko er tembaga dari limbah elektronik, terdapat beberapa
metode yang dapat dilakukan antara lain adsorpsi, ion exchanger , ekstraksi,
dan elektrokimia. 9lektrokimia merupakan suatu metode untuk mereko er
tembaga dengan prinsip perpindahan elektron. &ibandingkan dengan metode
lainnya, elektrokimia memiliki kelebihan yaitu dapat memisahkan logam1
logam dengan kemurnian tinggi (8ar ati, 20 0).
B4 Penen+uan Ka7asi+as :injauan 7ebutuhan :embaga di *ndonesia
Produksi tembaga di *ndonesia (P:. Smelter ; resik) < "00 ribu ton tahun
(+/5 dijual untuk domestik sedangkan sisanya diekspor)
8aka, ketersediaan tembaga untuk *ndonesia < 3 ton tahun
7ebutuhan tembaga *ndonesia < /0 ribu ton tahun (9S&8)
:injauan !ahan !aku
Produksi limbah elektronik di $i#alengka, -a a !arat < 30 ton hari
(Agus Sugiyono, 20 ")
ntuk pre-treatment pada rangkaian proses ini, dipilih proses
hidrometalurgi dibandingkan proses pirometalurgi dengan alasan sebagai
berikut>
3
-
7/25/2019 LAPORAN 2 (Tanpa Beli Limbah)
5/18
Sehingga tahapan proses se#ara keseluruhan >
a) Seleksi !ahan !akuPada proses ini, dari bahan baku yang diseleksi untuk memperoleh
komponen yang diinginkan. b) Crushing
ntuk memperke#il ukuran limbah agar memudahkan dalam proses
berikutnya.#) ?idrometalurgi
i. Leaching
4
-
7/25/2019 LAPORAN 2 (Tanpa Beli Limbah)
6/18
Limbah elektronik yang telah dihan#urkan di#ampurkan
dengan air dan asam sul'at di tangki ekstraktor sehingga tembaga
dalam limbah elektronik akan terlarut sementara komponen lain
akan tetap berbentuk padat. Selain $uS@ 3 yang terbentuk, terdapat
kemungkinan terbentuknya Al 2(S@3)" . Larutan Al 2(S@3)" bersi'at
heterogen dengan larutan $uS@ 3, sehingga terbentuk dua lapisan
dimana Al 2(S@3)" berada di bagian ba ah. Larutan Al 2(S@3)" bisa
dipisahkan dengan metode dekantasi karena perbedaan berat jenis
dan kelarutan. Pada proses ini tidak terbentuk larutan eS@ 3 karena
logam e sudah dipisahkan di a al proses dengan menggunakan
magnet. !ahan lain seperti plasti# dan karet akan mengendap
menjadi lelehan karena terjadi kontak dengan asam sul'at.ii. Separasi ('iltrasi)
Pada tahap ini, larutan $uS@ 3.+? 2@ dan endapan e-waste
dipisahkan dengan #ara 'iltrasi.d) 9lektrolisis
Larutan $uS@ 3.+? 2@ dielektrolisis dengan stainless steel
sebagai katoda dan timbal sebagai anoda. *on tembaga akan tertarik
dan menempel pada katoda dan selanjutnya dapat diambil lempengan
tembaganya. ?asil samping dari elektrolisis ini adalah @ksigen murni
yang kemudian dapat dijual.&alam sel elektrolisis digunakan metode electrowinning , yaitu
proses mendapatkan kembali logam yang terlarut dalam larutan
menggunakan anoda berupa elektroda inert, dalam hal ini digunakan
timbal (Pb). Sementara untuk katoda digunakan stainless steel.Beaksi yang terjadi se aktu elektrolisis larutan :embaga Sul'at
adalah sebagai berikut>
7atoda (1) >
2( ) ( )2l sCu e Cu
++
Anoda (C)>2 ( ) 2( )2 3 3l g H O O H e
+ + +
Pada sel elektrolisis, terjadi reaksi reduksi ion tembaga menjadi
tembaga (padat). Sementara pada anoda terjadi reaksi oksidasi air.
Pada ion sul'at, biloks untuk S sudah 6, artinya sudah men#apai
5
-
7/25/2019 LAPORAN 2 (Tanpa Beli Limbah)
7/18
biloks maksimumnya, tidak mungkin mengalami oksidasi lagi,
sehingga yang akan teroksidasi adalah air menjadi unsur1unsur
penyusunnya.
6
-
7/25/2019 LAPORAN 2 (Tanpa Beli Limbah)
8/18
BAB IIRANGKAIAN ALAT DAN PRO.E.
A4 Ran65aian Ala+ Ele5+-olisis
$u akan menempel pada plat stainless steel selama hari atau siklus. Proses
elektrolisis menghasilkan energi listrik sehingga menyebabkan $u (ion positi') mengalir ke katoda yang berupa stainless steel. Proses pemisahan
stainless steel dengan menggunakan alat stripping.
B4 Dia6-am P-oses
$ara pengolahan e1 aste>
91 aste terdiri dari endapan bahan1bahan yang tidak terlarut dalam asamsul'at seperti karet, plasti#, emas, dan logam lain. Pengolahannya yaitu
7
-
7/25/2019 LAPORAN 2 (Tanpa Beli Limbah)
9/18
memisahkan lelehan dan padatan, dimana dalam padatan terdapat emas yangtidak larut dalam asam sul'at. Padatan tersebut dapat diolah untuk diambilkandungan emasnya sehingga memiliki nilai jual dan memberi keuntungan
bagi pengolahnya. Proses pengolahan bisa dilakukan oleh pabrik ini denganmenambah unit pemungutan emas dengan menggunakan pelarut air raja.
$u(kemurnian 44,45)
8
-
7/25/2019 LAPORAN 2 (Tanpa Beli Limbah)
10/18
BAB IIIDETAIL DE.AIN ALAT UTAMA
4 Pe-hi+un6an U5u-an Ala+7ondisi operasi < suhu7apasitas produk < 2//0 ton tahunBe'erensi>
&engan plat katoda, diperoleh produk < 00 kg $u hari < 3
ton tahun (dengan asumsi siklus selama / hari, dalam tahun pabrik
beroperasi sebanyak 30 siklus)8aka, untuk kapasitas produk 2//0 ton tahun, diperlukan>
Jumlah plat katoda yangdiperlukan =2880 ton
tahun
4 tontahunbuah
720 plat
-arak antar plat katoda < 4,+ #m
8aka, panjang bak yang diperlukan < (4,+ #m)= 20 < 6/30 #m < 6/,3 m
69 m
&imensi bak (diperkirakan dari dimensi plat)>Panjang < 64 mLebar < ,+ m:inggi < ,2 m
7arena bak sepanjang 64 m dianggap terlalu panjang, bak keseluruhan
dibagi menjadi 6 bak dengan spesi'ikasi masing1 masing>Panjang < ,+ mLebar < ,+ m:inggi < ,2 m
!4 Gam8a- De+ail Ala+a) Plat katoda dan anoda
9
-
7/25/2019 LAPORAN 2 (Tanpa Beli Limbah)
11/18
Tam7a5 De7an Tam7a5 .am7in6
b) !ak elektrolisis*lustrasi>
:ampak depan>
m
m
m
0, #m
,2 m
10
-
7/25/2019 LAPORAN 2 (Tanpa Beli Limbah)
12/18
:ampak atas> ,+ m
-umlah plat katoda < 20 buah-umlah plat anoda < 20 buah-arak antar plat < 3 ,+ mm
,+ m
,+ m
11
-
7/25/2019 LAPORAN 2 (Tanpa Beli Limbah)
13/18
BAB I2PERHITUNGAN EKONOMI
4 Bia,a Bahana9 Ka+o/a Stainless steel " 6
-umlah plat yang dibutuhkan < 20&imensi < 0 mm = m = m?arga bahan < Bp. +.44".600,00 per plat
(dimensi> 0 mm = ,22 m = 2,33 m)8asa pakai < + tahun&engan dimensi tersebut, setiap lembar plat dapat digunakan untuk dua
plat peran#angan. 8aka, biaya untuk pembelian plat sebanyak 20 buah> Bp. +.44".600,00 2 plat = 20 < Bp. +. + .646.000,00
(http> plat1stainless1steel.#om)89 Ano/a Pb
-umlah plat yang dibutuhkan < 20
&imensi < 0 mm = m = m
?arga bahan < D+00 m 2 (8sindo, 20 0)8asa pakai < + tahun
8aka, biaya untuk pembelian plat sebanyak 20 buah < D"60.000 < Bp.+.030.000.000,00
c9 La-u+an ele5+-oli+ ? 2S@37onsentrasi yang diperlukan < ,22+ mol lLEolume < 6630 L?arga bahan (konsentrasi 4"14/ 5) < D2++ ton (alibaba.#om)
Eolume ? 2S@3 4/5 yang dibutuhkan < MxVxBM
10 xkadarx
12
http://plat-stainless-steel.com/http://plat-stainless-steel.com/ -
7/25/2019 LAPORAN 2 (Tanpa Beli Limbah)
14/18
0,12 kg
L x 116640 L
10 x 0,98 x 1,84 kg L
6,22 L&ensitas < ,/3 kg L
-umlah ? 2S@3 yang dibutuhkan < E = < 32/,233/ kg < ,3" ton
8aka, biaya kebutuhan ? 2S@3 < D "63,6+ < Bp. +. 0+. 00,00 siklus7ebutuhan ?2S@3 per tahun < Bp. 203.203.000,00 tahun
/9 Ba5 stainless steel :ebal bahan < +0 mm?arga bahan (densitas .4" g #m ") < D"000 ton (alibaba.#om)&imensi peran#angan < ,+ m = ,+ m = ,2 m-umlah < 6 buah bak Luas permukaan bak tanpa tutup < ( , + m = ,+ m) C 2( ,+m = ,2m)
C 2( , +m = ,2m) < /,0/+ m 2
Eolume bahan bak dengan tebal +0mm (0,0+m) < /,0/+ m 2 = 0,0+ m
hp = % ( L+ Lo )( 990
&engan >
: < material, ton jam
hp = 0,03 (82,279 +150 )43,636990
= 0,307 hp
iii. ntuk ele asi
&aya yang dibutuhkan karena adanya ele asi dihitung dengan
persamaan >
hp = ( )*990
&engan >
HI < peningkatan ele asi dari material, 't
hp = 43,636 ' 6,455990
= 0,285 hp
-adi, total daya yang dibutuhkan adalah (" 2,62C0,"0 C0,2/+)