PENGOLAHAN LIMBAH CHROM RESIDU PROSES Prosiding/Lingkungan/P3TM-Juli... · pemisahan logam khrom dapat…

Download PENGOLAHAN LIMBAH CHROM RESIDU PROSES Prosiding/Lingkungan/P3TM-Juli... · pemisahan logam khrom dapat…

Post on 19-Jul-2018

212 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

<ul><li><p>E"dro KislIIOlo, dkk ISSN 0216 - 3128 III</p><p>CHROM RESIDUMENGGUNAKAN</p><p>PENGOLAHAN LIMBAHRECOVERY CHROMKALSIUM KARBONAT</p><p>PROSESTAWAS DAN</p><p>Endro Kismolo, Prayitno, Nurimaniwathy dan Tri SuyatnoPuslitballg Tekllologi Maju BATAN, Yogyakarta</p><p>ABSTRAK</p><p>PENGOLAHAN LlMBAH CHROM RESIDU PROSES RECOVERY CHROM MENGGUNAKAN</p><p>TAWAS DAN KALSlUM KARBONAT. Tujuan penelitian ini adalah unlllk menyempumakan tahapanproses recovery logam chrom pada pengolahan limbah cair khrom. Limbah cair chrom diambil dari efluensisa proses recowl)" chmm mellgglllwkan magnesium obida. Presipitan yallg digullakan adalah tawasdikombillasikall dengall kalsium karbonat. Konsentrasi tall'as dan kalsium karbonat yang ditambahkalldil'Qriasi dari 50 ppm, 100 ppm, 150 ppm, 200 ppm, 250 ppm, 300 ppm, 350 ppm, sampai 400 ppm.Kecepatan pellgadukan divariasi dari 25 rpm, 50 rpm, 75 rpm, 100 rpm, 125 rpm, 150 rpm, 175 rpm sampai200 rpm. /Vakili pengadukan divariasi dari 30 menit, 60 menit, 90 menit, 120 men it, 150 menit sampai 180mellit. Dari percobaan diperoleh kesimpulan bahwa kondisi terbaik dicapai konsentrasi presipitant tawasdan kalsium karbon at = 150 ppm, kecepatan pengadukan 150 rpm dan waktu pengadukan selama 120menit. Pada kOlldisi illi ejisiensi pemisahan (Ep) khrom yang diperoleh sebesar 99, 982 % atau dalamefluell mengalldllllg logam chrom sebesar 0,05290 ppm.</p><p>ABSTRACT</p><p>WASTES TREATMENT OF CHROME RESIDUE OF CHROMIUM RECOVER}' PROCESS USING</p><p>ALUM AND CALSlUM CARBONATE. The aim of the research lI'as to pelfecl as stage.~ of the chrome</p><p>recoven:\' process all Ihe trealmenl of aqueous chrome wasles. The chrome liquid wastes laken was theefluent from the residue of the chromium reco\'er\' process usillg magnesium oxide. The presipilanl wascombine alum alld calsium carbonate. The experimenl was performed by ajusling Ihe concentration of allumand calcium carbonate from 50ppm, 100ppm, 150ppm, 200ppm, 250ppm, 300 ppm, 350ppm, to 400ppm. The Slirring speed was I'Qriedfrom 25 rpm, 50 rpm, 75 rpm, 100 rpm, 125 rpm, 150 rpm, 175 rpm to</p><p>200 rpm. The time of mixing to variation from 30 minllles, 60 minllles, 90 minules, 120 minutes, 150minules, 175 millUles 10 200 minutes. The result from the experimellts lead to the best condition obtai lied</p><p>lI'ere the cOllcentralioll of alum and calcium carbonal is ) 50 ppm, flow rates of mixing was 150 rpm alldlime of mixing lI'as 120 millllles. AI this condilion Ihe separalions efficiency of chrome obtained was</p><p>99,982 %, or ill Ihe e./1uelllto conlained of chromium are 0,05290 ppm.</p><p>PENDAHULUAN</p><p>P engendalian pencemaran lingkungan olehberbagai bahan pencemar yang dihasilkan darikegiatan industri kimia, baik yang berupa polutancair, polutan padat maupun polutan gas merupakanlangkah penting dalam merealisasikan "cleanproduction" pada industri kimia. Bahan kimiapence mar dimaksud yang tidak boleh dibuang kelingkungan secara langsung termasuk di dalamnyaadalah logam-logam berbahaya misalnya logamchrom yang terdapat dalam limbah cair industripenyamakan kulit dan industri pelapisan logam,Apabila tidak dilakukan pengelolaan yangproporsional. limbah industri penyamakan kulitdan industri pelapisan logam biasanya masihmcmpunyai kandungan chrom cukup tinggi.Scdangkan polutan dari industri pelapisan logam,biasanya tcrcampur dcngan logam lain misalnyanikel dan tcmbaga. Adanya pertimbangan terhadappemeliharaan lingkungan yang sehat danpcrtimbangan ekonomi, maka perlu dilakukan</p><p>inovasi teknologi pengolahan limbah tersebut yaitumelalui proses recovel)' chrome dengan tahapan-tahapan yang mudah dan murah (4),</p><p>Dalam industri penyamakan kulit danindustri pelapisan logam, biasanya dipergunakanCrP3 dalam berbagai tipe senyawa chromo saIsesuai kebutuhan industri. Pada proses penyama-kan kulit biasanya tidak semua khrom yangterkandung dalam larutan penyamak dapatterserap oleh kulit, sehingga larutan sisa prosespenyamakan pada akhirnya akan mengandunglogam chromo Limbah cair chrom sisa prosespenyamakan kulit biasanya mempunyai pH =2,5dan konsentrasi chrom didalamnya masih cukuptinggi, demikian pula limbah dari industripelapisan logam. Limbah yang masih mengandunglogam tersebut tentunya tidak bolch langsung dibuang ke lingkungan sebclum dilakukanpengolahan, karena logam chrom, nikel dancadnium termasuk logam berbahaya pencemarlingkungan. Proses recovery chrom biasanya</p><p>Prosiding Pertemuan dan Presentasilimiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003</p></li><li><p>/12 ISSN 0216 - 3128 Elldro Kismolo, dkk</p><p>TAT A KERJA</p><p>Keterangan</p><p>Ep : Efisiensi pemisahanCo : Konsentrasi chrom dalam limbah awalCr : Konsentrasi chrom dalam beningan filtrat</p><p>/efluen.</p><p>Bahall yallg digllllakall</p><p>1. Limbah chrom efluen sisa proses recoverylogam chrom</p><p>2. Kalsium karbonat</p><p>diatas 0,0015 ppm. Sehingga pada penelitian inidicoba menggunakan proses flokulasi koagulasidengan menggunakan presipitan kombinasi tawasdan kalsium karbonat. Reaksi presipitasi kalsiumkarbonat dimaksud dapat ditentukan dengan reaksisebagai berikut:</p><p>(I)</p><p>~ 2 Cr (OHh(2)</p><p>Co - Cf</p><p>Ep = ---------------x 100 %Co</p><p>Cr2(S04h .H20 + 3 CaC03+ 3 CaS04 + H20 + 3 CO2</p><p>Dengan mengoptimasi konsentrasi tawas dankalsium karbonat yang ditambahkan, pH, kecepatanpengadukan dan waktu pengadukan, diharapkandapat diperoleh pemisahan logam khrom secaramaksimal. Dengan cara ini diharapkan diperolehfiltrat efluen yang miskin logam khrom dan telahmemenuhi syarat untuk di buang ke lingkungan.</p><p>Dengan mengkombinasikan dengan tawasdiharapkan kandungan chrom dalam efluen semakinrendah. Inti pokok penggunaan tawas adalahmemanfaatkan sifat kelarutan tawas dalam air yangcukup tinggi dan dalam suasana basa akanmembentuk inti flok allumunium hidroksida yangbermuatan negatif. Logam chrom yang masihbelum terlampaui harga kelarutannya dalam prosespresipitasi sebelurnnya yang bermuatan positif akantertarik oleh flok allumunium hidroksida dan</p><p>akhimya mengendap. Melalui cara inikemungkinan besar dalam kandungan logam chromdalam efluen akan menjadi semakin rendah.Dengan menentukan konsentrasi chrom dalamefluen atau konsentrasi chrom dalam endapanchrom hidrosida yang terjadi, maka dapat dihitungefisiensi pemisahan (Ep) logam khrom dalamlarutan limbah(4.7.S.II).</p><p>Dalam suasana basa logam chrom mudahmengendap, dan secara umum proses pengendapanchrom menggunakan bahan pengendap MgO dapatdigambarkan dengan reaksi sebagai berikut :</p><p>CrS(S04)6 (OH)12 + 6 H20 + 6 Mg(OHh ~8 Cr (OHh+ 6MgS04 (1)</p><p>Dari penelitian yang telah dilakukanterdahulu memberikan data awal bahwa dalam</p><p>efluen masih mengandung logam khrom yang tidakboleh langsung di buang ke lingkungan. Ini berartibahwa tidak semua logam chrom dapat terambilpada proses recovery', sehingga perlu dilakukanoptimasi terhadap variabel berpengaruh pada prosespengolahan limbah tersebut. Apabila kandunganlogam khrom sudah dalam batas minimal untukdiendapkan, maka sebagai langkah terakhir sebelumefluen ini dibuang ke lingkungan masih perludilakukan perlakuan lagi agar kandungan logamchrom yang ada di dalamnya memenuhi syaratuntuk dibuang ke lingkungan. Beberapa prosesyang dapat diterapkan untuk meminimalkankandungan khrom dalam efluen tersebut adalahdengan cara elektromagnetik plating, flotasi,penyerapan dan dengan cara pengolahan kimialanjut (9,10). Penelitian sebelumnya untuk mereduksikandungan chrom dalam limbah efluen prosesrecovery chrom, digunakan kalsium karbonat secaramandiri dan menghasilkan efisiensi pemisahan 99,9%, tetapi kandungan chrom dalam efluen masih</p><p>Logam chrom akan mengendap sebagai Cr(OHh dalam suasana bas a alkali pada konsentrasialkali dan pH tertentu. Setiap alkali yangditambahkan akan memberikan kecepatanpengendapan sesuai dengan sifat alkali tersebut.Setelah melalui proses pengenapan beberapa waktudan melalui proses penyaringan, maka akandiperoleh dua fase yaitu fase endapan yang kayalogam chrom dan fase efluen yang miskin logamchromo</p><p>dilakukan dengan metode presipitasi menggunakanpresipitan yang sesuai misalnya NaOH, Na2C03,NaHC03, CaS04 ,MgO dan Tawas (1,3).</p><p>Dalam percobaan ini limbah yang ditelitiadalah efluen sisa proses recovery logam chrommenggunakan bahan presipitan MgO dan H2S04sebagai larutan dijes. Penggunaan natriumhidroksida, magnesium oksida dan natriumkarbonat secara kombinasi pemah diteliti danmemberikan efisiensi pemisahan logam chromdalam limbah sebesar 99,85 % pada pH = 8 sampaidengan pH = 9. Tetapi penggunaan secarakombinasi akan menimbulkan kesulitan pada prosesdijesti dan efluen sisa proses recovery' masihmengandung konsentrasi logam chrom cukup besar.(2.5.6)</p><p>Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImlah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NukllrP3TMBATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003</p></li><li><p>Endro Kismolo, dkk. ISSN 0216 - 3128 113</p><p>3. Tawas</p><p>4. Aquades</p><p>Alat yang digunakan</p><p>1. Unit pengaduk Jar test</p><p>2. pH meter</p><p>3. Kertas saring WM 42</p><p>4. Piranti gelas</p><p>5. Ampul teflon untuk wadah sampel analisismetode APN</p><p>Cara kerja</p><p>Preparasi Limbah</p><p>Larutan limbah efluen residu prosesrecovery logam khrom dengan konsentrsai chromawal 0,053 ppm dan pH = 8, setelah dienapkanbeberapa hari disaring menggunakan kertas saringteknis untuk memisahkan endapan sisa. Filtrat yangdiperoleh dipergunakan sebagai larutan limbahumpan. Untuk mengetahui konsentrasi chromdalam larutan limbah terse but dilakukan analisis</p><p>menggunakan metode APN.</p><p>Percobaan Presipitasi dan Analisis Sampel</p><p>I. Diambil sebanyak 50 ml larutan limbah chrom(pH = 8) menggunakan pipet volume ,dirnasukkan dalam gelas beker 100 mI. Sambildiaduk menggunakan Jar test, ke dalam larutanlimbah tersebut ditambahkan tawas dan kalsium</p><p>karbonat masing-masing sebanyak 50 ppm padakecepatan pengadukan 50 rpm selarna 30 menit.Setelah dienapkan selarna 12 jam, dilakukanpenyaringan sehingga diperoleh fase endapandan fase filtrat/ supernatan.</p><p>2. Dengan cara yang sarna dilakukan untukkonsentrasi tawas dan kalsium karbonat</p><p>sebanyak 100 ppm, 150 ppm, 200 ppm, 250ppm, 300 ppm, 350 ppm, dan 400 ppm.</p><p>3. Dengan cara yang sarna dilakukan untukkecepatan pengadukan 75 rpm, 100 rpm, 125rpm , 150 rpm, 175 rpm dan 200 rpm. Masing-rnasing dilanjutkan pengadukan lambat 50 rpmselama 30 menit.</p><p>4. Dengan cara yang sarna dilakukan untuk waktupengadukan selama 60 menil, 90 menil, 120menil, 150 menit dan 180 menit.</p><p>5. Diambil 2,0 ml lamtan filtrat yang diperolehmenggunakan pipet volume, dirnasukkan dalam</p><p>ampul teflon. Selanjutnya dilakukan analisiskandungan khrom menggunakan metode APN.</p><p>HASIL DAN PEMBAHASAN</p><p>Penentuan Pengarulr Konsentrasi PresipitanTawas dan Kalsium Karbonat</p><p>Pengaruh penambahan presipitan tawas dankalsium karbonat terhadap harga efisiensipemisahan logam khrom dapat dilihat dalam Tabel1. Dari Tabel 1 dapat dilihat bahwa sernakin besarkonsentrasi presipitan yang ditambahkan rnakaharga efisiensi pemisahan yang diperoleh semakinbesar pula. Hal ini menunjukkan bahwapembentukan endapan khrom hidroksida sernakinbesar dengan adanya pembahan konsentrasipresipitan yang ditambahkan. Hal ini terjadikarena sernakin besar konsentrasi presipitan, rnakaharga pH lumpur juga berubah sernakin besar dankemungkinan terbentuknya endapan Cr(OHhsetelah pengenapan juga semakin besar.</p><p>Tabel l.Pellgaruh pellambahall tawas dall ka/siumkarbol/at terhadap harga efisiel/.I'ipemisahal/ /ogam chrom da/am /arutalllimbah. pada kecepatall pellgadukall 50rpm dan waktu pengadukan 30 menil</p><p>No Konsentrasi ElisiensipHTawas dan</p><p>Pcmisahan, EpBeningan, Kalsium Karbonat</p><p>(%)(ppm) 1.</p><p>50 82,2228,02.</p><p>100 89,2528,03.</p><p>150 91,8749,04.</p><p>200 93,4399,05.</p><p>250 97,2589,26.</p><p>300 98,5369,07.</p><p>350 99,2029,58.</p><p>400 99,2109,5</p><p>Dari Tabel 1 diperoleh infonnasi bahwapenambahan presipitan tawas dan kalsium karbonatlebih dari 250 ppm diperoleh harga efisiensipemisahan cukup baik. Pada konsentrasi presipitanantara 350 ppm dan 400 ppm , diperoleh hargaefisiensi pemisahan yang cenderung tetap yaitudengan harga efisiensi pemisahan logam chrom dialas 99,90 % dan tidak signifikan apabiladitingkatkan konsentrasi presipitannya karena hargaefisiensi pemisahannya cenderung telap. Sehinggapada percobaan sclanjutnya diambil konsentrasipresipilan scbcsar 350 ppm yang dalam percobaanini memberikan harga efisiensi pemisahan sebesar99,202 % dcngan konsentrasi chrorn sebesar0,05257 ppm.</p><p>Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImlah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NukllrP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003</p></li><li><p>1/4 ISSN 0216 - 3128 Endro Kismolo, dkk</p><p>Penentuan Pengaruh KecepatanPengadukan</p><p>Pengaruh kecepatan pengadukan dapatdilihat pada Tabel 2. Dari Tabel 2 dapat dilihatbahwa semakin besar harga kecepatan pengadukan,maka harga efisiensi pemisahan yang diperolehjuga semakin besar.</p><p>Tabel 2. Pengaruh kecepatan pengadukanterhadap harga ejisiensi pemisahanlogam chrom dalam larutan limbah.pada konsentrasi tawas dan kalsium</p><p>karbonat = 350 ppm dan waktupengadukan 30 men it. Dilanjutkanpengadukall lambat 50 rpm selama 30menit</p><p>No Kccepatan EfisiensipHPengadukan</p><p>Pemisahan. EpBeningan(rpm)</p><p>(%)\.</p><p>50 99,2029.52.</p><p>75 99.2769,53.</p><p>100 99,4979.54.</p><p>125 99.8689.05.</p><p>150 99.9029,06.</p><p>175 99,9129,07.</p><p>200 99.9049.0</p><p>Dari Tabel 2 dapat diperoleh informasibahwa perubahan kecepatan pengadukan temyatamasih memberikan sedikit kemungkinan terjadinyabasa dari kalsium, meskipun dari pengukuran pHbeningan harganya relatif tetap yaitu antara 9,0sampai 9,5 tetapi memberikan efiensi pemisahanyang semakin besar. Hal ini dapat dicapai karenapada pengadukan lambat yang cukup akanmemberikan kesempatan terjadinya penarikanlogam chrom oleh flok inti dari allumuniumhidroksida, dan se1anjutnya akan ikut mengendap.Sclain harga valcnsi alkalinya, perubahan pH,maka faktor terbentuknya hidroksida dari kalsiumjuga berpengaruh terhadap perolehan hargaefisiensi pemisahan logam chromo Apabilakecepatan terbentuknya basa dari kalsium rendah,juga mengakibatkan lambatnya terbentuknyahidroksida dari logam chromo Pada kecepatanpengadukan yang lebih besar memungkinkanterjadinya tumbukan antar molekul reaktan menjadilebih besar, sehingga akan menaikan terjadinyabasa dari logam chrom dan selanjutnya perolehanefisiensi pemisahan juga menjadi lebih besar. Padakecepatan pengadukan lambat memungkinkanterjadinya pengikatan logam chrom bebas yangbemmatan positip oleh flok allumunium hidroksidayang bermuatan negatip sehingga logam chromikut mengendap pada fase lanjut. Dari Tabel 2diperoleh informasi bahwa kecepatan pengadukanterbaik pada proses ini dicapai pada kecepatanpengadukan antara 150 rpm sampai 175 rpm.Pada kondisi ini harga efisiensi pemisahan yang</p><p>diperoleh antara 99,902 % sampai 99,912 %dengan konsentrasi chrom sebesar 0,05294 ppmsampai 0,05295 ppm. Di atas kecepatanpengadukan tersebut , harga efisiensi pemisahanyang diperoleh cenderung tetap. Sehingga padapercobaan selanjutnya diambil kecepatanpengadukan cepat =150 rpm dan pengadukanlambat 50 rpm selama 30 men it.</p><p>Pellelltuall Pellgaruh Waktu Pellgadukall</p><p>Penentuan pengaruh waktu pengadukandapat dilihat pada Tabel 3. Dari Tabel 3 dapatdiperoleh informasi bahwa semakin pengadukanyang dilakukan semakin lama, maka efisiensipemisahan yang diperoleh semakin besar.Meskipun harga efisiensi pemisahan yangdiperoleh belum mencapai 100 %, tetapi kondisi inimembe...</p></li></ul>