komposit keramik limbah b-3 proses solidifikasi - ANSN

ISSN0216-3128
Iswani,S.,dkk
73
~
PENINGKATAN
MUTU
BENTONIT
SEBAGAI
.BAHAN
KOMPOSIT KERAMIK LIMBAH B-3 PROSES SOLIDIFIKASI
Iswani. S, Samin
P3TM-BATAN, J/. Babarsari Kotak Pos 1008, Yogyakarta 55010
Naniek Sulistarihani
Ba/ai Besar Litbang lndustri Keramik, Bandung
ABSTRAK
PENINGKA TAN MUTU BENTONIT SEBAGAI BAHAN KOMPOSIT KERAMIK L/MBAH B-3
PROSES SOL/DIFlKASI.
Telah dilakukan pembuatan komposit keramik daTi bahan lokal
bentonit Nanggulan. Bahan digerus dan diayak lolos 100 mesh, dicuci dengan akuades dan
dikeringkan pada suhu 600 C dan dimasukkan ke dafam eksikator; kemudian difakukan aktivasi
fisis (kafsinasi) bahan pada suhu 30oDC dan aktivasi kemis dengan larutan NaCf1,0 -5,0 M.
Bentonit aktif yang diperofeh dikontakkan dengan fogam B-3 (logam Pb) dengan variasi
konsentrasi Pb= 150-500 ppm kemudian dikeringkan pada suhu 6ifc. Bentonit-Pb yang terjadi
dibuat komposit keramik dengan penambahkan
kufet lunak (limbah gefas) pads variasi
komposisi bentonit-Pb : kufet = 20:80, 25:75, 30:70, 35:65, dan 40:60%, dan dibakar dafam
tungku pads variasi suhu pembakaran 85oDC, 90oDC den 100oDC. Uji komposisi kimia dengan
spektrometri nyafa serapan atom (AAS) dan uji mineral dengan difraksi sinar X (XRD)
dikenakan terhadap bahan fokaf awaf den komposit keramik hasif optimasi, sedangkan uji lucut,
uji tekan, dan uji porositas hanya difakukan tEJrhadap komposit keramik. Hasif-hasif percobaan
difaporkan dafam makafah ini.
ABSTRACT
THE INCREASING
OF BENTONITE
QUALITY
AS A COMPOSTTE
OF B-3 WASTE
CERAMIC
SOLIDIFICA TION PROCESS. The ceramic composite (rom local material ot
bentonite Nanggulan was carried out. The material were ,qrinded ,sieved to get through 100
mesh, rinsed with aquadest, dried at the temperature o( 60°C and putted in the exicator, then
were calcinated (physical activated) at 30oDC and chemical activated with NaCI1,O to 5,0 M.
The activated bentonite were contacted with lead concentration o( 150 to 500 ppm and then
were dried at 6oDC. Bentonite-Pb which obtained was made to pellet by adding weak cullet with
composition variation. of bentonite-Pb to cullet = 20:80, 25:75, 30:70, 35:65, and 40:60%, and
ignited on fumace at the the temperature of 850°C, 90oDC, and 1000oC for composite ceramic
production. The chemical composition and mineral test for original local material and ceramic
composite o( optimation result were done by using AAS and X-ray diffraction, whereas the
leaching test, pressure and porosity test were done only (or ceromic composite. The experiment
results were reported in this paper.
PENDAHULUAN
M
ineral lempung merupakan senyawa aluminosilikat
terhidrat
AI4(SiO8)O2o(OH)4
selain
tersusun dari aluminium dan silika, terdapat juga
logam-logam seperti magnesium, besi, kalsium dan
lain-lain. sedemikian sehingga lapisan kat ion
penyusun pennukaan merupakan basil adsorpsi
kation pada butir lempeng yang dapat bergabung
dengan sejumlah molekul air. Karena molekul air
dapat menghidratasi kation yang teradsorpsi, maka
lcmpung silikat banyak mcngandung air. Lcmpung
silikat dihasilkan akibat proses pelapukan geologi
dalam kurun waktu yang lama karena pengaruh
faktor fisika, kimia, dan biologi(I,2). Bentonit yang
termasuk dalam keluarga alumino-silikat dengan
mineral penyusun utamanya monmorilonit atau
smektit (OH)4SisAI4O2o.n H2O ( kadar > 75%),
pertama kali diperkenalkan oleh Knigh tho 1898
untuk memberikan spesifikasi jenis lempung yang
memiliki sifat plastis dan koloidal yang tinggi, yang
ditemukan di Fort Benton pada lapisan batu kapuT
Wyoming Amerika Serikat. Banyak endapan
lempung
di Amerika
Serikat meng~ndung
montmorillonit dalam jumlah bcsar dan jenis
lempung ini sering disebut bentonit, dan
Prosiding Per1emuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan
P3TM-BATAN Yogyakar1a. 25 -26 Juli 2000
dan Teknologi Nuklir
'f"-
74
ISSNO216-3128
montmorillonit kualitas perdagangan juga disebut
bentonit. Pada umumnya mineral ini tercampur
dengan mineral lain seperti illit, kaolin it, batu kapur,
pasir dan mineral bukan lempung. Struktur mineral
monmorilonit yang diusulkan oleh Hofinann, Endell
dan Wilm pada tho 1933 yang kemudian
dimodifikasi
oleh Maegdefrau dan Hofinann,
Marshall
dan Hendriks
menyatakan bahwa
~~~~.merupakan
suatu sistem yang terdiri
darl tlga lapisan berurutan yaitu tersusun dari dua
lembar silika tetrahedral dengan lapisan alumina
oktahedral di tengah. Antara sistem yang satu
dengan sistem lainnya terbentuk suatu ruang antara
yang disebut interlamellar yaitu suatu ruang dengan
mana pertukaran ion dapat terjadi (Gambar I).
Mineral montmorilonit memiliki muatan negatif
permukaan permanen di dalam strukturnya ( pada
kisaran 0,8-1,25 meq/g) dan muatan ini dapat
disetimbangkan dengan cara adsorbsi atau desorpsi
kation serta mempunyai kapasitas tukar ion sebesar
70 meq/1OOg<.2.3.4).
A
'0
a
20H
i
0<1
2Si
~""a..60
~
I
t'J
.
2Si
20 40H
~°xJ, 4AI
,~
2040H
i
I
I
"
~
2Si
".<. 6 0
2Si
\4)
20H
Montmorillonit (OH)4AI4SisO2o.nH2O
Gambar1. Struktur
montmori!!onit
Hofmandkk.
menurut
Seperti telah diketahui bahwa benton it
ditemukan hampir di setiap ne-gata--;erutama di
daerah vulkanik tak terkecuali Indonesia 'jang juga
memiliki potensi sumber daya mineral bentonit yang
sangat besar untuk dikembangkan. Berdasarkan data
yang dikumpulkan
Direktorat
Sumber Daya
Mineral, cadangan clan endapan bentonit tercatat
sebesar380.156.000 ton tersebar di beberapadaerah
di P. Jawa, Kalimantan, clan Sulawesi, akan tetapi
pemakaian benton it di Indonesia 'jang meningkat
Iswani. S., dkk
sebesar 52,67% selama peride
1979-1987,
pemenuhannya merupakan basil impor dari Jepang,
.Amerika, Jerman Barat, Taiwan dan Singapura.
Sedangkan penggunaan benton it yang berasal dari
Indonesia belum maksimaJ<S).
Oleh sebab itu benton it Indonesia dengan 7
deposit melimpah dan harganya relatif murah perlut)
dioptimalkan penggunaannya di dalam industri baik !
sebagai penjernih, penjerap dan penghilang warn!}!
(industri minyak sawit, minuman, pertambangan
dan minyak bumi) maupun sebagai bahan
pencampur di dalam industri cat, lateks, fannasi,
kosmetik dan keramik. Bentonit dapat digunakan
sebagai bahan pembuiitan"--'-keramik
karena
mempunyai sifat plastisitas ti~,
partikel-partikel
tanahnya sangat halus dan KOffiposisinya banyak J
mengandung silika(6.7). Mengingat benton it mampu (
melakukan pertukaran ion, maka penggunaan '
benton it sangat potensial untuk penanganan limbah ;i
radioaktif cair maupun limbah B-3 yang sangat
b~.
bagi lingkungan. Salah satu contoh
limbah kategori limbah 83 adalah limbah cair yang
mengandung
timbal
(Pb)
Timbal
dapat
menyebabkan polusi lingkungan (perairan, udara
maupun tanah). Sumber utama pencemaran logam
berat dalam suatu perairan terutama logam Pb
adalah produk dari industri aki, gelas, pemoles
keramik, semen dan lain-lain(8). Dewasa ini potensi
penggunaan
logam
B-3
yang
semakin
mcmbahayakan kelanjutan pcmbangunan nasional
dan mengancam kelestarian fungsi lingkungan
hidup, maka penggunaan benton it sebagai penjerap
dalam pengelolaan limbah cair merupakan cara
sederhana dan praktis untuk mengubah bentuk cair
menjadi bentuk padat dengan proses solidifikasi.
Dalam hat ini limbah logam akan dijerap oleh
bentonit yang selanjutnya dibuat komposit keramik
setelah dicampur dengan bahan aditif kulet. lunak,
bentuknya padat dan keras, volumnya kecil serta
porositasnya rendah. Pada pe~an
ini bent?Jli!
alam perlu diaktitkan secara :r~is (kalsinasvpad: '\
300°C) dan secarakemis dengan NaCI atau NH,4CI( )
agar supaya ion penggantinya dapat lebih mudah
melakukan pertukaran ion dengan ion logam B-3
(Pb, titik didih l72SoC). Kemudian bentonit
dicampur dengan kulet, dibuat pelet dan direaksikan
pada suhu tinggi menjadi keramik. Uji komposisi
kimia dan uji mineral dengan AAS clan XRD
dilakukan terhadap bahan bcntonit awal dan
bentonit yang telah dibentuk keramik. Sedangkan
uji lucut, uji porositas dan uji tekan dikenakan pada
keramik yang diperoleh untuk mengetahui apakah
keramik yang dibuat telah memenuhi persyaratan
sebagaipenjerap logam B-3.
Prosiding Per1emuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan
P3TM-BATAN Yogyakar1a, 25 -26 Juli 2000
dan Teknologi
Nuklir
~
TATA
KERJA
Bahan
Bentonit alam asal Nanggulan, Timbal
nitrat, Natrium klorida, Larutan standar Si, AI, Ca,
Mg, Ni, K, Na, Mn, In, Cu, AI, Akuabides, Gas
Asetien, gas nitrogen
Alat
Oven I tungku Naberthem1, batu tahan api,
pH meter Metrohm, Spektrofotometer nyala serapan
atom, Varian
A-300,
Difraktometer
sinar-x
Shimadzu, Porosimeter, Alat uji tekan (hydrolic
press, Beckman)
Cara kerja
a. Pencucian Bentonit
Ditimbang
sebanyak 50 g bentonit
Nanggulan, dimasukkan ke dalam gelas piala
kemudian ditambahkan akuades sebanyak 2 kali
volum bentonit. Campuran diaduk dengan pengaduk
magnit selama 45 men it, kemudian dimatikan dan
dibiarkan
mengendap.
Endapan
kemudian
didekantir. Dengan tara kerja yang sarna pencucian
diulangi hingga larutan jemih dan disaring. Bentonit
yang telah dicuci dikeringkan dalam oven pad a suhu
60°C dan dimasukkan dalam eksikator. Ditimbang
sejumlah tertentu untuk uji mineral dengan
difraktometer sinar X.
b.
Pelarutan benton it untuk uji komposisi kimia
benton it (selain Si)
Cuplikan
benton it hasil
percobaan
I
ditimbang sebanyak 0,200 g"dimasukkan
ke dalam
born teflon kemudian ditambahkan campuran asam
(2 ml HCIO4 clan 1OO~L HF). clan dicema pad a suhu
150°C selama 4 jam. Hasil pelarutan dipanaskan
untuk
menghilangkan
sisa asam clan setelah
didinginkan
larutan diencerkan
dengan akuades
hingga
volum
10 mi.
Pengujian
unsur-unsur
dilakukan
dengan spektrof~tometri
nyala serapan
atom pada kondisi optimum dengan teknik kalibrasi
standar.
c. Pelarutan bentonit untuk uji Si
Ditimbang sebanyak 0,200 g bentonit,
dimasukkan ke dalam born teflon kemudian
ditambahkan 5 ml HF dan 1,5 ml akua regia.dan
dicema pada suhu 60oC selama 4 jam. Setelah
didinginkan ke dalam larutan ditambahkan 19
H3BO3 dan volum larutan diencerkan hingga 50 ml
dengan akuades. Pengujian Si juga dilakukan
dengan AAS pada kondisi optimum.
d. Ak tivasi cuplikan benton it
Sejumlah cuplikan benton it yang telah
dicuci dan dikeringkan diambil dari eksikator,
dimasukkan ke dalam krus porselin dan dipanaskan
pada suhu 300oC selama 2 jam. Setelah didinginkan
ditimbang masing-masing 0,5 g dimasukkan ke
dalam 4 gelas piala dan ditambahkan 20 ml NaCl
konsentrasi 1,0-5,0 M. Larutan diaduk selama 5
jam, disaring clan dikeringkan pacta suhu 60oC.
Filtrat yang diperoleh dibebaskan dari ion klorida
dengan penambahan AgNO3. Dari masing-masing
filtrat tersebut dipipetkan sejumlah tertentu untuk
analisis logam/unsur Na yang tersisa dalaln larutan
dengan AAS Dengan mengurangkan konsentrasi Na
awal dengan Na sisa akan diperoleh konsentrasi Na
tcrjerap oleh bcntonit.sehingga dapat ditentukan
konsentrasi NaCI optimum yang digunakan.
e. Kontak cuplikan bentonit dengan logam B-3
(Pb)
Oari cuplikan bentonit hasil aktivasi
ditimbang masing-masing sebanyak 0,25 g,
dimasukkan ke dalam 6 botol polietilen kemudian
ditambahkan 12,5 ml larutan Pb konsentrasi 150,
200, 250,300, 400, dan 500 ppm. Larutan diaduk
dengan pengaduk magnit selama 1,5 jam dan
disaring. Filtrat yang diperoleh diuji kadar Pb tersisa
dalam larutan menggunakan AAS.
Dengan
mengurangkankonsentrau Pb awal dengan Pb
tersisa, akan diperoleh konsentrasi Pb terjerap. Dari
hasil kontak Pb yang optimum dapat ditentukan
kapasitas tukar ion (KTK) bentonit.
f. Pembuatan komposit keramik-Pb dengan bahan
aditifkulet lunak.
Dibuat campuran bentonit-Pb dan kulet
dengan variasi perbandingan berat bentonit-Pb :
kulet lunak (dalam persen) = 20:80, 25:75, 30:70,
35:65 dan 40:60. Pencampuran dilakukan dengan
mortar agar selama 5 menit. Setiap campuran dibuat
pellet dengan diameter 1 cm, kemudian dimasukkan
ke dalam barn tahan api berlubang (diameter 1,5 cm,
kedalaman 2,0 cm) yang telah dilapisi/dilumuri
AI2O, dan dibakar dalam tungku pada suhu 850°C
selama 3 jam. Setelah didinginkan komposit
keramik yang terjadi dikeluarkan dari barn tahan
api. Percobaan diulangi untuk variasi suhu..900°C
dan JOOOoC
g. Uji komposit keramik
I. Uji Iucut
Komposit keramik yang diperoIeh pacta
suhu pembakaran 1000oC (perbandingan 20:80 dan
25:75) dimasukkan ke dalam gelas piala 50 ml yang
berisi 30 ml air laut. Setelah 3 minggu dilakukan
pengujian kadar Pb di dalam air taut tersebut untuk
mengetahui apakah acta Pb yang terlucut. Pengujian
dilakukan dengan AAS pad a kondisi optimum.
Dengan cara yang sarna dilakukan juga pengujian
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan
P3TM-BATAN Yogyakarta. 25 -26 Juli 2000
dan Teknologi Nuk)ir
ISSN0216-3128
76
Pb yang mungkin terlucut dalam HCI, NaOH,
CH3COOH dan NaOH 3,0 M.
2. Uji komposisi Kimia
Komposit keramik (perbandingan 20:80)
dihaluskan hingga lolos 200 mesh kemudian
ditimbang masing-masing sebanyak 0,2 g dan
dilakukan pelarutan dengan 2 ml HNOJ dan 10OflL
HF dalam born teflon pada suhu 150°C selama 4
jam. Larutan yang terjadi diuapkan hingga bebas
asam dan volum larutan dijadikan 10 ml dan
digunakan untuk pengujian unsur-unsur dengan
AAS (selain Si). Untuk pengujian Si komposit
keramik dilarutkan seperti pada percobaan 3.
Iswani, S., dkk
pembentukan komposit keramik dan sesudahnya.
Pelarutan cuplikan bentonit untuk uji komposisi
dilakukan 2 tahap yaitu dengan campuran HNOJ
dan IIF. Ccrnaan dilakukml pudu Sllhu 150°C untuk
unsur-unsur sclain Si, dun campurun ukuaregia dan
HF.
Untuk
Si 60°C karena pad a suhu
150°C
Si
menguap sebagai SiF4
Sedangkan uji mineral yang diiakukan
dengan XRD di Pusat PeneJitian clan Pengembangan
Teknologi Mineral. Dari uji mineral di tunjukkan
bahwa bentonit Nanggulan terdiri daTi mineral
penyusun utan1a Montmorilonit, di san1ping itu
terdapat pula kuarsa, dun anortoklas (feldspar dll).
Metode XRD ini merupakan metode yang paling
luas digunakan dalum idcntifikasi lempung clan
penentuan jenis mineral tersebut dilakukan dengan
3. Uji porositas
Pengujian porositas komposit keramik
(20:80) dilakukan dengan surface-areameter Novalnd sebagai berikut : Cuplikan ditimbang dan
dimasukkan ke dalam tabung cuplikan, kemudian
dipanaskan pada suhu lSOoC sambil dialiri gas N2
selama 1 jam. Dilakukan analisis dengan surfaceareameter Nova-lnd dengan parameter seperti
tertera pada lembar hasil analisis.
jarak d(2,IO),mengingat pola difraksi sinar x yang
tercatat pada kurva biasanya ditunjukkan dalam
bentuk nilai 2e. Dengan mengetahui harga d dan
4. Uji Tekan
Komposit keramik (20:80) diuji tekan
menggunakan alat tekan buatan Beckman yaitu
dengan meletakkan komposit keramik tersebut pada
alat uji tekan dan dilakukan pengepresan pada
beban. tertentu hingga komposit keramik pecah
(monmorilonit), dan pada kisaran tersebut terdapat
pula pengotor kuarsa dun allortoklas.
HASIL
menggunakan
Bragg
mencocokkan
dalam
2d sin e= n A atau
tabel konversi
tabel maka
dapat ditentukan
menunjukkan
harga
d
pada
kisaran
DAN PEMBAHASAN
Kornposisi
Kirnia
cuplikan
I
I,
'I, ,~. "1 !:"
c: 'I
I
;' Ii
-5A
'!
~::1~~
,
'" ~'~"-':""""'-.,k'.~
!;::"',:f,.;..i'.':"~;;,:;'~~.:.;~r'~:i.;r;'!i:.:!;;;):;:,!i;1:Ji,,\I\i,:,~:~'"-
Gambar
2.
Difraktogram
cup/ikan
Nanggu/an
PW37JO
Fe203
5.36
Dari hasil pengamatan diperoleh bahwa uji
komposisi kimia bahan/cuplikan benton it awal
(yang telah digerus lolos 100 mesh, dibersihkan dan
dikeringkan) dengan spektrofotometri nyala serapan
atom pada kondisi optimum menunjukkan adanya
unsur-unsur mayor dan minor Si, AI, K, Na, Fe, dan
Ca, Cd, Mg (dalam %), dan kelumit Mn, In, N.j, Cu
(ppm). Kadar unsur-unsur mayor dan minor dapat
dilihat pacta Tabel 1. Dengan melihat komposisi
kimia benton it tersebut, dapat diperoleh gambaran
jenis dan kandungan unsur-unsur yang ada sebelum
Prosiding Pertemuan
""
28
bentonit
Nanggulan
CaO
2e kesatuan
jenis mineral yang ada. Umumnya minerallempung
menunjukkan jarak d pad a kisaran antara 30,.dan 3A
(sudut 2e antara 2 dan 30°). Dari hasil XRD pada
Gambar 2
dapat dilihat
bahwa
benton it
j
Tabell.
rumus
dengan menggunakan
dengan
Bentonit
difraktometer
BASED
Sebelum dibuat menjadi komposit keramik,
diperlukan tahap aktivasi fisis clan kemis terhadap
bentonit tersebut. Aktivasi fisis dilakukan dengan
kalsinasi pada suhu 300°C tanpa variasi dan
dimaksudkan untuk menghilangkan molekul H2O
sehingga memperluas permukaan bentomt, dan
reaksi pertukaran ion terjadi lebih mudah.
Sedangkan aktivasi kemis bentonit-Ca yang
dilakukan dengan larutan NaCI dimaksudkan untuk
mengganti ion Ca dengan ion Na agar ion
penggantinya nanti lebih mudah dipertukarkan
dengan ion limbah (Pb). Pertukaran ion Ca
sebenamya lebih efisien
dilakukan
dengan
menggunakan larutan NH4Cl, mengingat ion NH4
dan Presentasi IImiah Penelitian Oasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir
P3TM-BATAN Yogyakarta, 25 -26 Juli 2000
Iswani,S., dkk
ISSN0216-3128
77
~
mempunyai kemampuan penukaran yang lebih
tin~gi daripada ion Na dengan urutan Na+< K+ <
Ca + < Mg2+ < NH4+. Adapun reaksi pertukaran
210
205.
200.
yang terjadi adalah
0-
Bentonit-C8(p)+ 2 Na+(I) H Bentonit~N8(p)+ Ca2+(I)
Dari hasil aktivasi kemis bentonit dengan larutan
NaCI pada variasi konsentrasi 1-5 M, selama 5 jam,
menunjukkan bahwa aktivasi optimum terjadi pada
konsentrasi NaCI 4M seperti terlihat pada Gambar
~
195.
1
.~ 190.
$3
.0
C-
: : : : : : : : : : : : : : : ::
185
180
j
175170-
: :: :
: : : : :I:"": : :
165
4
1
5,08 pH
5,2
5,6
Gambar5. Kurva antara (Pb) terjerap Iowan pH
larutan
Pada pembuatan komposit keramik, maka
bentonit .Pb yang diperoleh harus dicampur dengan
bahan aditif kulet lunak pada variasi berat bentonitPb: kulet = 20:80, 25:75, 30:70, 35:65, dan 40:60,
2
MNatl awal 4
5
Gambar3. kurva aktivasi kemis bentonit dengan
larutan NaCI (NaCI) awal Iowan (Na)
terserap
Pada Gambar 4 dapat dilihat kontak an tara
bentonit-Na
dengan larutan logam B-3 (Pb) yang
akan dijerap pada variasi konsentrasi Pb awal dari
150-500 ppm. Timbal yang terjerap optimum (204
ppm) diperoleh
pada pengontakan dengan
konsentrasi Pb awal 400 ppm, sedangkan pada
pengontakan dengan Pb di atas 400 ppm, praktis
tidak menaikkan
konsentrasi Pb yang terjerap.
Dengan kata lain pengontakan bentonit-Na dengan
logam Pb konscntrasi awal 400 ppm diperkirakan
sudah menukar semua ion Na yang terikat, sehingga
apabila konsentrasi Pb awal dinaikkan > 400 ppm
tidak mengubah harga Pb terjerap. Sedangkan
gambar
5 menunjukkan
bahwa
(Pb) terjerap
optimum pada pH larutan tanpa penambahan asam
atau basa yaitu pada pH=5,08. Pada pH > 5,08 (Pb)
terjerap cenderung turun karena diperkirakan sudah
terjadi
kompetisi
reaksi
dengan pembentukan
Pb(OH)2, sehingga ion Pb bebas yang dijerap akan
berkurang.
dibuat pellet dan direaksikan pada suhu tinggi
(solidifikasi/pemadatan ) di dalam tanur I tungku
berturut-turut pada 850, 900 (perbandingan 20:80
clan 30:70), dan 1000oC.(semuaperbandingan). Dari
hasil yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa pada
suhu pembakaran 850 dan 900oC untuk kedua
perbandingan di atas komposit yang diperoleh
kurang baik.,berwama cok1at muda clan berpori.
Sedangkan hasil yang. diperoleh pada suhu
pemadatan 1000oC untuk semua perbandingan
menunjukkan hasil yang baik, berwama hijau muda
dan hijau mud a gilap kaca. Hal ini sesuai dengan
hasil XRD yang menunjukkan bahwa mineral
montmorilonit rusak pada pemanasan > 500°C, clan
meningkatnya kuarsa). Secara visual hasil tidak
nampak berpori (pori-pori kecil), terutama untuk
komposit yang dibuat pad a perbandingan 20:80 dan
25:75. Hasil pengamatan dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil pembuatan komposit keramik pada
variasi berat clan suhu pemadatan (ukuran
butir 100 mesh, pcncampuran 5 mcnit,
berat pellet total 5 g pembakaran dengan
batu tahan api <p= 1,5 cm clan t = 2,0 cm
BeratBentanit-
Jp~ul~V!~)20:80
25:75
850
Coklat muda
berporilebar I
Hijau muda
gilap tidak
beroori
COklat mudaH}jaU muda
ICOkiatmuda
l
30:70
150
200
250
300
400
lebar
Gambar 4. Kurva
kontak logam Pb dengan
bentonit-Na pada variasi konsentrasi Pb
terjerap la\van (Pb) awal
ber-pori
l
lebar
gllap
bemori
500
[Pb J awal
Prosiding Penemuan
!ber-pori
tidak
l
35:65
Hijau muda
tidakberoori l
40:60
Hi[;;;U-:;--mUda
dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan
P3TM-BATAN Yogyakana, 25 -26 Juli 2000
tidak beroori l
dan Teknologi Nuklir
78
ISSN 0216-3128
Dalam hal ini kulet yang ditambahkan ke bentonitPb berfungsi
sebagai bahan pengikat dan
menurunkan
suhu leleh bentonit, sehingga
solidifikasi berlangsung secara sempuma pada suhu
yang lebili rendah daripada suhu leleh bentonitnya
sendiri. Pengujian terhadap komposit keramik hanya
dilakukan untuk komposit yang dianggap paling
baik (perbandingan 20:80), yaitu uji lucut, uji tekan,
uji komposisi kimia daD uji porositas. Hasil
pengamatan uji lucut dengan asam dan basa (HCI,
CH3COOH, dan NaOH 3 M) serta air (aut selama 3
minggu (menggunakan AAS) , tidak menunjukkan
adanya Pb terlucut (Tabel 2 dan 3). Dengan kata lain
logam Pb selama periode waktu tersebut masih
terjerap di dalam komposit. Uji tekan dengan alat
tekan Beckman memberikan basil sekitar 2,5 K
Newton, yaitu komposit akan pecah bila ditekan
dengan beban ?;2,5 k Newton. Adapun uji porositas
dengan surface areameter menunjukkan bahwa
komposit mempunyai pori < 642,481268 A.. Unluk
menyatakan bahwa komposit keramik yang
diperoleh telah memenuhi persyaratan sebagai
keramik pengungkung logam B-3, pcnelilian masih
perlu dilanjutkan
dengan melakukan banyak
pengujian antara lain uji ekspansi panas, uji
konduktivitas panas, densitas, viskositas, dan lainlain dan dibandingkan dengan keramik limbah yang
telah dibakukan.
Tabe12. Hasil uji lucut komposit keramik dengan
asam dan basa (3 minggu) dengan AAS
Bentonit:kulet 20:80, berat pelet 5 g
KadarasamI basa(3 M)
HCl
CH3COOH
NaOH
:Eb
terlucut(ppm)
II
Tabel 3. Hasil uji lucut komposit keramik (berat
pellet 5 g) dengan air laut menggunakan
AAS
montmorilonit
Iswalli. S.. dkk
(penyusun utama, kuarsa dan mineral
anortoklas).
Dengan bcberapa perlakuan
seperti
aktivasi fisis pada 300°C, dan aktiyasi kemis dengan
larutan NaCI 1,0 -5,0 M dan kemudian dikontakkan
dengan logam Pb konscntrasi
150 -400
ppm
menjadi bentonit-Pb, teJah berhasil dibuat menjadi
komposit keramik setelah dicampur dengan bahan
aditif kulet lunak pada perbandingan berat benton itPb:kulet = 20:80, 25:75, 30:70, 35:75, dan 40:60,
serta pemadatan pada suhu 850- ) OOOOC. Aktivasi
kemis benton it optimum pad a pembcrian NaCI 3M,
dan kontak
dengan logam Pb optimum
pada
pemberian
larlltan Pb awal 400 ppm (tcrjcrap
optimum 204 ppm), scdangkan komposit kcramik
paling baik diperoleh
pacta pencampuran
berat
bentonit -Pb dan kulet lunak perbandingan 20 : 80.
( rusaknya montmorilonit
dan meningkatnya kursa
dari hasil uji XRD keramik) Uji lucut dengan air
laut
terhadap
komposit
kcramik
(seluruh
pcrbandingan),
dan
uji
lucut
dcngan
I-ICI,
CI-I)COOI-I
dan
NaOH
(tcrhadap
komposit
perbandingan 20:80). sclama 2 dan 3 minggu tidak
menul1jukkan
admJya l'b
lerlucul.
Uji
lckun
menunjukkan
bahwa komposil
keramik
(20:80)
pecah setelah ditekan dcngan beban 2,5 k Newton,
dan uji. porositasnya
dengan surface areameter
menuunjukkan pori < 642,481268 A.)
UCAPAN
TERIMA
KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada
Sdri Siti Marwati mahasiswa FMIPA UGM, sdr.
Samuel Endro Purnomo,B.Sc , Drs. C. Supriyanto
dan Y. Wasito yang telah membantu penelitian ini
hingga selesai dan kepada A. Punvanto BSc yang
membantu penyelesaian penulisan makalah. Ucapan
terima kasih kami tujukan juga kepada rekan-rekan
lain yang tidak dapat kami sebutkan satu 'persatu
semoga Allah membalas semua budi baik anda.
DAFT AR PUST AKA
KESIMPULAN
Dari basil-basil yang diperoleh dapatlah
disimpulkanbahwa:babanalambentonit Nanggulan
(bentonit-Ca) terdiri
dari
mineral-mineral
Prosiding Pertemuan
1. RALP H, E.G, .Clay Mineralogy, Second
edition, MC Graw-11illlnt., New York, 1968.
2. HARTANTO, D., Sintesis dan Karakterisasi
Senyawa Organokobalt [Co(II)-ARENA]
pacta
permukaan interlamcllar Bentonit, Tesis Pasca
Sarjana Kimia, FMIPA-UGM, Yogyakarta, 1993
3. KIM, H. TAN., Dasar-dasar Kimia Tanah,
Gadjah Mada University Press, 1995
4. SINGER,
F.,
SINGER,
S.S.,
Industrial
Ceramics, Chapman and Hall,London, 1963
5. TIM
LABORA TORIUM
TEKNOLOGI
KERAMIK, Pengembangan Teknologi Keramik
dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan
P3TM-BATAN Yogyakarta. 25 -26 Juli 2000
dan Teknologi
Nuklir
[swani, So,dkk
ISSN 01.16-311.8
79
~
Maju Berbasis Sumber Daya Lokal, Jurusan
Kimia FT -UGM, September 1998
6. KINGERY,
W.D.,
BOWER, H..K., and
UHLMANN,
Introduction to Ceramic, John
Wiley and Sons, Canada, 1976.
7. SMITH, W.F., Ceramic Materials Principles of
Material Scince and Engineering, second edition,
MC. Graw Hill Publishing Company, New York.
8. HARDJONO, H., Analisis Aktivasi Netron
Untuk Evaluasi Pencemaran Logam Berat di
Lingkungan
Pengairan,
PPNY -BAT
AN
Yogyakarta, 1995
9. SUMARDI, P., Studi Pemakaian Bentonit Aktif
Untuk Mengambil Senyawa Logam Berat dari
Limbah Cair Industri, Laporan Penelitian,
Fakultas Teknik UGM, Yogyakarta, 1994.
10. BUDIARTO, dkk., Penentuan Orientasi dan
Komposisi Kristal Paduan dengan Metoda
Difraksi Sinar-X, JNK-97, I.e., Oktober 1997
kimia,
elektronik, dll.
Dimanakah peran
penelitian saudara dalam bidang komposit
keramik tersebut ?
Sam/no
~ Pemanfaatkomposit keramik (bentoni!) di
industri kimia adalah untukpengungkungan
logam Pb, kemudian bentonit-Pb dicampur
dengankul/et lunak untuk dijadikan keramik.
Peronpenelitian ini dalam kompositkeramik
adalahmelakukanpenelitian ..
1. Mengetahui jumlah /ogam Pb yang
diambil oleh bentonit.
2. Uji kualitas keramik-Pb (uji /ucut, uji
tekan,uji komposisi,uji kimia).
Afrie DN.
~
Sejauh mana hasil penelitian ini bisa diterapkan
di industri khususnya industri keramik ?
~ Gas-gas apa saja, kualitasnya (kemumian) dan
seberapabanyak yang digunakan metode AAS ?
Samin
TANYAJAWAB
Fathurrachman
);- Mohon
dijelaskan
pemanfaatan komposit
keramik menggunakan bentonit di industri
'.
~ Hasil penelitian ini diterapkan untuk
pengungkungan limbah B3 (Pb) dalam
bentukkeramik.
~ Gas-gasyang digunakan untuk penentuan
unsur-unsur dalam keramik, khususnya
metodeAAS adalah, nitrous oksida (N]O) 2
tabung,asetilen4 tabung.
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan
P3TM-BATAN Yogyakarta, 25 -26 Juli 2000
dan Teknologi Nuklir