emf afia`ii Logam dari Limbah Katalis Bekas dengan Proses

Q LPPM Itenas 1 No.2 I Vo1.XIII
April - Juni 2009
emf afia'ii Logam dari Limbah Katalis Bekas
dengan Proses Bioleaching
Ronny Kurniawan, Sirin Fairus, Tria Liliandini, M.Febrian
Jurusan Tek.r& Kimia, Fakultas Teknik Industri, ITENAS, Bandung
Ernail : [email protected]
-
Penelitian ini bertujuan memisahkan kandungan logam tertentu dari suatu limbuh padat
menggunakan metode bioleaching khuswnya untuk mengetahui pengaruh waktu bioleaching terhadap
perolehan (jield) logam yang terlarut dalam rajinat dan un& mengetahui selektivitas
mikroorganisme terhadap logam yang terkandung dalam limbah Katalis b e b pada p m e s
bioleaching. Pelanrt yang digunakan adalah aqua DM dm percobaan ini memvariarikanjenis limbah
padat spent catalyst dari bebempa bahan baku @an
baku I, bahan baku 11, dim bahan baku III),
waktu bioleaching (5, 10, dun 15 hari), dun jenis mikroorganime (Escherichia coli dun Aspergillus
niger), dengan jumlah mikroorganisme (10% dari total volume kerja), dun temperaiur bioleaching
(37 "C). Analisis yang dilakukan padu penelitian ini adalah analisis konsentrasi logam. Dan' hasil
penelitian diketahui bahwa waktu bioleaching berpengaruh terhadap konsentrtwi logam dalam
mflnat. Semakin lama waktu bioleaching maka semakin besar konsentrasi logam dalam mflnat. Yield
logam terZMik didopat pada bioleaching bahan baku 111menggunakan fingi Aspergillus niger selama
15 hari dengan yyleld logam Ni sebesor 1.35% b h . Secara keseluruhun yield logam Cu,Zn,dun Ni
hasil bioleaching menggunakan Jirngi Aspergillus niger lebih besar daripada menggunakan baktenen
Escherichia coli, kecuali untuk logam Cr.
Kota kunci: Bioleaching, Logam, Escherichia coli, Aspergillus niger.
ABSTRACT
The purpose of the research is separating certain metalfiom a solid waste by bioleaching method,
especially the influence of bioleaching time to the d i r s o c i ~ d y i e l dmetal, and to know selectivity of
the microorganism to the mkrl containing spent catalyst waste on bioleachingprocess. Aqua DM is
used as the solved and t k 3 expiment varied spGl'lt catalysts as solid wastefiom several raw material
(7, I4 and 111 raw muterial), bioleaching time (5, 10, 15 days), and types of microorganisms
(Escherichia Coli and Aspergillus niger), with amount of microorganisms (I O%&m the total work
volume), and bioleaching temperature (37 "C). Metal concentration is used for the analysis on this
research. From the results of this research, it is known that the bioleaching time influences metal
concentration in rafinat, the longer time of bioleaching, the bigger of the metal concentration. The
best metal yield Ni fix: 1.35% b h ) was reached fiom raw material III. Using Aspergilus niger fungi
within 15 days. Generally, the yield of Cu, Zn, and Ni on bioleaching process using Aspergillus niger
&ngi was better then those were gained by Escherichia coli, except Cr.
Keywords: Bioleaching, Metal, Escherichia coli, Aspergillus niger.
padot (wdimeu] ddab j W M prdat ylrng ah^ diolah, pemilihan jenia n & m r p m m
.Ladipakm, ~&4~&smfmi,ldts pH msdi(undbo m p m a t @drochiag141.
~
Jcnis padatan logarn yang dapat dig&
untuk aplikasi bioleschhg dapat berupa bijih dengan
kandungan l o p yang rendnh-a
limbob padrrt yaw
wW%
9tw,
sen& nikcl, tembaga, krom, dan schgihya [3]. Pada pcaditian ini digunakm limbah katalis logam
yang diperoleh dari suatu idwtri, dimana katalis ini me*
ti&
dapat dirtgenerasi kembali.
m:
Milnoorganisme nmupalcan salah satu f&br jrlldg sangat berperan d a l h bioleaching logam.
Pemilihan milaworganisme yang akan difiakan
w
nramilj)ri
tepat b n a r p d g v ~ tcePebut
eelektifitas tcdsdq bgam-lo~amtertegaL Mikm-rne
yang umwmya digmdim &lam proas
&dcacR&& lalphn b;fw M golongan bakteri dan golongan @. GdobPlrjeri. seperti:
F W & m % t s j i ~ ,TRiobacillus thi-danr, kherechia cali, dan scbagainya. Golongan fuoei
aqmtk h p g g t h u niga &I ~enicillitqsi~~ikjsdum
[4].
Ltmmyt~waktn bioleaching alcai~sangat b c r p e n g d pada pertumbuhau dan aktivitas metafidiwne
rdkmo-.
Tmtu u j a hal ini ahin berdarn.,ak pada perolehan hdl akhk biohc&g, taitu niY
k m m t r d*lbgrmysnlt terM$ung dalam m&q+ &lain itu, sGtiap
j u ~ ~ y a
hrmdairtit'mjtndlriishd.p bndisi lingkun@a
s e m i wddc ketangiwagm
OLPb
lonns. itu pmentmm bldpntur bioleaching s c b h y s diwsus3rPn dongan b d i s i patmhdm
aptirrrtlm 'dad fxdtrtmrganim yang digunaLan agas diQPatkw He& kmwntrasi LsgPan yim$
malsimal.
;z-
S e a m umum penelitian ini bertujuan untuk memisahkan kandungan logam tertentu dari swtu limbah"
padat dengan menggunakan meto& bioleaching. Adapun tujuan khusus dari penelitian ini adalah
mtuk mcngetahui pengaruh waktu bioleaching terhadap perolehan (yield) logam yang terlarut dalam
rafinat clan untuk mengetnhui selektivitas mikroorganisme terhadap lugam yang tcrlcandung dalam
limbah Wis bckas pada proses bioleaching.
-I
Ketcrangat~peralatan u ~ lyang
. &@&ad,
A. Shaka
D. RWil-'B. Water bath
EC. Tewometer
F
I
I
.
.
.
.
-._
yeik :
F
Bahan-bahan yang &
1. Balm baku (apnfcatalpst)
2. Bcirerichia coli clan d u m nutrisinya
~
Mencampur semua bahan dalamlabu Erlenmeyer dan m c n m aqua DM
sebanyak 170 ml
+
I
Malakulcaa proam biolaaching acoara aerob pada b q m t w 37 O C untuk bakteri
coh'b & g i A s p e $ l b nigc; pada waktu bioleaching yang teleh
ditentukan
I
f.".
Melelnrkan k m h H p r d m i m & m d &&an variasi jcnis limbah, waktu
biolfpching, danjonis mihrganisme
-
Gambar 2. Bagan d r penh8h.n logam dengan Bioleaching
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada penclitim ini lrandungan logam dianalisa mcnggudm A A S (Atomic Absorption
Data konsentmi logam dalam bahan baku ttrtera p d a Tabel 1 bedcut hi.
1
.
Tabel. 1 Konrentr~silogam dalam retiap bahan baku (spent catalyst)
oleaching terhsdq, kcmenlogam
&~tbismrti.malal~ktrvayang
Gambar 6. K u m paaymh w.lrlP
I
--
Icvuriqnis?i* --'-,$
.,
-1-
.+*:,&FA:
iolu~cRingtcrhahp Iroa~lltrul
logam diltm nfimt dengan bahm bak
Gambar 8. Kurva peng~rnb
AsprgilI~sNiger
.
Berdasarkan kurva yang terlihat pada Gambar 3, Gambar 4, Gambar 5, Gambar 6, CL
7, dm
Gambar 8, &pat dikddiui bahwa semakin lama waktu bioleaching, konseatmi logam yang
terkandung di dalm rafinat juga semakin besar. Hal ini sesuai dengan teori, Ya;tu walrtu bioleuching
akm berpengaruh p d a proses pelamtan logdimana a d n lama waktn biaieacMng, mak;
jumlab logam ymg teiiarut ke &lam r a w jup s d n be= .--:---+
-"
.
gm
I
:
-
..A*&
u;.
.*<."
,
=%=z
-Pa&
...
p e l i t i a n ini dilakdcan percobaan
dahulupn yary v a k a n tahp pmgembangbi
I
inokulum mikroorganisme hingga mcncapai tahap pem~nbuhanstnslonernya. fnohlum scl
yang selanjutnya digunakan pa& proses bideaching, sehrngga selama bioleaching ber1ang
p e r h m b b rnikroorpanism~untuk mernperbaayak diri tidak terlalu besar, karena m i k r o o r p
P"
b
.rZsi
Aktivitas meta4olIsme yang elakukan oleh mlkroorganisme y a m g ~ i m r ~ s sti11~o
.
: aaaran
pemecahan glukosa menjadi asam piruvat yang tejadi &lam sitosol semua sel dengan t ~ ~ untuk
~ d n
menghasilkan energi (ATP). Dalam ha1 ini glukosa sebagai sumber karbon berasal dari medium nutrisi
mikroorganisme yang ikut diumpankan bersama mikroorganisme [2]. Bakteri Escherichia coli
diumpankan bersama dengan nutrisi Nufrient h t h ( r ~ ~ ~ g m dyemt
m g e x h # cten pepton ecb 14
sumber karbon), sedangkan fungi Aspergillus niger diumpankan bersama dengan nutrisi Potato
Dextrose Broth (mengandung potato extract dan dextrose sebagai surnber karbon). Aktivitas glikolisis
.yang terjadi berlangsung pada suasana aerobik
.A
,..
-+-=
.%--
....]1._1.'1I
-
- +*-.- ....
Asam piruvat yang dihasilkan dari proses glikolisis selanjutnya akan dikonversi oleh mikroorganisme
menjadi senyawa asam organik, seperti asam asetat dan asam sitrat. Proses produksi asam organik oleh
mikroorganisme adalah sebagai berikut:
a. Pada bakteri Escherichia coli
Rak
Reaksinya:
1. Gula (CQH~+O~)
.
ael,
2.
-
Dekahlrssiasamphl
Asam piruvat
W"$:
;likolisi-,
1
, tci
_
--.~*%m*..~~.
*
7 - . .
id h
Piruvot dehrhosrlave
I
,
,
k.:L:r,
- ~ t .*,
*
i
.
.+ . ,
k ~
4- J a*idsd%ri~r iJ R ,d ~fi'i~m
YoYitl) .;)bl(gr~Q
Asetaldebid + CUZ
dim gugus hibksil (OR) hohtnya wrfP
cbudasipyir 121. augaP hrbokd COOH dapat
mlspas proton dalam larntan dm
ion, dimmil ion ini &ipat brrePksi dengan ion logum
mcdmtuk garam, sqmti ganm R-COO&, RICOBCII, R-COQCr, dm R-oOONi. Semrkin
mcniqht kommtrasi asam organ& nvlra stmakin meningkat j d a h proton yang dapat dilcpas,
nsitas penyerangan proton terhadap ikatan logam eemeSkin mcning)rat pula, HaL iai
hrEhkgamprmgd[i?ea&ing &an s u n a l h besar.
Gambar 5, pada hari ke-10 darr hsri b 1 5 h u m p ,
Namun lain halnya dengan yang terlihat
h m m t m i Ni ddam rsfinaf tsbap. Ada btbaapa -or
yang mungkin menycbabkan ha1 hi,
diantmmya sebagai bcriht:
a. Tercqhya h d i s i kesethbangan
Pada saat lomengalami pelamtan, maka reaksi y a q berbgamg adalah
dimma
r k t P i n g f o ~ ~ ~ k ~ ~ ~ . ~ i n i ~ t s r j c o i ~ ~ q t a r a r n t
atompada l a p i s r n ~ k r i s t a l l ~ ~ ~[ s m ~
a
m o r l $i ; s l pm
itW::yqag,Mda,bi
luar kristal. Hesilaye, padp p t x d m a l rogm tejedi
0dolpqo.~ldaP
kemudian masuk kc d a b b t a n aoam
Selanjutaya di M
a
m 4@aa
Bkan
~~
mencarikesetimb~barudaPpodabagisnlwttrnrlrmteqjadipcningkahn~atom
(ion logam).
Kondisi k w t i d m g m tmxtpai jika ti&
ada btgi dn'vhgforce, yaitu k d k a kommtrasi atom
l ~ g o m d i ~ p % d r t s P d u r ~ ~ r m ~ ~ w r m a M r r l t a d r 'r i i t u t i & C F ~ a d i
ini
Paplndahanatorp (ion logam) ke aalam laru$a ssrun o q p i k fdbQ.
Kondisi
cqmttaerpidq*tQrhbb.dahlrmQmpnmuul~Ni)nnsWdi~~
r.
P
m.
b h
d q p n kmadivi lis$bsgaosy.. HII
ini dapat dipengaruhi oleh I r o r q d s i bahan baku Ill slain logam nikel yang ti&
diketahui,
kPmslo nikel b y a borjllmfah 0.28% dari
lpbmbakum.
adanya gmduk m m p i dsri pacr b i o l a drpt
~ tnaqja4
~
M
m
~ c r u n ~ ~z mc r & ic ~ & i a coli
~~
s e h i n g g a ~ ~ y a n n ~ j q p a k m ~
Asnemillus niger, koonsentrasi Ni vana terkandu
P/I '
1
I4
A
L;L,m
1
I"--
A-
v-
3-
XT!
dawn Proses Bioleaching
Pemisahan Logun dpri Libah Kacnlis
~passi
w
6
4
6
c
I
'
i
n
g
bemb pd.sustma .pm
B-limpodPpHantara3BPa9
pa"&, proses bioleaching
'it-mHLCm*
b.
1JC
9%
< .
.
,)
3.
D m A R PUSTAKA
[l] Erslllni, (1997). "Bioleaching Mineral Sulfida Chta", Junta1 h i a h Nasionol, Vol 14 No 136, J.
[2] Oxoid, (1976). The m i d Manual 3"" edition, Oxoid Limited.
r3] Pathak A,(2008). Bioleaching of Heavy MetaIsjFarn Anaerobically Digested Sewage Sludg, Center
fur Energy Studies, Indian Institute of Technology, Haus Khas New Delhi, India.
r4] Syamsul Bahri, (1998). Bioleaching (Bio1ind)Tirnbal dun Lumpur Limbah Indwtri Baterai
Timbal-Asam Menggunakan Bakteri Thiobacillus thiooxidan, Tesis, ITB.
[5] Treybal, R o w E., (1981). Mass-Transfer Operations, Mc-Graw -Hill Book Company, Singapore