PEMANFAATAN BATUBARA PERINGKAT

MINDAGI Vol. 8 No.2 Juli 2014
PEMANFAATAN BATUBARA PERINGKAT RENDAH
SEBAGAI BAHAN BAKU KARBON AKTIF
DENGAN AKTIVATOR ZnCl2
oleh:
Suliestyah*) dan Ariani Dwi Astuti **)
*)
Dosen Tetap, Prodi T. Pertambangan
Fakultas Teknologi Kebumian & Energi, Usakti
Gedung D, Lantai 3, Jl. Kyai Tapa No.1, Grogol, Jakarta 11440
**)
Dosen Tetap, Prodi T.Lingkungan & Arsitektur Lansekap Uinversitas Trisakti
Gedung K, Jl. Kyai Tapa No.1, Grogol, Jakarta 11440
Abstrak
Telah dilakukan penelitian pembuatan karbon aktif dengan menggunakan bahan baku batubara jenis lignit yang
berasal dari Bangko Sumatera Selatan. Pembuatan karbon aktif dilakukan menggunakan metoda aktivasi kimia, dengan
ZnCl2 sebagai aktivator, dan proses karbonisasi berlangsung pada temperatur 500oC selama 2 jam. Karbonisasi dilakukan
menggunakan kotak baja yang kedap udara untuk memperoleh kondisi non oksidasi. Aktivasi kimia dilakukan
menggunakan ZnCl2 dengan kadar yang bervariasi antara 5% - 50%, sedangkan karbonisasi dilakukan menggunakan
aliran gas nitrogen untuk memaksimalkan proses aktivasi selama karbonisasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
komposisi aktivasi ZnCl2 40% dan batubara 60% merupakan kondisi optimum untuk karbonisasi pada temperatur 500 oC
selama 2 jam, di mana karbon aktif yang dihasilkan mempunyai nilai Iodine paling tinggi yaitu 1170,3 mg/g. Penggunaan
ZnCl2 (kualitas teknis) 40% ternyata menghasilkan karbon aktif dengan daya serap lebih tinggi dengan nilai iodine 1288,8
mg/g. Hasil ini lebih baik, jika dibandingkan karbon aktif pembanding, Charcoal yang mempunyai nilai iodine 961 mg/g.
Produk karbon aktif hasil penelitian ini cukup efektif menyerap logam Cr dalam air dengan daya serap 60% pada
konsentrasi awal Cr 350 ppm, namun kurang efektif menyerap logam Fe dan Cu. Daya serap terhadap Cr mulai menurun,
jika konsentrasi awal Cr lebih besar dari 350 ppm, sedangkan uji daya serap terhadap zat warna methilene blue
menunjukkan penyerapan 97,4% pada konsentrasi awal 12,5%, namun menunjukkan penurunan dengan kenaikan
konsentrasi awal methilene blue. Pengujian daya serap terhadap zat warna tekstil menunjukkan hasil bahwa produk karbon
aktif ini kurang efektif.
I.
Pendahuluan
Batubara di Indonesia, secara umum merupakan
batubara berperingkat rendah, sekitar 60% batubara
Indonesia termasuk golongan batubara lignit, low
rank coal, yang dicirikan dengan nilai kalor rendah
dan kandungan air tinggi. Kelebihan dari batubara
Indonesia adalah kandungan abu dan sulfur relatif
rendah, kandungan abu dalam bahan bakar yang
rendah dapat mengurangi polusi, demikian juga
dengan sulfur yang terkandung dalam batubara
dapat berubah menjadi gas SO2, yang menyebabkan
terjadinya hujan asam. Dengan kondisi kualitas
seperti ini, batubara di Indonesia (berperingkat
rendah) sulit diterima di pasaran. Namun seiring
dengan perkembangan teknologi, maka batubara
berperingkat rendah mulai dapat dimanfaatkan,
selain untuk bahan bakar langsung, salah satu
pemanfaatan batubara Indonesia adalah untuk
bahan baku pembuatan karbon aktif.
Pembuatan karbon aktif dari batubara,
diharapkan dapat menghasilkan produk yang
berkualitas untuk mengurangi penggunaan bahan
baku konvensional seperti: tempurung kelapa dan
arang kayu yang jumlahnya terbatas.Beberapa jenis
percobaan pembuatan karbon aktif dengan bahan
baku batubara peringkat rendah: antara lain:
pembuatan
Arang
Aktif
dari
batubara
(Pari,2000),Pembuatan karbon aktif dari batubara
subbituminus A. (Nining dkk, 2000). Pada tahun
2001 Nining juga telah melakukan percobaan
pembuatan bahan karbon aktif dengan bahan baku
batubara Arutmin berperingkat High volatile
subbitiurium B, ternyata menghasilkan produk
karbon aktif yang cukup bagus dengan nilai iodin
antara 527 – 689 mg/g. Namun nilai iodin tersebut
masih lebih rendah bila dibandingkan dengan nilai
karbon aktif pembanding, seperti norit yang
mempunyai nilai iodin antara 860-990 mg/g.
Batubara dari Tanjung Enim PT. Bukit Asam jenis
subbituminus juga telah digunakan dalam
percobaan pembuatan karbon aktif (Hasanudin,
2002).
Bilangan iodine menunjukan kuantitas daya
serap karbon aktif terhadap partikulat pengotor
dalam fase cair. Jika karbon aktif mempunyai nilai
iodin makin tinggi maka kualitasnya makin baik.
Nilai iodin yang terkandung dalam karbon aktif di
pasaran berkisar antara 700-1200 mg/g.
Mengingat cadangan batubara peringkat rendah
jenis lignit jauh lebih besar dibandingkan dengan
sub-bituminus,
maka
dilakukan
percobaan
pembuatan karbon aktif dengan bahan baku
batubara Bangko, Sumatera Selatan, jenis lignit
(Suliestyah, 2003). Dalam penelitian tersebut
digunakan aktivasi fisik menggunakan uap air
dengan karbonisasi suhu tinggi 9000C yang
menghasilkan karbon aktif dengan nilai iodin 1274
mg/g. Dalam penelitian ini dilakukan percobaan
pembuatan karbon aktif dengan bahan baku
batubara Bangko jenis lignit, dengan proses
aktivisasi kimia menggunakan ZnCl2 sebagai
75
Pemanfaatan Batubara Peringkat Rendah sebagai Bahan Baku Karbon Aktif engan Aktivator ZnCl2
Suliestyah dan Ariani Dwi Astuti
aktivator. Pembuatan karbon aktif dari batubara
diharapkan dapat menghasilkan produk yang
berkualitas tinggi memenuhi kebutuhan domestik,
karena hingga saat ini kebutuhan karbon aktif
untuk keperluan dalam negeri sebagian masih
dipenuhi dari import yang mencapai sekitar 25 ton
per tahun. Berdasarkan data dari Biro Pusat
Statistik tahun 1997, sekitar 42% karbon aktif
diimport dari Amerika Serikat.
Perumusan Masalah
Sejalan dengan pertumbuhan industri di
Indonesia dan meningkatnya kesadaran masyarakat
akan pentingnya menjaga kelestarian lingkungan,
maka permintaan karbon aktif untuk pengolahan
limbah industri semakin meningkat. Berdasarkan
hal tersebut, perlu kiranya dilakukan pengkajian
pembuatan karbon aktif dalam skala yang lebih
besar dengan menggunakan bahan baku batubara
berperingkat rendah atau lignit. Seperti diketahui
bahwa cadangan batubara di Indonesia 60%-nya
adalah lignit. Pengkajian karbon aktif ini dilakukan
berdasarkan hasil penelitian pembuatan karbon
aktif berbahan baku lignit yang dilakukan dalam
skala laboratorium.
Berdasarkan pengalaman beberapa hasil
penelitian pembuatan karbon aktif dengan aktivasi
fisik memerlukan karbonisasi suhu tinggi sekitar
900C (Suliestyah.2003), maka dalam rangka
penghematan energi, perlu dilakukan pengkajian
pembuatan karbon aktif dengan aktivasi kimia
yang memerlukan proses karbonisasi pada suhu
lebih rendah sekitar 500C.
Kerangka Pemikiran
Cadangan batubara peringkat rendah (lignit) di
Indonesia cukup banyak. Lignit dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku karbon aktif. Batubara
peringkat rendah (lignit) Indonesia yang belum
dimanfaatkan dapat dijadikan sebagai bahan baku
karbon aktif untuk menggantikan/mengurangi
penggunaan bahan baku konvensional, seperti
tempurung kelapa dan arang kayu yang jumlahnya
terbatas, sehingga dapat mengurangi impor karbon
aktif.
Identifikasi Masalah
Pada penelitian ini akan digunakan batubara
jenis lignit. Zat aktivator yang biasa digunakan
dalam aktivasi kimia adalah: ZnCl2, H3PO3, KOH,
CaCl2, MgCl2 dan MnCL2 (Terry, 1998). Pada
penelitian ini akan digunakan ZnCl2 sebagai
aktivator, karena ZnCl2 mempunyai sifat dehydrating agent yang akan memacu proses dekomposisi selama karbonisasi dan menghambat
pembentukan tar yang kemungkinan akan menutupi pori atom karbon aktif). Dengan penambahan
ZnCl2 diharapkan dapat menghasilkan karbon aktif
dengan daya serap yang tinggi. Dalam penelitian
ini tidak memperhitungkan nilai ekonomis dari
semua kegiatannya. Berdasarkan uraian di atas,
76
maka pada penelitian ini dilakukan pembuatan
karbon aktif dari batubara lignit dengan aktivator
ZnCl2. Variabel yang diteliti, yaitu karbon aktif dari
batubara lignit pada karbonisasi 500C, dengan
penambahan ZnCl2 yang bervariasi, Berapa
perbandingan antara aktivator dan batubara yang
optimum yang dapat menghasilkan produk berdaya
serap tinggi dibandingkan dengan karbon aktif yang
beredar di pasaran (carcoal) .
Sebagian masalah yang diidentifikasi di atas
telah diteliti oleh peneliti di PPTM Bandung, oleh
karena itu, pada penelitian ini tidak dikaji lagi
variabel-variabel mengenai peringkat batubara,
jenis zat aktivator, kondisi karbonisasi dan aktivasi,
karena variabel di atas telah diuji dan menghasilkan
suatu produk karbon aktif yang baik, sehingga
menjadi acuan pada percobaan selanjutnya.
Sebelumnya telah dilakukan percobaan pemakaian
zat aktivator ZnCl2 pada karbonisasi dan aktivasi
karbon aktif dari bahan baku batubara subbituminus asal Tanjung Enim, dilakukan dengan
metode aktivasi fisika dan zat kimia (Hasanudin
dkk, 2002).
Hipotesis
Zinkkhlorida dapat dijadikan zat aktivaror pada
pembuatan karbon aktif dari bahan baku batubara
berperingkat rendah dengan mekanisme fisika yang
menyebabkan porsitas dari karbon aktif akan
bertambah banyak ( besar ), sehingga meningkatkan
daya serap karbon aktif tersebut.
Tujuan Penelitian
Tujuan kegiatan penelitian ini adalah melakukan percobaan dan penelitian pembuatan karbon
aktif dalam sekala laboratorium dengan bahan baku
batubara Bangko, Sumatera Selatan. Pembuatan
karbon aktif dalam penelitian ini menggunakan
metode aktivasi kimia dengan ZnCl2 sebagai zat
aktivator, dan menentukan berat optimum
aktivator, agar produk karbon aktif yang dihasilkan
menghasilkan nilai iodine yang tertinggi di antara
beberapa variasi yang dibuat. Dalam penelitian ini
dibuat 10 variasi berat aktivator dengan kondisi
proses yang sama. Diharapkan penelitian ini akan
menjadi bahan acuan atau rujukan bagi penelitipeneliti tentang karbon aktif dari bahan baku
batubara peringkat rendah (lignit). 60% dari
cadangan batubara Indonesia adalah lignit, hal ini
merupakan peluang untuk dapat dimanfaatkan
sebagai bahan baku karbon aktif.
Karbon Aktif
Karbon aktif adalah suatu bentuk umum untuk
senyawa berbahan dasar karbon yang diolah,
sehingga menghasilkan derajat porositas yang tinggi
dan luas permukaan yang besar. Kedua sifat ini
membuat bentuk karbon sebagai suatu bentuk
adsorban yang efektif untuk berbagai macam
senyawa organik pada pengolahan air rumah
MINDAGI Vol. 8 No.2 Juli 2014
tangga maupun air limbah. Karbon aktif dapat
dibuat dari berbagai macam bahan baku.
Bahan baku utama karbon aktif adalah senyawa
bahan organik yang memiliki kandungan karbon
yang tinggi seperti batubara, kayu, gambut, dan
tempurung kelapa. Menurut Beker dkk., (1997),
luas permukaan, dimensi dan distribusi dari karbon
aktif tergantung dari bahan baku, kondisi
karbonisasi, dan proses aktivasi. Karbon aktif
mempunyai sifat yang selektif dalam adsorbsi.
Pembuatan Karbon Aktif
Karbon aktif dapat dibuat dari semua bahan
yang mengandung karbon, seperti: kayu, serbuk
gergajian kayu, sekam padi, gambut, batubara,
tempurung kelapa bagase, resin dan serat
akrilonotril (Maniatis & Nurmala 1988; Pari, 1995;
Katyal dkk., 2003; Yue dkk., 2003 dan Carrot dkk.,
2004) dalam desertasi Gustan Pari (2004).
Perbedaan bahan baku dapat menyebabkan sifat
dan mutu karbon aktif yang berbeda pula (Actech,
2002).
Pada prinsipnya karbon aktif dapat dibuat
dengan dua cara, yaitu cara kimia dan cara fisika.
Pada pembuatan karbon aktif, mutu yang
dihasilkan sangat tergantung dari bahan baku yang
digunakan, aktivator, suhu dan cara pengaktifannya
(Hartoyo dkk., 1990). Salah satu cara untuk
meningkatkan daya serap karbon adalah dengan
menggunakan bahan kimia seperti ZnCl2, CaCl2,
NaCl, H2SO4, a2SO4, H3PO4, asam sitrat dan
garam mineral lainnya, untuk aktivasi cara fisika
dapat menggunakan H2O, N2,danO2 (Simsek &
Cerny, 1970; Puente dkk.,1988; Bandosz, 1999 dan
Chen dkk., 2003).
Karbonisasi pada batubara adalah meningkatkan kadar karbon
dalam batubara dengan cara
pemanasan pada temperatur tinggi, sehingga unsur
unsur lain seperti; zat terbang dan kadar air akan
terbebaskan, jadi yang tinggal hanya karbon dalam
bentuk jumlah rantai karbon yang panjang.
Proses aktivasi bertujuan untuk menambah atau
mengembangkan volume pori dan memperbesar
jari-jari pori yang telah terbentuk pada proses
karbonisasi, serta untuk menghasilkan beberapa
porositas baru. Adanya interaksi antara zat
pengaktivasi dengan struktur atom-atom karbon
hasil karbonisasi adalah mekanisme dari proses
aktivasi. Secara umum proses aktivasi dapat
dilakukan dengan dua cara, yaitu aktivasi secara
fisik dan aktivasi secara kimiawi.
Aktivasi fisik, melibatkan proses gasifikasi yang
akan memperbesar volume porositas dan
membersihkan rongga pori, sedangkan proses
aktivisasi kimiawi pada pengerjaan awal
melibatkan proses reaksi kimia yang dapat
memperbesar volume porositas pada hasil
karbonisasi. Proses aktivasi karbon aktif terbagi
menjadi dua, yaitu aktivasi gas dan proses aktuvasi
kimia ( Kienle 1986 ).
Sifat dan Struktur Karbon Aktif
Secara fisik karbon aktif berbentuk padatan,
berwarna hitam, tidak berbau, tidak berasa, bersifat
higroskopis, tidak larut dalam air, basa, asam dan
pelarut organik serta tidak rusak, karena perubahan
pH maupun suhu. Susunan atom karbon dalam
karbon aktif, seperti telah disebutkan di atas mirip
dengan susunan atom karbon dalam grafit yang
terdiri dari pelat-pelat datar dimana atom
karbonnya terusun dan terikat secara kovalen di
dalam suatu kisi heksagonal secara paralel (Simsek
& Cerney, 1970: Hirose dkk., 2002 ).
Daya Serap Karbon Aktif
Adsorbsi adalah peristiwa terjadinya perubahan
kepekatan dari molekul, ion, atau atom antar muka
dalam dua fase. Hal ini terjadi bila dua fase saling
bertemu, sehingga diantara kedua fase tersebut
terbentuk daerah antar muka yang sifatnya berbeda
dengan fase ruah kedua fase tersebut. Proses yang
terjadi ketika molekul adsorbat tidak tetap pada
permukaan adsorban, tetapi masuik diantara kristal
atom disebut absorbsi. Dalam beberapa kasus
adsorbsi dapat bersamaan dengan absorbs, karena
fase padat terlibat reaksi kimia (Adamson, 1982).
Pada umumnya adsorbsi yang terjadi pada karbon
aktif adalah adsorbsi secara fisik, hal ini dikarenakan karbon aktif sangat berpori dan diameter
permukaannya sangat luas.
Kegunaan Karbon Aktif
Lebih dari 70% produk dari kartbon aktif
digunakan di sektor industri, antara lain: industri
gula sirop, minyak air, farmasi dan kimia. Selain
itu, karbon aktif digunakan juga untuk keperluan
rumah tangga.
Dalam penjernihan air, karbon aktif selain
mengadsorbsi logam-logam, seperti: besi, tembaga,
juga dapat menghilangkan bau, warna dan rasa
yang terdapat dalam larutan atau buangan air,
karena karbon aktif lebih bersifat non polar, maka
komponen non-polar dengan berat molekul tinggi
(4 sampai 20 atom karbon) yang terdapat dalam air
buangan pabrik dapat diadsorbsi oleh karbon aktif
(Beukens dkk.,1985; Novicio dkk.,1998).
Karbon aktif yang telah dipergunakan dapat
diaktifkan kembali dengan memanaskannya pada
suhu 800–900OC, sehingga sebagian karbon
teroksidasi dan karbon aktif akan berpori kembali.
Bahan kimia seperti NaOH, HCl, dan H2SO4
dapat digunakan untuk mengaktifkan kembali
karbon aktif yang telah dipakai, bahan kimia
tersebut berfungsi untuk melarutkan kotoran yang
diserap oleh karbon aktif (Kim & Shin, 2001).
Menurut Mantell (1995), karbon aktif yang digunakan sebagai adsorben dikelompokkan berda-sarkan
struktur fisik, sifat, dan penggunaannya menjadi
empat kelas yaitu adsorbsi warna, adsorbsi gas,
adsorbsi logam dan untuk keperluan bahan obatobatan.
77
Pemanfaatan Batubara Peringkat Rendah sebagai Bahan Baku Karbon Aktif engan Aktivator ZnCl2
Suliestyah dan Ariani Dwi Astuti
kadar abu, kadar zat terbang, nilai iodine, kemudian
tahap ketiga dilakukan pengujian daya serap karbon
aktif tersebut terhadap logam (Cr, Fe, Cu) dan daya
serap karbon aktif terhadap zat warna (methilene blue
dan zat warna tekstil ruben red). Sebagai
pembanding produk, dipakai karbon aktif yang
beredar di pasaran, yaitu : ajax carcoal.
II. Metodologi
Penelitian ini dilakukan dalam tiga tahapan.
Tahap pertama dilakukan pembuatan karbon aktif
dari bahan baku batubara asal Bangko, melalui
karbonisasi dan aktivasi kimia pada temperatur
500C, selama satu jam dengan penambahan ZnCl2
sebagai activator.Dibuat sepuluh macam formula.
Tahap kedua adalah analisis, dimulai dari analisis
& pengujian Nilai iodine dari sepuluh formula dan
Blangko, kemudian dibuat produk dari ZnCl2 teknis
dengan formula dipilih yang nilai iodine-nya
tertinggi. Pada produk dengan ZnCL2 teknis pada
karbon aktif tersebut dianalisis, meliputi: kadar air,
III. Hasil dan Pembahasan
Hasil perolehan dan nilai iodine pada pembuatan
karbon aktif skala laboratorium dengan berat ZnCl2
yang berbeda, dapat dilihat pada grafik berikut ;
Pengaruh Berat ZnCl2 terhadap Nilai Iodime
1400
1200
Nilai Iodine
1000
800
600
400
200
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
% ZnCl2
Gambar 1. Grafik Pengaruh Berat ZnCl2 terhadap Nilai Iodine
Oleh karena itu, pada komposisi 40% ZnCl2
dibuat karbon aktif dalam jumlah yang cukup
banyak untuk pengujian pengujian terhadap unsurunsur logam dalam air. Pembuatan karbon aktif
dengan activator ZnCl2 40% (teknis) menghasilkan
karbon aktif dengan nilai iodine 1288 mg/g, lebih
tinggi dibandingkan dengan pembuatan karbon
aktif dengan penambahan ZnCl2 murni (pro
analisis).
Grafik pengaruh Berat ZnCl2 terhadap Nilai Iodine
Dalam gambar di atas tampak bahwa nilai iodine
semakin tinggi dengan peningkatan jumlah ZnCl2
dalam bahan baku, namun cenderung menurun
mulai pada jumlah ZnCl2 45 %. Nilai iodine paling
tinggi adalah pada jumlah ZnCl2 40%, pada
komposisi ini menghasilkan produk karbon aktif
yang berkualitas baik dengan nilai iodine 1170
mg/g.
Pengaruh ZnCl2 terhadap Persen Perolehan
60
% Perolehan
50
40
30
20
10
0
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
% ZnCl2
Gambar 2. Grafik Pengaruh ZnCl2 terhadap Persen Perolehan
78
50%
55%
MINDAGI Vol. 8 No.2 Juli 2014
Grafik Pengaruh Berat ZnCl2 terhadap Persen
Perolehan
Tampak perolehan produk karbon aktif semakin
meningkat seiring dengan peningkatan jumlah
ZnCl2. Namun, perolehan tampak cenderung mulai
menurun pada jumlah ZnCl2.di atas 40 %. Aplikasi
produk karbon aktif sebagai adsorben untuk
menyerap unsure logam dalam air dilakukan
terhadap Cr, Fe dan Cu. Perlakuan percobaan
dengan variasi waktu perendaman menghasilkan
grafik sebagai berikut
Daya Serap Karbon Aktif terhadap Logam Cr, Fe, Cu
60
Cr
Fe
Cu
% Terserap
50
40
30
20
10
0
15
30
180
300
Waktu Perendaman (menit)
Gambar 3. Grafik daya serap karbon aktif terhadap logam Cr, Fe, Cu dengan waktu perendaman yang berbeda
Grafik Daya Serap Karbon Aktif terhadap Logam
Cr, Fe, Cu dengan Waktu Perendaman yang
Berbeda
Tampak dalam grafik di atas bahwa penyerapan
maksimum terjadi pada perendaman karbon aktif
selama 180 menit. Oleh karena itu, selanjutnya
dilakukan percobaan adsorpsi logam dengan variasi
konsentrasi awal dengan waktu perendaman
karbon aktif yang sama, yaitu 180 menit.
Konsentrasi unsur logam setelah perendaman
dengan karbon aktif menghasilkan grafik sebagai
berikut.
Grafik Daya Serap Karbon Aktif terhadap Logam Cr, Fe, Cu dengan
Konsentrasi Awal yang berbeda
70
% yang terserap
60
50
Cr
40
Fe
Cu
30
20
10
0
50
100
150
200
250
300
350
Konsentrasi (ppm)
Gambar 4. Grafik Daya Serap Karbon Aktif terhadap Logam Cr, Fe, Cu dengan Konsentrasi Awal yang berbeda
Grafik Daya Serap Karbon Aktif terhadap
Logam Cr, Fe, Cu dengan Konsentrasi Awal
yang Berbeda
Tampak dalam grafik di atas bahwa penyerapan
karbon aktif paling efektif terjadi pada Chrom (Cr)
dengan konsentrasi awal 250 ppm, dengan
penyerapan sebesar 60,05%. Aplikasi produk
karbon aktif juga dilakukan terhadap zat warna,
dalam percobaan ini produk karbon aktif direndam
dalam 3 macam larutan zat warna dengan waktu
perendaman yang sama, yaitu 1 jam. Hasil
pengamatan dapat dilihat dalam grafik berikut.
79
Pemanfaatan Batubara Peringkat Rendah sebagai Bahan Baku Karbon Aktif engan Aktivator ZnCl2
Suliestyah dan Ariani Dwi Astuti
Grafik Daya Serap Karbon Aktif terhadap Zat Warna Methilene Blue
120%
100%
80%
60%
40%
20%
0%
125 mmg
25.0 mmg
37.5 mmg
Gambar 5. Grafik Daya Serap Karbon Aktif terhadap Zat Warna Methilene Blue
molekul yang besar, kemungkinannya adalah poripori dalam karbon aktif tidak mampu menyerap
molekul yang besar tersebut.
Hasil analisis dan pengujian : batubara, produk
dengan 40% ZnCl2 teknis dan pembanding (ajax
charcoal).
Grafik Daya Serap Karbon Aktif terhadap Zat
Warna Methilene Blue
Dalam gambar 5 tampak bahwa produk karbon
aktif kurang efektif untuk menyerap zat warna. Zat
warna tersusun dari molekul organik dengan
struktur yang kompleks dan mempunyai berat
Tabel 1. Hasil Analisis dan Pengujian
No.
Urut
1
2
3
4
Nama Material
Batubara
Blanko
Produk
Ajax Charcoal
Kadar Air %
Kadar Abu %
14,05
12,30
11,96
13,3
1,97
2,00
2,71
6,93
Hasil Analisis dan Pengujian : Batubara, Produk
dengan 40% ZnCl2 Teknis
Spesifikasi material
1. Bahan baku (batu bara)
2. Blanko adalah hasil karbonisasi batubara tanpa
ZnCl2.
3. Batubara dengan 40% ZnCl2 teknis
4. Pembanding (Ajax Carcoal)
Dalam tabel di atas tampak bahwa produk
karbon aktif hasil penelitian ini mempunyai kualitas
yang baik, terbukti dari nilai iodine yang lebih tinggi
(1288,8 mg/g) dibandingkan dengan karbon aktif
impor ajax charcoal yang mempunyai nilai iodine 961
mg/g.
IV. Simpulan
1. Karbon aktif dari bahan baku batubara
peringkat rendah (lignit) dari Bangko Sumatera
Selatan dapat dibuat dengan karbonisasi pada
temperatur 500 o C selama 2 jam melalui
metoda aktivasi kimia menggunakan ZnCl2
sebagai aktivator, dalam penelitian ini diperoleh
80
Kadar Zat
Terbang %
46,87
44,21
42,95
13,17
Nilai Iodone
mg/g
411,38
521,21
1288,80
961
kondisi optimum pada jumlah ZnCl2 40 % dan
batubara 60 %, dengan nilai iodine terbesar yang
menunjukkan daya serap terbesar. Karbon aktif
yang menggunakan aktivator ZnCl2 teknis
mempunyai kualitas daya serap yang sedikit
lebih tinggi (nilai iodine 1288,8 mg/g)
dibandingkan dengan karbon aktif yang
menggunakan aktivator ZnCl2 pro analisis (nilai
Iodin 11170,3 mg/g) pada skala laboratorium.
Berdasarkan fakta tersebut, maka ZnCl2
merupakan aktivator kimia yang potensia,l
karena harganya murah dan efektif, sehingga
dapat digunakan dalam pembuatan karbon aktif
dengan daya serap tinggi dengan harga yang
cukup ekonomis.
2. Hasil analisis daya serap melalui penentuan
nilai iodine pada komposisi optimal (1288,8
mg/g) menunjukkan bahwa produk karbon
aktif hasil penelitian ini mempunyai daya serap
yang lebih baik dibandingkan dengan karbon
aktif pembanding, yaitu: ajax charcoal (961
mg/g).
MINDAGI Vol. 8 No.2 Juli 2014
3.
Dalam aplikasi produk karbon aktif hasil
penelitian ini, uji coba telah dilakukan
terhadap air yang mengandung unsur-unsur
logam berat Cr, Fe dan Cu, serta air yang
mengandung zat warna tekstil, untuk
mengukur daya serap karbon aktif. Ternyata
produk karbon aktif yang dihasilkan mampu
menyerap logam kromium dengan kapasitas
yang cukup tinggi dan jauh lebih tinggi dari
daya serap karbon aktif terhadap logam Fe,
Cu dan zat warna tekstil. Melihat data hasil
penelitian, karbon aktif dari bahan baku
batubara lignit cukup berpotensi untuk
dijadikan bahan penyerap yang spesifik
terhadap logam Cr (dengan penyerapan 60%
terhadap larutan Cr 250 ppm).
Pustaka
ASTM, 1998, Annual Book of ASTM Standards,
Volume 65-05, p.17
Arief Sudarsono, Untung Sukamto, Pramusanto,
1998, Penggunaan Karbon Aktif dari
Tempurung Kelapa untuk Adsorpsi Logam Cu,
Cd dan Cr., Jurnal Teknologi Mineral, No. 3,
Vol. VI, Hal. 179-189
Astriani, Santi. 1998. Pengaruh Adsorbsi Karbon Aktif
Terhadap Kualitas Air Olahan Sebagai Bahan Baku
minumn Ringan . Akademi Analisis Kima Bogor.
Darmono, 1995 . Logam dan Sistem Biologi Mahluk
Hidup. UI Press Jakarta
Departemen Kehutanan 1989 Mutu dan Cara Uji
Asrang Aktif , Standar Industri Indonesia ( SII 02581989 ) Departemen kehutanan Jakarta
Hartoyo .N. dan Huidaya, Fadli 1996. Pembuatan
Arang Aktif dari Tempurung Kelapa dan Kayu
Balau Dengan Cara Aktivasi Uap. Jurnal
Penelitian Hasil Hutan
Hasanudin, 2002, Pengaruh Perbandingan Berat
Aktivator ZnCl2 : Batubara terhadap Porositas
Karbon Aktif dari Batubara Sub-bituminus,
Jurnal Penelitian Sains Unsri no.12 hal.64-72.
Kim, H. K., Kim, J. G., and Choi, I. S., 1999, A
Pilot
Project
for
Activated
Carbon
Manufacturing from Indonesian Kideco Coal,
Energy & Environment Departement, Korea
Institue of Energy Research, Korea, .
Nining Sudini Ningrum, Bukin Daulay, dan
Endang, 2000, Pembuatan Karbon Aktif dengan
Bahan Baku Batubara Indonesia (Adaro), Pusat
Penelitian dan Pengembangan Teknologi
Mineral, Bandung, .
Nuroniah, Nunung, dkk., 1995. Pengkajian
Karakteristik Batubara Indonesia, Bandung, Pusat
Penelitian dan Pengembangan Mineral
Suliestyah, Hanny D, 2003, Pemanfaatan Batubara
Lignit Bangko Sumatera Selatan Sebagai Bahan
Baku Pembuatan Karbon Aktif, Laporan
Penelitian Dosen FTM Usakti Jakarta.
81