BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.polban.ac.iddigilib.polban.ac.id/files/disk1/81/jbptppolban-gdl-ilhamheraw... · Untuk proses pemisahan emas dari resin dapat dilakukan dengan

6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Proses Pengolahan Limbah

Proses pengolahan limbah di PT ANTAM Tbk. UBPE Pongkor secara

umum ditunjukkan pada Gambar 2.1

Gambar 2.1 Diagram Alir Proses Pengolahan Limbah (Sumber : PT Antam Tbk UBPE Pongkor)

Proses pengolahan limbah tersebut dimulai dari tahap tailing thickening,

detoxification, backfill silo, tailing dam dan IPAL yang dibagi menjadi 2 yakni

IPAL tambang dan IPAL Cikaret. Tailing thickening merupakan terjadi proses

pengendapan slurry dengan bantuan flokulan. Setelah tahap tersebut, dilakukan

tahap detoksifikasi yakni proses destruksi sianida dengan menggunakan SMBS

(Sodium Meta-bisulfit) serta CuSO4 5H2O. Metode ini dilakukan untuk

mengoksidasi sianida (CN¯) menjadi sianat (CNO¯) dengan menggunakan O2

dari injeksi udara ke dalam slurry dan SO2 dari SMBS (kadar 25%) dan ion Cu2+

THICKENER I THICKENER II

THICKENER FEED SUMP

DETOX TANK II

THICKENERO/F SUMP

DETOX TANK I

BACKFILL SILO I

THICKENERU/F SUMP

BACKFILL SILO II

BACKFILL SUMP

BACKFILL SUMP

TAILING SUMP

TO TAILING DAM

SMBSCuSO4

FLOCCULANT

40-45% solid 45-50% solid

Retention time 6-8 hours

CN 1-2 ppmpH 7-8

MINING BACKFILLING

AIRAir from atmosfercontain oxygen

To ballmill as spray water

THICKENERO/F SUMP

7

Recovery Ion Cu2+ dari Sisa Proses Detoksifikasi SO2/udara dengan Metode CIP di PT ANTAM Tbk. UBPE Pongkor

dari pelarutan CuSO4 5H2O (kadar 0.25%) sebagai katalis. Reaksi yang terjadi,

yaitu : Na2S2O5 (s) + H2O 2SO2 (g) + 2NaOH

CN¯ + SO2 (g) + H2O + O2 (g) CNO¯ + H2SO4

M(CN)4-2 + 4SO2 + 4O2 + 4H2O 4CNO¯ + 8H+ + 4SO4

-2 + M+2

Hasil proses detoxification menghasilkan tailing dalam bentuk slurry yang

dipompakan ke Backfill Silo dengan beroperasi secara overflow, dengan kadar

sianida ≤1 ppm, pH 6-9 dan 40-45% solid. Backfill Silo merupakan tempat

penampungan sementara sebelum material backfilling dipompakan ke Backfilling

Facility, yang terlebih dahulu ditampung di Backfill Sump. Material ini kemudian

dicampur dengan semen, yang akan digunakan sebagai material pengganti untuk

mengisi ruang kosong di lokasi tambang akibat proses pertambangan (metode cut

and fill). Jika Backfill Silo penuh, maka overflow akan dipompa ke Tailing Dam,

yang terlebih dahulu ditampung di Tailing Sump. Tailing Dam berfungsi sebagai

tempat pembuangan akhir tailing. Tailing Dam menampung limbah yang berasal

dari hasil proses detoxification dengan konsentrasi sianida kurang dari 1 ppm.

Selain itu, terdapat pula pipa overflow dari Tailing Dam menuju Instalasi

Pengolahan Air Limbah (IPAL) Cikaret untuk diolah agar air limbah yang keluar

ke lingkungan sesuai dengan baku mutu yang ditentukan. IPAL Tambang

merupakan tempat pengolahan air limbah yang berasal dari kegiatan backfilling

dan penambangan agar memenuhi baku mutu lingkungan sebelum dibuang ke

lingkungan.

2.2 Adsorpsi

Adsorpsi adalah proses dimana substansi molekul meninggalkan larutan dan

bergabung pada permukaan zat padat oleh ikatan fisika dan kimia. Substansi

molekul atau bahan yang diserap disebut adsorbat, dan zat padat penyerapnya

disebut adsorben. Proses adsorpsi biasanya menggunakan karbon aktif untuk

menyisihkan senyawa-senyawa aromatik dan senyawa organik terlarut

(Tjokrokusumo, 1991/1992). Beberapa syarat yang harus dipenuhi oleh adsorben

Cu+2 Catalyst

Cu+2 Catalyst

8


antara lain adalah mempunyai luas permukaan yang besar, berpori, aktif dan

murni, serta tidak bereaksi dengan adsorbat (Bernasconi, et al.,1995).

Menurut Weber (1977) dan Sawyer and Mc. Carty (1987), faktor-faktor

yang mempengaruhi proses adsorpsi antara lain :

a. Luas permukaan adsorben

Semakin besar luas permukaan adsorben, semakin banyak adsorbat yang diserap,

sehingga proses adsorpsi lebih efektif. Semakin kecil ukuran atau diameter

partikel maka semakin besar luas permukaan adsorben.

b. Ukuran partikel

Semakin kecil ukuran partikel yang akan diadsorp semakin besar kecepatan

adsorpsinya.

c. Konsentrasi larutan

Semakin besar konsentrasi larutan maka semakin banyak jumlah substansi yang

terkumpul pada permukaan adsorben.

d. Suhu

Reaksi-reaksi adsorpsi yang terjadi adalah eksoterm. Maka dari itu tingkat

adsorpsi umumnya meningkat sejalan dengan menurunya suhu.

e. pH larutan

Pada umumnya adsorpsi bertambah pada kisaran pH dimana suatu senyawa

organik bermuatan netral.

f. Waktu kontak

Waktu kontak merupakan hal yang sangat menentukan dalam proses adsorpsi.

Gaya adsorpsi molekul dari suatu zat terlarut akan meningkat apabila waktu

kontaknya dengan karbon aktif makin lama. Waktu kontak yang lama

memungkinkan proses difusi dan penempelan molekul zat terlarut yang

teradsorpsi berlangsung lebih baik.

Dalam proses adsorpsi satu atau lebih komponen dari suatu aliran gas atau

cairan teradsorpsi pada permukaan adsorben (media adsorp). Dalam proses

komersial, adsorben biasanya dalam bentuk partikel kecil dalam unggun diam.

Biasanya, adsorben yang digunakan dalam bentuk pelet, beads, atau granular.

9


Partikel adsorben memiliki struktur yang sangat porous dan volume pori hingga

50% dari volume partikel total. Fluida mengalir melewati partikel padat dalam

unggun dan komponen solutnya diadsorpsi oleh adsorben. Ketika unggun hampir

jenuh, aliran dalam unggun ini dihentikan dan unggun diregenerasi dengan

pemanasan atau dengan metode lainnya sehingga terjadi desorpsi, dan adsorben

padat dapat digunakan kembali untuk siklus adsorpsi lainnya. Adsorben telah

dikembangkan untuk berbagai pemisahan.

(Anonim, 2005) Gambar 2.1 Proses Adsorpsi pada Karbon Aktif

2.3 Isotherm Adsorption Freundlich

Isoterm adsorpsi adalah hubungan antara banyaknya zat yang teradsorpsi

per satuan luas atau per satuan berat adsorben dengan konsentrasi zat terlarut pada

suhu tertentu. Untuk rentang konsentrasi yang kecil dan campuran yang encer,

isoterm adsorpsi dapat digambarkan dengan persamaan empirik yang

dikemukakan oleh Freundlich. Isoterm ini berdasarkan asumsi bahwa adsorben

mempunyai permukaan yang heterogen dan tiap molekul mempunyai potensi

penyerapan yang berbeda-beda. Persamaan ini merupakan persamaan yang paling

banyak digunakan saat ini. Persamaannya adalah sebagai berikut :

x/m = kC1/n ............................................(1)

dimana : x = jumlah zat terlarut yang teradsorpsi (mg).

m = jumlah adsorben (mg).

C = konsentrasi zat terlarut setelah kesetimbangan adsorpsi

tercapai.

10


k, n = konstanta.

Persamaan 2.2 dapat diubah menjadi :

log x/m = log k + n log C .............................(2)

dari persamaan 2.3, jika log C diplot sebagai ordinat dan log x/m sebagai absis

pada koordinat logaritmik, akan diperoleh n sebagai gradien dan k sebagai

intersep seperti yang ditunjukkan di gambar 2.7.

Gambar 2.2 Isoterm Freundlich

Dari isoterm ini dapat ditentukan ultimate loading capacity (k-value) dari

suatu adsorben, yaitu kemampuan maksimal suatu adsorben dalam menyerap

senyawa dalam larutan. Larutan yang digunakan untuk menentukan kapasitas

adsorpsi biasanya memiliki konsentrasi tinggi. Hal ini bertujuan agar penyerapan

larutan pada adsorben lebih cepat.

2.4 Adsorption Recovery

Adsorption recovery adalah proses adsorpsi emas dan perak dengan

adsorben karbon aktif atau resin penukar ion. Ada beberapa variasi proses pada

adsorpsi dengan karbon, yaitu :

a. Carbon In Pulp (CIP)

b. Carbon In Leach (CIL)

c. Carbon In Column (CIC)

Proses CIP digunakan dalam proses pelindian dengan waktu pengadukan

yang lama dan penambahan karbon aktif terhadap slurry (padatan dan cairan)

11


dilakukan setelah selesai proses pelindian. Dengan cara ini, emas yang terkandung

pada fase cair akan teradsorp pada permukaan karbon aktif.

Proses CIL diterapkan jika pelindian dilakukan dengan pengadukan dalam

waktu yang singkat (kurang dari 10 jam) dan/atau jika emas pada fase cair

diadsorp lagi ke permukaan fase padat residu melalui efek material berkarbonasi

atau mineral lempung pada bijih. Proses ini lebih ekonomis karena pelarutan dan

adsorpsi dilakukan pada tangki yang sama secara serempak dengan penambahan

karbon aktif selama pelindian.

Proses ketiga adalah (CIC) digunakan dalam ekstraksi padat-cair dimana

residu padatan dan larutan leaching diperoleh secara terpisah misalnya heap

leaching. Larutan hasil pelindian dilewatkan pada kolom adsorpsi yang

mengandung karbon aktif untuk mendapatkan logam emasnya (Gonen, N., dkk,

2006).

Karbon aktif dapat digunakan pada larutan kaya (pregnant solution) yang

sudah jernih melalui kolom (Carbon In Column) maupun pada tangki leaching,

baik itu dengan cara Carbon In Leach ataupun Carbon In Pulp. Dengan

kemampuan ekstraksi emas berkisar 85-98% pada umumnya metode CIL dan CIP

digunakan untuk bijih dengan grade tinggi. Namun ada beberapa kelemahan

metode CIL dibandingkan CIP. Proses CIL cenderung tidak efisien dalam hal

pemulihan emas dibandingkan konvensional leach-rute CIP (Davidson, 1988).

Karbon aktif akan memuat 20 sampai 30% lebih sedikit dibanding dengan metode

CIP, yang berarti penggunaan karbon aktif pada metode CIL lebih banyak.

Proses recovery emas yang dilakukan di PT ANTAM Tbk. UBPE Pongkor

dilakukan dengan menggunakan karbon aktif dengan metode Carbon In Leach

Adsorption (CIL Adsorption), dengan reaksi sebagai berikut:

2[Au(CN)2-] + Ca2+ + C Ca[C – Au(CN)2]2

2[Ag(CN)2-] + Ca2+ + C Ca[C – Ag(CN)2]2

Kondisi operasi di unit CIL PT ANTAM Tbk UBPE Pongkor adalah:

• Au dalam ore : 7 – 8 ppm

• Konsentrasi padatan dalam slurry: 38 – 42% solid

12


• Au dalam slurry: 3 – 4 ppm

• Larutan yang digunakan untuk menentukan kapasitas adsorpsi adalah

larutan standar Au konsentrasi 100 ppm.

Kadar Au Pada proses adsorpsi Au dan Ag dari barren solution electrowining

adalah 3 ppm, sehingga dalam penentuan kapasitas adsorpsi dapat digunakan

larutan dengan konsentrasi yang sama yaitu larutan standar Au konsentrasi

100 ppm.

Gambar 2.3 Skema Diagram Proses Carbon In Leach atau Carbon In Pulp, menunjukkan

interstate screens (IS), the screen at the exit of the first tank (S), and the carbon transfer pumps (P).

Pada proses adsorption recovery dengan menggunakan adsorben berupa

resin penukar ion juga dapat menggunakan metode adsorpsi seperti halnya dengan

karbon aktif, yaitu Resin In Pulp (RIP), Resin In Leach (RIL), dan Resin In

Column (RIC). Untuk proses pemisahan emas dari resin dapat dilakukan dengan

menggunakan larutan soda caustic (NaOH). Contoh proses adsorption recovery

dengan metode Resin In Column (RIC) secara umum ditunjukkan pada gambar

2.4 di bawah ini.

13


Sumber : Himsley, Southam Bussines Publ

Gambar 2.4 Proses Resin In Column

Pada proses adsorpsi emas dan perak dari barren solution electrowinning,

metode adsorpsi yang dapat dilakukan adalah Carbon In Column (CIC) atau Resin

In Column (RIC). Penggunaan metode ini dilakukan karena kandungan emas dan

perak dalam barren solution kurang dari 3 ppm.

2.5. Adsorben

Adsorben ialah zat yang melakukan penyerapan terhadap zat lain (baik

cairan maupun gas) pada proses adsorpsi. Umumnya adsorben bersifat spesifik,

hanya menyerap zat tertentu. Dalam memilih jenis adsorben pada proses adsorpsi,

disesuaikan dengan sifat dan keadaan zat yang akan diadsorpsi. Adsorben yang

paling banyak dipakai untuk menyerap zat-zat dalam larutan adalah arang. Karbon

aktif yang merupakan contoh dari adsorpsi, yang biasanya dibuat dengan cara

membakar tempurung kelapa atau kayu dengan persediaan udara (oksigen) yang

terbatas. Tiap partikel adsorben dikelilingi oleh molekul yang diserap karena

terjadi interaksi tarik menarik. Zat ini banyak dipakai di pabrik untuk

menghilangkan zat-zat warna dalam larutan. Penyerapan bersifat selektif, yang

14


diserap hanya zat terlarut atau pelarut sangat mirip dengan penyerapan gas oleh

zat padat. Beberapa jenis adsorben yang biasa digunakan yaitu :

Karbon aktif/ arang aktif/ norit

Karbon aktif adalah suatu jenis karbon yang telah mengalami suatu proses

sehingga memiliki pori yang sangat banyak dan luas permukaan yang sangat besar

serta dapat digunakan untuk adsorpsi atau reaksi kimia.

Gambar 2.5 Karbon Aktif

Sejak perang dunia pertama arang aktif produksi dari peruraian kayu sudah

dikenal sebagai adsorben atau penyerap yang efektif. Sehingga banyak dipakai

sebagai adsorben pada topeng gas Arang aktif adalah bahan berupa karbon bebas

yang masing-masing berikatan secara kovalen atau arang yang telah dibuat dan

diolah secara khusus melalui proses aktifasi, sehingga pori-porinya terbuka dan

dengan demikian mempunyai daya serap yang besar terhadap zat-zat lainnya, baik

dalam fase cair maupun dalam fase gas. Dengan demikian, permukaan arang aktif

bersifat non-polar. Struktur pori berhubungan dengan luas permukaan, dimana

semakin kecil pori-pori arang aktif, mengakibatkan luas permukaan semakin

besar. Dengan demikian kecepatan adsorpsi bertambah. Untuk meningkatkan

kecepatan adsorpsi, dianjurkan menggunakan arang aktif yang telah dihaluskan.

Karbon aktif ini cocok digunakan untuk mengadsorpsi zat-zat organik. Komposisi

arang aktif terdiri dari silika (SiO2), karbon, kadar air dan kadar debu. Unsur

silika merupakan kadar bahan yang keras dan tidak mudah larut dalam air, maka

khususnya silika yang bersifat sebagai pembersih partikel yang terkandung dalam

air keruh dapat dibersihkan sehingga diperoleh air yang jernih.

15


Bahan baku yang berasal dari hewan, tumbuh-tumbuhan, limbah maupun

mineral yang mengandung karbon dapat dibuat menjadi arang aktif yaitu dibuat

melalui proses pembakaran secara karbonisasi (aktifasi) dari semua bahan yang

mengandung unsur karbon dalam tempat tertutup dan dioksidasi/ diaktifkan

dengan udara atau uap untuk menghilangkan hidrokarbon yang akan

menghalangi/ mengganggu penyerapan zat organik. Bahan tersebut antara lain

tulang, kayu lunak maupun keras, sekam, tongkol jagung, tempurung kelapa,

ampas penggilingan tebu, ampas pembuatan kertas, serbuk gergaji, dan batubara.

Pembuatan arang aktif

Secara umum dan sederhana, proses pembuatan arang aktif terdiri dari 3 tahap,

yaitu :

1. Dehidrasi : proses penghilangan air dimana bahan baku dipanaskan

sampai temperatur 170°C.

2. Karbonisasi : pemecahan bahan-bahan organik menjadi karbon. Suhu

diatas 170°C akan menghasilkan CO dan CO2. Pada suhu 275°C,

dekomposisi menghasilkan “tar”, methanol dan hasil samping lainnya.

Pembentukan karbon terjadi pada temperatur 400-600°C.

3. Aktifasi : dekomposisi tar dan perluasan pori-pori. Dapat dilakukan dengan

uap atau CO2 sebagai aktifator.

Yang dimaksud dengan aktifasi adalah suatu perlakuan terhadap arang

yang bertujuan untuk memperbesar pori yaitu dengan cara memecahkan ikatan

hidrokarbon atau mengoksidasi molekul-molekul permukaan sehingga arang

mengalami perubahan sifat, baik fisika maupun kimia, yaitu luas permukaannya

bertambah besar dan berpengaruh terhadap daya adsorpsi.

Arang aktif mempunyai warna hitam, tidak berasa dan tidak berbau,

berbentuk bubuk dan granular, mempunyai daya serap yang jauh lebih besar

dibandingkan dengan arang yang belum mengalami proses aktifasi, mempunyai

bentuk amorf yang terdiri dari plat-plat dasar dan disusun oleh atom-atom karbon

C yang terikat secara kovalen dalam suatu kisi yang heksagon. Plat-plat ini

bertumpuk satu sama lain membentuk kristal-kristal dengan sisa-sisa hidrokarbon

yang tertinggal pada permukaan. Dengan menghilangkan hidrokarbon tersebut

16


melalui proses aktifasi, akan didapatkan suatu arang atau karbon yang membentuk

struktur jaringan yang sangat halus atau porous sehingga permukaan adsorpsi atau

penyerapan yang besar dimana luas permukaan adsorpsi dapat mencapai 300-

3.500 cm2/gram.

Proses pembuatan arang aktif dibagi menjadi 2, yaitu :

1) Proses Kimia

Bahan baku dicampur dengan bahan-bahan kimia tertentu, kemudian

dibuat padat. Selanjutnya padatan tersebut dibentuk menjadi batangan dan

dikeringkan serta dipotong-potong. Aktifasi dilakukan pada temperatur

100°C. Arang aktif yang dihasilkan dicuci dengan air selanjutnya

dikeringkan pada temperatur 300°C. Dengan proses kimia, bahan baku

dapat dikarbonisasi terlebih dahulu, kemudian dicampur dengan bahan-

bahan kimia.

2) Proses Fisika

Bahan baku terlebih dahulu dibuat arang. Selanjutnya arang tersebut

digiling, diayak untuk selanjutnya diaktifasi dengan cara pemanasan pada

temperatur 1.000°C yang disertai pengaliran uap.

Penyerapan Bahan - bahan Terlarut Dengan Arang Aktif

Sifat arang aktif yang paling penting adalah daya serap. Untuk

menghilangkan bahan-bahan terlarut dalam air, biasa menggunakan arang aktif

dengan mengubah sifat permukaan partikel karbon melalui proses oksidasi.

Partikel ini akan menyerap bahan-bahan organik dan akan terakomulasi pada

bidang permukaannya. Pada umumnya ion organik dapat diturunkan dengan arang

aktif.

Adsorpsi oleh arang aktif akan melepaskan gas, cairan dan zat padat dari

larutan dimana kecepatan reaksi dan kesempurnaan pelepasan tergantung pada

pH, suhu, konsentrasi awal, ukuran molekul, berat molekul dan struktur molekul.

Penyerapan terbesar adalah pada pH rendah. Dalam Laboratorium Manual

disebutkan bahwa pada umumnya kapasitas penyerapan arang aktif akan

meningkat dengan turunnya pH dan suhu air. Pada pH rendah aktifitas dari bahan

17


larut dengan larutan meningkat sehingga bahan-bahan larut untuk tertahan pada

arang aktif lebih rendah.

Proses adsorpsi arang aktif dapat digambarkan sebagai molekul yang

meninggalkan zat pengencer yang terjadi pada permukaan zat padat melalui ikatan

kimia maupun fisika. Molekul tersebut digunakan sebagai adsorbat dan zat padat

disebut adsorben arang aktif. Adapun adsorpsi yang terjadi pada arang aktif dapat

bersifat :

1. Adsorpsi Fisika

Adsorpsi fisika terjadi berdasarkan ikatan fisika antara zat-zat

dengan arang aktif dalam keadaan suhu rendah dengan penyerapan relative

kecil.

2. Adsorpsi Kimia

Adsorpsi kimia terjadi berdasarkan ikatan kimia antara adsorben

(arang aktif) dengan zat-zat teradsopsi. Dijelaskan pula bahwa bahan

dalam larutan yang bersifat elektrolit akan diserap lebih efektif dalam

suasana basa oleh arang aktif. Sedangkan bahan dalam larutan yang

bersifat non elektrolit penyerapan arang aktif tidak dipengaruhi oleh sifat

keasaman atau sifat kebasaan larutan.

Dalam hal ini, ada beberapa faktor yang mempengaruhi daya serap

adsorpsi, yaitu:

• Sifat serapan

banyak senyawa yang dapat diadsorpsi oleh arang aktif, tetapi

kemampuannya untuk mengadsorpsi berbeda untuk masing-masing

senyawa. Adsorpsi akan bertambah besar sesuai dengan bertambahnya

ukuran molekul serapan dari struktur yang sama, seperti dalam deret

homolog. Adsorpsi juga dipengaruhi oleh gugus fungsi, posisi gugus

fungsi, ikatan rangkap, dan struktur rantai dari senyawa serapan.

• Suhu

Dalam pemakaian arang aktif dianjurkan untuk mengamati temperatur

pada saat berlangsungnya proses. Faktor yang mempengaruhi temperatur

proses adsorpsi adalah viskositas dan stabilitas senyawa serapan. Jika

18


pemanasan tidak mempengaruhi sifat-sifat senyawa serapan, seperti terjadi

perubahan warna maupun dekomposisi, maka perlakuan dilakukan pada

titik didihnya. Untuk senyawa volatil, adsorpsi dilakukan pada temperatur

kamar atau bila memungkinkan pada temperatur yang lebih rendah.

• pH (derajat keasaman)

Untuk asam-asam organik, adsorpsi akan meningkat bila pH diturunkan,

yaitu dengan penambahan asam-asam mineral. Ini disebabkan karena

kemampuan asam mineral untuk mengurangi ionisasi asam organik

tersebut. Sebaliknya apabila pH asam organik dinaikkan yaitu dengan

penambahan alkali, adsorpsi akan berkurang sebagai akibat terbentuknya

garam.

• Waktu singgung

Bila arang aktif ditambahkan dalam suatu cairan, dibutuhkan waktu untuk

mencapai kesetimbangan. Waktu yang dibutuhkan berbanding terbalik

dengan jumlah arang yang digunakan.

Selisih ditentukan oleh dosis arang aktif, pengadukan juga mempengaruhi

waktu singgung. Pengadukan dimaksudkan untuk memberi kesempatan

pada partikel arang aktif untuk bersinggungan dengan senyawa serapan.

Secara garis besar penyerapan arang aktif terhadap zat yang terlarut akan

menyebabkan zat teradsorp mengalami proses, yakni :

1. Berpindah dari larutannya menuju lapisan luar dari adsorben (arang).

2. Diserap oleh permukaan arang aktif.

3. Teradsorpsi dan akhirnya diserap oleh permukaan dalam atau permukaan

porous arang.

Adapun secara umum faktor yang menyebabkan adanya daya serap dari

arang aktif adalah :

1. Pori-pori mikro yang jumlahnya besar pada arang aktif sehingga

menimbulkan gejala kapiler yang menyebabkan adanya daya serap.

2. Permukaan yang luas (300 – 3.500 cm2/gram) pada arang aktif sehingga

mempunyai kemampuan daya serap yang besar.

19


Cu+2 Catalyst

Menurut SII No.0258-79, arang aktif yang baik mempunyai persyaratan

seperti yang tercantum pada tabel dibawah ini :

Tabel 2.1 Ukuran pori dalam tipikal karbon aktif

Mesopores or Transitional Micropore Pores Macropores Diameter (Å) < 20 20-500 >500 Pore volume (cm3/g)

0,15-0,5 0,02-0,1 0,2-0,5

Surface area (m2/g)

100-1000 10-100 0,5-2

(Particle density 0,6-0,9 g/ cm3; porosity 0,4-0,6) Sumber : Principle of Adsorption & Adsorption Processes

2.6 Proses SO2/udara (Sulfur dioxide and air process)

Dalam proses SO2/udara, sianida bebas dan lemah terikat logam-sianid

kompleks mengalami proses oksidasi menjadi cyanate (CNO-) dialiran limbah

dengan penambahan sulfur dioksida dan oksigen sesuai dengan reaksi stoikiometri

berikut:

CN- + SO2 + O2 + H2O OCN- + SO42-

+ 2H+

Reaksi proses SO2/udara biasanya terjadi dalam reaktor aerasi. Aerasi ini

menghasilkan pencampuran dan oksigen. Sulfur dioksida diumpankan ke reaktor

dalam fasa gas atau cair, dari natrium sulfit atau natrium metabisulfit (SMBS).

Proses SO2/udara telah membuktikan secara actual dosis SO2 untuk menjadi 3-5

g/g CNT untuk solusi tandus dan 4-7 g/g CNT untuk tailing lumpur. Secara teoritis

reagen yang dikonsumsi untuk sulfur dioksida adalah 2,5 mg SO2 / mg WAD

sianida dan kapur, 2,2 mg CaO / mg WAD sianida. (Smith dan Mudder, 1991).

Dosis lebih tinggi diperlukan untuk mengatasi asam lemah dengan konsentrasi

rendah yang dapat dipisahkan (WAD) bentuk sianida (Vergunst et al., 1991).

Reaksi tersebut dipengaruhi nilai pH: kisaran pH yang optimal adalah 8-10.

Oksidasi yang tidak baik terjadi pada kondisi pH >11. Pada tingkat pH dibawah 8

juga terjadi pengurangan dalam laju reaksi. Dalam reaksi oksidasi pembentukan

asam sulfat, ditambahkan kapur atau lime untuk menjaga reaksi dalam pH

20


optimal. Kehadiran katalis tembaga pada konsentrasi mendekati 50 mg/L juga

diperlukan agar reaksi berlangsung. Jika konsentrasi tembaga yang ada dalam

wastestream terlalu rendah, maka tembaga tambahan dapat diberikan dengan

penambahan larutan tembaga sulfat pentahidrat (CuSO4 5H2O) ke dalam reaktor.

Meskipun oksigen juga ditambahkan ke dalam reaktor, pada literatur tidak

menyatakan dengan spesifik saran kondisi operasi untuk dissolved oxygen

(oksigen terlarut). Hal ini dimungkinkan tergantung pada kondisi tempat tertentu.

Reaksi oksidasi juga bergantung pada temperatur. Pada 25oC, reaksi berlangsung

lebih cepat dan hasil konsentrasi sianida sisa 0,2 mg/L sedangkan pada 5oC reaksi

berlangsung lebih lambat dan hasil konsentrasi sianida sisa 2,0 mg/L (McGill dan

Comba, 1990).

Selain dengan reaksi oksidasi sianida, logam juga dapat dihilangkan dari

larutan dengan proses pengendapan logam hidroksida. Tidak seperti proses

oksidasi klorinasi alkali, proses SO2/udara mampu menghilangkan besi-sianida

kompleks stabil dari larutan. Ferricyanides direduksi menjadi garam ferricyanide

yang tidak larut dan diendapkan dari larutan. Kehadiran besi sianida kompleks

yang tidak diinginkan memberikan kemampuan mereka untuk terurai dibawah

sinar matahari, untuk melepaskan sianida bebas. Dalam kondisi biasa, hanya 10-

20% dari tiosianat akan dilepaskan. Hal ini hasil dalam persyaratan kimia yang

lebih rendah untuk SO2 dibandingkan dengan proses oksidasi lainnya dan juga

menjamin menghilangkan pembentukan dari sianida yang lebih beracun.

Penambahan tiosianat removal ini dimungkinkan dengan melanjutkan penerapan

system SO2 setelah mengikuti proses oksidasi lengkap dari pembentukan sianida

bebas dan kompleks.

Pada umumnya sistem SO2/udara terdiri dari reaktor tunggal (terkadang

juga dua unit paralel), sistem SO2 storage dan umpan, sistem umpan kapur

chemical, sistem umpan Copper Sulfat chemical (jika diperlukan), dan sistem

aerasi. Pada beberapa kondisi yang mengandung konsentrasi nikel yang tinggi

atau saat pengurangan arsen diperlukan, reaktor yang memiliki beberapa tahap

dapat digunakan. Karena sistem SO2/udara umumnya tidak menghilangkan secara

signifikan kandungan tiosianat, cyanate, atau amonia, penambahan unit

21


pengolahan mungkin belum diperlukan untuk memenuhi baku mutu yang lebih

ketat dalam perizinannya untuk beberapa parameter. Pemeliharaan dalam kontrol

pH mungkin sulit dilakukan pada proses pembentukan slurry padat dalam proses

menetralkan asam kuat yang dihasilkan selama proses.(Smith dan Mudder, 1991)

Ketiga parameter, tiosianat, cyanate, dan amonia, memiliki potensi untuk

mencemari tanah air dan beracun bagi ikan. Amonia dapat menyebabkan kadar

nitrat dalam air tanah meningkat dengan asumsi nitrifikasi terjadi di lapisan tanah

bagian atas. Amonia tambahan mungkin dihasilkan oleh hidrolisis cyanate di

perairan yang ditampung di kolam tailing. Retensi logam yang diendapkan

lumpur hidroksida di kolam tailing juga mungkin memiliki efek lingkungan yang

tidak diinginkan. Tailing yang tersisa dari proses oksidasi SO2/udara memiliki

kandungan logam yang cukup berat. Jika lumpur disimpan untuk waktu yang lama

di (atau tidak benar berjajar) kolam bergaris, ada potensi untuk logam untuk

bermigrasi ke air tanah. Tabel 2.2 Hasil Pengolahan Slurry dengan Metode Proses SO2/udara

Komponen Larutan Tailings slurry Untreated (mg/L) Treated (mg/L) Untreated (mg/L) Treated (mg/L)

Total Sianida 450 0,1 – 2,0 115 0,1 – 1,0 Tembaga (Cu) 35 1 – 10 17 0,2 – 2,0 Besi (Fe) 1.5 <0,5 0,7 0,02 – 0,3 Seng (Zn) 66 0,5 – 2,0 18 <0,01

Sumber : (Ingles and Scout,1987)

2.6.1 Sodium Metabisulfit (Na2S2O5)

Sodium Metabisulfit atau Natrium Metabisulfit adalah bahan kimia yang

berbentuk bubuk kristal putih, tidak berbau atau sedikit berbau seperti sulfur

dioksida terbuka dan lembab perlahan-lahan akan teroksidasi menjadi sulfat. Pada

PT Antam Tbk UBPE Pongkor, Sodium Metabisulfit ( SMBS) dalam bentuk SO2

membantu dalam bentuk oksigen (O2) sebagai oksidator untuk merubah sianida

(CN-) menjadi sianat (CNO-).

22


Sifat-Sifat Fisika

Bentuk Fisik : Bubuk kristal putih

pH/kemasan : 4,0-4,6

Daya larut : Larut bebas dalam gliserol, sedikit larut dalam alkohol

Bau : Tidak berbau atau sedikit berbau seperti sulfur dioksida

Pembuangan limbah dengan cara menambahkan sejumlah air dan netralisir

dengan soda ash sebelum dicuci dan dibuang dengan sejumlah air, beri Sodium

Hipoklorit sebelum dialirkan ke pembuangan.

2.6.2 Cooper Sulpate Pentahidrat ( CuSO4.5H2O )

Tembaga Sulfat merupakan zat kimia padatan, berwarna grayish putih

kehijau-hijauan, kristal putih rhombic. Tembaga sulfat kelarutannya dalam air

12,5 % (pada temperature kamar) dan larut sangat baik dalam metanol. Tembaga

sulfat pada proses detoksifikasi biasanya dilarutkan dengan air terlebih dahulu

pada holding tank sehingga membentuk ion Cu2+ yang berfungsi sebagai katalis.

Selain berfungsi sebagai katalis, Cu juga berfungsi sebagai pengkompleks Fe

sianida yang berasal dari ore sehingga mengendap bersama-sama dengan Fe.

Kelebihan ion Cu yang tidak bereaksi selanjutnya dapat secara perlahan

mengendap sebagai hidroksidanya. Mekanisme reaksi yang terjadi yaitu :

Fe(CN)63- + SO2 + 2H2O Fe(CN)6

4- + 4H+ + SO42- + Cu2+

Cu2+ + Fe(CN)63- Cu2Fe(CN)6 (solid)

Pada PT Antam Tbk UBPE Pongkor Tembaga Sulpate digunakan sebagai

katalis pada proses destruksi sianida (detoksifilkasi). Tembaga sulfat digunakan

dengan kadar 0,25 %.

Sifat-Sifat Fisik

Berat Molekul : 159 g/mol

Bentuk Fisik : Padatan berwarna biru kristal

pH : 4 (0,2 M larutan)

23


Tembaga sulfat dapat dimusnahkan dengan membakar di tempat terbuka

atau dalam insinerator. Pembuangan dalam tanah (land fill) yang aman dapat pula

dilakuakan. Asam asetat dalam air limbah dapat diolah dengan cara kimiawi

(netralisir) dan degradasi biologi (activated sludge).

2.6.3 Sodium Cyanide ( NaCN)

Natrium Sianida adalah padatan putih granular atau serbuk yang tidak

berbau. Dalam bentuk uap (HCN) berbau Amonium dan sangat menyesakkan.

Dapat teradsorp ke dalam tubuh melalui uap yang terhirup, tertelan dan melalui

kulit. Banyak digunakan dalam proses ekstraksi logam (pelindian selektif, flotasi

selektif), elektroplating (pelapisan logam), industri farmasi, industri kimia polimer

dan sebagainya. Pada PT. Antam Tbk UBPE Pongkor, sianida digunakan sebagai

pelarut sebagai pelindi Au dan Ag dalam proses leaching.

Sifat-Sifat Fisika

Berat Molekul : 49,015 g/mol

Bentuk Fisik : Padatan

Titik Leleh : 563oC (gas)

Titik Didih : 1496oC

Tekanan Uap : 1 mm pada 1500oC

Berat Jenis : 1,6 pada 20oC

Berat Molekul : 49,015 g/mol

Larut dalam pelarut organik : etanol, aseton, eter.

Larut dalam air dan terurai

Limbah sianida cair dapat dinetralkan dengan berbagai metode sampai di

bawah nilai ambang batas.

Documents

BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.polban.ac.iddigilib.polban.ac.id/files/disk1/81/jbptppolban-gdl-ilhamheraw... · Untuk proses pemisahan emas dari resin dapat dilakukan dengan