I'rllyitllo, dkk. ISSN 0216 - 3128 95
SISTEM REDUKTOR ELEKTROMAGNETIK PENURUNAN KADAR Ag DALAM LIMBAH CAIR
Prayitno, Sukosrono
Pusal Teknologi Aheleralor dan Proses Bahan-BAlAN
ABSTRAK
UNTUK
SIST£M RED UK TOR £L£KTROMAGNETIK UNTUK PENURUNAN KADAR Ag DAUM UMBAH CAIR.
ReduklOf' Ueklromagnetik merupakan salah salll melode pereduk.vian perak dengan menggllnakan prinsip Illikum Lorent= yang menggabungkan inlerahi an tara medan lislrik dan medan magnel unluk menangkap ion-ion perak di dalam air limbah pencucianfilm. Penelilian ini dilakukan dengan tujuan unluk mengelahui pengaruh kual arus pada plat elektroda, lama waklu pengolahan .. jenis pial eleklroda yang terbaik dalam pemmman kadar Ag dalam air limbah 283 mg/I dan mengetahui efisiensi rala-rala dari alai elektromagnetik plating. Variabel bebas yang diukur dalam penelilian ini berupa variasi kual ams pada pial elektroda. variasi lama waklu proses. variasi plat eleklroda. Varia,I'i kual arus yailu: 0,1:, 0.3: 0,5: 0,7 : 0.9 :dan 1,1 ampere. variasi lama waklu proses yai/u: 2, 4, 6. 8. 10 dan. 12 meni/, variasi plat eleklroda yai/u: lembaga. besi, seng dan pial aluminium. Berdasarkan hasil analisis menunjukkan bahwa hasil percobaan dengan variasi kual ams pada pIal eleklroda didapatkan hasil penurunan perak yang lerbaik terjadi pada kuat arus 0,3 ampere. variasi lama wak/u proses didapalkan penurunan perak yang oplimal terjadi pada 6menil, variasi pial eleklroda didapatkan penurunan perak yang oplimal menggunakan pial tembaga. Sedangkan efisiensi oplimal rata-rala dari alai reduktor elektromagnelik plaling untuk munumnkan kadar perak adalah 92.50 %
ABSTRACT
REDUCTION IN Ag LEVEL IN LIQUID WASTE OF FILM DEVELOPING BY ELECTROMAGNETIC REDUCTOR. Eleclromagnelic reduclor is a melhod of silver reproduclion which combines Ihe inleraClion hetween eleclric field and magnelic field to caplure Ihe silver ions in Ihe wasle waler of film developing. This research is conducled wi/h Ihe aims to know Ihe current power of Ihe eleclrode pial being oplimal in 283 mg/I silver reproduclion. 10 know Ihe effeci of lime duralion of wasle processing, 10 know Ihe oplimal eleclrode pial. and 10 know Ihe average efficiency of Ihe eleclromagnelic plaling reduclor equipmenl. The independent variables measured in Ihe research are varialions in Ihe lime duralion of the process are(2. 4.
6. 8, 10. 12) minules: varialions in the current power are (0.1, 0.3. 0.5, 0.7, 0.9, 1.I)Ampere: varialions in Ihe electrode pial are copper pial. iron pial. zinc pial and aluminum pial. Based on Ihe analylical resull.
il
is showed Ihallhe resull of experimenl using Ihe varialions in current power of Ihe eleclrode pial finds Ihalthe oplimal decrease in silver occurs on Ihe current power of 0.3 ampere: using Ihe varialions in lime duralion oflhe process, Ihe oplimal decrease in silver occurs in 6minutes: using Ihe varialions in Ihe electrode plat.the optimal decrease in silver occurs by using the copper pIal: while the oplimal efficiency of Ihe electromagnetic plating reductor equipmenllo reproduce silver is 92.50%.
PENDAHULUAN
Masa'ah
masyarakatlimbah menjadi perhatian serius daridan pemerintah Indonesia, terutama sejak dekade terakhir ini, salah satunya adalah akibat perkembangan industri yang merupakan tulang punggung perekonomian Indonesia. Adalah tidak mungkin mencegah ditimbulkannya limbah sarna sekali, karena setiap kegiatan pasti menimbulkan limbah, yang dapat diusahakan hanyalah mengurangi jumlah limbah yang ditimbulkannya atau mengeliminir dampak negatif yang ditimbulkan. Oleh karena itu harus dicari solusi ten tang pengolahan limbah yang baik dan efisien.Limbah yang ditimbulkan oleh kegiatan industri dapat berupa bahan organik maupun an-
organik. Sebagian dari limbah industri tersebut berkategori limbah bahan berbahaya dan beracun (Iimbah 83). Limbah kategori 83 dapat ditimbulkan dari kesehatan, pertanian, energi atau fotografi.
Penanganan limbah 83 yang kurang benar dapat membahayakan kesehatan manusia maupun lingkungan, seperti penyakit akut, keracunan dan akumulasi dalam lingkungan yang akhimya juga berdampak pad a manusia.
Seiring dengan perkembangan fotografi yang pesat, masaJah yang timbul adalah penanganan limbah cair yang ditimbulkan dari proses pencucian film, yaitu limbah Ag (perak). 8iasanya limbah Ag ini dibuang ke lingkungan tanpa adanya pengolahan limbah terlebih dahulu, bahwa kandungan perak yang boleh dibuang kelingkungan yaitu sebesar 5 mg/l.
Prosiding PPI - PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta, 10 Juli 2006
KE DAFTAR ISI
96 ISSN 0216 - 3128 Prayitlw, dkk.
2Ag + 2HCI Salah satu metode untuk menurunkan kadar
Ag dalam Iimbah cair dari pencucian film adalah elektromagnetik plating. Elektromagnetik plating adalah metode yang digunakan untuk mereduksi ion-ion logam berat. Prinsip metode ini, perpaduan gaya magnet dan Iistrik untuk menangkap ion-ion logam berat yang bermuatan positif, sehingga dapat menurunkan kadar logam berat tersebut dalam air Iimbah. Dalam penggunaannya elektromagnetik plating merupakan metode yang cukup ekonomis, beresiko rendah, mudah dalam penggunaannya, efisiensi penurunannya cukup tinggi untuk berbagai kondisi karena tidak dipengaruhi temperatur, tidak diperlukan pengaturan derajat keasaman (pH), tanpa menggunakan bahan kimia tambahan dan daya listrik yang cukup keci\.
Perumusan masalah yang dikemukakan dalam penelitian ini adalah :
* Apakah waktu proses, kuat arus pad a plat elektroda dan plat elektroda berpengaruh terhadap penurunan kadar Ag dalam limbah cair pencucian film dengan metode elektromagnetik plating?
* Seberapa besar kadar Ag dalam limbah cair pencucian film dapat diturunkan dengan metode elektromagnetik plating dengan variasi waktu proses, variasi kuat arus pada plat elektroda dan variasi plat elektroda ?
* Berapa besar efisiensi penurunan kadar Ag dalam limbah cair pencucian film setelah diolah dengan metode elektromagnetik plating dengan variasi waktu proses, variasi kuat arus pad a plat elektroda dan variasi plat elektroda ?
Agar lingkup penelitian lebih jelas, penulis membatasi masalah pada : limbah cair fotografi (Pencucian Film), variasi waktu proses, variasi kuat arus pad a plat elektroda, variasi plat elektroda dan parameter yang diteliti adalah logam Ag .
Tujuan dari penelitian ini adalah :
* Untuk mengetahui besarnya penurunan kadar Ag dalam limbah cair pencucian film setelah diolah dengan metode elektromagnetik plating dengan variasi waktu proses, variasi kuat arus pada plat elektroda dan variasi plat elektroda.
* Untuk mengetahui waktu proses optimum, kuat arus optimum pada plat elektroda dan plat elektroda optimum terhadap penurunan kadar Ag dalam limbah cair pencucian film dengan metode elektromagnetik plating.
Pengertian tentang Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (Limbah B3), Berdasarkan peraturan pemerintah Republik Indonesia Nomor 12 Tahun 1995, pengertian Limbah B3 sebagai berikut : limbah bahan berbahaya dan beracun, disingkat Iimbah B3 adalah setiap Iimbah yang mengandung
bahan berbahaya dan/atau beracun yang karena sifat dan/atau konsentrasinya dan/atau jumlahnya, baik secara langsung maupun tidak langsung dapat merusak / mencemarkan lingkungan hidup dan/atau membahayakan kesehatan manusia (/).
Logam berat mempunyai logam dengan kriteria-kriteria sarna dengan logam-Iogam lainnya.
Perbedaannya terletak dari pengaruh yang dihasilkan bila logam berat ini berikatan atau masuk ke dalam tubuh organisme hidup. Berdasarkan karakteristiknya, logam berat mempunyai sifat-sifat sebagai berikut: beracun, tidak dapat dihancurkan oleh organisme hid up, dapat diakumulasikan dalam tubuh organisme termasuk tubuh manusia baik secara langsung maupun tidak.
Limbah yang mengandung logam berat dan bahan toksik akan menganggu kesehatan lingkungan, kesejahteraan lingkungan dan kesejahteraan manusia, juga dapat merubah sistem kerja biologis.
Pencemaran oleh Iimbah yang mengandung logam berat akan mengganggu kesehatan lingkungan, kesejahteraan lingkungan dan kesejahteraan manusia disamping juga dapat merubah sistem kerja biologis. Air limbah yang mengandung logam berat baik dalam bentuk ion maupun senyawa, dapat bersifat toksik yang mempengaruhi Iingkungan.
Tingkat bahaya unsur-unsur kimia mempunyai 4 tingkatan yaitu :
I. Unsur-unsur berdaya pencemar sangat tinggi Ag, Cd, Hg, Cu, Sb, Cn, Fe, Ar, Zn.
2. Unsur-unsur berdaya pencemar tinggi : Ba, Ca, Bi, Mn, P, Ti, U
3. Unsur-unsur berdaya pencemar menengah : AI, As, CI, Co, F, B, Li, Na, N
4. Unsur-unsur berdaya pencemar rendah: Ga, La, I, Si, Nd, Sr, Ta, Zr.
Perak atau Argentum adalah logam berat mulia yang mempunyai lambang kimia Ag, berwarna mendekati putih mengkilap dan mempunyai sifat- sifat sebagai berikut :
a. Sifat kimia
Bila direaksikan dengan asam khlorida akan membentuk endapan putih dari AgCI dan timbul gas H2. Reaksi;
2AgCI~ + H2t Endp. putih Gas Perak murni apabila berada pada udara akan teroksidasi dan secara perlahan warn a akan berubah
Prayil11O, dkk. ISSN 0216 - 3128 97
dari putih menjadi kusam dan akhirnya berwarna kusam membentuk perak oksida.
b. Sifat fisika
Nomor Atom =47, Berat Jenis = 10,5 kg/I, Bobot Atom = 107,880, Kekerasan =2,5-2,7, Titik Lebur = 9600 C, Titik Didih = 1950° C, Susunan Isotop = 107 ( 52,9 %), 190 ( 48, I%), Panas Jenis = 0,0544 kal, Warn a=Putih mengkilap.
Perak bersifat lunak, liat dapat ditempa, penghantar listrik dan panas yang baik, pada suhu biasa bereaksi dengan belerang membentuk perak sulfida. Dampak penggunaan perak (argentum) bila masuk ke dalam tubuh akan diakumulasikan di berbagai organ dan akan menimbulkan dampak negatif seperti pigmentasi yang sering disebut argyria yaitu suatu gangguan pada tubuh akibat keracunan perak misalnya kulit, rambut dan ujung kuku tidak berwarna(7). Debu senyawa perak juga dapat menimbulkan iritasi dan dapat menghitamkan kulit(H). Bila terikat pada nitrat perak akan bersifat korosif dan dapat menyebabkan argyria sintematik yang terjadi karena perak terakumulasi di dalam selaput lendir dan kulit.
Fotografi adalah suatu kegiatan yang bertujuan merekam gambar dengan menggunakan kamera yang direkam dalam film. Film terbuat dari cellulosa asetat dalam bentuk polyester yang dilapisi emulsi kristal-kristal perak halida dengan ukuran an tara 0,05 mikron sampai 5 mikron biasanya berupa senyawa perak bromida. Bahan dasar film :
* Terbuat dari bahan yang bening, bersifat tleksibel dan tidak mudah patah.
* Merupakan struktur yang kokoh untuk tempat dilapiskannya emulsi.
Dalam kristal perak halida : perak adalah ion positip dan bromida adalah ion negatip
4 Ag +Oz
Br + foton
~ 2AgzO
---,~. Br + e
Pengertian dan prinsip kerja elektromagnetik plating, cara elektromagnetik plating merupakan salah satu metode untuk menurunkan kadar ion-ion logam bermuatan dalam limbah atau larutan yang masih relatif baru, dimana dua buah gaya yaitu gaya magnet dan gaya listrik untuk menangkap ionnya.
Dengan metode ini ion-ion logam bermuatan dapat direduksilditurunkan kadarnya dengan menggunakan metode elektromagnetik plating.
Cara elektromagnetik plating terdiri dari tiga komponen pokok, yaitu kumparan elektromagnet yang terbuat dari Iilitan kawat tembaga berintikan ferit sehingga membentuk susunan solenoida yang dialiri arus listrik untuk menghasilkan gaya magnet, elektroplate yang terbuat dari tembaga, besi alluminum dan seng untuk menghasilkan gaya listrik diantara dua buah pelat tersebut dan bak kontak yang berfungsi sebagai tempat terjadinya kontak ion-ion yang ada dalam limbah dengan kumparan elektromagnet yang ada pada sisi-sisi bak kontak tersebut.
Prinsip kerja elektromagnetik plating berdasarkan konsep fisika/yaitu pengaruh medan magnet terhadap ion-ion yang terdapat dalam suatu medium. Ion-ion yang terdorong atau ditarik oleh gaya magnet ini kemudian akan ditangkap oleh elektroplate yang ada. Fungsi gaya magnet adalah untuk mendorong ion-ion logam Ag+ yang ada di dalam larutan, kearah elektroplate yang berfungsi sebagai tempat menempel ion logam pada permukaan plat dan oleh karena itu arah gaya magnet perlu diperhatikan.
METODOLOGI PENELITIAN
Bahan yang digunakan
Limbah cair pencucian film yang
mengandung Ag (perak), akuadest, HNO, IN, plat elektroda (tembaga, besi, seng dan aluminium).
Elektron bergerak bebas dalam kristal dan terperangkap dalam "Sensitivity Speck"
(ketidakesempurnaan kristal), "Sensitivity Speck"
rnenjadi bermuatan negatip sehingga dapat rnenarik ion perak.Di dalarn Sensitivity Speck ion perak dinetralkan menjadi sebuah atom perak.
Alat-alat yang digunakan
Perangkat alat reduktor elektromagnetik, pompa mastertlex, voltmeter, multitester, stopwatch, beker gelas, kertas saring, pipet, gelas sampel, spektrograf emisi, ampelas dan jerigen 30 liter.
e+ Ag Ag
Pada proses pencucian film, kristal-kristal akan terurai dan larut dalarn solven. Pada proses akhirnya, solven yang rnengandung senyawa perak ini rnenjadi bahan buangan berupa limbah cairo
Prosedur Penelitian
Merangkai alat reduktor elektromagnetik dengan beberapa tahapan yaitu :
Prosiding PPI - PDIPTN 2006
Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006
98 ISSN 0216 - 3128 PrayilllO, dkk.
* Pembuatan eJektromagnet atau solenoida, elektromagnet atau solenoida dibuat dengan menggunakan liIitan kawat tembaga yang beremail dengan besi lunak batangan, dengan ukuran, panjang 7,5 em, diameter 15 em dan panjang Iilitan 5 em. Diameter kawat 0,77 mm dengan jumlah liIitan yang digunakan sebanyak 1090 liIitan. Magnet buatan atau solenoida yang digunakan pada alat elektromagnetik plating sebanyak 16 buah, yang disusun pada dua sisi dimana masing - masing sisi terdiri 8 buah kumparan dan disusun seri dengan tujuan untuk memperbesar resistensi kawat atau email. Kedua sisi dihubungkan seeara pararel untuk memperbesar arus yang masuk ke solenoida.
* Plat elektroda : digunakan sebagai media penempelan ion-ion logam pad a sample yang diproses. Plat elektroda dibuat dari bahan tembaga, besi, seng, alluminium dengan panjang 100 em, lebar 3em, tebal 1,5 mm, dengan bentuk berlekuk-Iekuk, sehingga panjangnya menjadi 60 em
* Bak Kontak : berfungsi sebagai tempat berlangsungnya penempelan ion-ion logam pada plat elektroda. Bak kontak berbentuk tabung dengan tinggi 60 em dan diameter 4,5 em, dibuat dari gelas borosilikat yang merupakan gelas fisikokimia dengan sifat tahan terhadap suhu sampai 200°C, tahan terhadap perubahan suhu sampai 150°C, tahan terhadap perubahan fisik rendah, tahan terhadap korosi tinggi (0< pH<14) pada suhu kurang dari 1000° C. Bak kontak terdapat tiga saluran, yaitu saluran input (masukan), saluran output (keluaran) yang terletak dibagian atas bak kontak, dan saluran pembuangan yang terletak di bagian bawah bak kontak.
* Power Supply
».
Power Supply untuk solenoida : solenoida diaktitkan dengan sumber arus yang menghasilkan arus 2,5 Ampere».
Power Supply untuk plat elektroda : plat elektroda diaktitkan dengan sumber arus yang dapat divariasikan.».
Power Supply : untuk pompa (masterflex) menggunakan adaptor arus searah (DC).Cara penelitian I. Preparasi sample awal
2. Pereobaan Variasi Waktu Proses
a. Limbah eair kadar Ag awal 283 mgll, ditempatkan dalam gelas beker, kemudian dipompa dengan aliran 40 ml/menit ke dalam
saluran masuk yang terletak di bagian bawah bak kontak.
b. Karena pemompaan yang terus menerus, maka permukaan air limbah dalam bak kontak perlahan-Iahan akan naik hingga meneapai saluran output pada bagian atas bak kontak.
Pada power supply untuk plat elektroda dihidupkan kuat arus 0,3 A dan pada solenoida kuat arus yang tetap 2,5 A dengan variasi waktu proses 2, 4,6,8, 10 dan 12 men it, menggunakan plat tembaga dan dilakukan perulangan 3 kali.
Kadar limbah Ag setelah pengolahan diambil dari saluran keluar dengan waktu proses yang telah ditentukan selanjutnya dianalisis .
3. Pereobaan Variasi Kuat Arus pad a Plat Elektroda a Sarna seperti pereobaan diatas a., b. , d. dan e,
hanya yang e.
b. Pada power supply untuk plat elektroda dihidupkan kuat arus dengan variasi dari 0, I A, 0,3 A, 0,5 A, 0,7 A, 0,9 A dan I, I A, pad a solenoida kuat arus yang tetap 2,5 A, menggunakan plat tembaga dengan waktu proses 6 men it dan dilakukan perulangan sebanyak 3 kali.
4. Percobaan Variasi Plat Elektroda
a. Sarna seperti pereobaan diatas a., b. , d. dan e, hanya yang e.
b. Pada power supply untuk plat elektroda dihidupkan kuat arus dengan 0,3 A dan pada solenoida kuat arus yang tetap 2,5 A dengan waktu proses 6 menit dengan variasi plat elektroda (tembaga, besi, seng dan aluminium) dan dilakukan perulangan sebanyak 3 kali.
HASIL PENELITIAN DAN PEMBA- HASAN
Reduktor elektromagnetik adalah suatu alat pengolahan untuk menurunkan atau mereduksi logam tertentu yang terdapat di larutan atau limbah dengan eara menarik ion-ion di dalam limbah atau larutan melalui dua buah gaya yang dihasilkan dari magnet buatan (solenoida) dan gaya listrik yang dihasilkan dari elektroplate sehingga ion-ion yang terdorong/tertarik oleh gaya magnet kemudian akan menempel oleh elektroplate.
Adanya medan magnet dan medan listrik maka ion-ion perak tersebut akan bergerak sesuai muatannya. Ion positip akan bergerak ke elektroda negatip (katoda) dan ion negatip akan bergerak dan menempel ke elektroda positip (anoda).
Prosiding PPI - PDIPTN 2005
Pustek AkseJerator dan Proses Bahan - BATAN
Prayitno, dkk. ISSN 0216-3128 99
Waktu Proses (manit)
Gambar 2. Grafik penurunan kadar Ag Vs Waktu proses (menit)
Analisis statistik kore]asi regresi linier maka untuk variasi waktu proses persamaan regresi untuk grafik parabola minimumnya sebagai berikut :
Y =3,6]23 X2 - 39,084 X + ]52.47 (]) film karena seJuruh permukaan plat elektroda sudah tertutupi oleh ion-ion perak.
Berdasarkan Tabel I. dibuat gambar grafik efisiensi penurunan kadar Ag (%) Vs waktu proses (men it) sebagai berikut :
12 8 10
6
Waktu Pros.ea (menit)
4
!
80%100%c 60%
.
cH
40%I.:
:1 20%
'"
0%
w 2
_ 240 'a..sco200
~~.. 160120
c .. c 80
~ 40
c ~0 0 10246812
2. Variasi Kuat Arus pada Plat Elektroda
Dari Tabel 2. penurunan kadar Ag terkecil pada limbah cair terjadi pada kuat arus 0,] ampere dengan efisiensi 46,71 % dari kadar 283 mgll menjadi 150,85 mgll sedangkan penurunan kadar Ag terbesar terjadi pad a kuat arus 0,3 ampere dengan efisiensi 92,04 % dari kadar 283 mgll menjadi 20,29 mgl!. Tetapi pada saat pengolahan dengan kuat arus 0,5 ampere sampai ],1 ampere. Efisiensi penurunan Gambar 1. Grafik efisiensi penurunan kadar Ag
(%)terhadap waktu proses (men it) Untuk mengetahui korelasi penurunan konsentrasi perak dengan waktu proses diperlukan analisis statistik korelasi regresi non linier.
Berdasarkan data Tabel 1. dapat dibuat grafik non linier yang berbentuk parabola, dengan analisis statistik korelasi regresi non linier diketahui waktu proses yang optimal untuk mereduksi ion-ion perak dalam limbah cairo
Waktu Kadar AkhirKadarEffisiensi (menit)
Awal Rata-Rata(% ) ( mg!1 )
(ml!ll) 2
283101,9563,99 % 4
28343,6084,80 % 6
28320,4692,77 % 8
28386,4069,50 % 10
283153,7945,68 % 12
283185,2534,62 %
Secara singkat mekanisme pereduksian perak dalam limbah cair pencucian film dengan metode rcduktor clcktromagnctik, yaitu tcrjadi proses dissosiasi dari molekul-molekul perak di dalam limbah cair pencucian film dikarenakan adanya gaya listrik oleh plat elektroda. Proses dissosiasi ini diperkuat oleh adanya medan magnet yang berfungsi sebagai pendorong untuk mengarahkan penempelan ion-ion pada elektroda sesuai dengan jenis muatan ionnya. Dengan bekerjanya gaya-gaya menurut kaidah tangan kanan, ion-ion Ag yang terkena pengaruh medan magnet dan medan listrik, maka ion-ion perak tersebut akan bergerak dengan lintasan berbentuk helik. Sesuai muatannya yaitu ion positip akan bergerak dan men em pel menuju ke elektroda negatip (katoda) dan ion negatip akan bergerak menuju ke elektroda positip (anoda), sehingga pad a akhir proses didapatkan limbah yang tereduksi kadar peraknya karena ion-ion Ag telah menempel pad a plat elektroda.
1. Variasi waktu Proses
Dari Tabel ]. terlihat bahwa penurunan kadar Ag terkecil pada limbah cair pencucian film terjadi pad a waktu kontak 2 menit dengan efisiensi 63,99%
dari kadar 283 mgll menjadi ]0 I,95 mgll sedangkan penurunan kadar Ag terbesar terjadi pada waktu kontak 6 menit dengan efisiensi 92,77 %dari kadar 283 mgll menjadi 20,46 mgl!.
Tabel 1. Pengaruh variasi waktu proses (kondisi percobaan : pH = 6,3, plat tembaga, kuat arus pada solenoida 2,5 A, kuat arus pada plat elektroda 0,3 A
Tetapi pada saat pengolahan dengan waktu proses 8 men it sampai 12 menit menghasilkan efisiensi penurunan kadar Ag yang semakin kecil yaitu menjadi 34,62 %.
Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut karena di dalam proses pengolahan dibatasi oleh
\Vaktu tertentu untuk mendapatkan hasil yang terbaik dan suatu saat akan mengalami kejenuhan yang disebabkan oleh plat elektroda yang sudah berkurang kemampuannya untuk menarik ion-ion perak yang masih tersisa di dalam limbah pencucian
Prosiding PPI - PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta, 10 Juli 2006
-
100 ISSN 0216-3128 Prayitno. dkk.kadar Ag menjadi lebih keci!. Hal ini dikarenakan kuat arus yang bekerja pad a plat elektroda cukup besar sehingga gaya listrik yang dihasilkan pun cukup besar sehingga ion-ion Ag yang telah menempel pada permukaan plat elektroda akan terlepas kembali dan larut dalam air. Kuat arus yang terlalu besar juga menyebabkan ion-ion tembaga pada plat tembaga (elektroplate) ikut terlarut sehingga penempelan ion-ion perak pada plat elektroda berlangsung kurang sempuma akibat pengotor berupa ion-ion.
Berdasarkan Tabel 2. dibuat grafik efisiensi penurunan kadar Ag Vs kuat arus (ampere) sebagai berikut :
Untuk mengetahui korelasi penurunan konsentrasi perak dengan kuat arus perlu analisis statistik korelasi regresi non linier. Berdasarkan Tabel 2. dapat dibuat gambar gratik non linier parabola. Dari analisis tersebut dapat diketahui kuat arus yang terbaik untuk mereduksi ion-ion perak dalam limbah pencucian film.
120.00%
Tabel 2. Pengaruh variasi kuat aru spada plat elektroda ( kondisi percobaan : plat Tembaga, pH
=
6,3, kuat arus pada solenoida 2,5 ampere, kecepatan aliran limbah 40 ml/menit, waktu proses 6 menit) terhadap efisiensi penurunan kadar Ag (%).80.00%
40.00%
160
co
<t
t
120Gambar 3. Grafik efisiensipenurunan kadar Ag (%) Vs kuat arus (ampere)
0.9 1.1 0.5 0.7
0.3
Kuat Arus pada Plat Elekb'oda (Ampere)
0.00%
KuatArus EfisiensiKadarKadar 0.1 (Ampere)
Awal Akhir
(% )
( mg/ I )
Rata-Rata ( m2/1)
0,1
150,8528346,71 % 0,3
20,2928392,04 % 0,5
28389,16 68,55 % 0.7
103,1628363,55 % 0,9
115,1628359,36 % 1,1
283138,4554,40 %
Y=-45,536 X2 + 50,714 X + 56,527 ... (2) Gambar 4. Grafik Penurunan Kadar Ag(%) Vs
kuat arus (ampere
Menurut perhitungan analisis statistik korelasi regresi linier maka untuk variasi kuat arus pad a plat elektroda didapatkan persamaan regresi untuk grafik parabola minimumnya sebagai berikut:
KuatArus pada Plat Elekb'oda (Ampere)
11 0.9
0.5 0.7 0.3
o 0.1
~
,2 80
c~
,
2
:. 40
Dari Tabel 2. penurunan kadar Ag terkecil pada limbah cair terjadi pada kuat arus 0, I ampere dengan efisiensi 46,71 % dari kadar 283 mgll menjadi 150,85 mgll sedangkan penurunan kadar Ag terbesar terjadi pad a kuat arus 0,3 ampere dengan efisiensi 92,04 %dari kadar 283 mgll menjadi 20,29 mgll. Tetapi pada saat pengolahan dengan kuat arus 0,5 ampere sampai I, I ampere. Efisiensi penurunan kadar Ag menjadi lebih kecil. Hal ini dikarenakan kuat arus yang bekerja pada plat elektroda cukup besar sehingga gaya listrik yang dihasilkan pun cukup besar sehingga ion-ion Ag yang telah menempel pada permukaan plat elektroda akan terlepas kembali dan larut dalam air. Kuat arus yang terlalu besar juga menyebabkan ion-ion tembaga pada plat tembaga (elektroplate) ikut terlarut sehingga penempelan ion-ion perak pada plat elektroda berlangsung kurang sempuma akibat pengotor berupa ion-ion tembaga yang ikut terlarut di dalam larutan .
Prosiding PPI - PDIPTN 2005
Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Prayitllo. dkk. ISSN 0216 - 3128 JOJ
3. Variasi Jenis Plat Elektroda
Tabel3. Pengaruh variasi plat elektroda kondisi percobaan : plat tembaga, aluminium, seng dan besi, pH =6,3, kuat arus pada solenoida 2,5 Ampere, kecepatan aliran limbah 40 ml/menit, waktu proses 6 menit, kuat arus pad a plat elektroda 0,3 Ampere) terhadap efisiensi penurunan kadar Ag.
Pada Tabel 3. terlihat bahwa aluminium mempunyai efisiensi yang lebih besar daripada seng, hal ini tidak mengikuti deret volta, hal ini disebabkan oleh :
I. Sifat seng yang mudah bereaksi dengan udara menjadi seng karbonat dan bereaksi dengan halogen bila lembab sehingga hal ini berpengaruh terhadap kemampuan seng dalam menangkap ion-ion perak yang ada dalam limbah(4).
DAFT AR PUST AKA KESIMPULAN
I. ANONIM, "Peraturan Pemerintah RepubJik Indonesia Nomor 12 Tahun 1995 Tentang Perubahan Peraturan Pemerintah Nomor 19
Tahun 1994 Tentang Pengelolaan Limbah Bahan berbahaya dan beraeun", Jakarta, (1995).
I. Kondisi terbaik dengan kuat arus 0,3 ampere, waktu proses 6 menit, menggunakan plat tembaga untuk menurunkan kadar Ag dalam limbah eair 283 mgll dengan efisiensi 92 %.
2. Penurunan kadar Ag pada limbah eair pada variasi jenis plat berkaitan erat dengan harga potensial elektroda (deret volta), makin ke kanan letak suatu logam dalam deret volta, harga E makin besar dan mudah mengalami reduksi serta sukar mengalami oksidasi sedangkan makin ke kiri letak suatu logam dalam deret volta, harga E makin kecil dan sukar mengalami reduksi serta mudah mengalami oksidasi.
ZnO + CO2
+ ZnO
+-- --. --. +--
2. Aluminium yang mempunyai daya listrik separo lebih sedikit dibandingkan tembaga (65 % dari hantaran listrik tembaga) , sehingga aluminium mempunyai daya hantar listrik yang eukup baik dibandingkan dengan seng(9). Pad a penelitian ini metode reduktor elektromagnetik tidak hanya dapat menurunkan kadar Ag dalam limbah eair peneueian film agar am an dibuang ke lingkungan tetapi juga dapat melakukan proses pengambilan kembali logam Ag yang ada di dalam limbah eair peneueian film yang ditandai dengan banyaknya logam Ag yang menempel pada plat elektroda, karena logam Ag adalah salah satu logam yang mempunyai nilai ekonomis yang eukup tinggi dan ban yak digunakan di dalam masyarakat.
Jenis platKonsentrasiEfisiensiKadar Awal
rata-rata(%) (mg/l)
(mg/I) Tembaga
20,8992,98283 Besi
30,5689,20283 Aluminium
283 39,3686,09 Seng
71,5974,79283
Pad a Tabel 3. terlihat bahwa proses pengolahan efisiensi terbesar terjadi pada plat tembaga dengan efisiensi 92,98 % sedangkan efisiensi terkeeil terjadi pada plat seng efisiensi = 74,70 %. Hal ini erat kaitannya dengan deret potensial logam atau deret volta dan sifat logam.
Deret volta dapat diurutkan dari yang kecil ke besar
K-Ba-Ca-Na-Mg-AI-Mn-Zn-CR - Fe-Cd-Co-N i- Sn -Pb-( H)-Sb- Bi-Cu- Hg- Ag- Pt-Au
Dari penelitian terlihat bahwa efisiensi penurunan terbesar terjadi pad a plat tembaga, hal. ini terjadi oleh :
I. Sesuai dengan deret volta, bahwa makin ke kanan letak suatu logam maka akan semakin mudah, harga potensial reduksinya makin besar.
Ini berarti bahwa logam-Iogam di sebelah kanan mudah mengalami reduksi sehingga tembaga lebih mudah dalam menangkap ion-ion perak yang ada dilimbah(~}'
2. Tembaga mempunyai permukaan yang halus, eerah dibandingkan dengan logam-Iogam lain.
Sehingga mempengaruhi kapasitas-kapasitas ion- ion yang menempel pada elektrodaf~).
3. Mempunyai daya listrik terbaik dibandingkan dengan besi, seng dan aluminium. Sehingga merupakan penghantar listrik yang sangat baik(9).
Pada Tabel 3. terlihat bahwa penelitian menggunakan plat besi dan tembaga telah sesuai dengan deret volta, makin ke kanan letak suatu logam dalam deret volta, harga potensial reduksinya makin besar. Ini berarti bahwa logam-Iogam di sebelah kanan mudah mengalami reduksi sehingga lebih mudah dalam menangkap ion-ion perak yang ada di limbah.
Prosiding PPI - PDIPTN 2006
Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006
102 ISSN 0216 - 312,8 Prayitllo. dkk.
2. ANSHOR, "Penurunan Kadar Pb dalam Limbah dengan Metode Elektromagnetik Plating.
STTL" , Yogyakarta, (1997).
3. HALLIDAY, RESNICK, "Fisika", Erlangga, Jakarta, (1988)
4. HARTOMO ANTON, TOMIJIRO KANEKO,
"Mengenal Pelapisan Logam
(Elektroplating)", Pt Andi Offset, Yogyakarta., ( 1992).
5. http//:www.google.net.co.id. "Limbah Fotografi"
(26 Maret 2005).
6. LOEKSMANTO, WALOEJO, "Medan Elektromagnet" , Depdikbud, Jakarta, (1993).
7. SITEPOE, MANGKU, "Air untuk Kehidupan", PT Gramedia, Jakarta, (1997).
8. SOEMIRAT, S.J., "Kesehatan Lingkungan", UGM Press, Yogyakarta, (1996).
9. SOEHARTO., "Fisika Dasar /I Untuk Mahasiswa", PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, (1995).
TANYA JAWAB
Dwi Retnanani
- Berapa debit air limbah per detik, bagaimana jika diletakkan dalam kolam penampungan?
- Apa bisa diaplikasikan untuk logam lain missal Crom?
Prayitno
- Debit air limbah dalam peralatan yang ada 42 mllmenit bila dUetakkan dalam kolam penampungan juga bisa disesuaikan ukuran kolamlbakyang ada.
- BUa diap/ikasikan un/uk logam-Ioham yang lain antara Fe, Mn, Cu dan Cd telah dilakukan, efiseiensinya 95-99%.
Kuwat Triyana - Prinsip Kerja Alat?
- Bahan yang efisien untuk plat?
Prayitno
- Prinsip kerja alat berdasarkan konsep jill1kilyai/1I pengaruh medan magnet terhadap ion-ion yang
terdapat dalam suatu media. lon-ion yang terdorong atau ditarik oleh gaya magnet ini kemudian ditangkap oleh elektrophe yang ada.
Fungsi gaya magnet untuk mendorong ion-ion logam yang ada didalam laru/an kearah elektrophe yang ber/ungsi sebagai tempa/
menempel ion logam pada penuh plat, oleh Karen aitu arah gaya magnet perlu diperha/ikan.
- Bahan yang efisien untuk plat adalah tembaga (Cu) untuk limbah Ag.
Prosiding PPI • PDIPTN 2005
Pustek Akselerator dan Proses Bahan· BATAN
KE DAFTAR ISI
