Studi Pendahuluan Pemanfaatan Limbah Abu Terbang (Fly Ash) Batu Bara sebagai Bahan Pengisi Barang Jadi Karet

(1)

FiftH

Lon

39

STUDI PENDAHULUAN PEMANFAATAN LlMBAH

ABU TERBANG

(FLY AS) BATU BARA

SEBAGAI BAHAN PENGISI BARANG JI KARET

OIeb

SURTIANTI SARI HANDANI

F03498075

2003

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERT ANIAN BOGOR

(2)

(3)

FAKULTAS TEKNOLOGI PERT� INSTITUT PERTANIAN BOGOR

STUDI PENDAHULUAN PEMANFAATAN LIBAH ABU TERBANG

(FLY AS)

BATU BARA SEBAGAI BAHAN PENGISI BARANG JADI KARET

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sajana Teknologi Pertanian

Pada Jurusan Teknologi Indusri Pertanian Fakultas Tenologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleb

SURTIANTI SARI HANDANI

F03498075

Dilahirkan di K1aten Pada Tanggal 20 Desember 1979

Tanggal

Dosen Pembimbing I _{Dosen Pembimbing}_I

(4)

CR

Bahan pengisifly uh _{yang telah disiapkan hanya dengan pencucian} (Fal) n _{mengalami pengayakan}

Bahan penisifly uh _{Faldengan peneralan}

Bahan pengisi ly sh _Fa1 _{setelah pengurangan kandungan besi dengan} pemanasan

Bahan penisily sh _FaI _{setelah pengurangan kandungan besi tanpa} pemanasan

Bahan pengisifly uh _{yang telah disiapkan dengan perendaman (Fa2)} n _{mengalami peneralan}

Bahan pengisifly uh _{Fa2 setelah engurangan kandungan besi dengan} pemanasan

Bahan pengisifly uh _{Fa2 setelah engurangan kandungan besi tanpa} pemanasan

Bahan pengisifly sh _{yang belum mendapat perlakuan apa pun} Bahan pengisifly uh _{FaR setelah pengurangan kandungan besi} dengan pemanasan

Bahan penisi y sh _{FaR sete1ah engurangan kandungan besi tanpa} pemanasan

Bahan enisiy sh _{FaR setelah pengurangan kandungan besi tanpa} pemanasan

Acryloniril Butadiene Rubber, Karet Sintetik

Natural Rubber, Karet ln

Pengurangan kandungan besi dengan larutao He! 18% dan pemanasan

Styrene Butadiene Rubber, Karet Sintetik

Bahan pengisi sHika komersial ditambah bahan pengotor kaolin dengan perbandingan 33 : ₂₇

Pengan kandungan besi dengan larutan HCl 18% tanpa pemanasan

(5)

Surtianti Sari Handani, F03498075. Studi Pendahuluan Pemanfaatan Limbah Abu Terbang

(Fly Ash)

Batu Bara sebagai Bahan Pengisi Barang Jadi Karet. Di bawah bimbingan Mohamad Yani dan Dadi . Maspanger.

INGKASAN

Indusri barang jadi karet di Indonesia. khususnya indusri sepatu olah raga, terus berkembang. yang berarti pula semakin meningkanya ennintaan akan bahan bahan pendukung bagi keperlnan indusrinya. Salah satu i bahan pendukung utama pada indusri tersebut adalah bahan pengisi yang bertujuan untuk meningkatkan volume barang jadi karet, memerbaiki sifat isika, serta menn biaya produksi. Oleh karena itu dilakukanlah pencarian altematif bahan engisi dalam negeri yang potensial, di antaranya adalah limbah abu batu bara yang dihasilkan oleh PLTU, yaitu abu terbang (fly

ash)

yang mempunyai kandungan silika amorf lebih dari 40%. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan metode pengolahan abu terbang (ly

ash)

batu bara menggantikan bahan pengisi komersial yang telah ada, seperti kaolin, CaCO" n silika, sedangkan barang jadi yang dituju adalah sol sepatu dari karet alam berwama tidak hitam.

Penelitian diln daln tiga tahap. Tahap a adalah ahap ersiapan fly

ash

yang diawali oleh iga sampel yang erbed .. yaitu rw fly

ash

yang tidak

mendapat erlakuan awal (FaR),fly

sh

yang mengalanti encucian (Fal), danfly

ash

yang mengalati erendaman (Fa2). Di ketiga jenis fly

ash

tersebut akn dikenai rln pengayakan (A), peneralan (N) serta engurangan kandungan besi dengan pemanasan (P) n tanpa pemanasan (TP) sehingga didapat 10 snelfly

ash

yang akan diuji (FalA, FaiN, Fal P, FaITP, Fa2N, Fa2P, Fa2TP, FaR, FaRP, dan FaRTP). Tahap kedua adalah tahap pembuatan vulkanisat sol sepatu erbahan engisi fly

ash

serta embuatan vulkanisat pembanding berbahan pengisi Silika dengan engotor kanlin (Si-K), CaCO" n _{kaolin. Tahap ketiga adalah tahap} analisa, yang diedakan alas ahap pengnatan fly

ash,

tahap analisa isat, n tahap penentuan samel terbaik. Analisa pada ly

sh

erupa engujian kimia yang terdiri i engujin kadar abu, silika. besi, nariwn, dan hilang pijar. Analisa pada vulkanisat terdiri dari pengujian de1apan parameter uji, yaitu kekerasan, tegangan putus, modulus 300%, perpanjangan putus, berat jenis, ketahanan kikis, pampatan tetap 25%, n _{ketahanan usang.} _{Penentuan samel terbaik dilakukan dengan} mengolah data a statistik untuk samel dengan faktor tunggal serta pemhohotan dengan menkan Metode Bayes.

Pengatan terhadap fly

ash

menunjukkan bahwafly

ash

dengan jenis Fa2 merupakan bahan yang paling potensial untuk digunakan sebagai bahan pengisi karena mempunyai kandungan silika tertinggi. Pada pengamatan terhadap vulkanisat ditunjukkan hasil sebagai berikut. Untuk uji keken nilai yang terbaik dimiliki oleh Fa2P n _{Fa2TP seesar 53 Shore A; untuk uji tegangan putus, eljangan} putus. n _{berat jenis nilai terbaik dimiliki oleh FalTP erturut-turut sebesar 21.8} N/mm2, 660%, n _{1 .094g/cm3; untuk uji modulus 300% nilai terbaik dimiliki oleh} Fa2TP seear 3.9 N/mm2; untuk uji ketahanan kikis nilai terbaik dimiliki oleh Fal N

(6)

sebesar 194.9 nun3; nk uji pampatan tetap 25% nilai terbaik dimiliki oleh FaRTP sebesar 17.86%; dan untuk uji ketahanan usang dimiliki oleh Fa2P. Pada penentuan sampel terbaik dengan tidak memasukkan nilai ketahanan llsang, lima sampel terbaik berturut-turut adalah Si-K, Fal TP, FaIP, CaCO" dan kaolin. Fal TP dipilih sebagai bahanfly

ash

terbaik karena tanpa perlakuan pemanasan.

Kesimpulan yang dapat diambil adalah abu terbang fly

ash)

batu bara memiliki potensi nk digunakan sebagai bahan pengisi barang jadi karet. Mescipun kualitas yang dihasilkan dari bahan penisi fly

ash

belum dapat menandingi silika mumi, tetapi sudah dapat mengimbangi bahan pengisi kaolin n CaC03. Vulkanisat berbahan pengisifly

ash

yang dibuat nk _{keperluan sol sepatu} olah raga erwama tidak hitam sudah memenuhi Standar Mutu Sol Karet Cetak Spatu Olah Raga, tetpi belum sepenuhnya memenuhi Standar Mutu Sol Karet Cetak Tipe A. Pada perlakuan pendahuluan fly

ash

ditemukan bahwa penggWlaan

bal

mll _{dengan air belum eisien karena banyaknya komponen jly}

ash

_berukuran kecil yang terbuang pada saat pencucian, serta bahwa usaha pengurangan kandungan besi belum menWljukkan hasil yang diharapkan, di mana kandungan besi yang terikat padajly

ash

jumlahnya masih berkisar antara 2-2.5%. Perlakuan awaljly

ash

berpa pencucian dianggap lebih baik daripada perendaman, cara pengurangan kandungan besi dengan larutan HCI 18% n _{tanpa pemanasan (TP) menunjukkan} hasil yang lebih baik, sedangkan penggunaan fly

ash

sebesar 250 mesh dianggap masih elum menghasilkan vulkanisat yang baik (homogen).

(7)

Surtianti Sari Handani, F0349807S. Preliminary Study On The Utilization of Coal Fly Ash Waste as Filler for Rubber Good. Under supervision by Mohamad Vani and Dadi . Maspanger. physical properties, and reducing production cost. Therefore, it is required an alt�mative indings for domestic potential fillers. One of coal wastes produced by PL V is fly ash, containing amorphous silica of more than 40%. This type of waste is expected to e able to replace the function of other existing fillers. The aim of this study is to detenining the processing method of coal ly ash as the substitute of commercial illers, names kaolin, CaC03, and silica. The fmished goods to produce shall be non-black shoe sole made of natural rubber.

This study was carried out in three phases. First phase was fly ash preparation with three diferent samples, pretreated raw fly ash (FaR), washed fly ash (Fal ) and submerged fly ash (Fa2). Those ly ash was conducted to shiterization (A), neutralization (N), heated (P) or unheated (TP) to minimize the iron content, fmally \0 kind of fly ash samples (FaIA, FaiN, FaIP, FaITP, Fa2N, Fa2 P, Fa2TP, FaR, FaRP, and FaRTP) was gained. Second phase was making shoe sole vulcanized filled by fly ash, and compared them with shoe sole vulcanized filled by kaolin,

CaC03, and silica with contain of kaolin in ratio 33:27. The third phase of this study was fly ash analysis and shoe sole vulcanized analysis. Chemical test for fly ash are pH, percentage of ash, silica, iron, and sodiwn. Shoe sole vulcanized analysis conducted to eight parameters; hardness, tensile strength, modulus 300%, elongation at break, density, abrasion resistance, compression set, and ageing resistance. The best characteristic from samples has been demonstrated by using statistical with Single Factorial Test and Bayes Method.

Observation perfonned to fly ash indicate that Fa2 was the best sample to use as the filler because of it highest silica content. Observation perfoned to vulcanize indicate the following result. The best value for hardness test is Fa2 P and Fa2TP of 53 shore A; the est value for tensile srength, elongation at break, and density test are FalTP of 21.8 N/mm2, 660%, and 1.094 lcm3, respectively; the best value for modulus 300% test is Fa2TP of 3.9 N/mm2; the est value for abrasion resistance test is FaiN of 194.9 mm3; the best value for compression set 25% test is FaRTP of 17.86%; and the est sample for ageing resistance is Fa2P. The best of five samples for all categories ( without ageing resistance) are Si-K, FalTP, FalP, CaC03 and kaolin. Fal TP was choosed as the best sample of ly ash because of lUlheating reatment.

The results obtained in this study indicate that coal fly ash is potential as filler for rubber goods. Although the quality produced by the fly ash has not been able to

(8)

compete the original silica, it has been able to equalize the kaolin and CaCOJ• Vulcanized containing ly ash which are used in producing non-black sport shoe sole has met the Quality Standard of Sport Shoe Sole, but not for Quality Standard of Printed Rubber Sole Type A. n the preliminary handling o ly ash, the use of ball mill and water was considered o _{be ineicient ecause many small size ly ash} components which e wasted during the washing process, and reduction of iron

content has not indicated an expected result, in which the percentage of iron content Uld at ly ash was still around 2-2.5%. First handling of ly ash with washing was be:er n _{submerging, reducing the iron contents by using Hel solution}_18%_and the non-heating method (TP) indicate the est result, while the use of ly ash which was not acceptable by 250 mesh siter was considered to be unable to produce the good-quality vulcanized (homogeneous).

(9)

KATAPENGANTAR

Puji dan syukur penulis persembahkan kepada llah ST atas segala nikmat

dan rahmat-Nya, termasuk. nikmat yang Dia berikan sehingga Skripi yang beIjudul

Studi Pendabuluan Pemanfaa.an Limbab Abu Terbang (Fly Ash) Batu Bara

sebagai Bahan Pengisi Barang Jadi Karet i _{dapat selesai tepat pada waktunya.}

Selama pelaksanaan penelitian i _{penulis telah banyak mendapatkan hantuan}

dari berbagai pihak. Oleh karena ito, dengan segala kerendahan hati perkenankanlah

penulis menyampaikan terima kash yang sebesar-besamya kepada :

I) Dr. r. _{Mohamad Yani, M.Eng.,} _{selaku Dosen Pembimbing} I _{yang telah}

memberikan pengarahan dan bimbingan pada penyusunan skripsi i.

2) Ir. Dadi R. Maspanger, MT, selaku Pembimbing II yang telah memberikan pengatahan dan bimbingannya.

3) Dr. r. Mulyorini R., Msi, selaku Dosen Penguji yang telab memberikan banyak masukan bai kesempumaan penulisan skripsi i.

4)

Keluarga Besar Balai Penelitian Tekuologi Karet yang telah banyak memberikan bantuan dan masukan kepada penulis.

5) Kedua Orang Tua, Febri, Kresna, dan Auto atas dukungan dan doanya yang memberikan motivasi dan inpirasi kepada penulis.

6) Rekan-rekan Keluarga Besar TN, khususnya Tinnes-35 yang penuh semangat dan saling mendukung dalam segala hal, seta semua pihak yang te1ah membantu

penulis.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini mash jauh dari sempuna, karena itu semua saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan. khir kata,

semoga skripsi i dapat memberikan setitik manfaat bai yang membacanya.

Bogor, Febuari 2003 Penulis

(10)

S) i"ot So"- o"t DOt

S) -oss) BTother" blg Foot, blg Swth, 0'" beg Botto'-Sj best fr�e'. f eveT �Iwe �\, t!t world: itY\,:j Rld.!WivH

Tev..l-2 seVllh; A.a -t![sbal1, DtsSjih, Dew!. PTabawit., O.t1 AygO)0 ,l

SJ LV$p.r-lho.; Weet1 i� -×bo

Dose" �e"-bl"-bl0 )0"0 sO0ot soboy ''0hodo�l sego[o "lohR" StiOR tl0ROt 3 '�OR .o"l

Te\lL. satu bL.bL�i.: AIA.Av da.. Xta

Te..'-2 \.jtI'- pT0:jez: A\.isi, VL{VI Si1, Y.e-lM ii..U.g

Tt\l.2 \. awaL petjl.{i0!. \e\.jid \lV!lsLsWI: XS.'1i1,t., D-Sl\t Di.lj, DLi.. "M;l\

POR Dotl 0"" ol[ ofBPTK GYMS, teh vero, teh Ayl, teh .otl, �OR AenslvL pee R.dWl, Pl. AYl.s, pl. A,WlY, pa. Sl..to, pl. wowo", �OR Ils, �OR ADS, �OR -of)o", �OR Ags S"jl, �OR c0RS, �OR .o ) _{0 ", do" bo�o2 [ol"")o}©

S:l fTLeds also Vl1 teacneTs: AYLef, V-\'I FLt, SluLLcHai, ATYt, XlL.h, KVli.Lct DLdLt, -e.©, Ftv:j, IS..ed

Tt.l211"0 peTLu dtsebutR!.. \.i..l..not: D¬(Lz, Ru.LU' De..., AY:jo, catut', FLyVlll., Rª..Ri, .ll

TeA.h\.2 peClr{

jrH

_{iLy!.: FTlV$ KS., >l:jU, Sigu.g, FLta, SeltrL}

Teli2 LKIP: ..'Ded�, _W'Sddj'SO....j ��ri, Ilu Dew�, Te�

ctdjo,Je"0 IS"-c d'Yleo o"d t'YO"O0

WOygo Po""tol[ O"0Roto"

3:-33,

Cs-o Ltstoyl o0Roto" 2000-200i _{(H-eT,j, A.a, SleIl,I�,}_Pr�tl,_S�Lve,lA, _{T�,�, Desj' ^e....j,}

Reelll", ""of )0, b"t do"'t woÖ)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

(73)

(74)

(75)

(76)

(77)

(78)

(79)

(80)

(81)

(82)

(83)

(84)

(85)

(86)

(87)

(88)

(89)

(90)

(91)

(92)

(93)

(94)

(95)

(96)

(97)

(98)

(99)

(100)

(101)

(102)

(103)

(104)

(105)

(106)

(107)

(108)

(109)

(110)

(111)