Leaching

“ LEACHING “

GROUP : N

1. NICHOLAS DEFA A. 1231010021

2. TRI RIZKI AMALIA 1231010031

TANGGAL PERCOBAAN : 19APRIL 2015

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UPN “VETERAN” JAWA TIMUR 2015

LEACHING

GROUP N

NICHOLAS DEFA A. 1231010021 TRI RIZKI AMALIA 1231010031

KATA PENGANTAR

Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan tugas laporan praktikum Operasi Teknik Kimia dengan judul “LEACHING” pada tanggal 19 April 2015

Laporan ini merupakan salah satu tugas mata kuliah praktikum Operasi Teknik Kimia pada semester VI dan disusun berdasarkan pengamatan dan pengolahan data yang diperoleh selama praktikum serta teori-teori dari literatur dan petunjuk dari dosen pembimbing.

Dengan terselesaikannya laporan praktikum ini, tak lupa penyusun mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada :

1. Ir Caecilia Pujiastuti, MT selaku Ka. Sie Lab. OTK 2. Ir. Sukamto NEP, MT selaku dosen pembimbing 3. Asisten dosen Praktikum Operasi Teknik Kimia II.

Penyusun menyadari adanya kekurangan-kekurangan pada laporan praktikum ini, oleh sebab itu saran dan kritik sangat kami harapkan dalam penyempurnaan laporan. Akhir kata semoga laporan ini dapat memberi manfaat bagi semua pihak yang berkepentingan.

Surabaya, 19April 2015

Penyusun KALAB OTK

(IR CAECILIA PUJIASTUTI, MT)

DOSEN PEMBIMBING

INTISARI

Ekstraksi padat cair, yang sering disebut leaching, adalah proses pemisahan zat yang dapat melarut (solut) dari suatu campurannya dengan padatan yang tidak dapat larut (innert) dengan menggunakan pelarut cair. Tujuan dari percobaan leaching ini adalah untuk menghitung % recovery suatu komponen alumina yang berada dalam zat padat bauksit dengan menggunakan pelarut larutan NaOH.

Adapun prosedur dari praktikum leaching ini adalah sebagai berikut pertama timbang sampel sebanyak 10,14,18 gram kemudian masukkan sampel ke dalam beaker glass dan tambahkan pelarut NaOH 20% hingga volume 200 ml. Aduk larutan dengan flokuomatic selama 20 menit dengan kecepatan pengadukan 100 rpm, kemudian larutan disaring dengan kertas saring lalu hitung berat zat terlarut setelah dikeringkan di dalam oven. Dari percobaan yang dilakukan dapat dihitung % recovery suatu komponen alumina yang tercampur dalam zat padat Bauksit dengan berat bauksit 10 gram sebesar 10,91 %, dalam 14 gram bauksit sebesar 7,889 % sedangkan untuk 18 gram sebesar 7,552 %.

DAFTAR ISI Lembar Pengesahan...ii Kata Pengantar...iii Intisari...iv Daftar Isi...v BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang...1

I.2.Tujuan Percobaan...1

I.3. Manfaat Praktikum...1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1. Defini Leaching...3

II.2. Faktor yang mempengaruhi ekstraksi...3

II.3. Metode Leaching...4

II.4. Cara Perhitungan Leaching...6

BAB III PELAKSANAAN PRAKTIKUM III.1. Bahan Yang Digunakan...10

III.2. Alat...10

III.3. Gambar Alat...11

III.4. Prosedur Praktikum...11

BAB VI HASIL PERHITUNAGN DAN PEMBAHASAN VI.1. Tabel Hasil Pengamatan...12

VI.2. Tabel Hasil Perhitungan...12

VI.3. Grafik Dan Pembahasan...13

BAB V SIMPULAN DAN SARAN V.1. Simpulan...14

V.2.Saran...14

DAFTAR PUSTAKA...15

BAB I PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Dalam dunia teknik kimia banyak proses pemisahan-pemisahan yang bertujuan untuk mendapatkan zat murni yang diinginkan. Dan setiap pemisahan memiliki metode dan proses yang berbeda-beda. Metode yang dipergunakan untuk leaching biasanya ditentukan oleh jumlah konstituen yang akan dilarutkan, distribusi konstituen di dalam solid, sifat solid dan ukuran partikelnya. Sedangkan faktor-faktor yang mempengaruhi dalam proses leaching ini adalah ukuran partikel, pelarut dan adanya pengadukan.

Leaching adalah peristiwa pelarutan terarah dari satu atau lebih senyawaan dari suatu campuran padatan dengan cara mengontakkan dengan pelarut cair. Pelarut akan melarutkan sebagian bahan padatan sehingga bahan terlarut yang diinginkan dapat diperoleh. Metode ini memiliki tiga variabel penting, yaitu temperatur, area kontak dan jenis pelarut. Istilah leaching sering dirancukan dengan sebutan ekstraksi, demikian pula alatnya sering dirancukan sebagai ekstraktor. Untuk memahami konsep leaching maka sangat penting untuk memahami kesetimbangan fasa padat-cair.

Teknologi leaching biasanya digunakan oleh industri logam untuk memissahkan mineral dari bijih dan batuan (ores). Pelarut asam akan membuat garam logam terlarut seperti leaching Cu dengan medium H2SO4 atau NH3. Contoh operasi

ini adalah pemisahan emas dari bentuk padatan berongga dengan menggunakan larutan HCN atau H2SO4. Industri gula juga menggunakan prinsip leaching saat

memisahkan gula dari bit dengan menggunakan air sebagai pelarut. Industri minyak goreng menggunakan prinsip operasi ini saat memisahkan minyak dari kedelai, kacang, biji matahari dan lain-lain dengan menggunakan pelarut organik seperti heksana, aseton atau eter. Industri farmasipun menggunakan teknologi ini untuk mengambil kandungan obat dari dedaunan, akar dan batang tumbuhan. Konsep dasar leaching tidak hanya berlaku dalam dunia industri, tapi juga terjadi di lingkungan sehari-hari seperti erosi unsur hara oleh air hujan atau ketika sedang menyeduh teh/kopi.

I.2 Tujuan Percobaan

1. Untuk mengambil suatu konstituen dalam suatu padatan dengan menggunakan pelarut

2. Untuk mengetahui berat masing – masing komponen di dalam padatan 3. mengamati pengaruh beberapa besaran terhadap efisiensi operasi

seperti ukuran partikel, jumlah pelarut, dan waktu pengontakan I.3 Manfaat Percobaan

1. Praktikan dapat mengetahui jenis bahan dengan pelarutnya 2. Praktikan dapat mengerti apa yang dimaksud dengan leaching 3. Praktikan dapat menjalankan alat leaching

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Definisi Leaching

Leaching ialah ekstraksi padat-cair dengan perantara suatu zat pelarut. Proses ini dimaksudkan untuk mengeluarkan zat terlarut dari suatu padatan atau untuk memurnikan padatan dari cairan yang membuat padatan terkontaminasi, seperti pigmen. Metode yang digunakan untuk ekstraksi akan ditentukan oleh banyaknya zat yang larut, penyebarannya dalam padatan, sifat padatan dan besarnya partikel. Jika zat terlarut menyebar merata di dalam padatan, material yang dekat permukaan akan pertama kali larut terlebih dahulu. Pelarut, kemudian akan menangkap bagian pada lapisan luar sebelum mencapai zat terlarut selanjutnya, dan proses akan menjadi lebih sulit dan laju ekstraksi menjadi turun. Biasanya proses leaching berlangsung dalam tiga tahap, yaitu:

1. Pertama perubahan fase dari zat terlarut yang diambil pada saat zat pelarut meresap masuk.

2. Kedua terjadi proses difusi pada cairan dari dalam partikel padat menuju keluar.

3. Ketiga perpindahan zat terlarut dari padatan ke zat pelarut. ( Aya snura,2011 )

II.2 Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Kecepatan Reaksi

Ada empat faktor penting yang harus diperhatikan dalam operasi ekstraksi : 1. Ukuran partikel

Ukuran partikel mempengaruhi kecepatan ekstraksi. Semakin kecil ukuran partikel maka areal terbesar antara padatan terhadap cairan memungkinkan terjadi kontak secara tepat. Semakin besar partikel, maka cairan yang akan mendifusi akan memerlukan waktu yang relative lama.

2. Faktor pengaduk

Semakin cepat laju putaran pengaduk partikel akan semakin terdistribusi dalam permukaan kontak akan lebih luas terhadap pelarut. Semakin lama waktu pengadukan berarti difusi dapat berlangsung terus dan lama pengadukan harus dibatasi pada harga optimum agar dapat optimum agar konsumsi energi tak terlalu besar. Pengaruh faktor pengadukan ini hanya ada bila laju pelarutan memungkinkan.

3. Temperatur

Pada banyak kasus, kelarutan material akan diekstraksi akan meningkat dengan temperatur dan akan menambah kecepatan ekstraksi.

4. Pelarut

Pemilihan pelarut yang baik adalah pelarut yang sesuai dengan viskositas yang cukup rendah agar sirkulasinya bebas. Umumnya pelarut murni akan digunakan meskipun dalam operasi ekstraksi konsentrasi dari solute akan meningkat dan kecepatan reaksi akan melambat, karena gradien konsentrasi akan hilang dan cairan akan semakin viskos pada umumnya. Dalam biologi dan proses pembuatan makanan, banyak produk yang dipisahkan dari struktur alaminya menggunakan ekstraksi cair-padat. Proses terpenting dalam pembuatan gula, leaching dari umbi-umbian dengan produksi minyak tumbuhan, pelarut organic seperti hexane, acetone, dan lainnya digunakan untuk mengekstrak minyak dari kacang kedelai, biji bunga tumbuhan dan lain-lain. Dalam industri farmasi, banyak produk obat-obatan diperoleh dari leaching akar tanaman, daun dan batang. Untuk produksi kopi instan, kopi yang sudah dipanggang di leaching dengan air segar. Teh dapat larut diproduksi dengan menggunakan pelarut air dan daun teh .

IV.3 Metoda Operasi

Dikenal 4 jenis metoda operasi ekstraksi padat-cair. Berikut ini disajikan uraian singkat mengenai masing-masing metoda tersebut:

1. Operasi dengan Sistem Bertahap Tunggal

Dengan metoda ini, pengontakan antara padatan dan pelarut dilakukan sekaligus, dan kemudian disusul dengan pemisahan larutan dari padatan sisa. Cara ini jarang ditemukan dalam operasi industri karena perolehan solut yang rendah.

2. Operasi dengan sistem bertahap banyak dengan aliran sejajar dan silang Operasi ini dimulai dengan pencampuran umpan padatan dan pelarut dalam tahap pertama; kemudian aliran bawah dari tahap ini dikontakkan dengan pelarut baru padatahap berikutnya, dan demikian seterusnya.Larutan yang diperoleh sebagai aliran atas dapat dikumpulkan menjadi satu seperti yang terjadi pada sistem dengan aliran sejajar, atau ditampung secara terpisah, seperti pada sistem dengan aliran silang.

Gambar 2 Sistem bertahap banyak dengan aliran sejajar

Gambar 3 Sistem bertahap banyak dengan aliran silang 3. Operasi secara kontinu dengan aliran berlawanan

Dalam sistem ini, aliran bawah dan atas mengalir secara berlawanan.Operasi dimulai pada tahap pertama dengan mengontakkan larutan pekat yang merupakan aliran atas tahap kedua, dan padatan baru. Operasi berakhir pada tahap ke-n (tahap terakhir),dimana terjadi pencampuran antara pelarut baru dan padatan yang berasal dari tahap ke-n (n-1). Dapat dimengerti bahwa sistem ini memungkinkan didapatkannya perolehan solut yang tinggi, sehingga banyak digunakan di dalam industri.

4. Operasi secara batch dengan sistem bertahap banyak dengan aliran berlawanan

Sistem ini terdiri dari beberapa unit pengontak batch yang disusun berderet atau dalam lingkaran yang dikenal sebagai rangkaian ekstraksi (extraction battery).Didalam sistem ini, padatan dibiarkan stationer dalam setiap tangki dan dikontakkan dengan beberapa larutan yang konsentrasinya makin menurun. Padatan yang hampirtidak mengandung solut meninggalkan rangkaian setelah dikontakkan dengan pelarutbaru, sedangkan larutan pekat sebelum keluar dari rangkaian terlebih dahulu dikontakkan dengan padatan baru di dalam tangki yang lain.

Gambar 5 Operasi batch bertahap empat dengan aliran berlawanan II.4 Perhitungan Ekstraksi Padat Cair

Untuk merancang peralatan ekstraksi padat-cair perlu dilakukan tahapan perancangan berikut:

1. menghitung jumlah tahap yang diperlukan untuk memperoleh solut dalam jumlah tertentu, dengan data yang ada: kadar solut di dalam campuran padatan umpan, dan konsentrasi solut dalam larutan pada akhir tahap operasi

2. menghitung jumlah solut yang dapat dipisahkan dari campuran umpan dengan menggunakan beberapa data yang diketahui seperti kadar zat terlarut dalam padatan umpan, jumlah tahap pencucian, dan metoda operasi yang dipilih. Untuk menghitungan besaran-besaran yang diperlukan dalam perancangan alat ekstraksi padat cair dikenal 3 metoda, yaitu cara aljabar (tahap demi tahap), cara analitik, dan cara grafik.

a. Cara Analisis

Untuk menghitung komposisi aliran keluar atau masuk suatu sistem leaching dengan countercurrent multistage extractor seperti di bawah ini (Gambar 1) biasanya ditetapkan 6 buah harga yang diketahui, yaitu:

Gambar 6. Counter current Multistage Extractor

Teknik Kimia UPN “VETERAN” JATIM6

YN

Vz zzzz

1 2 n N N

1. Pelarut yang digunakan umumnya murni, jadi YN + 1 = 0 .

2. Jumlah pelarut yang dipergunakan (VN + 1) diketahui, atau konsentrasi produk

overflow (Y1) diketahui

3. Komposisi solid masuk sistem diketahui (X0)

4. Jumlah feed (L0), atau jumlah inert nya diketahui

5. Jumlah entraitment pada underflow untuk setiap stage diketahui

6. Bila jumlah stage diketahui, maka komposisi lainnya dapat diketahui maka jumlah stage dapat ditentukan.

b. Cara Grafis dengan Diagram Segitiga

Bila diketahui adalah komposisi pada setiap titik akhir atau sebaliknya diketahui jumlah relative aliran dan jumlah stage idealnya maka penyelesaian dengan gambar 2 dibawah ini dan langkah-langkahnya adalah :

Gambar 7 Penyelesaian dengan Diagram Segitiga

Langkah-langkah penyelesaian:

1. Tetapkan garis underflow dan overflow sistem berdasrkan data yang ada 2. Letakkan titik-titik yang diketahui, X0, Y1, YN +1, dan XN atau bila salah satu

atau beberapa dari titik-titik ini tidak diketahui, tetapi besaran lainnya yang diketahui, misalnya harga L0, V1 dan sebagainya, atau titik  atau titik.

3. Titik  akan berada pada perpanjangan garis melalui XNYN + 1 dan juga pada

garis melalui X0, Y1, sesuai dengan persamaan :

 = Lm – 1 Vm = Lm – Vm + 1 = Lm + 1 – Vm + 2

4. Titik  akan berada pada perpotongan garis melalui X0YN + 1 dan garis YN + 1,

sesuai dengan persamaan :  = L0 + LN + 1 = LN – V1

1 X0 Y2 Y3 1  0 X0 X1 X2 X3 Y1 Y0 + 1

5. Untuk mentukan stage ideal, dapat dimulai dari titik Y1 dengan

menghubungkan ke titik 0, dimana perpotongannya dengan garis underflow adalah titik titik X1.

6. Selanjutnya dari titik X1 dibuat garis lurus X1 dan kan memotong garis

overflow pada titik Y2.

7. Ulangi lagi langkah ke 5 untuk memperoleh titik X2 dan seterusnya hingga

diperoleh titik XN yang sesuai dengan problemnya.

8. Jumlah stage ideal adalah sama dengan jumlah Y yang ada.

c. Cara Grafis dengan Diagram Segiempat

Gambar 3 Penyelesaian dengan Diagram Segiempat

1. Tetapkan garis underflow, overflow dan kurva keseimbangan berdasarkan data yang tersedia.

2. Letak titik-titik yang diketahui. Perhatikan bahwa titik L0 biasanya tidak

terletak

3. pada garis underflow, tetapkan X0 dan N0-nya.Letakkan titik , sesuai dengan

persamaan :  = L0 - V1 = L1 – L2 = LN – VN + 1 atau : X = N N 1 1 N 1 N N N V L Y V -X L V1 -Lo V1Y1 -LoXo      N = 0 1 0 0 V L L N V1 -Lo B  

Letakkan titik , sesuai dengan persamaan :  = L0 + LN + 1 = LN + V1 atau  = (L0X0 ++ VN + 1YN + 1) / (L0 + VN + 1) = (LNXN ++ V1Y1) / (LN + V1) N =  B =  0 N =  N NL N

4. Bila titik Y1 telah diketahui,, maka dengan bantuan kurva keseimbangan titik

X1 pada garis underflow dapat diletakkan.

5. Selanjutnya, dengan menghubungkan titik X1 dengan titik, titik Y2 pada garis

overflow dapat ditetapkan.

6. Ulangi langkah 5 dan seterusnya hingga diperoleh harga X pada garis underflow tepat atau sedikit melewati XN.

7. Jumlah tie line pada grafik segiempat sama dengan jumlah stage ideal. (Anonim,2012)

BAB III

PELAKSANAAN PRAKTIKUM III.1 Bahan yang digunakan

- Bauksit - NaOH

III.2 Alat yang digunakan a. Beaker Glass b. Spatula c. Glas Ukur d. Kertas saring e. Oven f. Neraca Analitik g. Folcumetri h. Loyang i. Corong j. Erlemeyer

k. Labu ukur

III.3 Gambar Alat

Beaker Glass Spatula Gelas Ukur Kertas saring

Oven Neraca Analitik Folcumetri

Loyang Corong Erlenmeyer Labu Ukur

III.4 Prosedur Praktikum

2. Masukkan sampel ke dalam beaker glass dan tambahkan pelarut NaOH 20% sebanyak 200 ml

3. Selama 20 menit aduk campuran dengan flokuomatic

4. Setelah itu, pisahkan filtrat dan ampas dengan kertas saring. Filtrat dibuang dan ampas dikeringkan kemudian timbang berat ampas tersebut 5. Lakukan percobaan diatas dengan variasi berat sampel yaitu 14,18 gram 6. Hitung nilai berat zat terlarut yang terdapat pada sampel

BAB IV

HASIL PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

IV. Hasil Pengamatan t (menit) berat awal (gr) berat akhir (gr) 20 10 8.9179 14 12.8955 18 16.6406

IV.2 Tabel perhitungan t ( menit ) berat awal (gr) berat akhir (gr)

massa zat terlarut (gr) recovery (%) 20 10 8.9179 1.0821 10.821 14 12.8955 1.1045 7.889 18 16.6406 1.3594 7.552

IV.3 Grafik dan Pembahasan 7 8 9 10 11 12 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6

Massa Zat Terlarut vs Recovery

Recovery ( % ) Massa zat terlarut ( gram )

Grafik 1 Massa zat terlarut Vs Recovery IV.4 Pembahasan

Praktikum kali ini adalah mengenai Leaching dengan tujuan Untuk mengambil suatu konstituen dalam suatu padatan dengan menggunakan pelarut. Pada percobaan ini, kami menggunakan bahan bauksit dengan variabel berat sampel yang berbeda yakni 10 gram, 14 gram dan 18 gram dan lama waktu pengadukan sebesar 20 menit dengan kecepatan pengadukan 100 rpm dengan pelarut larutan NaOH.

Dari percobaan yang dilakukan dapat dihitung % recovery suatu komponen alumina yang tercampur dalam zat padat Bauksit dengan berat bauksit 10 gram sebesar 10,91 %, dalam 14 gram bauksit sebesar 7,889 % sedangkan untuk 18 gram sebesar 7,552 %. Besarnya % recoveri yang diperoleh relative kecil hal ini kungkin dikarenakan kadar alumina yang terdapat pada bauksit kesil dan suhu yang digunakan pada waktu pengadukan juga tidak sesuai dengan titik lebur alumina.

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

V.1.Simpulan

Proses leaching pada praktikum kali ini sangat bergantung pada jenis pelarut yang digunakan, larutan NaOH kurang maksimal dalam mengekstrak alumina yang terdapat pada bauksit hal ini dikarenakan suhu yang digunaka pada saat melakukan pengadukan tidak sesuai dengan titik lebur alumina sehingga % recovery yang diperoleh sangat kecil yakni 10,91 %

V.2. Saran

Pada praktikum yang akan datang diharapkan praktikan memeriksa bahan yang akan digunakan dan pelarut yang digunakan apakah pelarut tersebut dapat meleaching bahan tersebut

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.2012.”Ektraksi padat cair”.http://akademik.che.itb.ac.id/labtek/wp-content/ uploads /2012/05/epc-ekstraksi-padat-cair.pdf.(Diakses pada tanggal 12 April 2015 Pukul 20:23 WIB).

Buku panduan praktikum OTK II UPN “VETERAN” JAWA TIMUR, 2014.’Leaching’.

Snura,Aya.2011.”Leaching”.http://aya-snura.blogspot.com/2011/12/ekstraksi.html. (Diakses Pada tanggal 12 April 2015 Pukul 20:12)

Yusuf,Muhammad.2012,”Leaching”.https://muhammadyusuffirdaus.wordpress.com/2 012

APPENDIX  Membuat Larutan NaOH 1 N 200 ml

N = _BExVolumew

1 = _{40 x 0,2}w W = 8 gram

Jadi,8 gram NaOH dilarutkan dalam labu ukur hingga volume 200 ml  Pengenceran larutan

V1 x N1 = V2 x N2

100 x 1 = 200 x N2

N2= 100 x 1₂₀₀ = 0,5 N

 Berat Bauksit yang terlarut = massa awal – massa akhir = 10 – 8,9179

= 1,0821 gram  Menghitung Prosentase silika yang terlarut

Prosentase (%) = massaawal−massaak h ir

massaawal x 100% = 10−8,9179₁₀ x 100%