PENDAHULUAN

Kaolin atau Kaolinite termasuk jenis mineral clay dengan formula Al2O3.2SiO2.2H2O.

Nama kaolin berasal dari bahasa Cina Kau-Ling yaitu suatu daerah di Cina yang banyak

mengandung mineral ini. Kaolin mengandung SiO2 sekitar 50 %, oleh karena itu kaolin dapat

digunakan sebagai sumber SiO2 untuk pembuatan silika gel. Silika gel berupa padatan amorf

dan berpori yang terbentuk dari proses polimerisasi asam silikat dan mempunyai sifat inert,

netral, luas permukaannya besar, dan memiliki daya adsorpsi besar. Oleh karena itu silika gel

banyak digunakan sebagai adsorben anorganik, penyerap air, dan sebagai fasa diam pada

kromatografi lapisan tipis dan kromatografi gas

Pada umumnya hampir semua logam transisi dapat digunakan untuk katalis, karena

logam transisi kaya akan elektron, telah mengisi orbital 3d dan memiliki elektron tidak

berpasangan sehingga mudah berikatan dengan atom lain. Salah satunya adalah logam Ni yang

mempunyai konfigurasi elektron [Ar] 3d84s2 yang banyak digunakan sebagai katalis

hidrogenasi alkena. Katalis logam nikel mempunyai aktivitas dan selektivitas yang baik dalam

suatu reaksi, namun fasa aktif katalis nikel sendiri tidak memiliki permukaan yang luas,

sehingga reaksi menjadi tidak efektif dan efisien karena tidak seluruh pusat aktifnya dapat

mengadakan kontak dengan reaktan. Oleh karena itu logam nikel perlu didistribusikan pada

suatu permukaan padatan penyangga yang memiliki luas permukaan besar, dan pada penelitian

ini telah berhasil dibuat katalis Ni/SiO2, dengan cara impregnasi logam Ni pada matriks silika

gel yang disintesa dari kaolin [1-2, 6-12]. Katalis Ni/SiO2 yang dihasilkan juga telah

dikarakterisasi dengan XRD, IR, BET dan keasamannya, serta diuji coba pada reaksi

hidrogenasi benzena menjadi siklo heksana.

Secara geologis kaolin adalah mineral alam dari kelompok silikat yang berbentuk

kristal dengan struktur berlapis (gambar 1).

Gambar 1. Struktur kaolinit dan bentuk fisik kaolin

Sebagai polimer anorganik, mineral kaolin dikelompokkan sebagai penukarion anorganik yang

secara alami dapat melakukan proses pertukaran dengan ion lain dari luar dengan adanya

pengaruh air. Kerangka struktur lempung bersitus negatif dan mengikat kation untuk

menetralkan muatannya. Muatan negatif ini berasal dari rasio antara silika dan alumina (Si/Al)

yang relatif kecil dan permukaan kaolin yang mempunyai gugus oksigen dan hidroksil yang

tersembul, sehingga menimbulkan titiktitik bermuatan negatif. Kation yang terikat dapat

dipertukarkan oleh kation lain sehingga kaolin berpotensi sebagai penukar kation.

Usaha untuk memperoleh kaolin yang bermuatan positif dapat dilakukan dengan proses

modifikasi menggunakan surfaktan kationik. Surfaktan terikat pada kaolin melalui pertukaran

ion dengan Na+ maupun melalui ikatan molekuler. Surfaktan kation merupakan senyawa

organik rantai panjang yang terdiri dari dua bagian yaitu kepala dan ekor. Bagian kepala

bermuatan positif dan bersifat hidrofilik sedangkan bagian ekor tidak bermuatan dan bersifat

hidrofobik. Surfaktan dapat membentuk misel, monolayer atau bilayer pada permukaan kaolin

modifikasi tergantung dari konsentrasi surfaktan yang digunakan (gambar 2).

Gambar 2. Konsep monomer bilayer dan

serapan misel pada permukaan mineral

Di bawah konsentrasi kritis misel (KKM), akan terbentuk monolayer dan di atas KKM

terbentuk bilayer. Adanya muatan positif dan sifat hidrofobik pada kaolin modifikasi

diharapkan dapat memberdayakan dan meningkatkan efisiensi kaolin yang semula hanya

sebagai adsorben kation dapat digunakan sebagai adsorben anion dan adsorben molekul non

polar. Hal ini terutama bila dikaitkan dengan aplikasi kaolin untuk penanganan air limbah yang

di dalamnya tidak hanya mengandung kation, tetapi juga anion dan molekul non polar.

Modifikasi permukaan mineral dengan surfaktan telah banyak dilaporkan dalam literatur seperti

pada permukaan klinoptilolit dan zeolit A. Surfaktan kationik dilaporkan memiliki kapasitas

adsorpsi yang tinggi dan dapat meningkatkan kapasitas tukar anion seperti kromat, sulfat, fosfat

dan arsenik.

Industri yang menggunakan Kaolin, bahan dasar yang sebenarnya digunakan adalah

senyawa Anhydrous aluminum silicate dan Crystalline Silica (quartz), besarnya adalah sebagai

berikut:

Anhydrous aluminum silicate (calcined kaolin clay) digunakan sebesar 88-93 %.

Quartz (crystalline silica) digunakan sebesar 7-12 %.

PROSES PEMBENTUKAN KAOLIN dengan PROSES HIDROTERMAL ALTERASI

Proses pembentukan kaolin (kaolinisasi) dapat terjadi melalui proses pelapukan dan

proses hidrotermal alterasi pada batuan beku felspartik. Endapan kaolin ada dua macam, yaitu:

endapan residual dan sedimentasi. Pengeringan pada suhu 550-600oC akan menghasilkan

disorder metakaolin Al2Si2O7 dengan terus kehilangan gugus hydroxyl (-OH) ketika suhu

mencapai 900oC. Pemanasan 925-950oC metakaolin berubah menjadi aluminium silicon

Si3Al4 O12 atau:

2 Al2Si2O7 Si3Al4O12 + SiO2, pemanasan hingga 1050oC fasa Si3Al4O12 berubah

menjadi mullite , 3 Al2O3. 2SiO2 dan Kristal Cristobalite :

3Si3Al4O12 2 Si Al6O13 + 5SiO2

IDENTIFIKASI BAHAYA

TLV atau yang lebih dikenal dengan Threshold Limit Values mengandung arti bahwa

kadar konsentrasi kimia yang diizinkan bagi pekerja yang mampu dari hari ke hari pekerja

tersebut tidak terganggu. Menurut the American Conference of Governmental Industrial

Hygienists (ACGIH), The Threshold Limit Value (TLV) adalah tingkat suatu zat kimia yang

diyakini seorang pekerja dapat terpapar setiap hari untuk bekerja seumur hidup tanpa efek yang

merugikan kesehatan.

Satuan dasar untuk TLV adalah ppm dan mg / m3 , sedangkan untuk gas adalah ppm =

(mg / m ^ 3) * 24,45 / berat molekul (dengan cacatan formula ini tidak berlaku untuk airborn

partikel)

Tiga jenis zat kimia TLVs didefinisikan:

1. Time Weighted Average (TLV-TWA)

Menunjukkan ambang batas nilai paparan dimana tidak akan mengalami gangguan pada

pekerja adalah diizinkan selama 8jam/hari dimana jadwal kerja selama 40jam/minggu.

2. Short-Term Exposure Limit (TLV-STEL)

Menunjukkan ambang batas nilai paparan dimana tidak akan mengalami gangguan pada

pekerja adalah diizinkan selama 15 menit dimana tidak dapat diulang/terpapar sebanyak 4

kali perhari.

3. Ceiling (TLV-C)

Menunjukkan eksposur mutlak batas yang tidak boleh melebihi setiap saat.

Vapor Hazard Ratio (VHR) adalah perhitungan ratio yang menunjukkan batas konsentrasi uap

serta tekanan yang mampu menyebabkan keakaran akibat percikan api dari senyawa atau zat

tersebut. atau dalam kata lain VHR adalah banyaknya konsentrasi uap senyawa atau zat di

udara yang mampu mengganggu keselamatan pekerja (toxic maupun pemicu kebakaran).Nilai

VHR yang tinggi menyebabkan senyawa atau zat tersebut dapat terbakar dengan mudah. Selain

itu, VHR yang tinggi juga menyebabkan tingkat toxic yang tinggi senyawa atau zat tersebut.

Karena Kaolin merupakan senyawa yang dibangun oleh dua senyawa lainnya,

Anhydrous aluminum silicate dan Crystalline Silica, maka identifikasi bahaya yang dilakukan

merinci.

Secara umum, identifikasi bahaya berdasarkan nilai TLV untuk senyawa Kaolin adalah sebagai

berikut:

TLV TWA

Untuk TLV- TWA pada senyawa Kaolin secara umum, diberikan nilai maksimal jumlah

yang terdapat di udara berdasarkan waktu pemaparan yang terjadi. Untuk pemaparan 8

jam, nilai TLV-nya bisa 2, 15 dan 5 mg/m3, tergantung dari jenis debu yang dihasilkan

apakah debu kasar yang biasanya terdapat di lantai, atau debu yang ringan dan sangat

mudah beterbangan di ruangan. Kemudian untuk pemaparan 10 jam, batas nilai ukuran

debu yang diperbolehkan adalah 10 dan 5 mg/m3. Meskipun kini jam kerja telah dibatasi

menjadi 8 jam per hari, nilai ambang batas untuk waktu paparan 10 jam diantisipasi bagi

pekerja yang melakukan lembur.

2. TLV-C

Untuk TLV - Ceiling pada senyawa Kaolin secara umum, belum diberikan identifikasi

ambang batas. Namun, telah dilakukan identifikasi pada senyawa silica (salah satu

pembentuk Kaolin), ambang batas yang diizinkan adalah sampai dengan 5 mg / m3.

3. TLV-STEL

Untuk TLV-STEL pada senyawa Kaolin secara umum, belum diberikan identifikasi ambang

batas baik dari OSHA, ACGIH, maupun NIOSH.

4. TLV-Vapor Hazard

Untuk TLV-Vapor Hazard pada senyawa Kaolin secara umum, tidak terdapat bentuk

uapnya.

EVALUASI SIFAT BAHAYA

Emergency Overview

Berdasarkan SAF-T-DATA Ratings, evaluasi potensi bahaya untuk senyawa Kaolin secara

umum adalah sebagai berikut:

Health Rating

Apa yang dimaksud tingkat kesehatan (health rating) adalah tingkatan senyawa Kaolin

untuk berpotensi mengganggu kesehatan. Nilai dari tingkatan ini adalah 1, yang

menandakan bahwa ancaman bahaya dari paparan Kaolin tidak terlalu bahaya atau

sedikit berbahaya.

Flammability Rating

Tingkat kemudahan terbakar dari senyawa Kaolin adalah 0. Hal ini menandakan bahwa

senyawa ini tidak mudah terbakar, karena jika dipanaskan sekali pun hingga

temperature ribuan derajat Celcius, akan berubah menjadi senyawa bermaterial keras

dan kuat.

Reactivity Rating

Senyawa Kaolin bukanlah termasuk senyawa yang mudah terbakar apalagi bereaksi

dengan mudah, sehingga tingkat kemudahan bereaksi Kaolin adalah 0.

Contact Rating

Senyawa Kaolin memiliki nilai tingkatan kontak rendah yaitu 1. Hal ini menandakan

bahwa senyawa ini jarang berkontak langsung dengan manusia, melihat partikel

terkecilnya berukuran masih cukup besar, sehingga tidak sebesar ancaman jika ukuran

partikelnya sangat kecil yang biasanya memudahkan kontak dengan manusia melalui

saluran pernapasan dan kulit.

Potential Health Effects

Inhalation

Inhalasi bentuk debu dapat menyebabkan iritasi pada saluran pernapasan, tetapi tidak

secara cepat mematikan.

Ingestion

Sangat besarnya jumlah yang tertelan akan mengakibatkan gangguan gastrointestinal.

Skin contact

Hanya berada di permukaan kulit, besarnya tidak cukup mampu memasuki pembuluh

darah di bawah kulit, dan tidak berefek samping.

Eye contact

Tidak terlalu memberikan efek samping yang berbahaya, tetapi iritasi yang disebabkan

oleh debu dapat berupa iritasi mekanis.

Chronic exposure

Paparan berlebihan dapat merangsang fibrosis pada jaringan paru-paru yang kronis dan

granuloma pada rongga perut.

Aggravation of Pre-Existing Condition

Belum dapat diidentifikasi sampai saat ini.

Fire Fighting Measures

Senyawa Kaolin tidak berpotensi menyebabkan bahaya kebakaran dan ledakan (eksplosif)

karena merupakan senyawa yang sangat lembam.

Stability and Reactivity

Stabilitas

Kaolin bersifat stabil di bawah kondisi penggunaan dan penyimpanan yang baik.

Bahaya dekomposisi produk

Tidak terdapat bahaya dari dekomposisi produk.

Bahaya polimerisasi

Tidak dapat membentuk polimer dengan polimerisasi.

Toxicology

Pesticide Action Network (PAN) Bad Actor Pesticides adalah bahan kimia Kaolin yang

memiliki satu atau lebih kriteria sebagai berikut: sangat akut beracun, cholinesterase

inhibitor, yang dikenal / mungkin karsinogen, yang dikenal polutan air tanah atau dikenal

reproduksi atau perkembangan racun.

PEMAKAIAN SENYAWA

Terdapat beberapa jenis industri yang menggunakan senyawa Kaolin di dalam proses

produksinya. Berikut ini merupakan contoh nyata pemakaian senyawa Kaolin di dalam

industri:

1. Industri kertas

2. Industri cat dan tinta

3. Industri keramik dan material konstruksi

4. Industri plastik

5. Industri obat-obatan dan kosmetik

6. Industri agrikultur

Sebelum membahas lebih jauh mengenai penggunaan senyawa Kaolin di dalam

industri-industri tersebut, akan dijelaskan dua macam cara pemrosesan purifikasi Kaolin dari

pengotornya yang berupa iron oxides, rutile, silica, feldspar, mica, sulfides, dan bahan organik

lainnya. Pengotor ini berasosiasi dengan Kaolinite, sebuah mineral utama, yang terdapat di

dalam Kaolin atau China Clay ini. Kedua jenis purifikasi tersebut adalah:

Pemrosesan kering; lebih sering digunakan untuk memproses Kaolin sebagai bahan

campuran keramik dan material struktur (proses murah)

Pemrosesan basah; lebih sering digunakan untuk memproses Kaolin sebagai bahan

campuran kertas, plastik, cat, tinta, pasta gigi dan kosmetik (proses mahal karena

menuntut kemurnian yang tinggi)

Pemrosesan senyawa Kaolin sebagai campuran pada industri:

1. Kertas

Pada industri kertas, senyawa Kaolin digunakan pada proses pemberian filter di dalam bulk

kertas, dan sebagai pelapis kertas. Alasan digunakannya senyawa ini adalah karena sifatnya

yang berwarna putih, abrasivitas yang rendah, dan bersifat kimia yang lembam. Pemberian

senyawa ini dimaksud untuk mengurangi jumlah pulp kayu yang mahal, meningkatkan sifat

optik dari kertas, dan memperbaiki sifat cetak kertas.

2. Cat dan tinta

Penggunaan senyawa Kaolin pada industri cat dan tinta adalah untuk meningkatkan

kecerahan warna cat dan tinta. Pemrosesan dilakukan dengan mencampurkan senyawa ke

dalam cairan cat atau tinta tersebut. Senyawa Kaolin dalam bentuk terhidrasi atau

terkalsinasi dapat meningkatkan sifat optik dan sifat mekanik dari cat. Sifat senyawa ini juga

memberikan penambahan kelenturan pada produk, sehingga mempengaruhi sifat mekanik

cat yang tahan terhadap pemuaian karena panas matahari. Senyawa Kaolin juga bermanfaat

di dalam industri pigmen untuk menggantikan pigmen TiO2 dalam pewarnaan.

3. Keramik dan material konstruksi

Sifat senyawa Kaolin yang dilakukan pemanasan pada temperatur melebihi 10000C,

mengakibatkan senyawa ini mengalami konversi menjadi mulit dan gelas, di mana sifatnya

menjadi kaku dan kuat. Karena kekerasannya maka dapat digunakan sebagai peralatan

rumah tangga, keramik, dan material konstruksi. Sifat kekerasan ini juga disebabkan oleh

adanya kandungan ion besi dan titanium di dalam senyawa Kaolin.

4. Plastik

Senyawa Kaolin digunakan sebagai campuran di dalam industri plastik dengan tujuan untuk

meningkatkan kelembutan permukaan, stabilitas dimensional dan ketahanan terhadap

serangan zat kimia dari plastik, untuk cracking selama proses polimerisasi dan selama

proses pencetakan. Selain itu pada aplikasi PVC, fungsi utama senyawa Kaolin adalah untuk

meningkatkan sifat elektrik dari PVC. Kemudian terdapat pula manfaat senyawa ini pada

pembuatan plastic film, yaitu meningkatkan kualitas penyerapan terhadap cahaya infra

merah.

5. Obat-obatan dan Kosmetik

Manfaat Kaolin pada bidang obat-obatan adalah pada Kaolin jenis BPLK (British

Pharmacopeia Light Kaolin) dan pada Heavy Kaolin, yaitu sebagai obat untuk mengatasi

masalah pencernaan. BPLK juga merupakan campuran yang tergolong zat aditif yang

terkandung pada produk diet, plaster, bedak kaki, dan treatment bagi kelainan paru-paru.

6. Agrikultur

Pada industri agrikultur yang dimaksud adalah pada industri pembuatan pengontrol hama,

insektisida, dan pestisida. Proses pada pabrik agrikultur ini mengubah senyawa Kaolin

menjadi partikel-partikel yang dikemas dan kemudian dijual. Pemakaian pada tanaman

dapat dicontohkan pada tanaman anggur, dengan mencampurkan partikel tersebut dengan

cairan sticker speader dan kemudian disemprotkan pada tanaman dan buah-buahan yang

ingin terlindung dari hama. Cara kerja dari Kaolin ini adalah memberikan lapisan film pada

daun dan buah sehingga bagi hama jenis serangga yang memakannya akan teracuni.

USAHA PENGENDALIAN

Perlindungan Pernapasan:

Apabila paparan tidak dapat direduksi dibawah batas TLV, maka dapat digunakan alat

respirator individu yang disetujui oleh NIOSH untuk menghadapi debu crystalline silica.

Selain itu menggunakan faktor perlindungan (assigned protection factor atau APF) yang

mencukupi untuk mereduksi paparan kepada pekerja dibawah batas yang dibolehkan. Nilai

APF adalah nilai antisipasi minimum untuk acuan dari perlindungan yang diberikan oleh

berbagai tipe alat respirator. Contohnya, nilai APF = 10 berarti bahwa alat respirator harus

dapat mereduksi konsentrasi udara dengan partikulat sebesar faktor 10. Sehingga jika

tempat kerja memiliki konsentrasi partikulat sebesar 150 ug/m3, maka respirator dengan

APF 10 dapat mereduksi konsentrasi partikulat sebesar 15 ug/m3.

Perlindungan Mata/Wajah:

Apabila dapat terjadi kontak dengan mata, maka diperlukan pemakaian kacamata

pengaman (safety glasses) dengan pelindung samping.

Perlindungan Kulit:

Gunakan sarung tangan yang tahan bahan kimia (seperti latex atau neoprene), dan pakaian

pelindung untuk meminimasi kontak dengan kulit. Bahan ini dapat menimbulkan kulit

yang kering. Perlu dipelihara hygiene industri yang baik, khususnya untuk pekerja yang

mengalami dermatitis atau kulit sensitif.

Ventilasi

Ventilasi harus cukup untuk menjaga suasana di tempat kerja di bawah airborne exposure

limit (TLV). Sistem ventilasi yang digunakan adalah jenis ventilasi pembuangan lokal.

Alasan lebih diusulkan pemakaian ventilasi lokal adalah karena ventilasi ini lebih dapat

mengontrol emisi dari kontaminan pada sumbernya dan mencegah penyebaran ke area

kerja umum.