gmi wildan

7/25/2019 GMI wildan

1/10

TUGAS TERSTRUKTUR

GEOLOGI MINERAL INDUSTRI

Mineral Zeolit Dalam Bidang Industri

Disusun ole! "

#ildan Zar$as%i

&'()'*)+)

KEMENTERIAN ,ENDIDIKAN TINGGI- RISET- DAN TEKNOLOGI

UNI.ERSITAS /ENDERAL SOEDIRMAN

(AKULTAS TEKNIK

,ROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI

,URBALINGGA

0)'1


2/10

BAB I

,ENDA&ULUAN

Zeolit merupakan suatu kelompok mineral yang dihasilkan dari proses hidrotermal

pada batuan beku basa. Mineral ini biasanya dijumpai mengisi celah-celah ataupun rekahan

dari batuan tersebut. Selain itu zeolit juga merupakan endapan dari aktivitas volkanik yang

banyak mengandung unsur silika. Pada saat ini penggunaan mineral zeolite semakin

meningkat, dari penggunaan dalam industri kecil hingga dalam industry berskala besar. Di

negara maju seperti merika Serikat, zeolit sudah benar-benar diman!aatkan dalam industri.

"arena si!at-si!at yang dimiliki oleh zeolit, maka mineral ini dapat diman!aatkan

dalam berbagai bidang, seperti dalam bidang industri yaitu sebagai bahan yang dapat

digunakan untuk membantu pengolahan limbah pabrik. Masalah limbah industri semakin

meresahkan masyarakat, sehingga banyak dilakukan usaha usaha untuk mengatasi

pencemaran limbah ini, baik itu dengan mengurangi volume limbah yang terbuang ataupun

dengan mendaur ulang kembali limbah tersebut.

Seorang ahli mineralogi dari S#edia pada tahun $%&' (Sheppard, $)')* +%&-++'.

Zeolit menurut proses pembentukannya dibagi , yaitu * zeolit alam (natural zeolit dan

zeolit sintetis (syntetic zeolit. Sedangkan berdasarkan ukuran porinya, zeolit dapat

diklasi!ikasikan menjadi golongan, yaitu* zeolite dengan pori kecil (small pore zeolit,

zeolit dengan pori medium (medium pore zeolit, dan zeolit dengan pori besar (large pore

zeolit. Zeolit alam biasanya mengandung kation-kation "/ ,0a/ , 1a/ atau Mg/

sedangkan zeolit sintetik biasanya hanya mengandung kation-kation "/ atau 0a/ . Pada

zeolit alam, adanya molekul air dalam pori dan oksida bebas di permukaan seperti l2,

Si2, 1a2, Mg2, 0a2, "2 dapat menutupi pori-pori atau situs akti! dari zeolit sehingga

dapat menurunkan kapasitas adsorpsi maupun si!at katalisis dari zeolit tersebut.


3/10

BAB II

,EMBA&ASAN

A2 Si3at (isi$ Mineral Zeolit

Gambar 1 : mineral zeolite

Mineral zeolit adalah kelompok mineral alumunium silikat terhidrasi 3ml4Siy2z 5

n62, dari logam alkali dan alkali tanah (terutama 1a, dan 0a, m, 4, y, dan z merupakan

bilangan hingga $7, n koe5sien dari 62, serta 3 adalah logam. Zeolit secara empiris

ditulis (M/, M/ l2gSi2 5 z62, M/berupa 0a atau " dan M/berupa Mg, 1a, atau

8e. 3i , Sr atau 9a dalam jumlah kecil dapat menggantikan M/atau M/, g dan z bilangan

koe!isien. 9eberapa specimen zeolite ber#arna putih, kebiruan, kemerahan, coklat, dll.,

karena hadirnya oksida besi atau logam lainnya. Densitas zeolit antara ,7 : , g;cm,

dengan bentuk halus dan lunak. "ilap yang dimiliki bermacam-macam. Struktur zeolit dapat

dibedakan dalam tiga komponen yaitu rangka aluminosilikat, ruang kosong saling

berhubungan yang berisi kation logam, dan molekul air dalam !ase occluded (8lanigen, $)+$

dalam 6arben < "uzvart, $))'.

Struktur zeolit merupakan polimer kristal anorganik didasarkan kerangka tetrahedral

yang diperluas tak terhingga dari l2= dan Si2=dan dihubungkan satu dengan lainnya

melalui pembagian atau pemakaian bersama ion oksigen. >nit pembentuk kerangka utama

zeolit adalah tetrahedral, pusatnya ditempati oleh atom silikon (Si atau atom aluminium


4/10

(l, dengan empat atom oksigen di sudut-sudutnya. Setiap atom oksigen menjadi bagian

dari dua tetrahedral. ?etrahedral membentuk kerangka yang kontinyu. Subtitusi Si=/ oleh

atom l/ menentukan muatan negati! kerangka, yang dikompensasi oleh kation

monovalensi atau kation divalensi yang berlokasi sama dengan molekul air dalam struktur

kanal.

Gambar 2 : Struktur Tetrahedral SiO4 dan AlO4Pembentuk Struktur Zeolit

?etrahedral Si2 dan l2 saling berhubungan pada sudut-sudut tetrahedralnya untuk

membentuk l, Si !rame#ork tiga dimensi yang berpori. "ation-kation alkali monovalen

atau divalen menempati posisinya di dalam pori-pori. "ehadiran kation-kation ini akan

menetralkan muatan zeolit. Sebagian pori ditempati atau diisi oleh molekul-molekul air.

Gambar 3 : Skematika Tetrahedral Pembentuk Struktur Zeolit

Zeolit mengandung unsur utama silikon, aluminium, dan oksigen serta mengikat

sejumlah tertentu molekul air di dalam porinya. >nsur lain yang juga terdapat pada zeolit

adalah unsur logam alkali dan alkali tanah. Secara umum rumus kimia zeolit dapat

dituliskan sebagai berikut* Mk;n@(l2 (Si2yAm62, n B valensi kation, 4, y B jumlah

tetrahegron per unit sel, m B jumlah molekul air per unit sel, M B kation alkali;alkali tanah,

@(l2 (Si2 B kerangka zeolit yang bermuatan negative, 6 2 B molekul air yang terhidrat

dalam kerangka zeolite.


5/10

Gambar 4 : Tabel 1 komposisi dan formula dari zeolit an! bertipe kalsik "#eer$1%&3

dalam 'a$ 1%&&(

Gambar ) : Tabel 2 komposisi dan formula dari zeolit an! bertipe alkalik "#eer$1%&3

dalam 'a$ 1%&&(

B. Sum4er dan ,em4entu$an Mineral Zeolit

Zeolit terbentuk dari abu vulkanik yang telah mengendap jutaan tahun silam. Si!at-

si!at mineral zeolit sangat bervariasi tergantung dari jenis dan kadar mineral zeolit.

Mineral zeolit ditemukan pada batuan sedimen piroklatik. Zeolit alam terbentuk dari

reaksi antara batuan tu!a asam berbutir halus bersi!at rhyolitik dengan air pori atau air

meteorik (air hujan. MineralCmineral yang termasuk dalam grup zeolit terbentuk darihasil sedimentasi debu vulkanik yang telah mengalami proses alterasi. Secara geologi,

endapan zeolit terbentuk karena proses sedimentasi debu vulkanik pada lingkungan danau

yang bersi!at alkali (air asin, proses diagenetik (metamor!osa tingkat rendah, dan proses

hidotermal.


6/10

Gambar & : Skematika Pembentukan *atuan Zeolit

Zeolit terdapat secara alami didaerah batuan sedimen di sekitar daerah gunung api

atau mengendap sebagai batuan sedimen, pada bagian tanah jenis basalt didaerah sumber

air panas (hot spring. "omposisi kimia zeolite alam ini banyak tergantung pada kondisi

hidrotermal lingkungan lokal, seperti suhu, tekanan uap air setempat dan komposisi air

tanah lokasi kejadiannya. 6al ini menyebabkan zeolit alam dari suatu lokasi, meskipun

mempunyai #arna dan tekstur yang sama tet api mungkin berbeda berbeda dalam

komposisi kimia dari yang diperoleh dari tempat lain karena adanya campuran mineral

lainnya berupa partikel halus sebagai impuritis.

52 Kegunaan Mineral Zeolit Dalam Bidang Industri$. Sebagai 9ahan Pengering ( Drying gent

Setiap zeolit mengandung air, bila klinoptilolit dan mordernit dipanaskan

&7-771 akan mempunyai kemampuan dalam menyerap uap air. Sebagai bahan

pengering klinoptilolit dan mordernit dapat digunakan untuk pemurnian produk

industri petrokimia seperti pada pemurnian !raksi alkohol, metanol, benzen,

4ylene, pemurnian gas alam 3PE;30E, pemurnian metil khlorida dalam industri

karet, dan menurunkan humiditas ruangan. Molekul uap air dapat diserap

sebanyak +-$7 g dengan $77 g klinoptilolit yang sudah diakti!kan pada suhu 77-

&71 selama - jam, dibandingkan g oleh l 2dan $, g oleh silika gel

dengan berat yang sama pada kondisi $, atm dan &1.

. Penyerap Eas

Struktur zeolit dengan sangkar dimensi menyebabkan zeolit mempunyai

si!at sorpsi terhadap gas. "linoptilolit mempunyai dua saluran ukuran 7,= 4 7,&&


7/10

nm (+-ring dan 7,== 4 7,% nm ($7 ring dengan demikian klinoptilolit ideal

menyerap 2, 12, S2. 6e, 06, 6, 0, 2, 12, r, etilen, metanol, etanol,

benzen, isopren, untuk penyerap klorin, bromin dan !luorin. Zeolit mordenite

dapat menyerap gas 06, 1l 61l, 1S, 16=, 1610, 1626, S2, S2 dan

0o4. Zeolit digunakan dalam proses penyerapan gas mulia antara lain r, "r dan

gas 6e, gas rumah kaca ( 06, 12, S2, S2 dan 024, gas organik 1S,

16=, 1610, 1626, termasuk pirogas dan !raksi etana; etilen, pada

pemurnian udara bersih mengandung 2, penyerapan gas 0 dari udara sehingga

meningkatkan kemurnian 2 di udara, campuran !ilter pada rokok, penyerapan

gas dan penghilangan #arna dari cairan gula pada pabrik gula klinoptilolit dan

mordernit juga digunakan sebagai katalis untuk menggantikan penggunaan l2

pada katalisasi reaksi 02 menjadi 02. Makki, menunjukkan kemampuan

klinoptilolit sebagai katalis untuk hidrokarbon aromatik melalui proses

dehydrogenation dan dealkilasion, untuk cracking para!in, disportion

toluen;benzene dan 4ylen.. Pengolahan 3imbah Fndustri

3imbah industri adalah salah satu diantara tiga pencemar air sungai yang

memberikan kontribusi cukup besar disamping limbah domestik rumah tangga

dan pertanian. Dari pengalaman penulis dan beberapa lieratur, klinoptilolit dan

mordernit dapat menyerap logam berat dengan selektivitas sebagai berikut *

1sGHbG"G06=GPbGgG9aGnaGSrG1aG3iG1dG1uGZn1sGgGHbG"G06=GPb

G0aG9aGSrG3iG1aG1dG1uGZn.

Penggunaan zeolit dalam pengolahan limbah industri sangat ideal karena

mencakup proses pengolahan limbah cair, proses immobilisasi limbah dan sebagai

bahan pengisi (back!ill material pada sistim penyimpanan limbah. Dalam industri

nuklir, klinoptilolit telah digunakan pada tahun $)%) untuk dekontaminasi air

pendingin reactor ?hree Mile Fsland >nit FF. ?ahun $)+%, pada kecelakaan reaktor

1hernobyl, pada pemisahan radionuklida hasil !isi dalam air kolam penyimpanan

bahan bakar nuklir di SFIJP (Site Fon-J4change Plant 9ritish 0uclear 8uel

3imited, Sella!ield, Fnggris.


8/10

9alek menggunakan klinoptilolit untuk penyerapan 1s dan Sr, 1o dan Hu dan

gas Hu2= pada suhu &71 dan suhu kamar. "ekha#atiran terhadap pencemaran

lingkungan oleh natrium poli!os!at yang digunakan sebagai KbuilderL pada produk

deterjen, klinoptilolit telah digunakan sebagai pengganti poli!os!at. Penelitian

menunjukkan klinoptilolit dalam deterjen tidak akan menyebabkan akumulasi

pada sistim air buangan dan tidak bersi!at toksik terhadap hehidupan di air. Di

epang klinoptilolit digunakan untuk !illerL kertas, karet dan polimer yang

memperoleh material dengan densitas rendah ?chernev menggunakan zeolit yang

klinoptilolit dalam Ksolar heatin!+,oolin!L pada panel energi cahaya matahari

berdasarkan adsorpsi;desorpsi molekul air di#aktu siang dan malam hari. $,&,+,)

Sekitar $ ton klinoptilolit yang ditempatkan di atap dengan dimernsi $),' m

(roof area dapat mendinginkan $ ton udara.

=. Slo# release ammonium dan pestisida;herbisida

Penggunaan pupuk yang berlebihan akan menyebabkan pencemaran air,

udara dan tanah pertanian. Sekitar &7N urea akan terdegradasi menjadi

ammoniak;ammonium, nitrat atau nitrit sebelum diserap oleh akar tanaman. 6al

yang sama terjadi pada penggunaan pestisida dan herbisida. "linoptilolit dan

mordernit dapat digunakan dalam bidang pertanian sebagai Ksoil ,onditionin!L

atau Kslo- releaseL ammonium dan pestisida;herbisida. Pada pertengahan tahun

$))), klinoptilolit telah direkomendasikan oleh Departemen Pertanian sebagai

campuran pupuk urea.

KESIM,ULAN

Zeolit sangat berman!aat dalam bidang industri, sebagai bahan alternative

pengolahan limbah industri. 6al ini adalah karena si!at-si!at yang dimiliki oleh zeolite itu

seniri yaitu kemampuan untuk menyerap molekul, menukar ion, dan menjadi katalis. Zeolit

sintetis adalah suatu senya#a kimia yang mempunyai si!at !isik dan kimia yang sama


9/10

dengan zeolit yang ada di alam, zeolit sintetis ini dibuat dari bahan lain dengan proses

sintetis, yang dibuat sedemikian rupa sehingga menyerupai zeolit yang ada di alam. Zeolit

sintetis mampu sebagai bahan pengolah limbah yang e!ekti!, karena si!at yang dimiliki jauh

lebih baik dari zeolit alam, sebagai contoh zeolit sintetis tipe O60a mampu menyerap S2

dari gas residu dari limbah pabrik, pada akhirnya dapat menjaga lingkungan dan kesehatan

masyarakat.

"arena si!at-si!at yang dimiliki oleh zeolit, maka mineral ini dapat diman!aatkan

dalam berbagai bidang, seperti dalam bidang industri yaitu sebagai bahan yang dapat

digunakan untuk membantu pengolahan limbah pabrik. Masalah limbah industri semakin

meresahkan masyarakat, sehingga banyak dilakukan usaha usaha untuk mengatasi

pencemaran limbah ini, baik itu dengan mengurangi volume limbah yang terbuang ataupun

dengan mendaur ulang kembali limbah tersebut.

DA(TAR ,USTAKA

Sudrajat, M. 77. .ristalo!rafi/0ineralo!i. 9andung * F?9.


10/10

6ardjatmo., 6usaini, Stud theProperties of some ndonesian atural Zeolites , on 2ne Day

Seminar onMineral Property and >tilization o!0atural Zeolite, SPS-9PP?, akarta,

($))'.

Supandi, et. al.efinement Stru,tur .ristal .linoptilolit dan 0ordernit Alam .urnal Flmu

dan Hekayasa Material, ol$, 0o $, &-, akarta, ($)))

3as ?2 se of zeolite for radioa,ti5e 6aste treatmen and #isposal . on 2neDay Seminar on

Mineral Property and>tilization o! 0atural Zeolite SPS9PP?,akarta, $) 8ebruari

($))'

6arjanto, S. $)+%.7empun!$ zeolit$ dolomit$ dan ma!nesit: 8enis$ sifat 9sik$ ,ara teradi dan

pen!!unaana. Publikasi "husus Direktorat Sumberdaya Mineral, direktoat

Sumberdaya Mineral, Dirjen Eeologi dan Sumberdaya Mineral. Departemen

Pertambangan dan Jnergi Hepublik Fndonesia. akarta, h. $7+-$''.

gmi wildan

Documents