BAB I

Pendahuluan

I.1 Latar Belakang.

Kehidupan masyarakat modern saat ini tidak bisa terlepas dari benda-benda yang dibuat dengan proses elektroplating (Purwanto dan Huda, 2005). Seiring dengan meningkatnya kemajuan teknologi dan berkembangnya kegiatan industri, kegiatan elektroplating selain menghasilkan produk yang berguna, juga menghasilkan limbah padat dan cair serta emisi gas. Bahan pencemar dalam limbah cair elektroplating yang sering menjadi perhatian adalah ion-ion logam berat karena selain sifat toksik dari ion-ion tersebut meskipun berada pada konsentrasi yang rendah (ppm) juga dapat bersifat bioakumulasi dalam siklus rantai makanan (Sharma dan Weng, 2007).

Berbagai jenis ion logam berat yang terkandung dalam air limbah industri elektroplating seperti ion kromium valensi VI (Cr6+), kromium total, sianida (CN-), tembaga (Cu2+), seng (Zn2+), nikel (Ni2+), timbal (Pb2+) dan kadmium (Cd2+) (Sumada, 2006). Menurut penelitian Sciban dkk., (2006) logam-logam berat dengan kuantitas tinggi yang terkandung dalam limbah elektroplating yaitu Cu2+ 18,9 mg/L; Zn2+ 76,3 mg/L; Cd2+ 8,52 mg/L dengan rentang pH 7,89. Sedangkan menurut penelitian Boricha (2008), kandungan logam yang terdapat dalam limbah elektroplating yaitu Fe3+ 618 mg/L; Zn2+ 584 mg/L; Cu2+ 0,97 mg/L dengan rentang pH 0,94. Dari hasil penelitian tersebut dapat diketahui bahwa kualitas air limbah industri elektroplating melampaui jumlah efluen maksimum untuk industri elektroplating yang dikeluarkan oleh Word Bank (1998), yaitu untuk logam Cr6+ 0,1 mg/l; Ni2+ 0,5 mg/L; Zn2+ 2,0; Cd2+ 0,1 mg/L dan Cu2+ 0,5 mg/L dengan rentang pH 7-10.

Logam berat tersebut dapat mengakibatkan keracunan apabila terakumulasi dalam tubuh makhluk hidup serta dapat menyebabkan kematian apabila kadar dalam tubuh melebihi ambang batas (Indrawati, 2009). Sehingga untuk menyelesaikan permasalahan pencemaran dan untuk mematuhi baku mutu limbah cair, maka limbah cair industri elektroplating perlu diolah terlebih dahulu sebelum dilepaskan ke dalam saluran atau sungai. Menurut Sugiharto (1987), pada umumnya pengolahan limbah dari industri elektroplating tidak banyak berbeda dengan pengolahan limbah dari industri lainnya, yaitu dengan cara koagulasi, flokulasi kemudian sedimentasi. Metode tersebut dirasa tidak efektif apabila diterapkan pada larutan yang memiliki konsentrasi logam berat antara 1 – 1000 mg/L dan membutuhkan bahan kimia dalam jumlah besar.

I.2 Tujuan.

1. Mengetahui waktu kontak dalam proses penyerapan ion logam kromium dalam limbah elektroplating,

1

2. Mengetahui jenis adsorben dalam proses penyerapan ion logam kromium dalam limbah elektroplating,

I.3 Manfaat.1. Manfaat teoritis

Memberikan informasi dan masukan tentang penyerapan limbah yang mengandung ion logam Cr dengan menghilangkan kontaminan inorganik dan organik dalam limbah bekas proses elektroplating.

2. Manfaat praktisMemberikan masukan mengenai salah satu metode penanganan limbah yang mengandung ion logam berat yang murah dan sederhana.

2

BAB II

Pembahasan

II.1 Mekanisme proses Elektroplating.

Elektroplating didefinisikan sebagai perpindahan ion logam dengan bantuan arus listrik melalui elektrolit sehingga ion logam mengendap pada benda padat konduktif membentuk lapisan logam. Pengendapan terjadi pada benda kerja yang berlaku sebagai katoda. Lapisan logam yang mengendap disebut juga deposit. Sumber arus listrik searah dihubungkan dengan dua buah elektroda, yaitu elektroda yang dihubungkan dengan kutub negatif disebut katoda dan elektroda positif disebut anoda. Benda yang akan dilapisi harus bersifat konduktif atau menghantarkan arus listrik dan berfungsi sebagai katoda, disebut sebagai benda kerja. Pada elektroplating dengan anoda aktif digunakan anoda logam yang mempunyai kemurnian tinggi. Arus mengalir dari anoda menuju katoda melalui elektrolit (Purwanto & Huda, 2005). Bagan proses elektroplating dapat dilihat pada gambar II.1.

Proses pelapisan pada benda kerja dilakukan pada suatu elektrolit yang mengandung senyawa logam. Untuk meningkatkan hantaran arus dapat ditambahkan

asam atau basa. Ion logam (Mn+) dalam elektrolit yang bermuatan positif menuju

benda kerja sebagai katoda yang bermuatan negatif sehingga ion logam Mn+ akan tereduksi menjadi logam M dan mengendap di katoda membentuk lapisan logam (deposit). Reaksinya dituliskan sebagai berikut:

Mn+ +ne→Mo

Ion logam dalam elektrolit yang telah tereduksi dan menempel di katoda, posisinya akan diganti oleh anoda logam yang teroksidasi dan larut dalam elektrolit atau dari penambahan larutan senyawa logam. Pada anoda terjadioksidasi. Reaksinya dituliskan sebagai berikut:

Mo →Mn++neApabila proses elektroplating berjalan seimbang maka konsentrasi elektrolit akan tetap, anoda makin lama berkurang dan terjadi pengendapan logam yang melapisi katoda sebagai benda kerja.

Gambar II.1. Proses Elektroplating

3

II.2 Sisa hasil (Limbah) dari proses Elektroplating.Proses elektroplating selain menghasilkan produk yang berguna, menghasilkan

pula limbah padat, emisi gas dan cair. Limbah padat berasal dari proses penghilangan kerak, polishing, maupun kotoran sisa pada bak elektroplating. Limbah berupa emisi gas pada umumnya berasal dari penguapan larutan elektrolit, solven, uap asam, maupun cairan pembersih. Limbah cair berupa air limbah yang berasal dari pencucian, pembersihan dan proses elektroplating. Air limbah mengandung logam-logam terlarut, solven dan senyawa organik maupun anorganik terlarut lainnya.

Limbah yang dihasilkan proses elektroplating di industri sangat beragam kandungannya tergantung proses platingnya atau pelapisannya. Di berbagai industri proses pelapisannya antara lain pelapisan perak, emas, tembaga, nikel dan krom. Proses pelapisan ini menggunakan bahan-bahan kimia antara lain perak, potasium emas sianida, tembaga sianida, tembaga sulfat, nikel klorida, nikel sulfat, asam kromat, natrium karbonat, asam klorida, asam sulfat, asam nitrat, asam fosfat, asam borat, ammonium hidroksida dan natrium hidroksida. Berdasarkan dari bahan-bahan yang digunakan untuk proses elektroplating ini maka dimungkinkan limbah elektroplating khususnya limbah cair mengandung emas, perak, tembaga, nikel, krom, asam-asam anorganik, senyawa-senyawa sianida dan anion-anion yang dimungkinkan membentuk garam dengan sisa-sisa logam. Pada pelapisan emas dan perak, kadang-kadang pengrajin menggunakan merkuri atau air raksa (Suara Merdeka, 2004). Secara umum efluen dari industri elektroplating yang mungkin dapat terjadi dapat dilihat pada Tabel 1 (World Bank, 1998).

Tabel 1. Efluen dari Industri Elektroplating

4

II.3 Mekanisme Pengolahan Limbah Cair Electroplating

Limbah yang akan dihasilkan pada proses ini sebenarnya ada dua macam senyawa atau zat, yaitu zat organik dan zat inorganik selain juga sisa dari cairan proses elektroplating ini. Cairan sisa hasil proses ini mungkin bisa dicegah masuk ke saluran umum dengan cara menampung sisa prosesnya, tapi pada proses pencucian bahan hasil proses elektroplating kita tidak bisa menghindarkan cairan ini untuk masuk ke saluran pembuangan. Sebelum cairan ini masuk ke saluran umum sebaiknya cairan ini diolah terlebih dahulu dalam penampungan khusus.Cara pengolahannya bisa dilakukan secara bertahap. Tahap pertama menghilangkan zat zat anorganik berbahaya yang masuk ke dalam cairan buangan, Zat anorganik yang terbawa adalah bahan kimia proses elektroplating seperti krom, nikel, tembaga, asam sulfat, dan sebaganya. Untuk pengolahan limbah anorganik ini diuraikan secara detail di bagian “Penghilangan Kontaminan Inorganik”. Setelah bahan pengotor anorganik ini diolah baru selanjutnya pengolahan bahan buangan organik yang terbawa dalam saluran buangan. Contoh bahan organik yang terbawa adalah, grease, oli, dan bahan pembersih seperti sabun. Cara pengolahan buangan bahan organik diuraikan di bagian “Penghilangan Kontaminan Organik”.

1. Penghilangan Kontaminan InorganikDi pengolahan baja, besi adalah kontaminan yang biasa dan dengan filtrasi konstan yang baik. Besi biasanya mengakibatkan beberapa masalah. Perawatan pH tinggi dalam tangki tambahan dengan kelembaban karbonat nikel tersebar dengan agitasi yang baik digunakan untuk menghilangkan konsentrasi yang berlebihan dari besi, serta aluminium, kromium trivalen, atau ion fosfat. Penambahan sekitar 0,5 sampai 1 ml hidrogen peroksida 30% dengan perawatan pH tinggi menghilangkan semua besi sebagai ferric hydroxide, disediakan minimal 2 jam pengadukan yang digunakan dan suhu bak disimpan sekitar 60º – 65ºC. Juga karbon dioksida berevolusi dari penggunaan nikel karbonat dihilangkan dengan pengadukan dan pemanasan.Pada pengolahan tembaga, kuningan atau pengecoran seng, kontaminan tembaga dan seng paling baik dihilangkan oleh purifikasi dengan densitas rendah, lebih baik secara terus menerus. Seng, tembaga, dan timah semua dapat dihilangkan pada saat yang sama dengan mengelektrolisis sekitar 0,2 A/dm2. Semakin cepat agitasi, semakin tinggi kerapatan arus yang dapat digunakan untuk menghilangkan kotoran logam.Pada pengolahan krom, chromic acid harus dirubah menjadi ion chrom bervalensi tiga (trivalent chrom), yang tidak mudah larut dalam air. Untuk mereduksi chromic acid digunakan sodium metabisulfite. Chromic acid (Cr 6+) yang tadinya berwarna kuning akan berubah menjadi warna hijau (Cr 3+) dan dengan diberi soda api (Na OH) akan terbentuk chrome hidroksida yang tidak larut dalam air, sehingga dapat mudah dipisahkan dengan air. Untuk mempercepat pemisahan digunakan larutan tawas sebagai koagulant. Untuk menambah waktu pengendapan dibutuhkan bak pengendapan dengan design seperti pada gambar

5

di bawah ini:

Untuk mengurangi jumlah limbah sebaiknya dibuatkan sistem pembilasan yang baik, sehingga jumlah bahan kimia yang dibutuhkan untuk pengolahan limbah juga ikut berkurang.Pada pengolahan nikel, dapat melakukan elektrolisis dengan elektrokoagulator, pengendapan limbah dalam bentuk flok, penyaringan limbah dengan pasir, lalu dianalaisa dengan UV VIS (ultraviolet sinar tampak).

2. Penghilangan Kontaminan OrganikKontaminan organik dapat diakibatkan oleh pemilihan pelapis tangki yang tidak benar, pelapis rak, selang filter, karet patch, oleh kontaminasi udara dari serat debu tebal, atau semprotan minyak atau tetesan dari loose welding scale, dari metode pembersihan inferior, dan oleh kerusakan pada anoda atau katoda agen penambahan kelas II.Jika bak terlalu terkontaminasi dengan bahan organik, metode terbaik adalah dengan adsorpsi pada karbon aktif dalam tangki tambahan, setelah mengoreksi sejauh mungkin sumber-sumber kontaminasi organik. Penambahan hidrogen peroksida seperti telah dijelaskan sebelumnya, dan agitasi bak selama beberapa jam dengan 1 sampai 3 g / L karbon aktif, akan membantu purifikasi. Setelah pengendapan dengan bantuan filter dan pengujian sampel dari larutan yang diolah di laboratorium sesuai kondisi plat, jika disetujui larutan disaring kembali ke dalam tangki plating.Penggunaan sejumlah kecil karbon aktif dalam filter, seperti 2 sampai 4 g/100 L larutan dan menambahkan jumlah yang sama untuk filter sekali atau dua kali seminggu merupakan metode yang baik untuk menghindari atau meminimalkan biaya perawatan bak, semibright , atau bak plating nikel. Pengecekan harus dilakukan secara berkala untuk memastikan bahwa agen pembasah atau brighteners lainnya tidak terlalu diserap.

6

BAB IIIPenutup

Limbah dari industri elektroplating yang akan dihasilkan pada proses ini sebenarnya ada dua macam senyawa atau zat, yaitu zat organik dan zat inorganik selain juga sisa dari cairan proses elektroplating ini. Cairan sisa hasil proses ini mungkin bisa dicegah masuk ke saluran umum dengan cara menampung sisa prosesnya, tapi pada proses pencucian bahan hasil proses elektroplating kita tidak bisa menghindarkan cairan ini untuk masuk ke saluran pembuangan. Sebelum cairan ini masuk ke saluran umum sebaiknya cairan ini diolah terlebih dahulu dalam penampungan khusus.

7

DAFTAR PUSTAKA

Hartomo, A. J. dan Kaneko, T., 1992, Mengenal Pelapisan Logam (Elektroplating), ANDI Offset, Yogyakarta.

Purwanto & Syamsul Huda, (2005) Teknologi Industri Elektroplating. Semarang: Badan Penerbit Universitas Diponegoro.

Said, N.I. (2006). Pengolahan Air Limbah Industri Pelapisan Logam. Kumpulan Artikel Kelompok Teknologi Pengolahan air Bersih dan Limbah Cair. Jakarta: BPPT.

8