SINTESIS ZEOLIT A DARI ABU TERBANG (FLY ASH) BATUBARA DENGAN VARIASI RASIO MOLAR Si/Al DAN APLIKASINYA SEBAGAI PENUKAR KATION

Abstract

Fly ash merupakan limbah yang dihasilkan sekitar 80% dari pembakaran batubara. Berdasarkan data dari PJB Paiton Tahun 2002, Limbah fly ash yang dihasilkan dari pembakaran batubara dapat mencapai 80 ton/hari, di sisi lain fly ash juga mengandung beberapa komponen-komponen kimia yaitu silika sekitar 30-36% dan Al2O3 sebesar 14,52-23,78% yang berpotensi sebagai bahan baku dalam pembuatan zeolit sintetis. Zeolit A merupakan mineral aluminosilikat yang kaya akan alumina sehingga memiliki kemampuan sebagai penukar kation yang baik. Pada penelitian ini disintesis zeolit A dengan melakukan variasi rasio molar Si/Al yaitu 1; 1,1; 1,2; dan 1,3. Tujuan penelitian ini yaitu (1) mengetahui karakteristik zeolit A yang telah disintesis berdasarkan hasil analisa XRD dan XRF; (2) mengetahui waktu dan konsentrasi asam klorida (HCl) optimum yang diperlukan untuk menghasilkan nilai kapasitas tukar kation zeolit A terbesar. Fly ash dipreparasi dengan pengayakan dan pengasama menggunakan larutan HCl 1M selama 30 menit pada suhu ruang, kemudian fly ash dilebur dengan NaOH dalam furnace pada suhu 550oC selama 40 menit. Campuran hasil peleburan dianalisa menggunakan XRF untuk mengetahui kadar silika dan alumina dalam fly ash. Tahap selanjutnya yaitu proses hidrotermal yang diawali dengan penambahan aquademin 12 mL/g fly ash pada campuran fly ash dan NaOH kemudian distirrer dan disaring. Filtrat hasil penyaringan ditambahkan dengan larutan Natrium aluminat yang diperoleh dari reaksi antara alumunium hidroksida dan NaOH. Penambahannya disesuaikan dengan rasio molar Si/Al yang telah ditentukan kemudian larutan tersebut dihidrotermal pada suhu 100oC selama 5 jam. Zeolit hasil sintesis tersebut dianalisa dengan XRD dan XRF. Proses selanjutnya yaitu uji kasitas tukar kation menggunakan metode titrimetrik asam basa yang diawali dengan aktivasi zeolit A terbaik menggunakan NaCl. Pada tahap ini dilakukan variasi waktu kontak zeolit A dengan larutan asam klorida yaitu 15; 30; 60; 120; 150; 180; dan 240 menit, dan variasi konsentrasi asam klorida yaitu 0,1; 0,5; 1; dan 1,5 M. Zeolit A selanjutnya dinetralkan dengan akuades dan dicuci dengan larutan NaOH 1N yang telah distandarisasi. Larutan NaOH hasil pencucian kemudian digunakan untuk menitrasi asam klorida 1M. Pada sampel zeolit rasio Si/Al = 1 dan 1,1 menghasilkan zeolit murni. Hal ini ditunjukkan dengan kesamaan puncak-puncak antara zeolit hasil sintesis dan zeolit A standar selain itu juga tidak ada kesamaan puncak dengan puncak hidroksi sodalit dari difraktogram zeolit A hasil sintesis pada penelitian Said dan Widiastuti, (2008). Pada rasio Si/Al (1,1)= 1,24 intensitas puncak-puncak zeolit A yang dihasilkan lebih tinggi dibandingkan dengan rasio Si/Al (1)= 1,19 yang menujukkan bahwa kristal zeolit A yang terbentuk semakin banyak. Pada rasio Si/Al (1,1)= 1,27 mulai muncul puncak hidroksi sodalit yaitu pada sudut 2θ = 13,9678o sesuai dengan difraktogram zeolit A hasil sintesis pada penelitian Said dan Widiastuti, (2008), selain itu juga terjadi penurunan intensitas pada puncak-puncak zeolit A. Pada rasio Si/Al (1,3)= 1,35 puncak-puncak zeolit A semakin menurun sedangkan puncak hidroksi sodalit semakin tinggi. Zeolit A terbaik yang diperoleh pada penelitian ini yaitu pada rasio molar Si/Al = 1,24. Berdasarkan hasil XRF menunjukkan bahwa keempat rasio tersebut masih mengandung pengotor, tetapi kandungan pengotor tertinggi ada pada rasio Si/Al (1,3)= 1,35 dan terendah ada pada rasio Si/Al (1,1)= 1,24. Zeolit A tersebut digunakan untuk uji kapasitas tukar kation. Pada optimasi waktu kontak zeolit A dengan larutan asam klorida diperoleh waktu optimum yaitu 2 jam, sedangkan pada optimasi konsentras larutan asam klorida yaitu sebesar 1M.