Pengolahan limbah industri semen

Transkripsi

1 TUGAS PENCEGAHAN PENCEMARAN Pengolahan limbah industri semen Oleh : Iwan Fauzi ( ) Renny Desadria ( ) PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA S.1 F A K U L T A S T E K N I K UNIVERSITAS RIAU PEKANBARU 2012

2 BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Dalam perkembangan peradaban manusia khususnya dalam hal bangunan, tentu kerap mendengar cerita tentang kemampuan nenek moyang merekatkan batubatu raksasa hanya dengan mengandalkan zat putih telur, ketan atau bahan lainnya. I.2 Tujuan i.2.1 i.2.2 i.2.3 Mengetahui karakteristik bahan baku semen Menjelaskan tentang metrode pengolahan buangan pada industry semen Mengetahui standar baku mutu pada semen

3 BAB 11 PEMBAHASAN I.1 Pengertian Semen Semen (cement) adalah suatu campuarn senyawa kimia yang bersifat hidrolisis dan merupakan hasil industri dari paduan bahan baku berupa batu kapur/gamping sebagai bahan utama dan lempung / tanah liat atau bahan pengganti lainnya dengan hasil akhir berupa padatan berbentuk bubuk/bulk, tanpa memandang proses pembuatannya, yang mengeras atau membatu pada pencampuran dengan air. I.2 Bahan Baku Semen Batu kapur/gamping adalah bahan alam yang mengandung senyawa Kalsium Oksida (CaO), sedangkan lempung/tanah liat adalah bahan alam yang mengandung senyawa : Silika Oksida (SiO2), Alumunium Oksida (Al2O3), Besi Oksida (Fe2O3 ) dan Magnesium Oksida (MgO). Untuk menghasilkan semen, bahan baku tersebut dibakar sampai meleleh, sebagian untuk membentuk clinkernya, yang kemudian dihancurkan dan ditambah dengan gips (gypsum) dalam jumlah yang sesuai. Hasil akhir dari proses produksi dikemas dalam kantong/zak dengan berat rata-rata 40 kg atau 50 kg (Bernasconi, G ) Komponen utama : Oksida silica Dengan penambahan air mampu mengikat bahan lain Campuran terpenting : Tricalcium silicat 3CaO.SiO2 atau C3S Dicalcium silicat 2CaO.SiO2 atau C2S Tricalcium alumina 3CaO.Al2O3 atau C3A Tetracalcium alumina ferrit 4CaO.Al2O3.Fe2O3 atau C4AF MgO

4 1.2.2 Bahan Baku Batu kapur CaCO3 Tanah liat Al2O3.2SiO2.xH2O Pasir besi Fe2O3 Pasir kwarsa SiO2 Reaksi CaCO3 + Al2O3.2SiO2.xH2O + Fe2O3 + SiO2 3CaO.SiO2 + 2CaO.SiO2 + 3CaO.Al2O3 + 4CaO.Al2O3.Fe2O3 I.3 Karakteristik Semen I.3.1 Hiderasi Semen Adalah reaksi antara komponen-komponen semen dengan air.untuk mengetahui hiderasi semen harus mengenal hiderasi dari senyawa-senyawa yang terkandung dalam semen (C 2 S, C 3 S, C 3 A, C 4 AF) ((Bernasconi, G ). a) Hiderasi kalsium Silikat (C2S, C 3 S) Kalsium silikat dalam air akan terhidrolisis menjadi kalsium hidroksida dan kalsium silikat hidrat (3CaO.2SiO 2. 3H 2 O) pada suhu 30 0 C. 2(3CaO.2SiO 2 ) + 6H 2 O 3CaO.2SiO 2 3H 2 O + 3Ca(OH) 2 2(2CaO.2SiO 2 ) + 4H 2 O 3CaO.2SiO 2 2H 2 O + Ca(OH) 2 Kalsium silica hidrat (CSH) adalah silikat di dalam Kristal yang tidak sempurna, bentuknya padatan berongga yang sering disebut TOBERMORITE GEL.Adanya kalsium hidroksida akan membuat pasta semen bersifat basa kuat (ph=12,5). Hal ini dapat menyebabkan pasta semen sensitive terhadap asam kuat tapi dapat mencegah baja terhadap korosi. b) Hiderasi C 3 A Hidrasi C 3 A dengan air yang berlebi pada suhu 30 0 C akan menghasilkan kalsium alumina hidrat (3CaO.2SiO 2. 3H 2 O) yang mana kristalya berbentuk

5 kubus, didalam semen karena adanya gypsum maka hasil hiderasi C 3 A sedikit berbeda.mula-mula C 3 A akan bereaksi dengan gypsum menghasilkan sulfo aliminate yang kristalnya berbrntuk jarum dan biasa disebut ettringite. Namun pada akhirnya gypsum bereaksi semua, baru terbentuk kalsium aluminate hidrat (CAH) Hiderasi C 3 A tanpa gypsum : 3CaO. Al 2 O 3 + 6H 2 O 3CaO. Al 2 O 3.6H 2 O Hiderasi C 3 A dengan gypsum : 3CaO. Al 2 O 3 + 3CaSO H 2 O 3CaO. Al 2 O 3.6H 2 O. 3CaSO 4. 32H 2 O Penambahan gypsum pada semen dimaksudkan untuk menunda pengikatan, hal ini disebabkan karena terbentuknya lapisan ettringite pada permukaanpermukaan Kristal C 3 A sehingga dapat menunda dehidrasi C 3 A. c) Hiderasi C 4 af (30 0 C H 2 O) 4CaO. Al 2 O 3. Fe 2 O 3 + 2Ca(OH) H 2 O 3CaO. Al 2 O 3.6H 2 O + 3CaO. Fe 2 O 3. 6H 2 O Setting dan Hardening Adalah pengikatan dan pengerasan semen setelah terjadi reaksi hiderasi. Semen apabila dicampur dengan air akan menghasilkan pasta yang plastis dan dapat dibentuk sampai beberapa waktu. Karakteristik dari pasta tidak berubah dan periode ini disebut Dorman Period (Periode Tidur).Pada tahapan berikutnya pasta mulai menjadi kaku walau masih ada yang lemah, namun sudah tidak dapat dibentuk.kondisi ini disebut Initial Set, sedangkan waktu yang diperlukan mulai dibentuk (ditambah air) sampai kondisi Initial Set disebut Initial Setting Time(waktu pengikatan awal). Proses pengerasan berjalan terus seiring dengan waktu akan diperoleh kekuatan. Proses ini dikenal dengan nama Hardening.Waktu pengikatan pengikatan awal dan akhir semen dalam prakteknya sangat penting, sebab waktu

6 pengikatan awal akan menentukan panjangnya waktu dimana campuran semen masih bersifat plastic.waktu pengikatan awal minimum 45 menit sedangkan waktu pengikatan akhir maksimum 8 jam. Reaksi pengerasan : C 2 s + 5 H 2 O C 2 S. 5H 2 O 6C 3 S + 18H 2 O C5S65H2O + 13Ca(OH) 2 C 3A + 3CS + 32H 2 O C 3 A.3CS.32H 2 O C 4 AF + 7H 2 O C 3 A.6H 2 O + CF.H 2 O MgO + H 2 O Mg(OH) Penyusutan (Shringkage) Ada 3 macam penyusutan yang terjadi didalam semen : Drying Shringkage (karena pengeringan) Hideration Shiringkage (karena hiderasi) Carbonation Shringkage (karena karbonasi) Yang paling berpengaruh pada permukaan beton adalah drying shringkage. Penyusutan ini terjadi karena penguapan selama proses setting dan hardening. Bila besaran kelembapan dapat dijaga, maka keratakan beton dapat dihindari. Penyusutan ini juga dipengaruhi kadar C 3 A yang terlalu tinggi Panas Hiderasi Adalah panas yang dilepaskan selama semen mengalami proses hiderasi. Jumlah panas hiderasi yang terjadi tergantung tipe semen, kehalusan semen, dan perbandingan antar air dengan semen.kekerasan awal yang tinggi dan panas hiderasi yang besar kemungkinan terjadi retak-retak pada beton, yang disebabkan oleh fosfor yang timbul sukar dihilangkan sehingga terjadi pemuaian ada proses pendinginan.

7 1.3.5 Kelembaban Kelembaban timbul karena semen menyerap uap air dan CO 2 dalam jumlah banyak sehingga terjadi penggumpalan. Semen yang menggumpal kualitasnya akan menurun karena bertambahnya loss on ignation (LOI) dan menurunnya spesifik grafity sehingga kekuatan semen menurun, waktu pengikatan dan pengerasan makin lama, dan terjadinya false set. a. Loss On Ignation (hilang pijar) Untuk mencegah adanya mineral-mineralyang terurai pada saat pemijaran, dimana proses ini menimbulkan kerusakan pada batu setelah beberapa tahun kemudian. b. Spesifik Grafity Merupakan informasi yang sangat penting dalam perancangan beton. Di dalam pengontrolan kualitas, spesifik grafity digunakan untuk mengetahui seberapa jauh kesempurnaan pembakaran klinker, juga bapakah klinker tercampur dengan impurities. c. False set Merupakan proses yang terjadi bila adonan mengeras dalam waktu singkat.false set dapat dihindari dengan melindungi semen dari pengaruh udara luar, sehingga alkali karbonat tidak terbentuk di dalam semen Warna semen Warna semen ditentukan oleh dua hal yaitu : 1. Kandungan MgO Makin banyak kandungannya, maka warna semen semakin gelap 2. Kandungan Fe 2 Al 3 Semakin banyak kadarnya juga dapat menggelapkan warna semen

8 1.4 Metode Pengolahan Buangan Dibanding sektor industri yang lain, industri semen relatif tidak menghasilkan limbah cair mengingat penggunaan teknologi berbasis proses kering dalam pembuatan semen, tidak menyertakan penggunaan air. Hanya sebagian kecil saja air limbah yang dihasilkan dalam bentuk air limpasan dari proses pendinginan, yang dialirkan kembali ke empat penampungan melalui mekanisme sirkulasi tertutup untuk kemudian digunakan kembali (Anonim, 2011). Pada dasarnya limbah padat bukan B3 yang dihasilkan terdiri dari tiga jenis, yakni material rusak, sampah domestik, dan barang-barang avfal (rusak atau bekas pakai). Material rusak adalah material dari proses produksi pembuatan semen yang gagal, sehingga pengelolaannya dilaksanakan dengan cara pemanfaatan kembali melalui proses daur ulang. Untuk limbah yang tergolong B3 yang umumnya berbentuk pelumas bekas, kami memiliki prosedur penanganan dan pengelolaan yang ketat. Sebagian besar pelumas bekas dikelola dengan pemanfaatan kembali untuk pelumasan peralatan pabrik, yang tidak memerlukan minyak pelumas berkualitas bagus dalam prosedur perawatan/pemeliharaan. Sedangkan pelumas bekas yang tidak dapat digunakan kembali dan grease atau minyak gemuk bekas pakai, akan dicampur dengan oil sludge untuk dibakar dan digunakan sebagai alternatif bahan bakar Pengolahan Limbah Terpusat dan Elektropanting Limbah membutuhkan pengolahan bila ternyata mengandung senyawa pencemaran yang berakibat menciptakan kerusakan terhadap lingkungan. Suatu perkiraan harus dibuat lebih dahulu dengan jalan mengidentifikasi:sumber pencemaran, kegunaan jenis bahan, sistem pengolahan,banyaknya buangan dan

9 jenisnya, kegunaan bahan beracun dan berbahaya yang terdapat dalam pabrik. Ada limbah yang langsung dapat dibuang tanpa pengolahan, ada limbah yang setelah diolah dimanfaatkan kembali. Dimaksudkan tanpa pengolahan adalah limbah yang begitu keluar dari pabrik langsung diambil dan dibuang ( Jejak Langkah, 2011). Pengolahan limbah umumnya melibatkan tiga tahap, yaitu : Primer, Sekunder dan Tersier. Selain pengolahan, dikenal juga istilah pengobatan untuk limbah industri. Pengobatan berarti metode, teknik, atau proses yang dirancang untuk mengubah karakter fisik, kimia atau biologi atau komposisi dari setiap bantalan logam, berminyak, atau limbah organik untuk menetralisir limbah tersebut atau untuk memulihkan logam, minyak, atau konten organik dari limbah. 1. Pengolahan Limbah Terpusat Pengolahan limbah terpusat merupakan sebuah fasilitas yang dirancang untuk menangani pengolahan limbah berbahaya tertentu dari industri dengan wastestreams. Pada air limbah yang mengandung bahan berbahaya yang diangkut ke fasilitas untuk penyimpanan yang tepat, pengobatan, dan pembuangan. 2. Elektroplating Elektroplating adalah proses pelapisan di mana ion logam dalam larutan digerakkan oleh medan listrik untuk melapisi elektroda. Digunakan juga untuk menyimpan lapisan bahan misalnya, abrasi dan ketahanan aus, korosi perlindungan dan pelumasan Air limbah elektroplating biasanya berasal dari mencuci, membilas kesedahan dan pada ph rendah ~ 3-5 dan berisi bentuk larut dari berbagai logam. Proses ini melibatkan pretreatment (pembersihan, degreasing, dan lainnya langkah persiapan), plating, pembilasan, pasivator, dan pengeringan. Metode khas untuk mengurangi dan menghilangkan logam larut dari air limbah elektroplating adalah sebagai berikut :

10 1. Hujan dan Pembekuan 2. Flash Mix 3. Flokulasi 4. Clarifier, Plat Inclined 5. Sludge Penanganan clarifier 6. Sludge Dewatering 1.5 Standar Baku Mutu Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 13 Tahun 1995 tanggal 7 Maret 1995 BAKU MUTU EMISI UNTUK INDUSTRI SEMEN 1 Tanur Putar (Kiln) Sumber Parameter Batas Maksimum mg/m 3 Total Partikel 80 Sulfur Dioxide (SO 2 ) 750 Nitrogen Oxide (NO 2 ) 900 Opasitas 20 % 2 Pendingin Terak (Clinker Cooler) Total Partikel 80 3 Milling Grinding Alat Pengangkut (Conveying) Pengepakan (Bagging) Total Partikel 80

11 4 Tenaga Ketel Uap (Power Boiler) Total Partikel 200 Sulfur Dioxide (SO 2 ) 750 Nitrogen Oxide (NO 2 ) 900 Catatan : - Nitrogen Oksida ditentukan sebagai NO 2 - Volume Gas dalam keadaan standar (25 C dan Tekanan 1 atm) - Konsentrasi partikel untuk sumber pembakaran (misal Kiln) harus dikoreksi sampai 10% Oksigen. - Batas maksimum total partikel untuk : (1) Proses basah = 250 mg/m 3. (2) Shalt Kiln = 500 mg/m 3. - Opasitas digunakan sebagai indikator praktis pemantauan dan dikembangkan untuk memperoleh hubungan korelatif dengan pengamatan total partikel. - Pemberlakukan BME untuk 95 % waktu operasi normal selama tiga bulan ( Anonim, 2012 ).

12 DAFTAR PUSTAKA Anonim, pengolahan buangan industri. http : // missikamaryanie. blogspot. Com / 2011 /11/ resume-pengolahan-buangan-industri.html Diakses 09 Oktober 2012 Anonim, Baku Mutu Emisi Sumber Tidak Bergerak. hukum. unsrat. ac.id/ lh/ menlh_13_1995.pdf Diakses 09 Oktober 2012 Bernasconi, G Teknologi Kimia. Terjemahan Dr. Ir. Lienda Hanjojo, M Eng. Pt Prandnya Paramitha, Jakarta