BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan teknologi yang terjadi saat ini menyebabkan konsumsi masyarakat terhadap barang-barang elekronik seperti handphone, komputer dan laptop semakin meningkat. Secara umum, limbah peralatan elektronik dan listrik mengandung 40% logam di antaranya logam-logam berat. Sampah dari komputerkomputer bekas tersebut dapat merusak lingkungan sekitar, sehingga limbah dari komputer bekas harus dikelola dengan baik dan tepat. Salah satu upaya pengelolaan limbah adalah recovery logam dari komponen yang ada dalam komputer, khususnya PCB. Menurut Birloaga et al. (2013) PCB mengandung berbagai macam logam, yaitu tembaga (30,57%), besi (15,21%), aluminium (11,69%), timah (7,36%), timbal (6,70%), seng (1,86%), nikel (1,58%), perak (688 ppm) dan emas (238 ppm). Logam-logam penyusun PCB yang mempunyai nilai ekonomis seperti emas dapat dipungut-ulang untuk dimanfaatkan kembali. Emas dikenal sebagai logam yang bernilai tinggi, tidak hanya karena keindahan dan ketahanannya terhadap korosi, tetapi juga karena kemudahannya dibentuk dalam berbagai bentuk dan ukuran dibanding logam lain. Emas digunakan dalam pembuatan uang logam dan perhiasan. Seiring dengan kemajuan teknologi, penggunaan emas diperluas untuk alat elektronik dan listrik karena mempunyai konduktivitas yang baik dan resisten terhadap korosi. Pemisahan emas dari limbah PCB dapat dilakukan dengan metode ekstraksi logam. Metode ini dapat dilakukan melalui tiga teknik pemisahan, yaitu pirometalurgi, elektrometalurgi, dan hidrometalurgi. Metode pemisahan dengan teknik pirometalurgi membutuhkan waktu yang relatif singkat, namun harus dilakukan pada suhu tinggi. Sebagian besar teknik yang melibatkan pengolahan termal cukup mahal karena membutuhkan energi tinggi. Selain itu, proses termal ini biasanya menghasilkan emisi polusi dan menyebabkan hilangnya logam dari sampel selama pembakaran (Jadhav dan Hocheng, 2012). Teknik pirometalurgi untuk memisahkan logam seperti emas harus dilakukan pada limbah dengan kadar 1
2 emas yang tinggi. Efisiensi dan efektivitas teknik ini relatif rendah jika dilakukan pada limbah yang berkadar emas rendah. Elektrometalurgi merupakan teknik yang memanfaatkan elektrokimia (elektrolisis) untuk memperoleh logamnya. Teknik ini tidak efisien untuk skala besar karena membutuhkan energi listrik yang sangat besar. Teknik yang lain yaitu hidrometalurgi yang menggunakan larutan atau pereaksi kimia untuk melarutkan logamnya. Teknik ini dapat diterapkan untuk memisahkan logam emas dari limbah yang mengandung emas dengan kadar rendah seperti limbah PCB (Ojeda et al., 2009). Hidrometalurgi dilakukan karena semakin sulitnya ditemukan bijih emas kadar tinggi, di samping itu bertujuan untuk mengurangi polusi akibat proses pirometalurgi (Habashi, 1999). Metode pemisahan yang paling sering digunakan di antara ketiga teknik tersebut adalah teknik hidrometalurgi karena lebih efektif dan efisien dibandingkan metode pemisahan yang lain. Teknik hidrometalurgi sering juga disebut sebagai teknik ekstraksi pelarut. Teknik ekstraksi pelarut telah banyak diterapkan di dalam bidang industri saat ini (Lewis et al., 1975; Mojski, 1979; Mojski, 1980). Teknik hidrometalurgi dapat diterapkan pada bijih emas berkadar rendah (Habashi, 1999). Oleh karena itu, teknik tersebut dapat diterapkan untuk memisahkan logam emas dari limbah PCB yang mempunyai kadar emas rendah. Proses hidrometalurgi yang sering digunakan adalah metode sianidasi (Alonso-Gonzalez et al., 2010; Muir, 2010), dan kompleks merkuri atau amalgamasi (Marczenko dan Balcerzak, 2000). Namun, metode amalgamasi menurut Lee (1994) mempunyai dampak yang kurang baik terhadap lingkungan. Metode sianida juga mempunyai beberapa kelemahan, yaitu prosesnya berjalan sangat lambat dan bersifat racun (Wahyudi, 1995). Metode ekstraksi merupakan suatu metode yang sering diterapkan dalam bidang industri sampai saat ini dalam recovery logam-logam yang mempunyai nilai ekonomis (Rusdiarso, 2007; Siddiqui et al., 2009; Bulgariu dan Bulgariu, 2011). Pemilihan teknik ektraksi pelarut karena kelebihan-kelebihan yang dimilikinya, yaitu desain eksperimennya sederhana, prosesnya cepat dan dapat dilakukan dalam tingkat makro maupun mikro.
3 Unsur-unsur logam yang terdapat dalam limbah PCB beragam jenis dan konsentrasinya. Efisiensi ekstraksi logam dipengaruhi oleh keberadaan unsurunsur logam lain dalam sampel, khususnya unsur logam yang komposisinya lebih besar daripada unsur logam yang akan dipisahkan. Oleh karena itu, logam-logam selain emas khususnya tembaga, dipisahkan terlebih dahulu supaya tidak mempengaruhi proses ekstraksi. Koyama et al. (2006) telah berhasil memisahkan tembaga dari limbah PCB dengan metode pelarutan selektif menggunakan larutan basa amoniak. Tembaga yang berhasil dipisahkan sebesar 82% setelah pelarutan selektif selama 4 jam. Castro dan Martins (2009) memisahkan tembaga dari limbah PCB dengan menggunakan pelarutan selektif serbuk PCB dalam larutan H 2 SO 4 4M dan HCl 3M yang berhasil memisahkan tembaga masing-masing sebesar <0,01% dan 33,2%. Tembaga juga dapat dipisahkan dengan metode pelarutan selektif menggunakan campuran H 2 SO 4 4M dan 20 ml H 2 O 2 30% selama 3 jam dengan pengadukan 300 rpm (Birloaga et al., 2013). Metode ini menghasilkan 90% logam tembaga yang terpisah dari limbah PCB. Menurut Adebayo et al. (2003), laju pengadukan pada proses pelarutan selektif menggunakan peroksida dapat menyebabkan terurainya hidrogen peroksida menjadi oksigen yang akan diserap oleh permukaan partikel sehingga dapat menghambat kontak antara partikel dengan peroksida. Oleh karena itu, pada penelitian ini digunakan proses pelarutan selektif menggunakan campuran asam sulfat dan hidrogen peroksida karena metode ini dapat menghasilkan persentase pelarutan selektif tembaga yang besar. Pelarutan selektif dilakukan tanpa pengadukan untuk mengurangi penguraian peroksida sehingga diharapkan menghasilkan lebih banyak tembaga. Optimasi proses pelarutan selektif dilakukan sampai sebagian besar logam-logam non emas (tembaga) terlepas dari PCB meliputi parameter waktu 2 jam, 1, 2, 3, dan 5 hari. Menurut Nasrudin et al. (2010) emas dapat larut dalam akuaregia, sehingga kemungkinan besar logam emas yang ada di dalam PCB juga dapat dilarutkan dengan akuaregia. Penggunaan akuaregia untuk melarutkan emas dapat mempermudah teknik ekstraksi dua fasa dalam media klorida. Ion klorida yang terkandung dalam akuaregia cukup melimpah sehingga dapat menyebabkan ion
4 [AuCl 4 ] - lebih stabil. Jika ion Au(III) stabil dalam spesi [AuCl 4 ] -, maka dapat mengoptimalkan jumlah ion Au(III) yang terekstrak. Logam yang larut dalam akuaregia tentunya tidak hanya emas, tetapi juga diikuti oleh logam-logam yang lain. Dengan demikian, perlu dilakukan suatu kajian tentang cara memisahkan emas yang ramah lingkungan dari larutan tersebut. Salah satu metode pemisahan yang dapat digunakan adalah dengan menggunakan sistem larutan dua fasa PEG/(NH 4 ) 2 SO 4 dalam media klorida. Sifat PEG yang tidak toksik, tidak mudah terbakar, tidak mudah menguap, dan ramah lingkungan merupakan keuntungan menggunakan metode tersebut (Bulgariu dan Bulgariu, 2011). Keuntungan utama dari sistem larutan dua fasa daripada sistem ekstraksi konvensional adalah: (i) pembentukan sistem ekstraksi terjadi tanpa penambahan pelarut organik; (ii) tahap pembentukan komponen (PEG dan garam anorganik) yang tidak terlalu mahal dan tersedia secara komersial; (iii) beberapa anion umum (halida dan ion pseudo-halida) dapat digunakan sebagai agen pengekstrak. Penggunaan sistem larutan dua fasa PEG/(NH 4 ) 2 SO 4 dalam media klorida telah banyak dilakukan, diantaranya adalah Bulgariu dan Bulagariu (2011) menunjukkan bahwa Au(III) dapat diekstraksi dari larutan standar AuCl 3 dengan menggunakan sistem tersebut pada ph < 3. Pada penelitian ini dilakukan ekstraksi Au(III) dari limbah PCB yang dilarutkan dalam akuaregia terlebih dahulu. 1.2 Perumusan Masalah Beberapa perumusan masalah pada penelitian ini adalah: 1) Bagaimanakah efisiensi pelarutan selektif untuk mengurangi kandungan tembaga dalam limbah PCB? 2) Bagaimanakah efisiensi akuaregia dalam melarutkan Au(III) dari limbah PCB? 3) Bagaimanakah pengaruh keberadaan ion logam seng dan tembaga dalam ekstraksi Au(III) dengan sistem dua fasa PEG/(NH 4 ) 2 SO 4? 4) Bagaimanakah jumlah Au(III) yang terekstrak dari limbah PCB dengan sistem dua fasa PEG/(NH 4 ) 2 SO 4 tanpa dan dengan penambahan ion klorida?
5 1.3 Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk: 1) menentukan efisiensi metode pelarutan selektif untuk mengurangi kandungan tembaga dalam limbah PCB. 2) menentukan efisiensi pelarutan Au(III) dari limbah PCB dengan menggunakan akuaregia. 3) mempelajari pengaruh keberadaan ion logam seng dan tembaga terhadap ekstaksi Au(III) dengan sistem dua fasa PEG/(NH 4 ) 2 SO 4. 4) ekstraksi Au(III) dari limbah PCB dengan sistem dua fasa PEG/(NH 4 ) 2 SO 4 tanpa dan dengan penambahan ion klorida. 1.4 Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan wacana baru mengenai recovery logam emas dari limbah PCB dengan metode ekstraksi yang menggunakan sistem dua fasa PEG/(NH 4 ) 2 SO 4 dalam media klorida yang bersifat ramah lingkungan (green). Selain itu, penelitian ini juga diharapkan dapat menambah khasanah ilmu pengetahuan, khususnya dalam bidang kimia anorganik dan aplikasinya dalam dunia industri (pengelolaan lingkungan).