BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Emas merupakan logam mulia yang berharga karena keindahan warna yang dimilikinya.penggunaan emas oleh manusia sendiri sudah berlangsung sangat lamakurang lebih 3400 SM yang lalu (Syed, 2012).Emas memberikan sumbangan yang amat besar bagi kehidupan manusia seperti untuk perhiasan, peralatan elektronik, kedokteran gigi, uang, medali, dsb.sekitar 65% dari emas diolah untuk membuat perhiasan karena emas memiliki nilai ekonomis yang tinggi.selain untuk perhiasan, emas juga digunakan di peralatan listrik dan elektronik.daerah eksplorasi emas di dunia meliputi kawasan Afrika, Cina, Amerika, Australia, serta Indonesia.Daerah tersebut menjadi fokus utama perusahaan penghasil emas (Eugene dan Mujumdar, 2009). Kelimpahan relatif emas didalam kerak bumi diperkirakan sebesar 0.004 g/ton, termasuk sekitar 0.001 g/ton terdapat dalam perairan laut (Umaningrumdkk., 2012). Serta dengan meningkatnya kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, kecerdasan masyarakat, mengakibatkan kebutuhan dunia akan emas meningkat secara signifikan. Hal tersebut dilihat dari potensi potensi ekonomis emas itu sendiri dilihat dari adanya kegiatan penambangan secara besar - besaran dan mencapai distribusi nasional dengan harga jual yang tinggi (Faeyumi, 2012). Emas (Au) memiliki sifat fisika dan kimia yang unik sehingga selain digunakan sebagai perhiasan juga berfungsi dalam bidang fotonik, peralatan elektronik dan optik, sensor, penyimpanan informasi, katalis, dan medis (Wang dkk., 2009). Komponen elektronik banyak menggunakan emas sebagai lapisan penghantar karena emas memiliki sifat konduktivitas listrik dan ketahanan terhadap karat yang sangat baik (Yap dan Mohamed, 2008). Emas di alam tidak ditemukan sebagai material tunggal, keberadaannya selalu bersamaan dengan logam-logam lainnya.emas terkandung dalam mineralmineral seperti kalkopirit, pirhotit, pirit dan arsenopirit (Sahoo dan Venkatesh, 1
2 2015). Untuk mendapatkan emas dengan kemurnian tinggi, logam lain tersebut harus dipisahkan dari emas. Berdasarkan ukuran partikel emasnya metode pemisahan emas dibagi menjadi tiga, yaitu: pemisahan berdasarkan berat (gravity concentration), amalgamasi, dan pemisahan dengan zat kimia. Pemisahan berdasarkan berat dilakukan jika partikel partikel emas berukuran besar dan secara fisik dapat dipisahkan dari material pencampurnya dengan mudah.metode bekerja berdasarkan berat jenis emas yang lebih besar dari material material pencampurnya.metode yang paling kuno adalah dengan menggunakan Loyang (panning). Ketika emas dan pengotor di goyang goyangkan di dalam air dengan menggunakan loyang khusus, emas yang lebih berat akan tertinggal di dalam Loyang sedangkan batuan batuan lainnya akan hilang terbawa air (Fitrianto, 2012). Metode isolasi emas yang paling sering digunakan untuk eksploitasi emas dalam skala industri adalah amalgamasi (Hartanto, dkk., 2010) dan metode sianida (Hiskey, 1985). Namun kedua metode ini sangat berbahaya bagi lingkungan karena dapat menyebabkan pencemaran merkuri dan sianida yang dapat mencemari lingkungan dan berbahaya bagi kesehatan.sianida dan merkuri itu sendiri dapat mengendap di dasar sungai dan dapat masuk ke dalam tubuh manusia melalui penggunaan air sungai, dan pemanfaatan sumber daya yang ada di laut oleh manusia. Akibatnya, akan terjadi penumpukan atau akumulasi logam berat di dalam jaringan tubuh manusia, yang secara perlahan lahan dapat menimbulkan kerusakan permanen pada jaringan tubuh manusia. Metode alternatif lain yang bisa digunakan dalam isolasi emas adalah metode adsorpsi. Metode adsorpsi sendiri merupakan metode yang paling efektif untuk prekonsentrasi dan pemisahan emas dari larutan (Fujiwaradkk., 2007). Proses pemisahan dengan metode adsorpsi sangat potensial karena prosesnya yang mudah dioperasikan, dapat bekerja pada konsentrasi rendah, kapasitas adsorpsi besar dan biaya yang dibutuhkan relatif murah. Metode adsorpsi didasarkan pada interaksi ion logam dengan gugus fungsional yang ada pada permukaan adsorben melalui interaksi pembentukan kompleks dan biasanya terjadi pada permukaan padatan yang kaya gugus fungsional seperti OH, -NH, -SH, dan COOH (Stum
3 dan Morgan, 1996). Metode adsorpsi yang telah digunakan sebelumnya untuk isolasi emas diantaranya dengan menggunakan karbon aktif (Navarroadkk., 2007; Yap dan Mohamed, 2008). Karbon aktif mudah dipreparasi dan memiliki kapasitas adsorpsi yang cukup tinggi terhadapa emas namun memiliki kelemahan yaitu, emas sulit untuk didesorpsi atau dilepaskan kembali dari permukaan karbon aktif tersebut (Nakbanponte dkk., 2002). Banyak metode adsorpsi emas yang telah dilakukan untuk memperoleh adsorben dengan stabilitas termal dan mekanik yang tinggi, permukaan yang luas serta mudah dimodifikasi. Salah satu adsorben yang banyak digunakan sebagai padatan anorganik adalah silika gel (Yin dkk., 2009). Dalam penelitian ini, silika gel dihasilkan dari precursor natrium silikat (Na 2 SiO 3 ) dari abu sekam padi, yang merupakan salah satu sumber silika dengan kadar silika yang cukup tinggi. Pembakaran sekam padi akan menghasilkan abu sekam padi. Dilaporkan bahwa abu sekam padi mengandung kadar silika yang cukup tinggi yang mencapai 87-97% (Nuryono dkk., 2004). Komposisi silika yang sangat tinggi dalam abu sekam padi memungkinkan untuk abu sekam padi digunakan sebagai alternatif pembuatan silika gel dan sebagai alternatif bahan pengganti mineral kuarsa dalam pembuatan adsorben berbasis silika. Silika gel merupakan salah satu padatan anorganik yang memiliki situs aktif berupa gugus silanol (Si-OH) dan siloksan (Si-OH) pada permukaannya serta sifat fisik seperti kestabilan mekanik, porositas dan luas permukaan (Goswamidkk., 2003). Penggunaan silika gel sebagai adsorben ion logam akan menghasilkan efektivitas yang rendah, hal tersebut disebabkan karena rendahnya kemampuan oksigen (dalam silanol dan siloksan) sebagai donor pasangan electron, yang berakibat pada lemahnya ikatan ion logam yang terjadi pada permukaan silika. Salah satu upaya untuk meningkatkan kemampuan silika gel dalam mengadsorpsi ion logam adalah dengan mengikatkan senyawa organik yang mengandung gugus aktif (fungsional) pada silika gel. Pada penelitian ini, modifikasi permukaan silika dilakukan dengan penambahan 3-merkaptotrimetoksisilan (MPTMS).MPTMS memiliki gugus fungsional thiol (-SH) yang bersifat lunak sehingga mempunyai afinitas yang
4 tinggi terhadap asam-asam lunak seperti merkuri, platinum dan emas (Huheey dkk., 1993). Penelitian penggunaan adsorben silika gel yang dimodifikasi dengan gugus thiol untuk mengadsorpsi ion logam sudah banyak dilakukan, seperti yang dilakukan oleh Najafi dkk., (2011) memodifikasi permukaan silika gel dengan 3- trimetoksisilil-1-propanthiol untuk mengadsorpsi ion logam Hg(II), Pb(II) dan Cd(II). Sementara itu, Zheng dkk., (2012) memodifikasi permukaan silika gel menggunakan 3-merkaptopropiltrimetoksisilan (MPTMS) untuk mengadsorpsi Au(III), Pt(IV), Cu(II), Fe(III) dan Ni(II). Pada proses adsorpsi, pemisahan adsorben yang digunakan dengan larutan merupakan tahapan akhir yang harus dilakukan. Penggunaan silika termodifikasi gugus fungsi organik akan sulit untuk melakukan proses pemisahan antara silika sebagai adsorben dengan larutan. Oleh karena itu, untuk mempermudah proses pemisahan antara adsorben dengan larutan dilakukan penambahan bahan yang bersifat magnetik pada adsorben. Adsorben yang dimodifikasi dengan bahan magnetik dapat dipisahkan dengan menggunakan magnet eksternal (Zhangdkk., 2013). Adsorben dapat dipisahkan dari larutannya dengan menggunakan magnet eksternal. Adsorben akan tertarik dan menempel pada magnet eksternal yang digunakan kemudian dipisahkan dari larutannya. Magnetit merupakan salah satu jenis besi oksida yang memiliki sifat ferrimagnetik sehingga telah banyak digunakan sebagai adsorben untuk removal berbagai kation-kation logam berat dalam limbah cair (El-kharrag dkk., 2011). Magnetit sangat menarik untuk diaplikasikan karena partikel magnetit dapat secara efektif dan mudah dipisahkan kembali dengan menggunakan medan magnet eksternal.penempelan partikel magnetik pada target akan secara cepat dapat memisahkan target dari material lain dengan menggunakan magnet eksternal. Untuk menghasilkan adsorben yang memiliki efektivitas adsorpsi yang tinggi diperlukan modifikasi pada lapisan magnetit seperti yang dilakukan Huang dkk., (2008) yangmelakukan pelapisan magnetit dengan menggunakan silika dan 3-merkatopropiltrimetoksisilan untuk mengadsorpsi ion logam Cd, Cu, Hg dan Pb.
5 Adsorpsi dipengaruhi oleh beberapa faktor, salah satunya adalah pengaruh ph larutan. Distribusi spesies Au(III) dan Ni(II) dipengaruhi oleh ph larutan (Paclawski dan Fitzner, 2004), sehingga adsorpsi Au(III) dan Ni(II) perlu dilakukan variasi ph untuk menentukan ph optimum adsorpsi. Penelitian sebelumnya oleh Hamdiani (2010) telah melakukan penelitian tentang pengaruh ph pada adsorpsi Au(III) dengan menggunakan adsorben hibrida merkapto silika (HMS). Selain itu, Muliaty (2014) telah meneliti tentang pengaruh ph pada adsorpsi Au(III) dengan menggunakan adsorben magnetit hibrida merkapto-silika (MHMS). Dari kedua penelitian sebelumnya diperoleh hasil bahwa ph tidak mempengaruhi proses adsorpsi Au(III) pada permukaan adsorben yang digunakan, sehingga dalam penelitian ini akan diamati pengaruh ph pada proses adsorpsi Ni(II) pada adsorben magnetit hibrida merkapto-silika. Dalam proses desorpsi konvensional, larutan pengekstraksi yang sering digunakan adalah asam sianida. Penggunaan asam sianida sendiri membutuhkan waktu yang lama, laju desorpsi rendah dan bahan yang digunakan memiliki toksisitas tinggi (Tukel dkk., 1996). Untuk mengatasi hal ini, beberapa larutan yang pernah digunakan diantaranya adalah: NaOH dan NaCN (Ishikawa, 2002), thiourea (Gronewald, 1977)(Nakajima, 2003), dan HNO 3 (Chakrabortydkk., 2006). Dalam penelitian ini, digunakan tiourea sebagai reagen pendesorpsi ion logam emas. Reagen ini lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan penggunaan sianida sehingga proses hidrometalurgi emas diharapkan tidak berdampak buruk bagi lingkungan dan kelangsungan hidup makhluk hidup terutama manusia. Penelitian ini mensintesis material magnetit terlapis hibrida merkaptosilika (M-HMS) dan mempelajari selektivitas ion Au(III) terhadap ion Ni(II). Setelah logam Au(III) dan Ni(II) berhasil teadsorpsi pada permukaan adsorben, desorpsi akan dilakukan dengan menggunakan larutan tiourea 3% dalam 0,1M HCl. Dari data adsorpsi dan desorpsi yang diperoleh, kemudian dihitung selektivitas emas dan dievaluasi kinetika desorpsinya.
6 I.2 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah mempelajari: 1. Pengaruh ph terhadap adsorpsi Ni(II) pada magnetit terlapis hibrida merkapto-silika (M-HMS) 2. Kinetika desorpsi campuran Au(III) dan Ni(II) dari adsorben magnetit hibrida merkapto-silika (M-HMS). 3. Selektivitas adsorpsi dan desorpsi Au(III) terhadap Ni(II) dari adsorben magnetit hibrida merkapto-silika (M-HMS). I.3 Manfaat Penelitian Diharapkan dengan adanya penelitian ini dapat member kontribusi ilmiah untuk teknik pelapisan magnetit dengan silika termodifikasi merkapto melalui proses sol gel, serta memberi kontribusi terhadap proses pemisahan ion logam berat dari lingkungan dan limbah.