KAJIAN TEKNOLOGI PENGELOLAAN LIMBAH GARAM MENGHASILKAN SODA API

 

LATAR BELAKANG

Bittern (air tua) adalah sisa air laut yang telah dipekatkan yang didapatkan di meja kristalisasi pada proses pembuatan garam evaporasi air laut. Cairan sisa ini umumnya berupa larutan dengan kepekatan lebih besar dari 30oBe. Dalam budaya pembuatan kristalisasi garam sistem solar evaporasi, bittern ini sering kali ditubrukkan kembali dengan air laut atau disirkulasi kembali ke areal penguapan untuk mempercepat pemekatan air garam dengan densitas 10-18oBe sehingga mempersingkat waktu proses kristalisasi garam. Namun, sering kali pula, air tua atau cairan sisa ini tidak dimanfaatkan kembali dan langsung dibuang ke laut. Menurut berbagai pustaka, bittern mengandung Mg sebagai material yang dominan di dalamnya, dan senyawa-senyawa lain yang berpotensi tinggi dari segi ekonomis ataupun pemanfaatannya, seperti Mg, Na, K. Sebagai contoh, soda kue (Na2CO3), MgCO3, dan Mg(OH)2 yang bermanfaat berturut-turut sebagai bahan baku pembuatan soda abu (NaCO3), pengatur kesadahan air, dan bahan tahan api dalam industri. Mempertimbangkan tingginya potensi mineral-mineral tersebut yang terdapat dalam proses pembuatan garam, diperlukan proses lanjutan untuk pemanfaatannya. Pada produk garam, senyawa Mg merupakan impuritas yang tidak diinginkan sehingga pada prinsipnya budaya pencampuran kembali bittern dengan air tua (densitas 10-18oBe)ke ladang enguapan sebaiknya dihindari, mengingat tingginya kandungan Mg dalam bittern. Akan tetapi, upaya pemanfaatan bittern perlu ditingkatkan untuk mengambil Mg ataupun material lainnya yang berpotensi tinggi.

Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Laut dan Pesisir telah melakukan penelitian mengenai garam dan potensi produk turunannya (MgCl2, Mg(OH)2) sejak tahun 2010 (Kadarwati et al, 2010; Kadarwati et al, 2011). Hasil penelitian 2012-2013 menunjukkan magnesium hidroksida dapat diperoleh melalui pengendapan bittern/limbah garam dengan memanfaatkan soda api sebagai agen pengendap. Untuk mendapatkan meningkatkan produksi magnesium dan mendapatkan paket teknologi pengolahan limbah garam penghasil magnesium, diperlukan pemantapan metode teknologi pengolahannya. Oleh karena itu pada penelitian ini, masih perlu dilakukan penelitian perbaikan metode pengolahan bittern untuk mendapatkan magnesium kualitas >80%.

Selain itu, pada proses pembuatan magnesium ini, dihasilkan filtrat cair (disebut limbah cair) dalam proses pemisahan produk magnesium, menurut reaksi

(1). Mg2+(cair) + 2 NaOH(cair) menjadi Mg(OH)2 (padatan) + 2 Na+ (cair)

(1) (limbah cair)

Larutan filtrat cair ini mengandung kandungan Na yang berasal dari agen pengendap soda api dan Cl yang terkandung di dalam air tua, serta mineral-mineral lainnya yang tidak ikut terendap dalam proses pembuatan Mg(OH)2 sehingga berpotensial untuk dimanfaatkan. Dalam proses pembuatan Mg dari bittern dengan metode presipitasi / pengendapan memerlukan soda api yang cukup alkali. Mengingat harga soda api (NaOH) murni yang relatif mahal dan merupakan agen pengendap utama yang diperlukan dalam proses produksi Mg(OH)2, alternative lain untuk mendapatkan soda api adalah dengan mengolah limbah cair pada proses pembuatan Mg(OH)2 melalui proses elektrolisa. Dengan demikian, dapat mengurangi biaya produksi dan memanfaatkan kembali bahan samping pada proses pengelolaan air tua menghasilkan Mg(OH)2. Pada dasarnya proses elektrolisa adalah suatu peristiwa peruraian bahan oleh adanya aliran listrik dimana unsur kation akan menuju ruang katoda dan unsure anion menuju ruang anoda. Tahun 2014, telah dilakukan penelitian untuk memanfaatkan bittern ataupun limbah cair pada proses pembuatan Mg(OH)2 dengan metoda elektrolisa. Diketahui perlu dilakukan perbaikan dalam pengolahannya untuk mendapatkan soda api yang optimal, seperti perbaikan kondisi untuk mencegah adanya leaching elektroda C ketika proses elektrolisa, optimalisasi kondisi elektrolisa untuk mendapatkan soda api kemurnian tinggi.

 

TUJUAN PENELITIAN

Oleh karena itu tujuan penelitian ini adalah:

(1). Mengoptimalisasikan teknologi pembuatan soda api dari produk sisa pada proses pembuatan magnesium dan dari air tua pada proses pembuatan garam;

(2) mengetahui masa pakai (life time) elektroda yang dipakai dalam proses.

 

METODE PELAKSANAAN

Penelitian dilakukan di Jakarta dan Universitas Lampung (Unila). Pengambilan air tua atau limbah garam dilakukan pada unit-unit pembuatan garam di Kabupaten Pamekasan dan atau Kabupaten Cirebon yang menghasilkan bittern secara kontinyu.

Air tua dari tambak garam pada lokasi studi (50 L) dikirim melalui udara ke laboratorium untuk analisa komponen mineralnya.

a. Rancang unit elektrolisa dan optimalisasi pengolahan

Metode pengelolaan air tua untuk menghasilkan soda api adalah metode elektrokimia, menurut reaksi:

2 NaCl(aq) + 2 H2O (aq) menjadi 2 NaOH(s) + H2(g) + Cl2(g)

Mengacu reaksi tersebut, soda api akan dibuat melalui metode elektrolisa. Elektrolisa bittern dan atau limbah cair pada proses pembentukan Mg(OH)2 dilakukan dalam skala laboratorium dengan variasi kuat arus dan waktu elektrolisa. Elektroda yang dipakai adalah elektroda C (graphite). Pengamatan kondisi elektroda C pada saat kapan terjadinya leaching diamati selama proses elektrolisa. Rentang nilai kuat arus elektrolisa adalah 5mA sampai 180 mA dengan waktu elektrolisa tertentu (1-4 jam). Pengamatan pH dilakukan pada kondisi ini.

b. Perbaikan metode pengolahan bittern menghasilkan Mg(OH)2 untuk meningkatkan kadar Mg(OH)2 yang terbentuk

Dikarenakan limbah cair diperoleh dari proses pembuatan Mg(OH)2, maka perbaikan pengolahan bittern menghasilkan magnesium hidroksida tetap dilakukan pada penelitian ini. Berdasarkan hasil penelitian 2013, Sagala et. al. berhasil memperoleh kadar Mg(OH)2 sebesar 80% dengan metode yang sederhana (menggunakan soda api 4%). Pada tahapan ini, akan dilakukan penelitian singkat maupun kajian literature mengenai pemantapan metode untuk meningkatkan kualitas padatan Mg(OH)2 yang dapat direcovery dari air tua (bittern). Perbaikan metode melalui proses kimiawi (penambahan chemicals ataupun pretreatment) ataupun mekanis (pemanasan) akan dilakukan pada penelitian ini.

c. Analisa laboratorium

Analisa laboratorium untuk mengamati komposisi dan morfologi padatan yang terbentuk dilakukan menggunakan metode spektroskopi (Inductively Coupled Plasma atau Atomic Absorption Spectroscopy), micrografi (Scanning Electron Microscope), dan/atau diffraction (X-ray Diffraction).

 

HASIL

Termanfaatkannya teknologi pembuatan soda api dari produk sisa pada proses pembuatan magnesium dan dari air tua pada proses pembuatan garam.