MAKALAH GENESA BAHAN GALIAN“MINERAL ZEOLIT”

OLEH:

ARY RICARDO OBEN 0806103304DANNA P. SANDY 0906102624DANIEL T. LENGA 0906102625DENI SIOH 0906102626FELTRINO LANGGA 0906102630JUAN JULIO WICAKSONO 0906102639MARIA B. OKY 0906102643MARIA D. HERA 0706103118MARIANA D. MANEK 0906102644MARTINUS G. NIRON 0906102646PASCA B.S. NINU 0906102596SELVI A. SAUDALE 0906102653SILVIA WELIA FONI 0906102655

SIMPLISIUS IKU 0906102656TRI SANDY TUNGGAL 0906102660YURDIANA KOLIMON 0906102663

JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS SAINS & TEKNIK

UNIVERSITAS NUSA CENDANAKUPANG

2011

1

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa karena

atas berkat dan penyertaan-Nya, pada akhirnya penulis dapat menyelesaikan tugas

makalah Genesa bahan galian dan batu bara mengenai “mineral zeolit” ini dengan

baik dan bisa di serahkan tepat pada waktunya.

Penulis pun ingin mengucapkan terima kasih kepada pak DR. Herry Z. Kotta,

S.T, M.T selaku dosen untuk mata kuliah Genesa bahan galian dan batu bara yang

telah memberikan tugas makalah ini, karena pada kenyataanya melalui sangatlah

bermanfaat bagi penulis dalam memahami bagaimana pemanfaatan mineral zeolit ini

dengan baik dan benar.

Penulis pun menyadari bahwa makalah yang dibuat ini masih terlalu jauh dari

kesempurnaan oleh karena itu harap untuk di maklumi. Namun kiranya makalah ini

bisa bermanfaat menambah pengetahuan bagi kita semua.

Kupang, 20 Juni 2011

Penulis

2

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ................................................................................... i

DAFTAR ISI ii

DAFTAR GAMBAR iii

DAFTAR TABEL IV

BAB I. PENDAHULUAN

1.1. Latar belakang 1

1.2 .Tujuan & manfaat penulisan 2

1.3. Rumusan masalah 2

BAB II. PEMBAHASAN

2.1. Mineral Zeolit 3

2.2. Morfologi & Sistem Kristal Zeolit 4

2.3. Pengaktifan mineral zeolit 8

2.4. Crude Palm Oil (CPO) 10

2.5. Komposisi Mineral Zeolit 13

2.6. Pembentukan Mineral Zeolit 23

2.7. Perbedaan Zeolit Alam & Zeolit Sintesis 27

2.8. Pengolahan dan Pemanfaatan Mineral Zeolit 29

2.9. Potensi Zeolit Alam Di Indonesia 52

BAB III. PENUTUP

3.1. Kesimpulan 53

3.2. Saran 54

DAFTAR PUSTAKA 55

3

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Rangka zeolit yang terbentuk dari ikatan 4 atom O dengan 1

atom Si (Bell, 2001) 4

Gambar 2.2. Kerangka utama zeolit 5

Gambar 2.3. Ukuran kristal zeolit 7

Gambar 2.4. Struktur β karoten 12

Gambar 2.5. Struktur α karoten 12

Gambar 2.6. Proses Alterasi 24

Gambar 2.7. Proses Zeoponik 34

Gambar 2.8. Pengaruh penggunaan zeolit dalam bidang pertanian dan perkebunan 34

Gambar 2.9. Skematik proses pervaporasi 39

Gambar 2.10. Diagram blok sistem pengukuran ultrasonic 44

Gambar 2.11. Bagan pengujian 46

Gambar 2.12. Skematik pengujian membran dalam proses pervaporasi 49

Gambar 2.13. Penggunaan zeolit dalam kehidupan sehari-hari 51

Gambar 2.14. Perkembangan Penggunaan Zeolit di dunia 51

Gambar 2.15. Sebaran zeolit alam di Indonesia dan komposisi mineralnya 52

4

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Nama mineral zeolit dan rumus kimianya 14

Tabel 2.2. Komposisi dan formula dari zeolit yang bertipe kalsik (Deer,1963 dalam Hay,

1966) 16

Tabel 2.3. Komposisi dan formula zeolit yang bertipe alkalik (Deer, 1963 dalam Hay,

1966) 16

Tabel 2.4. Jenis-Jenis Mineral Zeolit Beserta Rumus Kimianya 18

Tabel 2.5. Proses-proses dalam pembuatan zeolit sintetis (Lefond, 1983) 29

Tabel 2.6. Contoh penggunaan zeolit sintetis 29

24

5

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Bagian luar bumi tertutupi oleh daratan dan lautan dimana bagian dari

lautan lebih besar daripada bagian daratan. Akan tetapi karena daratan adalah

bagian dari kulit bumi yang dapat kita amati langsung dengan dekat maka

banyak hal-hal yang dapat pula kita ketahui dengan cepat dan jelas. Salah satu

diantaranya adalah kenyataan bahwa daratan tersusun oleh beberapa jenis

batuan yang berbeda satu sama lain. Dari jenisnya batuan-batuan tersebut

dapat digolongkan menjadi 3 jenis golongan. Mereka adalah batuan beku

(igneous rocks), batuan sediment (sedimentary rocks), dan batuan

metamorfosa/malihan (metamorphic rocks). Batuan-batuan tersebut berbeda-

beda materi penyusunnya dan berbeda pula proses terbentuknya.

Kita tahu bahwa batuan adalah gabungan dari dua atau lebih mineral.

Mineral adalah senyawa alami yang terbentuk melalui proses geologis. Istilah

mineral dapat mempunyai bermacam-macam makna sukar untuk

mendefinisikan mineral dan oleh karena itu kebanyakan orang mengatakan,

bahwa mineral ialah satu frase yang terdapat dalam alam. Demikian pula suatu

mineral memiliki bentuk kristalnya masing-masing sesuai dengan proses

terbentuknya dan komposisinya. Salah satu contoh mineral yang ada, yaitu

Zeolit.

Zeolit merupakan senyawa alumino-silikat hidrat terhidrasi dengan

unsur utama yang terdiri dari kation alkali dan alkali tanah terutama Ca,

K dan Na, dengan rumus umum (LmAlx Sig O2nH2O) di mana L adalah logam.

Sifat umum dari zeolit adalah kristal yang agak lunak dengan warna

putih coklat atau kebiru-biruan. Senyawaan kristalnya berwujud dalam

6

sruktur tiga dimensi yang tak terbatas dan memiliki rongga-rongga yang

saling berhubungan membentuk saluran ke segala arah dengan ukuran

saluran tergantung dari garis tengah logam alkali ataupun alkali tanah

yang terdapat pada srukturnya. Di mana rongga-rongga tersebut akan terisi

oleh air yang disebut air kristal.

Jadi, zeolit merupakan senyawa alumino silikat terhidrasi yang terdiri dari

tetrahedral (Si, Al) dan dikelilingi oleh atom‐atom O dalam ikatan tiga

dimensi. Mineral zeolit yang paling umum dijumpai adalah (Na,K)2O,

Al2O310SiO28H2O. Perbandingan antara atom Si dan Al yang bervariasi

akan menghasilkan banyak jenis atau spesies zeolit yang terdapat di

alam. Penggunaan zeolit pada umumnya didasarkan pada sifat-sifat kimia

dan fisika zeolit, seperti penyerap, penukar kation dan katalis.

1.2. Tujuan & Manfaat Penulisan

Tujuan dan manfaat penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui

tentang proses pembentukan hingga proses pengolahan dan pemanfaatan

mineral zeolit.

1.3. Rumusan Masalah

1. Apa itu mineral zeolit?

2. Bagaimana proses pembentukan mineral zeolit?

3. Bagaimana Pengolahan & Pemanfaatan mineral zeolit?

7

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Pengertian Mineral Zeolit

Semenjak awal tahun 1940-an, ilmuwan Union Carbide telah memulai

penelitiannya untuk mensintesis zeolit dan mereka berhasil mensintesis zeolit A

dan X murni pada tahun 1950. Penemuan zeolit di dunia dimulai dengan

ditemukannya Stilbit pada tahun 1756 oleh seorang ilmuwan bernama A. F.

Constedt. Constedt menggambarkan kekhasan mineral ini ketika berada dalam

pemanasan terlihat seperti mendidih karena molekulnya kehilangan air dengan

sangat cepat. Sesuai dengan sifatnya tersebut maka mineral ini diberi nama

zeolit yang berasal dari dua kata Yunani, zeo artinya mendidih dan lithos artinya

batuan (Kirk-Othmer, 1981). Diberi nama zeolit karena sifatnya yaitu mendidih

dan mengeluarkan uap jika dipanaskan (Dyer ,1994).

Pada tahun 1784, Barthelemy Faujas de Saint seorang profesor geologi

Perancis menemukan sebuah formulasi yang cantik hasil penelitiannya tentang

zeolit yang dipublikasikan dalam bukunya “Mineralogie des Volcans”. Akhirnya

berkat jasanya, pada tahun 1842 zeolit baru tersebut dinamai Faujasit.

Zeolit merupakan senyawa alumino-silikat hidrat terhidrasi dengan

unsur utama yang terdiri dari kation alkali dan alkali tanah terutama Ca, K dan

Na, dengan rumus umum (LmAlx Sig O2nH2O) di mana L adalah logam. Sifat

umum dari zeolit adalah kristal yang agak lunak dengan warna putih, coklat,

atau kebiru-biruan, berat jenisnya 2-2,4. Zeolit alam terbentuk dari reaksi antara

batuan tufa asam berbutir halus dan bersifat riolitik dengan air pori atau air

meteorik. Penggunaan zeolit adalah untuk bahan baku pembersih limbah cair

dan rumah tangga, untuk industri pertanian, peternakan, perikanan, industri

kosmetik, industri farmasi, dan lain-lain.

Mineral alam zeolit yang merupakan senyawa alumino-silikat dengan

8

struktur sangkar terdapat di Indonesia seperti Bayah,Banten,Cikalong,

Tasikmalaya, Cikembar, Sukabumi, Nanggung, Bogor, dan Lampung dalam

jumlah besar dengan bentuk hampir murni dan harga murah. Mineral zeolit

mempunyai struktur framework tiga dimensi dan menunjukkan sifat penukar

ion, sorpsi molecular sieving dankatalis sehingga memungkinkan digunakan

dalam pengolahan limbah industri dan limbah nuklir.

Zeolit juga ditemukan sebagai bantuan endapan pada bagian tanah jenis

basalt dan komposisi kimianya tergantung pada kondisi hidrotermal

linkungan lokal, seperti suhu, tekanan uap air setempat dan komposisi air

tanah lokasi kejadiannya. Hal itu menjadikan zeolit dengan warna dan tekstur

yang sama mungkin berbeda komposisi kimianya bila diambil lokasi yang

berbeda, disebabkan karena kombinasi mineral yang berupa partikel halus

dengan impuritis lainnya.Pada dasarnya zeolit merupakan mineral yang

terdiri dari kristal alumuno silikat terhidrasi yang mengandung kation alkali

atau alkali tanah dalam kerangka tiga dimensi. Zeolit biasanya ditulis dengan

rumus kimia oksida atau berdasarkan satuan sel kristal

Mc/n{(AlO2)c(SiO2)d}b H2O

2.2. Morfologi & Sistem Kristal Zeolit

Zeolit berbentuk kristal aluminosilikat terhidrasi yang mengandung

muatan positif dari ion-ion logam alkali dan alkali tanah dalam kerangka

kristal tiga dimensi (Hay, 1966), dengan setiap oksigen membatasi antara dua

tetrahedra (Gambar 2.1).

Gambar 2.1. Rangka zeolit yang terbentuk dari ikatan 4 atom O dengan

1 atom Si (Bell, 2001)

Zeolit pada dasarnya memiliki tiga variasi struktur yang berbeda yaitu:

9

a. Struktur seperti rantai (chain-like structure), dengan bentuk kristal

acicular dan prismatic, contoh: natrolit.

b. Struktur seperti lembaran (sheet-like structure), dengan bentuk kristal

platy atau tabular biasanya dengan basal cleavage baik, contoh:

heulandite.

c. Struktur rangka, dimana kristal yang ada memiliki dimensi yang

hampir sama, contoh: kabasit.

Zeolit mempunyai kerangka terbuka, sehingga memungkinkan untuk

melakukan adsorpsi Ca bertukar dengan 2(Na,K) atau CaAl dengan

(Na,K)Si. Morfologi dan struktur kristal yang terdiri dari rongga-rongga

yang berhubungan ke segala arah menyebabkan permukaan zeolit menjadi

luas. Morfologi ini terbentuk dari unit dasar pembangunan dasar primer

yang membentuk unit dasar pembangunan sekunder dan begitu seterusnya.

Seperti halnya mineral kuarsa dan felspar, maka mineral zeolit

mempunyai struktur kristal 3 dimensi tetrahedra silikat (SiO4-4) yang biasa

disebut tectosilicate. Dalam struktur ini sebagian silikon (tidak bermuatan

atau netral) kadang-kadang diganti oleh aluminium bermuatan listrik,

sehingga muatan listrik kristal zeolit tersebut bertambah. Kelebihan muatan

ini biasanya diimbangi oleh kation-kation logam K, Na, dan Ca yang

menduduki tempat tersebar dalam struktur zeolit alam yang bersangkutan.

Dalam susunan kristal zeolit terdapat dua jenis molekul air, yaitu molekul

air yang terikat kuat dan molekul air yang bebas. Berbeda dengan struktur

kisi kristal kwarsa yang kuat dan pejal, maka struktur kisi kristal zeolit

terbuka dan mudah terlepas. Volume ruang hampa dalam struktur zeolit

cukup besar kadang-kadang mencapai 50

Angstrom, sedangkan garis tengah ruang hampa tersebut bermacam-

macam, berkisar antara 2A hingga lebih dari 8A, tergantung dari jenis

mineral zeolit yang bersangkutan. Dibawah ini struktur stereotip clinoptilolit

yang menjadi precursor dalam penelitian ini.

10

Gambar 2.2. Kerangka utama zeolit

Volume dan ukuran garis tengah ruang hampa dalam kisi-kisi kristal

inilah yang menjadi dasar penggunaan mineral zeolit sebagai bahan

penyaring (molecular sieving). Molekul zat yang disaring yang ukurannya

lebih kecil dari ukuran garis tengah ruang hampa mineral zeolit dapat

melintas, sedangkan yang berukuran lebih besar akan tertahan atau

ditolak. Kapasitas atau daya saring mineral zeolit tergantung dari volume

dan jumlah ruang hampanya. Makin besar jumlah ruang hampa, maka makin

besar pula daya saring zeolit alam yang bersangkutan. Mineral zeolit

mempunyai struktur tiga dimensi tetrahedral (SiO4-4) yang biasa disebut

“tektosilikat”, dimana masing-masing berhubungan dengan ion silicon

sebagai pusatnya, sehingga masing-masing atom oksigen terdapat diantara

atom silicon dan aluminium. Setiap atom terikat oleh dua struktur

yang tetrahedral. Struktur yang hanya terdiri dari silicon dan oksigen ini

bersifat netral. Dalam struktur zeolit terdapat pergantian silicon bervalensi

empat dengan aluminium bervalensi tiga. Dalam struktur ini sebahagian

silicon (tidak bermuatan listrik atau netral ) dapat diganti oleh aluminium

(bermuatan listrik) sehingga muatan listrik zeolit tersebut bertambah.

Kelebihan muatan ini biasanya diimbangi oleh kation logam, seperti K, Na,

Ca, yang menduduki tempat-tempat tersebar dalam struktur Kristal mineral

zeolit.

Pada zeolit terjadi pergantian maksimum Si+4 oleh Al+3 dengan

perbandingan 1:1, sedangkan pergantian maksimum 1: 5, seperti yang

terdapat pada zeolit jenis modernit. Setiap tetrahedral oksigen adalah unit

pembangun primer. Unit pembangun sekunder terbentuk dari penggabungan

tetrahedral oksigen, membentuk cincin lingkar 4, 6 dan 8 atau gabungan 2

cincin lingkar 6 dan dua cincin lingkar 4. Struktur kisi Kristal zeolit terbuka

dan mudah lepas. Volume ruang kosong dalam struktur zeolit cukup

11

besar, kadang-kadang mencapai 50A0, sedang garis ruang tengah kosong

tersebut bermacam-macam, berkisar 2A0 hingga lebih besar dari 8A0,

tergantung dari jenis mineral zeolit yang bersangkutan. Volume dan ukuran

garis tengah ruang kosong dalam kisi-kisi Kristal inilah yang menjadi dasar

penggunaan mineral zeolite sebagai bahan penyaring molekul (molekul

sieving).

Gambar 2.3. Ukuran kristal zeolit

2.2.1. Daya serap

Dalam keadaan normal maka ruang-ruang rongga dalam Kristal

zeolit terisi oleh molekul air bebas yang membentuk bulatan di

sekitar kation. Bila Kristal tersebut dipanaskan selama beberapa jam,

biasanya pada temperatur 200-3000C, tergantung dari jenis mineral

zeolitnya, maka molekul-molekul air pada rongga-rongga tersebut

akan keluar, sehingga zeolit yang bersangkut an dapat berfungsi

sebagai penyerap gas atau cairan.

Daya serap mineral zeolit tergantung dari jumlah ruang

kosong dan luas permukaan. Molekul air yang terdapat dalam

rongga-rongga saluran masuk yang diperkirakan dapat mencapai

jumlah 10-25% dari berat zeolitnya bila dikeluarkan, maka molekul-

molekul yang mempunyai garis tengah lebih kecil dari saluran

masuk pada zeolit, akan dapat diserap kebagian permukaan dari

pusat rongga tersebut. Molekul- molekul yang lebih besar dari saluran

rongga , tidak akan dapat masuk kedalamnya.

12

Kemampuannya menyerap berdasarkan selektifitas ukuran

garis tengah ruang kosong molekul, juga pemilihan molekul-molekul

zat yang diserap. Distribusi dari muatan yang tidak lazim didalam

rongga yang sudah didehidrasi menyebabkan beberapa bahan dengan

dua kutub (dipole) akan dapat diserap. Apabila ada dua molekul atau

lebih yang dapat melintasi saluran rongga, tetapi karena adanya

pengaruh kutub atau hubungan antara molekul-molekul zeolit itu

sendiri dengan zat-zat yang diserap, maka hanya satu buah saja yang

diloloskan sedang yang lain ditahan atau ditolak. Hal ini merupakan

suatu sifat yang tidak terdapat pada penyerapan oleh bahan jenis lain.

CO2 yang polar akan lebih disukai untuk diserap oleh zeolit

dibandingkan dengan CH4 yang bukan polar. Molekul yang berkutup

atau tidak jenuh diterima daripada yang tidak berkutup atau jenuh.

2.3. Pengaktifan mineral zeolit

Pengaktifan zeolit dimaksudkan sebagai suatu usaha untuk

memodifikasi keadaan pada struktur kerangka atau non kerangka zeolit

sehingga diperoleh sifat-fisika- kimia zeolit yang diinginkan. Pada zeolit

alam, pengaktifan memberikan efek pencucian atau penghilangan komponen

pengotor (impurities) dari mineral zeolit. Pengaruh pengaktifan zeolit,

yaitu dapat memurnikan zeolite dari komponen pengotor,

menghilangkan jenis kation logam tertentu dan molekul air yang terdapat

dalam rongga, atau memperbesar volume pori, sehingga memiliki kapasitas

yang lebih tinggi. Oleh sebab itu zeolit alam perlu diaktifkan terlebih

dahulu sebelum digunakan, untuk mempertinggi daya kerjanya. Pengaktifan

zeolit dapat dilakukan melalui beberapa cara antara lain:

1. Pemanasan dalam jangka waktu dan suhu tertentu.

2. Mengubah atau mempertukarkan kation yang dapat dipertukarkan

3. Mengubah ratio perbandingan Si/Al dengan perlakuan dealuminasi

2.3.1. Pengaktifan dengan Pemanasan

Pemanasan terhadap zeolit alam bertujuan untuk mengeluarkan

air atau garam pengotor dari dalam rongga-rongga kristal zeolit.

13

Kemampuan atau sifat pertukaran kation zeolit teruatama selektifitas

dan kapasitas pertukarannya akan sangat ditentukan oleh struktur

kristalnya. Pemakaian panas terlalu tinggi menyebabkan

terjadinya pelepasan aluminium dari struktur kerangka tetrahedral

zeolit. Menurut Barrer (1982) aktifasi pemanasan yang terlalu tinggi

akan menyebabkan terjadinya dehidroksilasi gugus OH pada

struktur zeolit. Akibat terjadinya pemutusan ikatan Si-O-Al,

menyebabkan pembentukan gugus siloksan (Si-O-Al) dan aluminium

yang miskin gugus hidroksil. Akibatnya bila terjadi kerusakan

pada struktur zeolit tersebut maka kemempuan mempertukarkan

kation dan adsorbsinya berkurang/menurun. Kestabilan zeolit

terhadap temperatur tergantung pada jenis kandungan

mineral zeolitnya (perbandingan Si dengan Al, dan kation yang

terdapat dalam zeolit). Umumnya zeolit dengan silika lebih banyak

mempunyai kestabilan yang lebih besar. Clinoptilolit alam yang kaya

akan kalsium rusak pada temperature 5000C, jika kationnya diganti

dengan kalium, maka akan tetap utuh pada temperature 8000C.

komposisi kation yang berbeda dan perbandingan Si dan Al yang

berbeda dan perbandingan Si dengan Al yang berbeda pada beberapa

zeolit alam menyebabkan kestabilannya pada temperature yang

berbeda- beda. Seperti modernit yang stabil pada 800-10000C

sedangkan philipsit stabil pada 360-4000.

2.3.2. Pengaktifan dengan Pengasaman

Yang kedua aktivasi zeolit secara kimia dengan tujuan

untuk membersihkan permukaan pori, membuang senyawa pengotor

dan mengatur kembali letak atom yang dapat dipertukarkan. Proses

aktivasi zeolit dengan perlakuan asam HCl pada konsentrasi 0,1N

hingga 1N menyebabkan zeolit mengalami dealuminasi dan

dekationisasi yaitu keluarnya Al dan kation-kation dalam kerangka

zeolit. Aktivasi asam menyebabkan terjadinya dekationisasi yang

menyebabkan bertambahnya luas permukaan zeolit karena

berkurangnya pengotor yang menutupi pori-pori zeolit. Luas 14

permukaan yang bertambah diharapkan meningkatkan kemampuan

zeolit dalam proses penjerapan. Tingginya kandungan Al dalam

kerangka zeolit menyebabkan kerangka zeolit sangat hidrofilik. Sifat

hidrofilik dan polar dari zeolit ini merupakan hambatan dalam

kemampuan penjerapannya. Proses aktivasi dengan asam dapat

meningkatkan kristalinitas, keasaman dan luas permukaan. Setiap

oksigen dalam ikatan ini cenderung akan mengikat H+ membentuk

OH atau gugus silanol yang bersifat polar.

Ion hydrogen pada gugus hidroksilini siap dipertukarkan

dengan kation lain. Pada keadaan netral atau agak asam, dapat terjadi

hidrolisis akan menyebabkan kenaikan pada pH dengan reaksi :

SiO2- + H2O → SiOH + OH-+

Keadaan yang demikian akan menyebabkan kapasitas

pertukarannya meningkat.

Pada harga konsentrasi tertentu, asam juga menghidrolisa

aluminium dari kerangka zeolit yang menyebabkan struktur menjadi

rusak. Bila proses dealuminasi dilakukan berlebihan maka akhirnya

Si(OH)4 mudah berpolimerisasi dan terjadi pemisahan gugus OH

(dehidroksilasi), membentuk Si –O-Si yang merupakan ikatan yang

kuat. Hasil dari proses dealuminasi zeolit ini berbentuk silica gel,

seperti pada pemanasan yang terlalu tinggi dan terbentuk bahan amorf

sebagai bahan akhir. Secara umum konse ntrasi larutan asam serta

jenis asam yang dipergunakan di dalam aktivasi akan mempengaruhi

sifat pertukaran dan struktur kristal dari mineral zeolit.

Berdasarkan kelarutan di dalam Asam Klorida (HCl), Bogda

nova dan Belitsky (1968) membagi zeolit dalam empat kelompok

:sangat resisten, resisten, sedikit resisten, sedang klinoptilolit resisten.

Keadaan ini merupakan sifat dari struktur Kristal dan ratio Si/Al yang

dimiliki oleh masing-masing jenis zeolit tersebut.

2.4.Crude Palm Oil (CPO)

Minyak sawit tersusun dari unsur-unsur C, H, dan O. Minyak sawit 15

ini terdiri dari fraksi padat dan fraksi cair dengan perbandingan yang

seimbang. Penyusun fraksi padat terdiri dari asam lemak jenuh antara lain

asam miristat (1%), asam palmitat (45%), dan asam stearat. Sedangkan fraksi

cair terdiri dari asam lemak tidak jenuh yang terdiri dari asam oleat (39%)

dan asam linoleat (11%). Komposisi tersebut ternyata agak berbeda jika

dibandingka n dengan minyak nabati inti sawit dan minyak kelapa.

Kandungan minor dalam minyak sawit berjumlah kurang lebih 1%,

antara lain terdiri dari karoten, tokoferol, sterol, alkohol, triterpen,

fosfolida. Dua unsur yang pertama di sebut, yaitu karoten dan tokoferol

mempunyai nilai lebih dibandingkan unsur yang lain karena kedua unsur itu

diketahui meningkatkan kemantapan minyak terhadap oksidasi. Dengan kata

lain, keberadaan kedua unsur itu dalam suatu jenis minyak menyebabkan

minyak relatif tidak mudah tengik. Selain itu karoten mempunyai potensi

untuk dikembangkan sebagai bahan obat anti kanker. Sedangkan tokoferol

dimanfaatkan sebagai sumber vitamin E. Minyak sawit yang digunakan

sebagai produk pangan biasanya dihasilkan dari minyak sawit maupun

minyak inti sawit melalui proses fraksinasi, rafinasi, dan hidrogenasi.

Dewasa ini, produksi CPO Indonesia sebagian besar difraksinasi sehingga

dihasilkan fraksi olein cair dan fraksi stearin padat. Dari nilai gizinya,

pengggu naan minyak sawit sebagai minyak goreng sangat

menguntungkan. Adanya karoten dan tokoferol yang terkandung di dalamnya

menyebabkan minyak sawit ini perlu dikembangkan sebagai sumber

vitamin. Selain itu, minyak sawit dapat dikatakan sebagai

minyak goreng non-kolesterol (kadar kolesterolnya rendah).

Minyak sawit sebagai bahan dalam industri farmasi, terutama

dikaitkan dengan kandungan karoten dan tokoferol. Karoten, atau dikenal

juga sebagai pigmen warna jingga, menyebabkan warna minyak sawit

menjadi kuning jingga. Warna minyak sawit yang demikian ini kurang di

sukai konsumen, sehingga dalam proses nya, karoten ini biasa nya di

buang. Padahal sebenarnya karoten menyimpan potensi yang cukup

berharga karena para peneliti berhasil membuktikan bahan tersebut dapat

16

dimanfaatkan sebagai obat kanker paru-paru dan payudara. Kandungan

karoten dalam minyak sawit mencapai 0,25-1,26 ppm. Sedangkan

kandungan karoten dalam CPO berkisar antara 500-700 ppm, yang terdiri

dari 36% α karoten dan 54% β karoten. Selain obat anti kanker, karoten

juga merupakan sumber provitamin A yang cukup potensial. Karoten yang

terdiri dari α karoten dan β karoten ini, tersimpan di dalam daging buah

kelapa sawit.

Gambar 2.4. Struktur β karoten

Gambar 2.5. Struktur α karoten

β karoten merupakan provitamin A (bahan pembentuk vitamin A)

dalam proses metabolisme di dalam tubuh. Dalam proses pembuatan

minyak, biasanya β karoten dibuang. Namun, sekarang telah berhasil

ditemukan metode baru proses pengolahan sehingga β karoten terpisah

dari minyak sawit. Dalam proses pengolahan tersebut, minyak sawit yang

mengandung karoten antara 600-1000 ppm dipisahkan menjadi fase padat

(stearin) dan fase cair (olein) pada proses fraksinasi. Untuk

mempermudah pemisahan kedua bentuk minyak sawit tersebut, dilakukan

proses degumming yaitu pengeluaran gum dari minyak. Selanjutnya,

minyak didinginkan pada suhu 18-20oC sehingga asam lemak jenuh akan

mengkristal. Akibatnya, karoten tidak dapat larut di dalam nya dan

akhirnya asam lemak tidak jenuh (olein) meningkat, kandungan

karotennya menjadi sekitar 80%.

Tahap berikutnya adalah pemisahan karoten dari minyak dengan

17

pemucatan dan ekstraksi karoten dari bahan pemucat. Pemucatan dalam

metode lama dilakukan pada suhu 90oC dengan konsentrasi bahan pemucat 2-

2,5% (bahan pemucat yang biasanya di pakai adalah karbon aktif dan tanah

pemucat). Penggunaan metode ini mengakibatkan kerusakan karoten.

Dengan metode yang telah diperbaharui, pemucatan dilakukan pada

suhu 50oC selama satu jam, konsentrasi bahan pemucat yang digunakan

sebesar 10%. Selanjutnya dilakukan penyaringan. Perubahan metode ini

mengakibatkan β karoten tidak rusak dan minyak sawit tetap diperoleh.

Selanjutnya karoten yang terkandung dalam tanah pemucat diekstraksi

secara bertahap. Langkah pertama adalah melunakkan tanah pemucat

dengan aseton, dan perbandingan penambahannya adalah 1:1. Untuk

melapaskan karoten dilakukan penyabunan dengan tambahan larutan KOH

atau alcohol sebanyak 12,5%. Setelah itu, karoten yang terlepas diambil

dengan cara menambahkan petroleum eter secukupnya dan diaduk. Dengan

cara destilasi, karoten yang terdapat pada petroleumeter dikristalkan.

2.5. Komposisi Mineral Zeolit

Mineral zeolit merupakan sekelompok mineral yang terdiri dari

beberapa jenis (species) mineral. Secara umum mineral zelolit mempunyai

rumus kimia sebagai berikut:

dimana : n = valensi dari kation logam

w = bilangan molekul air per unit cell zeolit

x dan y = bilangan total tetrahedral per unit cell dan perbandingan

x /y selaku berkisar 1 sampai 5.

Berdasarkan hasil analisa kimia total, kandungan unsur-unsur zeolit

dinyatakan sebagai oksida SiO2, Al2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O dan Fe2O3.

Akan tetapi di alam tergantung pada komponen bahan induk dan keadaan

lingkungannya, maka perbandingan Si/Al dapat bervariasi, dan juga

unsur Na, Al, Si, sebagian dapat disubstitusikan oleh unsur lain.

Parameter kimia yang penting dari zeolit adalah perbandingan

18

Mx/n(AlO2)x(SiO2)y.H2O

Si/Al, yang menunjukkan persentase Si yang mengisi di dalam tetrahedral,

jumlah kation monovalen dan divalen, serta molekul air yang terdapat

didalam saluran kristal. Perbedaan kandungan atau perbandingan Si/Al

akan berpengaruh terhadap ketahanan zeolit terhadap asam atau

pemanasan. Ikatan ion Al-Si-O adalah pembentuk struktur kristal

sedangkan logam alkali adalah kation yang mudah tertukar

(“exchangeable cation”). Jumlah molekul air menunjukka n jumlah pori-

pori atau volume ruang kosong yang terbentuk bila unit sel kristal tersebut

dipanaskan.

Hingga kini sudah 40 jenis (species) mineral zeolit yang telah

diketahui. Dari jumlah tersebut, hanya 20 jenis saja yang diketahui

terdapat dalam bentuk sedimen, terutama dalam bentuk piroklastik. Nama

dan rumus kimia mineral zeolit yang terdapat dalam piroklastik (tufa)

tercantum dalam tabel.

Tabel 2.1. Nama mineral zeolit dan rumus kimianya

NO Nama Mineral Rumus kimia unit sel1 Analsim Na16(Al16Si16O96).16H2O

2 Kabasit (Na2Ca)6(Al12Si24O72).40H2O

3 Klinoptilolt (Na4K4)(Al8Si40O96).24H2O

4 Erionit (Na7Ca5K)9(Al9Si27O72).27H2O

5 Paujasit (Na58(Al58Si134O384).18H2O

6 Perrierit (Na2Mg2)(Al6Si30O72).18H2O

7 Wairakit Ca(Al2Si4O12).2H2O

8 Yugawaralit Ca(Al2Si4O12).6H2O

9 Pillipsit (Na,K)10(Al10Si22O64).20H2O

10 Epistilbit (Ca,Na2)3(Al6Si18O48).16H2O

11 Gismondin (Na,Ca2,K2)4(Al8,Si8O48).16H2O

12 Connardit (Na2Ca)(Al4Si6O20).5H2O

13 Harmotom (Ba,Na2)2(Al4Si12O32).12H2O

14 Natrolit Na4(Al4Si6O20).4H2O

15 Scolecit Ca2(Al4Si6O20).6H2O

2.5.1. Penggolongan Mineral Zeolit

19

Secara umum sifat mineral zeolit dapat digolongkan menjadi:

1. Berdasarkan cara dan lingkungan terbentuknya zeolit

a. Zeolit yang terbentuk pada temperatur yang tinggi, dimana pada

masing-masing temperatur tertentu akan terbentuk jenis zeolit

tertentu pula. Yang termasuk dalam grup ini adalah akibat dari proses

magmatik primer, proses metamorfosa kontak, hidrotermal, dan

regional.

b. Zeolit yang terbentuk didekat permukaan lingkungan sedimentasinya

dengan perubahan proses kimia merupakan faktor utama. Yang

termasuk grup ini adalah sebagai akibat pengaruh pergerakan air

tanah, pelapukan ataupun karena sifat alkalin.

c. Zeolit yang terbentuk pada suhu rendah pada lingkungan pengendapan

laut.

d. Zeolit yang terbentuk sebagai akibat dari terbentuknya craters di

lingkungan dasar laut yang menghasilkan fase hidrotermal.

2. Berdasarkan rasio Si/Al

Zeolit secara umum dibedakan dalam tipe yang calcic dan alka-

liaˆrich, dengan komposisi yang berbeda, berikut komposisi dan

formula dari zeolit. Selain jenis zeolit alam, ada zeolit jenis lain yaitu

zeolit sintetis. Zeolit sintetis dibuat dengan rekayasa yang sedemikian

rupa sehingga mendapatkan karakter yang sama dengan zeolit alam.

Zeolit sintetis sangat bergantung pada jumlah Al dan Si, sehingga

ada 3 kelompok zeolit sintetis:

a. Zeolit silika rendah dengan perbandingan Si/Al adalah 1:5,

memiliki konsentrasi kation paling tinggi, dan mempunyai sifat

adsorpsi yang optimum,. Zeolit jenis ini banyak mengandung Al,

berpori, mempunyai nilai ekonomi tinggi karena efektif untuk

pemisahan dengan kapasitas besar. Volume porinya dapat mencapai

0,5 cm3 tiap cm3 volume zeolit. Contoh zeolit silika rendah adalah

zeolit A dan X.

b. Zeolit silika sedang, Jenis zeolit modernit mempunyai perbandingan

Si/Al = 5 sangat stabil, maka diusahakan membuat zeolit Y dengan

20

perbandingan Si/Al = 1-3. Contoh zeolit sintetis jenis ini adalah

zeolit omega, Mordernit, Erionit, Klinoptilolit, zeolit Y.

Tabel 2.2. Komposisi dan formula dari zeolit yang bertipe kalsik

(Deer,1963 dalam Hay, 1966)

Nama Kation

dominan

Rumus kimia Massa

jenisStilbit Ca, Na Ca0,5AlSiM2,6−3,5 O7,2−9,2·8-3,5H2 O 2,18Kabasit Ca, Na Ca0,5AlSi1,7−3,0 O5,4−8,0·7-4H2 O 2,08Heuland Ca, Na Ca0,5AlSi2,7−3,7 O7,4−9,4·2,5-3,1H2 O 2,18Epistilbi Ca, Na Ca0,5AlSi2,4−3,2 O7,8−8,4·2,6-2,8H2 O 2,25Filipsit Ca, Na Ca0,5AlSi1,3−2,2 O4,6−6,4·1,7-2,4H2 O 2,0-2,3Gismon Ca, Na Ca0,5AlSi1−1,2 O4−4,4·2-2,2H2 O 2,1-2,2Laumon Ca Ca0,5AlSi2 O6·2H2 O 2,29Skolesit Ca Ca0,5AlSi1.5 O5·1.5H2 O 2,27Thomso Ca, Na Ca0,5AlSi1−1.1 O4−9,2·2H2 O 2,37Wairaki

t

Ca Ca0,5AlSi2 O6·H2 O 2,265

Tabel 2.3. Komposisi dan formula zeolit yang bertipe alkalik

(Deer, 1963 dalam Hay, 1966)

Nama Kation

dominan

Rumus kimia Massa

jenisFaujasit Na, Ca NaAlSi2,4 O7,2·4.6H2 O 1.92Klinoptil K, Na, Ca NaAlSi4,2−5 O10,4−12·3,5-4H2 O 2.13-2.17Mordenit Na, Ca NaAlSi4,5−5 O11−12 ·3,2-3,5H2 O 2.12Erionit Na, K, Ca NaAlSi3−3,5 O8−9·3-3,4H2 O 2.07Kabasit Na, Ca NaAlSi1,7−3 O5,4−8·2,7-4H2 O 2.08Filipsit K, Na, Ca NaAlSi1,3−3,4 O4,6−8,8·1,7-3,3H2 O 2.0-2.3Gonardit Na, Ca NaAlSi1,1−1,4 O4,4−4,8·1,2-1,3H2 O 2.27Analsim Na NaAlSi2−2,8 O6−7,6·1-1,3H2 O 2.26Natrolit Na NaAlSi1,5 O5·H2 O 2.24

c. Zeolit silika tinggi, dengan perbandingan kadar Si/Al antara 10:100,

bahkan lebih. Zeolit jenis ini sangat higroskopis dan menyerap

molekul non polar sehingga baik untuk digunakan sebagai

21

katalisator asam untuk hidrokarbon. Zeolit jenis ini misalnya zeolit

ZSM-5, ZSM-11, ZSM-21, ZSM-24.

3. Berdasarkan bahan baku pemanfaatannya

a. Zeolit alam merupakan jenis-jenis zeolit yang tersedia di alam. Pada saat

ini dikenal sekitar 40 jenis zeolit alam, meskipun yang mempunyai

nilai komersial ada sekitar 12 jenis, diantaranya klinoptilolit, mordernit,

filipsit, kabasit dan erionit. Pada umumnya, zeolit dibentuk oleh

reaksi dari air pori dengan berbagai material seperti gelas, poorly

cristalline clay, plagioklas, ataupun silika. Bentukan zeolit

mengandung perbandingan yang besar dari M2+ dan H+ pada

Na+, K+ dan Ca2+. Pembentukan zeolit alam ini tergantung pada

komposisi dari batuan induk, temperatur, tekanan, tekanan parsial

dari air, pH dan aktifitas dari ion-ion tertentu.

b. Zeolit sintetik adalah suatu senyawa kimia yang mempunyai sifat fisik

dan kimia yang sama dengan zeolit yang ada di alam, dibuat dari

bahan lain dengan proses sintetis, dimodifikasi sedemikian rupa

sehingga menyerupai zeolit yang ada di alam. Mineral zeolit sintetis

yang dibuat tidak dapat persis sama dengan mineral zeolit alam,

walaupun zeolit sintetis mempunyai sifat fisis yang jauh lebih baik.

Beberapa ahli menamakan zeolit sintetis sama dengan nama

mineral zeolit alam dengan menambahkan kata sintetis di

belakangnya, dalam dunia perdagangan muncul nama zeolit sintetis

seperti zeolit A, zeolit K-C dll. Zeolit sintetis terbentuk ketika gel

yang ada terkristalisasi pada temperatur dari temperatur kamar

sampai dengan 200◦C pada tekanan atmosferik ataupun autogenous.

Metode ini sangat baik diterapkan pada logam alkali untuk

menyiapkan campuran gel yang reaktif dan homogen (Breck, 1974;

Breck & Flanigen, 1968 dalam Lefond, 1983). Struktur gel terbentuk

karena polimerisasi anion aluminat dan silikat. Komposisi dan

struktur gel hidrat ini ditentukan oleh ukuran dan struktur dari jenis

polimerisasi. Zeolit dibentuk dalam kondisi hidrothermal, bahan

22

utama pembentuknya adalah aluminat silikat (gel) dan berbagai logam

sebagai kation. Komposisi gel, sifat fisik dan kimia reaktan, serta jenis

kation dan kondisi kristalisasi sangat menentukan struktur yang

diperoleh. Berikut adalah beberapa contoh jenis mineral zeolit beserta

rumus kimianya:

Tabel 2.4. Jenis-Jenis Mineral Zeolit Beserta Rumus Kimianya

Nama

MineralRumus Kimia Gambar

Analsim Na16(Al16Si32O96). 16H2O

Kabasit (Na2,Ca)6(Al12Si24O72).

40H2O

Klipnoptolotit (Na4K4)(Al8Si40O96).

24H2O

Ferrierit (Na2Mg2)(Al6Si30O72).

18H2O

23

Heulandit Ca4(Al8Si28O72). 24H2O

Laumonit Ca(Al8Si16O48). 16H2O

Mordenit Na8(Al8Si40O96). 24H2O

Filipsit (Na,K)10(Al10Si22O64).

20H2O

Natrolit Na4(Al4Si6O20). 4H2O

2.5.2 Sifat Fisika & Kimia Mineral Zeolit

Mineral zeolit adalah kelompok mineral alumunium silikat terhidrasi

Lm AlxSiy Oz nH2O, dari logam alkali dan alkali tanah (terutama Ca, dan

Na), m, x, y, dan z merupakan bilangan 2 hingga 10, n koefisien dari

H2O, serta L logam. Zeolit secara empiris ditulis (M+, M2+)Al2 O3gSiO2

24

zH2 O, M+ berupa Na atau K dan M2+ berupa Mg, Ca, atau Fe. Li, Sr atau

Ba dalam jumlah kecil dapat menggantikan M+ atau M2+, g dan z bilangan

koefisien. Beberapa specimen zeolite berwarna putih, kebiruan, kemerahan,

coklat, dll., karena hadirnya oksida besi atau logam lainnya. Densitas zeolit

antara 2,0–2,3 g/cm3, dengan bentuk halus dan lunak. Kilap yang dimiliki

bermacam-macam. Struktur zeolit dapat dibedakan dalam tiga komponen

yaitu rangka aluminosilikat, ruang kosong saling berhubungan yang berisi

kation logam, dan molekul air dalam fase occluded (Flanigen, 1981 dalam

Harben & Kuzvart, 1996).

Sifat-sifat unik zolit meliputi dehidrasi, adsorben dan penyaring

molekul, katalisator dan penukar ion dan katalis. Penjabarannya adalah sebagai

berikut:

2.5.2.1. SIFAT FISIKA

A. Morfologi

a. Mineral zeolit yang terdapat di batu-batuan dapat berupa kristal

tunggal (single crystal) dengan ukuran beberapa mm.

b. Dense pollycrystalline aggregate; tahan dengan segala perubahan

cuaca.

c. Zeolit yang terpisah dikenal sebagai serpihan.

d. Mineral zeolit ditemukan pada batuan sedimen.

e. Kristal berbutiran halus (fine grain).

f. Sulit diindetifikasi dari sifat-sifat optisnya dan baru dapat diamati

setelah ditemukan XRD untuk powder .

g. Zeolit sintesis Umumnya berbentuk polikristalin.

B. Ukuran pori

a. Jumlah tetrahedra (Si / Al penyusun cincin): 4MR, 8MR,12MR.

b. Selektif berdasarkan ukuran pori (size selective _molecular sieve).

Sifat zeolit sebagai adsorben dan penyaring molekul

dimungkinkan karena struktur zeolit yang berongga, sehingga

zeolit mampu menyerap sejumlah besar molekul yang berukuran

lebih kecil atau sesuai dengan ukuran rongganya. Selain itu kristal

25

zeolit yang telah terdehidrasi merupakan adsorben yang selektif dan

mempunyai efektivitas adsorpsi yang tinggi.

C. Densitas/Kerapatan

a. Kerapatan zeolit cukup rendah, berkisar antara 1,9 – 2,3 g/ml.

b. Dipengaruhi oleh keterbukaan kerangka dan jenis kation.

c. Meningkat bila dilakukan pertukaran kation dengan ion logam yang

berat Ba→Zeolit 2,8 g/ml .

d. Diamond .

D. Warna

a. Pada keadaan murni (pure state), mineral zeolit tidak berwarna →

Colourless.

b. Berwarna (bila ada pengotor logam-logam transisi).

c. Besi berwarna pink pada Chabazite.

d. Bubuk dari zeolit sintesis: Putih (umumnya).

e. Pertukaran kation: Golongan IA atau IIA ditukar dengan logam

transisi dapat memberikan warna pada zeolit yang bergantung dari

tingkat hidrasi dari kation tersebut.

f. Ni-zeolite: lilac (terhidrasi) berwarna light green (dehidrasi).

g. Co-zeolite: pink (terhidrasi) dan biru (dehidrasi).

h. Perubahan warna pada zeolite dapat digunakan sebagai indikator

adanya uap air .

E. Daya hantar listrik

a. Dipengaruhi oleh kehadiran kation dan molekul air dalam rongga

(cavities).

b. Hantaran listrik pada zeolit bersifat ionik, disebabkan oleh

perpindahan kation-kation.

2.5.2.2. SIFAT KIMIA

A. Air dalam zeolit

Zeolit mempunyai beberapa sifat antara lain mudah melepas air

akibat pemanasan, tetapi juga mudah mengikat kembali molekul air

26

dalam udara lembab. Pada umumnya struktur kerangka zeolit akan

menyusut. Tetapi kerangka dasarnya tidak mengalami perubahan

secara nyata. Disini molekul H2O seolah-olah mempunyai posisi yang

spesifik dan dapat dikeluarkan secara reversibel. Bila merupakan

bagian dari pembentuk kerangka berikatan hidrogen dengan O atau

Si-OH:

a. Bila dipanaskan secara mendadak dapat meyebabkan kerangka

rusak.

b. Proses hidrasi/dehidrasi kadang irreversible.

Bila bukan merupakan bagian dari pembentuk kerangka:

a. Ikatan dengan kerangka lemah membentuk ikatan Van der Waals.

b. Bila dipanaskan dapat terusir seluruhnya.

c. Proses reversible: Σ air keluar = Σ air masuk.

B. Pengaruh pertukaran kation

Keberadaan atom aluminium ini secara keseluruhan akan

menyebababkan zeolit memiliki muatan negatif. Muatan negatif

inilah yang menyebabkan zeolit mampu mengikat kation. Sifat zeolit

sebagai penukar ion karena adanya kation logam alkali dan alkali

tanah. Kation tersebut dapat bergerak bebas di dalam rongga dan dapat

dipertukarkan dengan kation logam lain dengan jumlah yang sama.

Akibat struktur zeolit berongga, anion atau molekul berukuran lebih

kecil atau sama dengan rongga dapat masuk dan terjebak.

Pertukaran kation biasanya diikuti dengan perubahan yang dramatis

pada kestabilan termal, sifat adsorpsi, selektivitas dan aktivitas katalisis.

Contoh pertukaran kation, yaitu:

Pertukaran kation untuk memperoleh H-zeolit

a. Na, K – Zeolite + NH4+→ NH4– Zeolite + Na+, K+

b. NH4- Zeolite → H - Zeolite (dilakukan pada T tinggi, terjadi

thermolysis/ penguraian NH3).

c. NH4- Zeolite → H - Zeolite + NH3(g)

Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat pertukaran kation pada

zeolit

27

a. Kation: jenis, ukuran (terhidrat / anhidrat).

b. Suhu mempengaruhi kinetika reaksi.

c. Konsentrasi kation dalam larutan.

d. Anion yang berpasangan dengan kation tersebut dalam larutan.

e. Pelarut (sebagian besar pertukaran ion dilakukan dalam pelarut

air, aqueous)

C. Kemampuan sebagai katalis

Kemampuan zeolit sebagai katalis berkaitan dengan tersedianya

pusat-pusat aktif dalam saluran antar zeolit. Pusat-pusat aktif tersebut

terbentuk karena adanya gugus fungsi asam tipe Bronsted maupun

Lewis. Perbandingan kedua jenis asam ini tergantung pada proses

aktivasi zeolit dan kondisi reaksi. Pusat-pusat aktif yang bersifat

asam ini selanjutnya dapat mengikat molekul-molekul basa secara

kimiawi. Sifat katalitis zeolit disebabkan kation pada atom Al zeolit

yang dapat dipertukarkan dengan ion H dan aktif sebagai katalisis

reaksi.

2.6. Pembentukan Mineral Zeolit

Secara geologi, zeolit ditemukan dalam batuan tufa dari reaksi antara

batuan tufa asam berbutir halus dan bersifat riolitik dengan air pori atau air

meteoric (air hujan). Zeolit terbentuk dari hasil sedimentasi debu vulkanik

yang telah mengalami proses alterasi. Ada empat proses sebagai gambaran awal

terbentuknya zeolit, yaitu proses sedimentasi debu vulkanik pada lingkungan

danau yang bersifat alkali, proses alterasi, proses diagenesis dan proses

hidrotermal.

1. Proses sedimentasi

Pada tahap ini, terbentuk karena proses sedimentasi, yakni meliputi

pelapukan, dapat berupa pelapukan fisik maupun pelapukan kimia. Erosi dan

transportasi terutama dilakukan oleh media air. Proses pengendapan terjadi

jika energi transport sudah tidak mampu mengangkut detritus tersebut.

Kerangka tektonik pada suatu proses sedimentasi adalah sebagai kombinasi

antara adanya penurunan (subsiding), keadaan stabil dan pengangkatan

(rising) dari elemen-elemen tektonik di daerah batuan asal dan daerah

pengendapan.

28

2. Alterasi

Alterasi merupakan perubahan komposisi mineralogi batuan (dalam

keadaan padat) karena pengaruh suhu dan tekanan yang tinggi, dan tidak

dalam kondisi isokimia menghasilkan mineral lempung, kuarsa, oksida atau

sulfida logam. Proses alterasi merupakan peristiwa sekunder pembentukan

batuan. Alterasi terjadi pada intrusi batuan beku yang mengalami pemanasan

dan pada struktur tertentu yang memungkinkan masuknya air meteoric

untuk dapat mengubah komposisi mineralogi batuan.

Gambar 2.6. Proses Alterasi

3. Proses Diagenesis

29

Diagenesis merupakan proses fisika, kimia dan biologi yang secara

umummengubah sedimen menjadi batuan sedimen. Diagenesis kemungkinan

berlanjut bekerja setelah sedimen menjadi batuan, mengubah tekstur dan

mineraloginya. Proses diagenesis material organik yang diakibatkan

oleh proses biologis lebih dominan terjadi dalam sedimen yang baru

terendapkan (recently deposited) dan biasa terjadi pada kedalaman hingga

2 km serta temperatur maksimal 75oC. Proses diagenesis, antara lain:

a. Kompaksi

Kompaksi adalah proses yang menyebabkan volume sedimen berkurang.

Ini dihasilkan oleh tekanan penutup (overburden), yang diakibatkan

oleh berat dari sedimen dan batuan di atasnya. Tekanan ini

mengakibatkan penyusunan kembali butiran dan pengeluaran fluida, hal

ini menghasilkan pengurangan porositas batuan sedimen. Kemungkinan

tingkat kompaksi merupakan fungsi dari ukuran butir, bentuk butir,

pemilahan, porositas awal dan jumlah fluida yang terdapat dalam

sedimen.

b. Rekristalisasi dan pelarutan

Rekristalisasi adalah proses dimana kondisi fisika dan kimia

menyebabkan pengorientasian kembali kristal lattice pada butir

mineral. Rekristalisasi bekerja melalui pelarutan dan presipitasi dari

fase mineral yang terdapat pada batuan. Ketika fluida melewati

batuan atau sedimen, komponen pada sedimen yang tidak stabil

karena tekanan, pH, dan temperatur akan mengalami pelarutan.

Kemudian material yang terlarut itu akan mengalami transportasi dan

akan terpresipitasi pada pori-pori sedimen yang memiliki kondisi yang

berbeda.

c. Sementasi

Sementasi adalah proses di mana terjadi presipitasi kimia pada

pembentukan kristal baru, terbentuk didalam pori-pori sedimen atau

batuan yang mengikat satu butir dengan butir lainnya. Semen yang

umum yaitu kuarsa, kalsit dan hematit.

d. Autigenisasi

30

Autigenesis (neocrystalitation) adalah proses saat fase mineral baru

mengalami kristalisasi di dalam sedimen atau batuan selama proses

diagenesis maupun setelahnya. Mineral baru terbentuk melalui reaksi

di dalam fase yang terdapat dalam sedimen atau batuan, dan juga

muncul karena presipitasi dari material yang masuk melalui fase

fluida, atau dihasilkan dari kombinasi sedimen primer dan material

yang masuk. Beberapa yang tergolong dalam fase autogenesis, silikat

seperti kuarsa, carbonat seperti kalsit dan dolomite, evaporate mineral

seperti gypsum dan oksida seperti hematite.

e. Replacement

Replacement yaitu proses ketika mieral baru menggantikan (secara

kimia dan fisika) kondisi dalam pada endapan mineral. Replacement

mungkin bersifat:

a) neomorphic, yang mana butiran yang baru memiliki fase

yang sama dengan asalnya atau polimorpisme dari fase asalnya.

b) Pseudomorfic yang mana fase baru merupakan tiruan dari

bentuk eksternal dari fase yang digantikan tetapi fasenya

berbeda.

c) Allomorphic yaitu replacement dalam bentuk fase baru yang

biasanya berbeda bentuk kristalnya dan menggantikan

sepenuhnya fase sediment asal. Fase replacement sama

beragamnya dengan fase autigenesis, tetapi fase replacement

yang penting yaitu dolomite, opal, kuarsa dan ilite.

f. Bioturbasi

Bioturbasi adalah aktifitas biologis yang terjadi dekat

permukaan, termasuk burrowing, boring dan pencampuran sedimen

oleh organisme. Pada beberapa kasus proses ini dapat meningkatkan

kompaksi, menghancurkan laminasi dan perlapisan. Selama proses

bioturbasi beberapa organisme mempresipitasikan material yang

berfungsi sebagai semen.

4. Proses hidrotermal

31

Produk akhir dari proses diferensiasi magmatik adalah suatu

larutan yang disebut larutan magmatik yang mungkin dapat mengandung

konsentrasi logam yang dahulunya berada dalam magma. Larutan

magmatik ini yang juga disebut larutan hidrotermal banyak mengandung

logam-logam yang berasal dari magma, yang sedang membeku dan

diendapkan di tempat-tempat sekitar magma yang sedang membeku

tadi. Larutan yang makin jauh dari magma, akan makin kehilangan

panasnya.

Dalam perjalanan menerobos batuan, larutan hidrotermal akan

mendepositkan mineral-mineral yang dikandungnya di rongga-rongga

batuan dan membentuk deposit celah (cavity filling deposit) atau

melalui proses metasomatik membentuk deposit pergantian (replacement

deposit).

Berikut adalah penjelasan umum tentang macam – macam deposit:

a. Deposit hipotermal

Secara umum deposit hipotermal atau deposit replasemen terjadi

pada kondisi suhu dan tekanan tinggi, pada daerah lebih dekat

dengan batuan intrusifnya.

b. Deposit epitermal

Deposit epitermal atau deposit celah adalah deposit yang lebih

banyak terjadi di daerah dengan suhu dan tekanan rendah yang

terletak agak jauh dari batuan intrusifnya.

2.7. Perbedaan Zeolit Alam & Zeolit Sintesis

Zeolit alam sudah banyak dimanfaatkan sehingga jumlahnya semakin

berkurang. Selain itu mineral zeolit alam sulit dipisahkan dari batuan

induknya. Mengingat begitu pentingnya peranan zeolit dalam kehidupan, maka

perlu dilakukan usaha untuk mendapatkan zeolit dengan daya guna yang lebih

sebanding zeolit alam.

32

Untuk mengatasai semakin berkurangnya zeolit alam, maka telah

dikembangkan zeolite sintetik yang memiliki kemampuan yang sama dengan

zeolit alam. Zeolit sintetis adalah suatu senyawa kimia yang mempunyai sifat

fisik dan kimia yang sama dengan zeolit yang ada di alam. Zeolit sintetis ini

dibuat dari bahan lain dengan proses sintetis, yang dibuat sedemikian rupa

sehingga menyerupai zeolit yang ada di alam.

Perbedaan terbesar antara zeolit sintesis dengan zeolit alam adalah:

1. Zeolit sintetis dibuat dari bahan kimia dan bahan-bahan alam yang

kemudian diproses dari tubuh bijih alam.

2. Zeolit sintetis memiliki perbandingan silika dan alumina yaitu 1:1 dan

sedangkan pada zeolit alam hingga 5:1.

3. Zeolit alam tidak terpisah dalam lingkungan asam seperti halnya zeolit

sintetis.

Zeolit sintetik sudah banyak digunakan di industri. Namun di Indonesia

belum banyak diproduksi dan umumnya diperoleh dari impor. Untuk memenuhi

kebutuhan zeolit ini, maka para ahli melakukan penelitian sehingga didapatkan

berbagai macam zeolit sintetik. Indonesia banyak membutuhkan zeolit sintetik

untuk proses-proses kimia di industri kimia seperti sebagai katalis, ion

exchanger, dan adsorbent dalam pengolahan limbah. Untuk itu dibutuhkan zeolit

sintetik yang mempunyai kemurnian tinggi dan kualitas baik. Bahan baku

pembuatan zeolit adalah bahan yang mengandung silika dan alumunium. Kedua

bahan baku ini jika diambil dari alam dan bahan logam tentunya mahal, namun

dalam bentuk senyawa banyak diperoleh dan harganya murah. Silika dapat

diperoleh dari bahan gelas/water glass, dan alumunium dapat diperoleh dari

tawas, dan masih banyak bahan yang dapat digunakan untuk pembuatan zeolit

sintetik.

2.7.1 Pembuatan dan penggunaan zeolite sintesis

Proses pembuatan. Salah satu pembuatan zeolit sintetis

adalah dengan proses hidro- gel (Lefond, 1983). Alumina trihidrat Al2

O3·3H2O, diuraikan dalam suhu tertentu dan dicampur dengan sodium

silikat dalam suatu tangki pembuat gel hingga terbentuk suatu gel yang

homogen. Gel ini kemudian dipompakan pada suatu tangki yang lain,

33

sesudah itu dikristalisasikan setelah beberapa jam pada suhu 200 ◦ F

diikuti dengan difraksi oleh sinar X (Lefond, 1983). Zeolit sintetis juga

dapat dibuat dengan proses clay conversion, proses ini menghasilkan

bubuk yang memiliki tingkat kemurnian rendah – tinggi yang tidak

saling terikat yang kemudian menghasilkan zeolit dalam matriks

lempung.

Penggunaan. Zeolit sintetis memiliki sifat yang lebih baik

dibanding dengan zeolit alam. Perbedaan terbesar antara zeolit sinteis

dengan zeolit alam adalah:

(1) Zeolit sintetis dibuat dari bahan kima dan bahan-bahan alam

yang kemudian diproses dari tubuh bijih alam.

(2) Zeolit sintetis memiliki perbandingan silika dan alumina yaitu

1:1 dan sedangkan pada zeolit alam hingga 5:1.

(3) Zeolit alam tidak terpisah dalam lingkungan asam seperti halnya

zeolit sintetis.

Tabel 2.5. Proses-proses dalam pembuatan zeolit sintetis (Lefond, 1983)

Proses Reaktan Produk

Hydrogel Reactive oxides, soluble

silicates, soluble aluminates,

caustic

High purity powder

Gel preform

Zeolite in matrix

Clay conversion Raw kaolin, meta-kaolin,

calcined kaolin, acid treated

clay, soluble silicates,

caustic, sodium chloride

Low to high purity

powder Binderlss, high

purity preform

Zeolite in clay-derved matrix

Other Natural SiO2, amorphous

minerals, volkanic glass,

Low to high purity powder

Zeolite on ceramic support

34

caustic, Al2O3·3H2 O Binderless preform

Tabel 2.6. Contoh penggunaan zeolit sintetis

Jenis zeolit KegunaanZeolit X catalytic cracking (FCC) dan hidrocracking, mereduksi NO,

NO2 dan CO2

Zeolit Y removal, pemisah fruktosa-glukosa, pemisah N2 di udara,

bahan pendingin keringZeolit US-Y memisahkan monosakaridaZeolit A pengkonsentrasi alkohol, pengering olifin, bahan gas alam

padat, pembersih CO2 dari udara

Zeolit ZSM-5 dewaxing, produksi synfuel, mensintesis ethylbenzeneLinde Zeolite-A bubuk pembersih untuk memindahkan ion Ca dan Mg

2.8. Pengolahan dan Pemanfaatan Mineral Zeolit

2.8.1. Pengolahan Mineral Zeolit

Sedangkan pemrosesan merupakan kegiatan memisahkan mineral

berharga dari partikel partikel lain yang menyatu dengan mineral

tersebut dengan tujuan meningkatkan mutu dan kualitas zeolit.

Pada prinsipnya pengolahan dilakukan dengan 2 tahap yaitu

tahap preparasi dan tahap aktifasi.

Diagram 2.1 Pengolahan Mineral Zeolit

35

1. Tahap preparasi

Dengan mempertimbangkan zeolit mempunyai tingkat kekrasan

yang rendah maka preparasi dengan menggunakan mesin giling (mill)

yang mampu memproduksi sampai ukuran lebih kecil dari 100 mesh dan

menkombinasikan dengan siklun (alat sentrifugasi) untuk dapat

mengelompokkan fraksinya. Umpan untuk mesin giling ini dapat

berupa hasil pemecahan secara manual yang berukuran 3 cm ataupun

dapat dilakukan dengan mesin pemecah. Ketidak mampuan siklun dalam

36

Zeolit (minimal 30 % klinoptit atau 60 % zeolit berukuran 15 cm)

Mesin pemecah batu/dengan palu

- Ukuran 3 cm

Mesin giling

aliran atas Pengayakan tenaga manusia

penambangan Siklun -siklun

aliran bawah

aliran bawah

Fraksi – fraksi ukuran zeolit

pengaktifan

Pereaksi kimia NaOH dan HSO

Pemanasan (oven)

Pengantongan siap dipasarkan

Perikanan pengolahan air pengolahan air peternakan Pertanian

memisahkan menjadi fraksi menyebabkan masih diperlukannya

pengayakan. Jika berhasil maka dapat dilakukan aktifasi.

2. Proses aktifasi

Proses ini dilakukan dengan pemanasan atau dengan pereaksi zat

yang digunakan sebagai pereaksi adalah NaOH dan H2SO4 selanjutnya

siap diaplikasikan sesuai dengan keinginan.

Contoh gambar ekplorasi zeolit:

Lokasi Endapan

2.8.2. Pemanfaatan Mineral Zeolit

Zeolit merupakan suatu kelompok mineral yang dihasilkan dari

proses hidrotermal pada batua beku basa. Mineral ini biasanya

dijumpai mengisi celah-celah ataupun rekahan dari batuan tersebut.

Selain itu zeolit juga merupakan endapan dari aktivitas volkanik

yang banyak mengandung unsur silika. Pada saat ini penggunaan

mineral zeolit semakin meningkat, dari penggunaan dalam industri

kecil hingga dalam industri berskala besar. Di negara maju seperti

Amerika Serikat, zeolit sudah benar-benar dimanfaatkan dalam 37

Singkapan zeolit di daerah Kab. Tasikmalaya

industri.

Karena sifat-sifat yang dimiliki oleh zeolit, maka mineral ini dapat

dimanfaatkan dalam berbagai bidang, seperti dalam bidang industri

yaitu sebagai bahan yang dapat digu- nakan untuk membantu

pengolahan limbah pabrik. Masalah limbah industri semakin

meresahkan masyarakat, sehingga banyak dilakukan usaha-usaha

untuk mengatasi pencemaran limbah ini, baik itu dengan

mengurangi volume limbah yang terbuang ataupun dengan mendaur

ulang kembali limbah tersebut.

Zeolit sintetis adalah suatu senyawa kimia yang mempunyai sifat

fisik dan kimia yang sama dengan zeolit alam. Zeolit ini dibuat dari

bahan lain dengan proses sintetis. Karena secara umum zeolit mampu

menyerap, menukar ion dan menjadi katalis, membuat zeolit sintetis

ini dapat dikembangkan untuk keperluan alternatif pengolah

limbah.

Secara umum zeolit alam maupun zeolit sintetis memiliki nilai

ekonomi yang bisa dikatakan tinggi, hal ini mengingat dari mineral

zeolit yang jika diolah lebih lanjut akan dapat dimanfaatkan secara

optimum. Zeolit mempunyai banyak kegunaan, dimana setiap kegunaan

yang dimiliki tentunya tidak terlepas dari sifat-sifat unik yang

dimilikinya, sifat-sifat unik tersebut meliputi dehidrasi, adsorben,

penyaring molekul, katalisator dan penukar ion. Adapun kegunaan

dari zeolit adalah, untuk peningkatan unsur hara tanah, penjernih air,

pembersih limbah pabrik, pakan ternak, dll. Berikut ini disajikan ulasan

tentang pemanfaatan zeolit di berbagai bidang.

1. Bidang pertanian dan perkebunan

Berdasarkan kepada Kapasitas Pertukaran Kation dan retensivitas

terhadap air yang tinggi, zeolit sekarang ini telah banyak digunakan

untuk memperbaiki sifat tanah atau untuk efisiensi unsur hara pada

pupuk ataupun pada tanah itu sendiri, misalnya saja pada tanah

latosol. Berdasarkan kriteria penilaian sifat kimia tanah, tanah latosol

mempunyai pH sangat masam (4.44), KTK tanah termasuk rendah,

kejenuhan basa sangat rendah, C organik sedang, N total sangat

38

rendah dan kejenuhan alumunium tinggi. Secara keseluruhan tanah

ini mempunyai tingkat kesuburan rendah.

Padahal kita ketahui bahwa tanaman darat dapat tumbuh baik

pada tanah yang gembur dan subur, maka agar tanaman dapat tumbuh

baik pada tanah latosol, perlu dilakukan usaha untuk meningkatkan

kesuburan tanah. Salah satu usaha yang dilakukan antara lain

dengan penambahan bahan amelioran seperti zeolit. Penambahan

zeolit dapat meningkatkan jumlah unsur K, Ca, Mg dan Na serta

meningkatkan KTK tanah. Hal ini bisa terjadi karena zeolit memiliki

kemampuan mempertukarkan kation–kation. Prinsipnya adalah,

kation–kation yang dimiliki berupa alkali dan alkali tanah pada

struktur zeolit dapat bergerak bebas, sehingga dengan adanya

dorongan keluar oleh ion H+, kation seperti K, Ca, Mg dan Na dapat

berpindah dari zeolit ke medium tanah yang dapat menyebabkan suplai

basa–basa.

Selain itu zeolit mengandung unsur-unsur hara makro dan

mikro yang dapat disumbangkan ke dalam tanah. Penambahan

zeolit dapat memperbaiki agregasi tanah sehingga meningkatkan

pori-pori udara tanah yang berakibat merangsang pertumbuhan

akar tanaman. Luas permukaan akar tanaman menjadi bertambah

yang berakibat meningkatnya jumlah unsur hara yang dapat diserap

oleh tanaman.

Untuk memperoleh manfaat tersebut zeolit dapat digunakan

dengan bebagai cara, di antaranya adalah dengan cara ditebarkan

langsung ke tanah sebagai bahan pembenah tanah, dicampur dengan

pupuk untuk meningkatkan efisiensinya, atau dapat juga

dicampurkan langsung pada media tumbuh tanaman.

39

Gambar 2.7. Proses Zeoponik

Gambar 2.8. Pengaruh penggunaan zeolit dalam bidang pertanian dan perkebunan

2. Bidang Peternakan

Dalam bidang ini, zeolit telah digunakan secara komersial ,

terutama di negara-negara Eropa dan Jepang. Di Indonesia

zeolit telah digunakan sebagai tambahan dalam makanan ternak

domba dan sapi hingga sekarang ini masih dalam tahap

penelitian. Penggunaan zeolit dalam bidang peternakan didasarkan

kepada dua sifat zeolit yang penting, yaitu kapasitas pengikat

40

ion NH4+yang berasal dari ammonia sangat besar dan afinitas

zeolit terhadap ion-ion yang bersifat racun. Sifat zeolit sebagai

penukar ion masih berperan dalam kegunaannya di bidang ini.

Selain itu mineral zeolit yang banyak mengandung Ca, K, Mg dan

Na juga baik bagi tubuh hewan dengan kadar tertentu. Tambahan

zeolit pada pakan ternak hewan – hewan ruminensia juga

diketahui dapat mereduksi penyakit lembuhg yang dideritanya.

3. Bidang Perikanan

Zeolit disini berfungsi sebagai pengontrol kandungan ion NH4+di

dalam air. Kandungan amonia yang tinggi dalam kolam bisa jadi

berasal dari kotoran ikan, bakas pakan ikan yang membusuk, atau

karena sirkulasi air kolam yang kurang baik. Tingginya kadar amonia

dalam kolam akan sangat tidak baik bagi ikan ataupun hewan tambak

lainnya.

Oleh karena kemampuannya sebagai penukar kation, zeolit

dapat dimanfaatkan untuk mengikat kation NH4+, cara yang digunakan

biasanya hanya dengan menebarkan serbuk zeolit ke dalam kolam.

Reaksi antara zeolit dengan ion amonium sebagai berikut :

NH4++ Na, K – Zeolit NH4– Zeolit

Sehingga ion amonium yang telah terikat dengan zeolit akan

terperangkap di dalam rongga yang dimiliki zeolit, dan air kolam

kondisinya akan semakin baik karena kadar amoniumnya

berkurang.

Zeolite adalah sebuah mineral dari alam yang berbahan dasar

kelompok senyawa aluminium silikat yang terhidrasi oleh logam

alkali dan alkali tanah.

Di dalam budidaya tambak, zeolite dapat berguna untuk

membantu mengendalikan kualitas tanah dasar tambak. Tepung

zeolite juga berfungsi untuk menjaga kualitas air tambak agar

41

nilainya selalu sesuai dengan syarat hidup ikan. Berikut ini adalah

beberapa kegunaan tepung zeolite:

1. Mampu meningkatkan kadar oksigen terlarut dalam air (DO),

khususnya elemen SiO2 dan Al2O3. Pada tahap ini,

peningkatan kadar DO secara tidak langsung terjadi akibat

pengikatan amoniak yang bersifat mereduksi.

2. Mampu menjaga derajat keasaman (pH) dalam tambak melalui

daya tukar ion yang terkandung di dalamnya.

3. Mampu menjaga kesadahan air (hardness) dalam tambak

melalui daya tukar ion yang terkandung didalamnya.

4. Mempunyai daya absorbsi terhadap gas-gas dalam wujud pakan

yang tersisa (tidak termakan) maupun yang berasal dari

metabolisme organisme lain yang hidup didasar tambak.

5. Mampu mengikat logam-logam berat, seperti Pb, Fe, Hg, Sn, Bi

dan As, yang terdapat didalam air maupun tanah dasar tambak,

yang dapat mengancam kelangsungan hidup ikan.

6. Mampu mengembalikan kesuburan tanah dasar tambak,

dikarenakan mineral yang terdapat didalam zeolite dapat

mengembalikan mineral tanah dasar tambak yang hilang selama

masa operasional produksi.

7. Membantu tumbuh dan berkembangnya fitoplankton di tambak,

sehingga ketersediaan pakan alami untuk udang selalu terjaga.

8. Membantu udang terhindar dari penyakit kulit lembek

dikarenakan tepung zeolite mengandung kalsium dalam jumlah

banyak.

9. Dapat memperbaiki nilai konversi pakan ikan.

10. Mampu menjaga kestabilan suhu air tambak dan suhu

dilingkungan tambak.

Meskipun mempunyai banyak kegunaan, dalam setiap

penggunaannya, harus memperhatikan beberapa hal, diantaranya:

1. Dosis tepat guna. Selain mencegah membengkaknya biaya

produksi, penggunaan zeolite secara berlebihan dapat

menyebabkan terjadinya blooming plankton. Blooming

42

plankton ini dapat menyebabkan naiknya derajat keasaman (pH)

air tambak yang pada akhirnya nanti dapat membahayakan

hidup ikan.

2. Zeolit berkualitas tinggi. Tepung Zeolit yang dipilih (dibeli)

adalah zeolite yang telah mendapat rekomendasi mutu dari

Ditjen Pertambangan Umum Bagian Pusat Pengembangan

Teknologi Mineral.

4. Bidang pengolahan air

Pada bidang pengolahan air, zeolit bisa dimanfaatkan untuk

penghilangan kesadahan air. Dalam hal ini zeolit dimanfaatkan

sebagai media filter dan media adsorpsi. Air sadah adalah air yang

banyak mengandung mineral kalsium atau magnesium di

dalamnya. Air sadah sukar digunakan untuk mencuci karena

senyawa kalsium dan magnesium bereaksi dengan sabun membentuk

endapan dan mencegah terjadinya busa dalam air. Oleh karena

senyawa-senyawa kalsium dan magnesium relatif sukar larut dalam

air, maka senyawa-senyawa itu cenderung untuk memisah dari

larutan dalam bentuk endapan atau presipitat yang akhirnya

menjadi kerak.

Untuk memperoleh air bersih yang layak dikonsumsi diperlukan

suatu cara untuk mengatasi kasadahan air tersebut. Salah satu cara

yang bisa adigunakan adalah filtrasi, dan dengan sifat yang dimiliki

zeolit dapat berperan baik sebagai penyaring air sadah untuk

memperoleh air bersih. Tidak semua zeolit bisa digunakan, dipilih

zeolit yang kationnya bukan merupakan penyebab kesadahan air,

untuk hal ini zeolit jenis klinoptilolit yang kationnya adalah Na

dapat digunakan. Zeolit yang diletakkan sebagai filter dan akaa dileati

oleh air sadah akan bereaksi kontinu sesuai persamaan reaksi berikut :

Na – Zeolit + CaCl2 Ca – Zeolit + 2NaCl

Dari reaksi di atas terliihat bahwa antara kation Ca dan Na

dipertukarkan.

43

5. Penambahan zeolit terhadap kualitas pelet Mentah uo2

Tujuan akhir penambahan zeolit ialah untuk mengurangi

pembebasan gas hasil fisi (fission gas release- FGR) bahan bakar

nuklir saat diiradiasi dalam teras reaktor nuklir. FGR menjadi

signifikan jika derajat bakar ditingkatkan menjadi di atas 50 GWd/ton.

Daya kungkung gas hasil fisi bahan bakar dapat ditingkatkan dengan

pembesaran butir melalui penambahan aditif oksida niobia, titania,

dan gadolinia. Tetapi aditif ini diketahui mempercepat difusi gas hasil

fisi. Alternatif yang lain melalui penambahan aditif mineral alumino

silikat, titania silikat, kaolinit, dan bentonit, yang terbukti mengurangi

FGR dan penggelembungan batas butir. Zeolit yang mengandung

alumina silikat seharusnya mampu berfungsi sebagai aditif tersebut.

Fabrikasi bahan bakar uranium dioksida melibatkan proses peletisasi.

Proses ini melalui tiga tahap utama yaitu pencampuran (mixing),

pengepresan (pressing), dan pemanggangan (sintering). Hasil

pengompakan ialah pelet mentah (green pellet) yang harus memenuhi

kriteria sebagai berikut: kuat atau keras, tidak cacat, densitas

minimum 50%, dan homogen. Pelet mentah dapat dibentuk dengan

pengepresan uniaksial. Pada prose ini diperlukan bahan pengikat

(binder) dan pelumas (lubricant). Pengikat dimaksudkan untuk

menambah daya ikat antar partikel sehingga tidak terjadi keretakan

dan laminasi. Pelumas diimaksudkan untuk mengurangi keausan

dinding die dan meningkatkan daya geser partikel. Pelumas yang

digunakan dalam peletisasi uranium dioksida ialah seng stearat dan

tidak digunakan senyawa pengikat lain.

Aditif zeolit mengandung oksida alumina dan silikat, dan

oksida ini juga berfungsi sebagai pelumas, dan selain itu dalam

kesatuan struktur mineral juga berfungsi sebagai pengikat. Sehingga

zeolit diharapkan dapat kompatibel dengan uranium dioksida dan

seng stearat. Jika asumsi ini benar maka pelet mentah hasil kompaksi

mempunyai densitas tinggi (lebih besar 50%), kuat atau keras, tidak

cacat dan homogen.

44

6. Zeolit sebagai adsorben untuk kemurnian bioetanol

Proses pemisahan menjadi kendala utama dalam industri-

industri kimia, salah satunya pada industri etanol. Pemisahan etanol

dengan distilasi konvensional tidak dapat dihasilkan etanol dengan

kemurnian tinggi, karena etanol memiliki titik azeotrop, sedangkan

pemisahan dengan distilasi ekstraktif membutuhkan biaya tinggi.

Dengan berkembangnya teknologi membran, pemisahan larutan yang

memiliki titik azeorop dapat dilakukan dengan mudah. Membran

PVA dapat digunakan untuk memisahkan etanol-air secara

pervaporasi.

Pervaporasi adalah salah satu proses pemisahan

menggunakan membran yang merupakan alternatif pemisahan

senyawa organik dari larutan organik dari larutan akuatik atau

dehidrasi pelarut skala industrial dengan kebutuhan energi rendah.

Prinsip pemisahan pada pervaporasi adalah dengan

memanfaatkan perbedaan solubilitas dan difusifitas komponen.

Unjuk kerja proses pervaporasi diukur dengan selektivitas pemisahan

dan fluks permeate (Gambar 2.9). Kualitas pemisahan akan semakin

baik dengan meningkatnya selektivitas. Di sisi lain, peningkatan

selektivitas umumnya berbanding terbalik dengan fluks yang

dihasilkan sehingga diperlukan suatu optimasi. Unjuk kerja proses

pervaporasi ditentukan oleh membran yang digunakan dan kondisi

operasi yang optimum.

Gambar 2.9. Skematik proses pervaporasi

45

Karakteristik dari proses pervaporasi :1. Konsumsi energi rendah

2. Tidak ada kontaminasi

3. Permeate harus mudah menguap pada kondisi operasi

4. Fungsi kesetimbangan uap/air bebas

Membran PVA merupakan membran polimer berkinerja tinggi, sifat

kimia dan sifat mekanik baik, afinitas terhadap air baik, serta

permeabilitas tinggi. Untuk menambah selektivitas membran dapat

dilakukan beberapa proses, antara lain : crosslinking, blending, dan grafting.

Proses crosslinking dengan PVA dapat dilakukan dengan penambahan

crosslinking agent, seperti formaldehid, glutaraldehid, asam oksalat, asam

maleat, dianhidrid, dan sebagainya. (Moerniati,1991). Pengaruh crosslinking

memiliki dua aspek, yaitu :

1. Pembentukan struktur tiga dimensi yang berpengaruh pada swelling dan mobility selectivity

2. Perubahan struktur kimia yang berhubungan dengan

solubility selectivity

Penambahan zat aditif seperti zeolit sebagai filler dapat

memperbaiki karakteristik dan meningkatkan kinerja membran. Zeolit

merupakan kristal mikroporous yang mengandung Si-O dan Al-O yang

lebih dikenal dengan aluminosilikat. Penelitian menunjukkan bahwa

membran polimer yang diisi silika dapat mencapai fluks dan selektivitas

yang lebih tinggi dibandingkan dengan membran polimer sendiri dalam

pervaporasi pemisahan alkohol dan air. Untuk proses pervaporasi, membran

pengisi zeolit mempunyai dua area nyata, yaitu : fase membran dan fase

zeolit. Molekul terlarut berada pada fase membran dan proses sorpsi

mengikuti hukum Henry. Fase zeolit memberikan bagian adsorpsi dari difusi

molekul.

a. Metoda Pembuatan Membran Zeolit

Untuk menghasilkan membrane zeolit, zeolit alam di hancurkan

menggunakan ball mill atau bisa digerus secara manual (kira-kira 3 x 3

cm), selanjutnya dilakukan proses penyaringan, untuk memudahkan saat

dilakukan aktifasi. Penyaringan dilakukan selama 30 menit menggunal

molecular siever sampai dengan ukuran 10µm.

46

Hasilnya dipanaskan agar terjadi aktifasi. Pemanasan dapat dilakukan

pada suhu 200 o C hingga 900 oC pada kondisi tekanan 1 atm.

Material hasil aktifasi tersebut dapat diaktifasi untuk

meningkatkan luas permukaan dan kemampuan adsorpsinya.

b. Adsorpsi Oleh Membran Zeolit

Dalam keadaan normal maka ruang hampa dalam kristal zeolit terisi

oleh molekul air bebas yang membentuk bulatan di sekitas kation. Bila kristal

tersebut dipanaskan selama beberapa jam, biasanya pada temperatur 250-

900 oC, maka kristal zeolit yang bersnagkutan berfungsi menyerap gas atau

cairan. Daya serap (absorbansi) zeolit tergantung dari jumlah ruang hampa

dan luas permukaan. Biasanya mineral zeolit mempunyai luas permukaan

beberapa ratus meter persegi untuk setiap gram berat. Beberapa jenis

mineral zeolit mampu menyerap gas sebanyak 30% dari beratnya dalam

keadaan kering. Pengeringan zeolit biasanya dilakukan dalam ruang hampa

dengan menggunakan gas atau udara kering nitrogen atau methana dengan

maksud mengurangi tekanan uap ari terhadap zeolit itu sendiri.

Keuntungan lain dari penggunaan mineral zeolit sebagai bahan

penyaring adalah pemilahan molekul zat yang terserap, disamping

penyerapan berdasarkan ukuran garis tengah molekul ruang hampa. Apabila

ada dua molekul atau lebih yang dapat melintas, tetapi karena adanya

pengaruh kutub atau hubungan antara molekul zeolit itu sendiri dengan

molekul zat yang diserap, maka hanya sebuah saja yang diloloskan, sedang

yang lain ditahan atau ditolak. Molekul yang berkutub lebih atau tidak

jenuh akan lebih diterima daripada yang tidak berkutub atau yang jenuh. Air

dalam etanol dapat teradsorbsi karena gaya tarik dari permukaan

membran zeolit lebih besar dari pada gaya tarik yang menahan air tersebut

untuk tetap larut dalam etanol. Dengan memanfaatkan sifat fisik dan

kimia zeolit tersebut yaitu sifat hidrofilik dan ukuran pori < 0.44 nm sehingga

air dalam etanol dapat diserap secara sempurna dan pada akhirnya

kemurniannya meningkat. Absorpsi tersebut merupakan fenomena

permukaan yang terjadi pada saat molekul adsorbate tertarik dan

menempel pada permukaan dari adsorbent. Gaya tarik tersebut disebabkan

47

oleh gugus-gugus hidroksil yang berada di permukaan pori dari membran

zeolit.

Adsorpsi terjadi pada permukaan pori membran. Partikel zeolit

memiliki tiga tipe pori, yaitu macropore dan micropore (masing-masing

dengan ukuran

>50nm dan <2nm). Di antara keduanya terdapat mesopore. Macropore

merupakan jalan masuk ke dalam partikel menuju micropore. Macropore

tidak berkontribusi terhadap besarnya luas permukaan membran zeolit.

Sebaliknya, micropore adalah penyebab besarnya luas permukaan membran

zeolit. Micropore tersebut sebagian besar terbentuk selama proses aktifasi.

Pada micropore inilah sebagian besar peristiwa adsorpsi terjadi.

Proses adsorpsi terjadi melalui tiga tahap, yaitu:

1. macro transport: pergerakan material organik melalui sistem macropore membran zeolit.

2. micro transport: pergerakan material organik melalui sistem mesopore dan micropore dari membran zeolit.

2. sorption: melekatnya material organik pada permukaan membran zeolit, yaitu di permukaan macropore, mesopore dan micropore.

c. Kemurnian Etanol

Etanol (C2H5OH) diperoleh dari proses fermentasi gula oleh ragi

(Saccharomyces sp.) yang juga menghasilkan produk sampingan berupa gas

karbon monoksida. Dalam pembuatan gasohol etanol merupakan High Octane

Mogas Component (HOMC) dengan angka oktan rata-rata 104; pada campuran

dengan bensin 118. Proses denaturasi pada gasohol yaitu pembubuhan/

penambahan suatu zat ke dalam etanol produk pabrik sehingga etanol tersebut

tidak dijadikan bahan minuman.

Sebuah azeotrope adalah campuran dua atau lebih senyawa kimia

dalam rasio tertentu dan komposisi tersebut tidak dapat dirubah oleh distilasi

sederhana. Ini dikarenakan ketika azeotrop dipanaskan, hasil penguapan

mempunyai ratio yang sama sesuai campuran cairan awal. Karena

komposisi tidak dapat dirubah dengan pemanasan, maka azeotrop dikenal juga

sebagai constant boiling mixtures. Tiap azeotrop mempunyai sebuah

karakteristik titik didih. Titik didih dari sebuah azeotrop dengan titik didih

48

dibawah titik didih komponen-komponen penyusunnya (positive azeotrop)

sedangkan apabila berada diatas titik didih komponen-komponen

penyusunnya (negative azeotrop). Sebuah contoh positive azeotrop yang

cukup dikenal yaitu etanol 95.6% dan air 4.4% (persen berat). Etanol

mendidih pada suhu 78.4oC, air pada 100oC tapi azeotrop mendidih pada

78.1oC, yang mana lebih kecil dari unsur penyusunnya. Tentu saja

78.1oC merupakan temperatur minimum solution ethano/air dapat

dipanaskan. Positive azeotrop dikenal juga dengan istilah minimum

boiling mixtures.

Berdasarkan ketentuan etanol institute, etanol yang dapat dipergunakan

untuk octane enhancer dalam bensin harus memiliki kemurnian diatas 99% wt.

Sehingga diharapkan dapat dijadikan sebagai pengganti MTBE, campuran

bensin dan etanol dari E-10 sampai dengan E-85.

Kemurnian etanol yang diperoleh proses fermentasi sangat ditentukan

pada hilir pembuatan gasohol, yaitu pada distillation column yang terjadi

dehydration etanol dari ~90% menjadi ~99% agar dapat dipergunakan sebagai

bahan bakar alternatif yang sustainable. Dengan ketentuan minimal 7%-volume

etanol dari broth fermentasi untuk menunjang kualitas produk yang dihasilkan.

Adanya absorben berperan sangat penting dalam rangka mencapai tujuan kita

memperoleh kemurnian etanol yang sesuai untuk pembuatan E-10.

d. Filtrasi dengan membran zeolit

Komponen yang harus dihilangkan dalam larutan etanol adalah air dan

komponen terlarut lain. Pada proses filtrasi, dalam air yang lebih besar dari

pori membran akan tertahan, dengan sifat fisik tersebut dapat ditunjang sifat

kimiawi yang hidrofilik sehingga proses pemisahan semakin sempurna.

e. Pengujian Katalitik Membran zeolit

Efektivitas membran membran zeolit dapat dilihat dari pengurangan

konsentrasi kontaminan di dalam air setelah melewati membran. Salah satu

parameter fisika yang dapat digunakan untuk mengetahui kemampuan dari

membran zeolit. Penggunaan membran yang telah diperoleh, dujicobakan

secara langsung pada alkohol dengan kadar tertentu. Selanjutnya hasilnya

49

dianalisis dan diuji sesuai non-destructive testing.

Hasil uji diperbandingkan dengan sampel yang tidak diuji sehingga terlihat

penurunan kadar air dalam etanol. Untuk mempelajari dan memperkirakan

komposisi dari air dan alkohol di dalam larutan fermentasi etanol. Metode

yang digunakan metode akustik yaitu gelombang berfrekuensi tinggi

(ultrasonik). Parameter mengukur kecepatan gelombang dan koefisien

atenuasi dilakukan percobaan-percobaan pada berbagai sampel larutan yang

diambil selama proses fermentasi berlangsung. Diharapkan sampel-sampel

larutan ini mempunyai komposisi glukosa dan alkohol yang berbeda sehingga

sifat-sifat akustiknyapun berbeda.

Sampel

Ultrasonic FlawDetector

OsiloskopDigital

komputer

Gambar 2.10. Diagram blok sistem pengukuran ultrasonic

Diagram blok dari sistem pengukuran yang digunakan dalam penelitian

ini ditunjukkan pada gambar 2.10 yang terdiri dari Ultrasonic Flaw

Detector, osiloskop digital dan komputer pribadi. Ultrasonic Flaw Detector

akan bertindak baik sebagai pemancar maupun sebagai penerima.

Osiloskop digital akan bertindak sebagai alat peraga untuk mengamati

sinyal-sinyal yang terjadi sedangkan komputer pribadi akan bertindak

50

sebagai pemroses data.

Sampel larutan ditempatkan pada suatu wadah plastik yang di sebelah kiri

dan kanannya terdapat sepasang transduser ultrasonik.

f. Pembuatan Powder Membran Zeolit Alam

- Preparasi

Pada tahapan ini alat dan bahan yang digunakan antara lain zeolit

alam, alat penggerus, ball-mill, dan saringan powder. Preparasi terdiri

dari tahap peremukan (crushing), sampai penggerusan (grinding). Sebelum

dilakukan proses aktivasi, ZA digerus dan dihancurkan menjadi ukuran yang

lebih kecil (kira-kira 3 x 3 cm) untuk memudahkan saat dilakukan aktifasi.

Setelah proses penggerusan dan ball-mill selama 24jam, selanjutnya ZA

tersebut disaring menggunakan molecular siever (Compact Vibrating

Shaker VSS-50) buatan Ogawa-Seiki sampai ukuran < 10µm.

Larutan PVA 90% dibuat dari PVA=27.77gr dan 250ml air distilasi diaduk

menggunakan stirrer selama satu jam dengan arus 0.2A dan 2Volt (~200rpm),

hal ini juga dilakukan untuk pembuataan NaOH 0.3M. Untuk tubullar support

dibuat dengan panjang 5cm sembilan buah direndam dalam larutan HNO3

selama satu jam dengan stirrer ultrasonic. Untuk menghilangkan pengotor

dipermukaan bagian dalam dan luar permukaan SS.

- Aktifasi

Ada dua cara yang umum digunakan dalam proses aktifasi zeolit,

yaitu pemanasan selama 2-3 jam, dan kimia dengan menggunakan pereaksi

NaOH atau H2SO4. Aktifasi dilakukan pada suhu 200oC-900oC dengan

menggunakan jenis tungku berbentuk silinder dengan diameter 7 cm dan

panjang 30 cm. Variasi dilakukan terhadap lamanya pembakaran antara lain

1 jam, 2 jam, dan 3 jam dan juga variasi temperatur (250 oC, 300 oC, dan

800 oC). Hasil pembakaran yang optimal selanjutnya diolah telah siap

menjadi powder.

Selanjutnya didinginkan dalam udara terbuka. Tahap ini bertujuan

untuk memperoleh ukuran produk yang sesuai dengan tujuan penggunaan.

Pembuatan powder terdiri dari tahap peremukan (crushing), sampai

penggerusan (grinding). Proses ini bertujuan untuk meningkatkan sifat-sifat

khusus zeolit dengan cara menghilangkan unsur-unsur pengotor dan

51

menguapkan air yang terperangkap dalam pori kristal zeolit.

52

Zeolit Alam

Crushing and grinding

Molecular siever

Aktivasi

Silika

Pencampuran

Karakterisasi

250 oC/ 1 jam 300 oC/ 1 jam 800 oC/ 1 jam

Powder NaOH+air

PVA Crosslinking agent

Pencetakan

Drying

Uji Uji XRD. SEM Uji kemurnian efektivitas

Katalitik membran

Gambar 2.11. Bagan pengujian

53

g. Pencetakan (forming)

Metoda pencetakan yang digunakan adalah metoda semi-dry pressing

dan slip casting. Alat dan bahan yang digunakan antara lain powder

ZA, air biodestilasi, silika, PVA 90%, larutan HCl 5M, asam oksalat,

NaOH 0.3M, catalyst, gelas kimia, pipet, pengaduk elektronik, timbangan

elektronik dengan ketelitian 0.1 gram (Precisa 8000D-PAG Oerlikon AG),

termometer, mesin pres dengan tekanan maksimum 20 kN dan tubullar support

SS.

Pada metoda pencetakan, zeolit alam, asam oksalat, PVA

dan dicampurkan dan ditambahkan air dengan komposisi 50 % dari berat

total bahan. Campuran kemudian diaduk dengan pengaduk elekronik

hingga zeolit alam terdispersi secara merata dalam air. Setelah itu

campuran tersebut dituangkan ke dalam cetakan SS (stainless steel) dan

dibiarkan mengering secara alami selama kurang lebih 24 jam. Setelah

kering sampel dikeluarkan dari cetakan. Sampel (AA, AB, dan AC) yang

dicetak tadi hasil aktivasi di pres sampai tekanan ~20 kN, yang dicampur

dengan polystyrene sebagai additive (nucleation agent) sebagai template.

Semi dry pressing dimulai dengan mencampurkan zeolit alam

dengan asam oksalat dan NaOH. Campuran diaduk secara manual

dan terakhir ditambahkan larutan PVA dan catalyst. Pengadukan dilakukan

sampai powder berubah menjadi larutan sol yang lebih merata dan

terdistribusi dengan ukuran yang hampir sama satu sama lain dengan arus

0.1A dan 2 Volt (~150 rpm) selama satu jam.

Selanjutnya campuran tersebut dimasukkan ke dalam cetakan dan

ditekan secara manual dengan bantuan mesin press. Setelah itu sampel

dikeluarkan dari cetakan dan dibiarkan selama sekitar 24 jam agar terjadi

pengeringan secara alami. Terdapat tubullar support yang digunakan yaitu

terbuat dari SS dengan pori ~500nm dengan ketebalan 1mm (i.d. 8.5mm dan

o.d. 9.5mm) dengan berat 7.6 gr.

54

h. Drying

Drying dilakukan dengan dua metoda. Metoda pertama dengan

menggunakan oven dan yang kedua menggunakan microwave. Pada

metoda pertama, dilakukan uji coba perlakuan panas di dalam oven .

Pengujian dilakukan sekali pada suhu 80 oC selama 18jam.

i. Pengujian

- Pengujian massa jenis

Sampel yang berbentuk silinder diukur jari-jari, tinggi dan

tebalnya dengan menggunakan jangka sorong. Setelah itu sampel

ditimbang dengan timbangan elektronik.

- Pengujian porositas

Sampel berbentuk balok sebelumnya ditimbang dalam keadaan

kering. Data tersebut kemudian disebut berat kering (Wd). Sampel kemudian

direndam dalam air pada wadah kaca tertutup dan divakum selama kurang

lebih 2 jam hingga tidak lagi muncul gelembung udara dari dalam sampel.

Setelah itu sampel dikeluarkan dan air yang berlebih pada permukaannya

dihilangkan dengan di lap. Setelah itu sampel ditimbang. Data yang

diperoleh kemudian disebut sebagai berat basah (Ww).

- Pengujian Membran

Untuk menguji efektifitas membran dalam mengurangi kadar air di

dalam larutan etanol-air, digunakan sampel yang berbentuk silinder (gambar

3.3). Etanol yang digunakan adalah etanol teknis yang berasal dari toko

bahan-bahan kimia Bratachem. Alasan digunakannya air keran karena

membran yang akan dibuat akan diaplikasikan pada tingkat akhir proses

fermentasi, salah satunya keran pada wastafel. Hasilnya dibandingkan dengan

kadar zat padat terlarut dalam air yang belum disaring.

55

Gambar 2.12. Skematik pengujian membran dalam proses pervaporasi

Pada metoda dip coating, zeolit alam, sodium silikat, PVA dan

PEG dicampurkan dan ditambahkan air dengan komposisi 50 % dari berat

total bahan. Campuran kemudian diaduk dengan pengaduk elekronik

hingga zeolit alam terdispersi secara merata dalam air.. Setelah terbentuk

sol, substrat alumina dan stainless steel dengan panjang 5cm, 10 cm, dan

15 cm dicelupkan ke dalam larutan sol tersebut kemudian diangkat dan

dikeringkan di udara terbuka selam 24 jam. Pembuatan gel dimulai dengan

mencampurkan zeolit alam dengan sodium silikat dan PEG. Campuran

diaduk secara manual dan terakhir ditambahkan larutan PVA. Proses

modifikasi dimaksudkan untuk mengubah sifat permukaan zeolit alam

dengan cara melapiskan polimer organic (sintesis dan alamiah) pada zeolit

tersebut. Penentuan luas permukaan zeolit alam dilakukan dengan alat

surface areameter. Hasil penelitian menunjukkan bahwa zeolit yang

diimpregnasi dengan logam yang disertai oksidasi dan reduksi mempunyai

luas permukaan yang lebih besar, dibanding dengan zeolit alam, zeolit aktif

dan zeolit aktif yang diimpregnasi dengan pembakaran.

- Karakterisasi Membran

Dibawah ini merupakan hasil XRD dari zeolit yang telah

mengalami proses pertama, dengan hasil ini dapat diketahui kemiripan peak

tertinggi dengan zeolit komersial hasil dari sintesis, dimaksudkan diperoleh

56

temperatur optimal hasil dari exstrapolasi antara hasil suhu 200-900 0C.

Tahap ini bertujuan untuk mengetahui properties dan karakter apakah

material yang kita hasilkan sesuai yang diharapkan. Metode karakterisasi

dengan menggunakan SEM (Scanning Electron Microscope) dan XRD (X-

ray Diffractometer). XRD yang dipergunakan Philips Analytical X-Ray B.V.

dengan maximum intensity: 954.8100 untuk hasil sampel pertama dan

maximum intensity: 492.8400 pada sampel kedua (kalsinasi) serta panjang

gelombang alfa =1.54056 Angstrom. Hasil karakterisasi ini untuk

memperlihatkan properties dari material yang dihasilkan dari proses reaksi

kimia, dimana karakteristik material tentu berbeda dengan bahan baku

5. Bidang pengolahan limbah

Zeolit yang telah diaktifkan baik secara fisika dengan pemanasan

maupun secara kimia dengan penambahan asam atau basa mampu

meredam/ menurunkan kandungan logam Fe, Mn, Zn, dan Pb yang

terdapat dalam air tanah. Selain itu juga mampu menurunkan

kandungan amoniak dalam air buangan. Zeolit yang telah diaktifkan

atau didehidrasi sehingga kehilangan molekul airnya menyebabkan

rongga yang ada akan lebih efektif untuk menjerap logam–logam berat

yang ada pada limbah.

6. Bidang Lingkungan

Dalam masalah lingkungan terutama masalah polusi udara zeolit juga

pernah ditaburkan dari pesawat terbang diatas reaktorChernobil untuk

maksud menyerap hasil fisi yang terdapat dalam jatuhan debu radioaktif

(Fall out) akibat kebakaran reaktor sovyet tahun 1985.

Zeolit digunakan dalam proses penyerapan gas seperti :

• Gas mulia antara lain Ar,Kr dan gas He

• Gas rumah kaca (NH3, CO2, SO2, SO3 dan NO3)

• Gas organik CS2, CH4, CH3CN, CH3, OH, termasuk pirogas

dan fraksi etanan/etilen.

• Pemurnian udara bersih mengandung O2 .

• Penyerapan gas N2 dari udara sehingga meningkatkan

kemurnian O2 di udara.

57

Gambar 2.13. Penggunaan zeolit dalam kehidupan sehari-hari

Gambar 2.14. Perkembangan Penggunaan Zeolit di dunia

58

2.9 Potensi Zeolit Alam Di Indonesia

Mineral alam zeolit tersebar di berbagai belahan di Indonesia seperti

Bayah,Banten,Cikalong, Tasikmalaya, Cikembar, Sukabumi, Nanggung,

Bogor, dan Lampung dalam jumlah besar dengan bentuk hampir murni dan

harga murah. Mineral zeolit mempunyai struktur framework tiga dimensi dan

menunjukkan sifat penukar ion, sorpsi molecular sieving dankatalis sehingga

memungkinkan digunakan dalam pengolahan limbah industri dan limbah

nuklir.

Gambar 2.15. Sebaran zeolit alam di Indonesia dan komposisi mineralnya

59

BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

Zeolit merupakan senyawa alumino-silikat hidrat terhidrasi dengan unsur

utama yang terdiri dari kation alkali dan alkali tanah terutama Ca, K dan Na,

dengan rumus umum (LmAlx Sig O2nH2O) dimana L adalah logam. Sifat umum

dari zeolit adalah kristal yang agak lunak dengan warna putih coklat atau

kebiru-biruan.

Mineral zeolit terbentuk melalui beberapa proses, yaitu:

1. Proses sedimentasi

2. Alterasi

3. Proses Diagenesis

Proses diagenesis, antara lain:

a. Kompaksi

b. Rekristalisasi dan pelarutan

c. Sementasi

d. Autigenisasi

e. Replacement

f. Bioturbasi

4. Proses hidrotermal

Pada prinsipnya pengolahan mineral zeolit dilakukan dengan 2 tahap

yaitu:

11. Tahap preparasi

12. Proses aktifasi

Mineral zeolit dapat dimanfaatkan dalam berbagai bidang seperti:

1. Bidang pertanian dan perkebunan.

2. Bidang Peternakan.

3. Bidang Perikanan.

4. Bidang pengolahan air.

5. Bidang pengolahan limbah

60

3.2. Saran

Mineral zeolit memiliki manfaat baik itu dalam bidang pertanian,

perkebunan, peternakan, perikanan, pegolahan air, maupun dalam bidang

pengolahan limbah. Untuk itu pegolahan mineral zeolit, harus dilakukan dengan

baik, sehingga mineral ini dapat menjadi mineral yang lebih bernilai ekonomis.

61

DAFTAR PUSTAKA

Bell, R.G., 2001, “Promoting The Science of Nanoporous Materials”, British

Zeolite Association Publications, London

Christine Elizabeth Kaharmen. 2008. http://kuningtelorasin.wordpress.com/batuan-

macam-dan-pembentukannya/

Flanigen, E.M., 1991, “Zeolite and Molecular Sieves An Historical Perspective”,

Elsevier Science Publishers B.V., New York

Geofact, 2010. http://www.geofacts.co.cc/2008/11/provenance-proses-dan-

diagenesis.html

Kusumaningtyas, Ayu Endarti. 2003. “Pemanfaatan Zeolit Sebagai Adsorben

Untuk Mengolah Limbah Industri dan Radioaktif”. Malang : Universitas

Negeri Malang.

Saputra, R. 2006. Pemanfaatan Zeolit Sintesis Sebagai Alternatif Pengolahan

Limbah Industri.(http://pdf-search-engine.com/katalis)

Sukandarrumidi, 2004. Bahan Galian Industri. Yogyakarta : UGM Press.

Sutarti, M dan Rachmawati,M. 1994. Zeolit Tinjauan Literatur, Pusat Dokumentasi

dan Informasi Ilmiah LIPI: Jakarta.

Ulfah, Eli Maria, Fani Alifia Yasnur, dan Istadi. 2006. “Optimasi Pembuatan

Katalis Zeolit X dari Tawas, NaOH dan Water Glass Dengan Response

Surface Methodology”. Semarang : Universitas Diponegoro

http://iqmal.staff.ugm.ac.id/wp-content/2004-ijc-iqmal-4-2-04-10-132-138-

dwiretno.pdf

http://mputantular.tripod.com/pra.html

http://darsono-sigit.um.ac.id/wp-content/uploads/2009/04/zeolit1.pdf

62

http://openpdf.com/ebook/sifat-kimia-zeolit-pdf.html

http://openpdf.com/ebook/pengolahan-zeolit-pdf.html

http://www.dim.esdm.go.id/index.php?

option=com_content&view=article&id=493 &Itemid=395

http://www.nesmd.com/shtml/33181.shtml

http://www.dim.esdm.go.id/index.php?

option=com_content&view=article&id=199 &Itemid=236

63