Rendra Syam Mustopa Pembimbing :

Dr. Ing. Doty Dewi Risanti, ST, MT

SEMINAR TUGAS AKHIR

• Bencana luapan lumpur panas Sidoarjo mengakibatkan kerugian yang cukup besar sehingga diperlukan pemanfaatan untuk mengurangi dampak kerugiannya.

• Penelitian sebelumnya mengatakan bahwa berdasarkan kandungannya, lumpur panas Sidoarjo mampu dimanfaatkan sebagai adsorben dan bahan bangunan.

• Cara untuk meningkatkan performansi dari pemanfaatan lumpur panas Sidoarjo.

• Diperlukan karakterisasi aktifasi baik secara kimia dan fisika dengan variabel larutan asam (HCl) maupun basa (NaOH) demi aplikasi lumpur panas Sidoarjo lebih lanjut.

1

Perumusan masalah : • Bagaimanakah sifat fisis lumpur panas Sidoarjo yang telah

melalui proses aktifasi kimia dan fisika ? Tujuan : • menunjukkan potensi lumpur panas Sidoarjo dari karakterisasi

sifat fisis lumpur panas Sidoarjo dengan aktifasi kimia dan fisika.

2

• Objek lumpur panas Sidoarjo yang digunakan adalah lumpur panas pada titik yang berjarak ± 2 km dari pusat semburan. (Lumpur dalam kondisi setengah basah).

• Aktifasi fisis adalah proses kalsinasi lumpur, sedangkan aktifasi kimia adalah proses pencucian lumpur dengan NaOH 3 M dan HCl 3 M.

• Variabel bebas pada percobaan ini adalah suhu kalsinasi dengan range 800 – 1000 oC pada aktifasi kimia kondisi asam (HCl 3 M) dan 200 – 1000 oC pada aktifasi kimia kondisi basa (NaOH 3 M ).

3

LUMPUR PANAS SIDOARJO

• Lumpur panas Sidoarjo merupakan semburan lumpur panas yang terdapat di Sidoarjo sejak tanggal 29 Mei 2006 yang terletak disekitar 10 km timurlaut dari gunung penanggungan, sumur eksplorasi Banjarpanji-1, Reno Kenongo, Porong, Sidoarjo (BPLS Sidoarjo).

• Kandungan mineral pada lumpur panas Sidoarjo sebagian besar adalah mineral liat (Kaolinite, illite, montmorillonite), quartz, dan oksida logam (Plumlee, 2008).

5

MINERAL LIAT

• Mineral Liat merupakan material halus yang berukuran 2 µm yang memiliki sifat plastis saat terdapat kandungan air dan akan mengeras apabila dikeringkan (Gugenheim, 1995; Velde, 1995)

• Struktur mineral liat terdiri atas lapisan silika (tetrahedron) dan alumina (oktahedron)

6

• Tahap I Preparasi lumpur : lumpur yang diambil dalam kondisi setengah basah pada jarak ± 2 km dari pusat semburan dicuci, dikeringkan dan diayak sehingga berbentuk serbuk dengan ukuran 150 mesh.

• Tahap II Aktifasi : lumpur diaktifasi dengan cara diaduk pada larutan HCl dan NaOH pada konsentrasi 3 M kemudian dikalsinasi pada rentang suhu 200 – 1000 oC.

• Tahap III Karakterisasi : lumpur dikarakterisasi dengan menggunakan SEM-EDX, XRD, FTIR, DTA, TGA-DSC, BET.

• Tahap IV Analisa Potensi : Hasil analisa karakterisasi dicocokkan dengan potensi pemanfaatan lumpur panas Sidoarjo.

7

N200 N600 N800 N1000

H200 H600 H800 H1000

LM

8

LM menunjukkan lumpur tanpa aktifasi, sedangkan N = NaOH, H = HCl, dan angka = suhu kalsinasi

SEM - EDX

Unsur Wt % At % O K 41.81 56.54

Na K 1.79 1.67 Mg K 3.30 2.96 Al K 15.21 12.20 Si K 29.56 22.75 P K 0.26 0.18 S K 0.28 0.19 Cl K 0.97 0.59 K K 1.00 0.55 CaK 0.56 0.30 Fe K 5.26 2.06 MORFOLOGI LUMPUR TAK TERAKTIFASI

EDX LUMPUR TAK TERAKTIFASI

9

10

11

XRD - SPEKTRUM

15 20 25 30 35 40 450

400

800

1200

1600

2000

i

m i q

q

q : Quartzm : Monmoriloniti : illitek : kaolinit

26.0 26.4 26.80

400800

120016002000

LM

Cou

nts

2θ

N1000

N800

N600

N200

qim

15 20 25 30 35 40 450

400

800

1200

1600

2000 q : Quartzm : Monmoriloniti : illitek : kaolinit

q

q

26.0 26.4 26.80

400800

120016002000

Cou

nts

2θ

H200H600H800H1000

LM

qmi imk

i

LUMPUR TERAKTIFASI NaOH 3M LUMPUR TERAKTIFASI HCl 3M

12

XRD - RIETVELD SPEKTRA

Jenis Sampel Jumlah Kandungan Mineral (%wt) Q I K M

LM 5,15 86,81 5,44 2,6 H 200 8,21 71,08 17,94 2,77 H 600 19,64 69,73 10,63 - H 800 12,14 81,30 6,56 -

H 1000 8,8 91,2 - - N 200 10,13 72,14 4,13 13,6 N 600 11,35 85,62 3,03 - N 800 11,79 86,64 1,57 -

N 1000 26,3 73,70 - -

13

FTIR - SPEKTRUM

LUMPUR TERAKTIFASI NaOH 3M LUMPUR TERAKTIFASI HCl 3M

4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0

0

20

40

60

80

100

%Tr

ansm

ittan

ce

Wavelength (cm-1)

N200

N600

N800

N1000

LM

1 2 3 4 5

4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0

0

20

40

60

80

100

% T

rans

mitt

ance

Wavelength (cm-1)

H200

H600

H800

H1000

LM1 2 3 4 5

14

DTA

0 200 400 600 800 1000-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

Hea

t Flo

w (µ

V)

Temperatur (oC)

dehi

dras

i

dehi

drok

sila

siEksoterm

15

TGA – PENGURANGAN BERAT

LUMPUR TERAKTIFASI NaOH 3M LUMPUR TERAKTIFASI HCl 3M

200 400 600 800 1000 1200

14

15

16

17de

hidr

oksi

lasi

N1000

N600

N800

N200LM

Mas

sa lu

mpu

r (m

g)

Temperatur (oC)

dehi

dras

i

200 400 600 800 1000 120013

14

15

16

17

Mas

sa lu

mpu

r (m

g)

dehi

drok

sila

si

dehi

dras

i LMH200

H600

H800

Temperatur (oC)

H1000

16

BET-PENGARUH T. KALSINASI

0 200 400 600 800 10003.723.743.763.783.803.823.843.863.883.90

0

20

40

60

80

100

120

Diameter Pori HCl Diameter Pori NaOH

Dia

met

er p

ori (

nm)

Temperatur kalsinasi (oC)

Area Permukaan HCl Area Permukaan NaOH

Area

Per

muk

aan

(m2 /g

)

18

BET-ADSORBSI ISOTERM

LUMPUR TERAKTIFASI NaOH 3M LUMPUR TERAKTIFASI HCl 3M

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.00

10

20

30

40

50

60

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0N1000

N1000

N800

Vol

ume

@ S

TP

(cc

/g)

Tekanan Relatif (P/Po)

N200

N600LM

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.00

40

80

120

160

200

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.00

2

4

6

8H1000

Vol

ume

@ S

TP (c

c/g)

Tekanan relatif (P/Po)

H600H200

H800

H1000LM

19

BET-DISTRIBUSI UKURAN PORI

LUMPUR TERAKTIFASI NaOH 3M LUMPUR TERAKTIFASI HCl 3M

10 1000.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

0.035

10 1000.0

2.0x10-4

4.0x10-4

6.0x10-4

8.0x10-4

N1000

dV (D

) (c

c/nm

/g)

Diameter pori (nm)

N200 N600 N800 N1000 LM

10 1000.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

10 1000.0

5.0x10-41.0x10-31.5x10-32.0x10-32.5x10-3 H1000

H200 H600 H800 H1000 LM

dV (D

) (cc

/nm

/g)

Diameter pori (nm)

20