Pengertian dan Material Keramik Pembentukan Keramik Keramik Berpori

Joskar : Pembuatan Keramik Berpori Dari Limbah Padat Pulp Dengan Aditif Kaolin Sebagai Filter Gas Buang, 2009 USU Repository © 2008

2.2.1 Grit

Grit berasal dari proses recousstisizing berupa bahan yang tidak bereaksi antara green liquoer dan kapur tohor, yang kandungan utamanya adalah bata dan pasir yang mengandung hidroksida.

2.2.2 Dreg

Dreg merupakan bahan endapan dari green liquoer yaitu smelt yang dilarutkan dengan weak wash dari lime mud washer. Kandungan utamanya adalah silika dan bahan karbon residu organik yang tidak sempat terbakar dalam boiler. Bahan ini kaya akan karbon karena tidak bereaksi.

2.2.3 Biosludge

Merupakan campuran dari endapan limbah cair, yang diperoleh dari proses primary dan secondary yang kandungan utamanya adalah selulosa dan bakteri yang mati. Dengan demikian perlu dilakukan pengamatan dan analisa lebih lanjut tentang senyawa-senyawa atau fasa yang dominan dari kandungan limbah padat pulp tersebut, sehingga cocok digunakan untuk membentuk material keramik

2.3 Pengertian dan Material Keramik

Keramik berasal dari kata Ceramos yang berarti batuan yang berasal dari pegunungan, dan selanjutnya menjadi kata ceramics yang dalam bahasa Inggris berarti bahan inorganik dan metalik yang merupakan campuran metal dan non metal yang terikat secara ionik dan kovalen Sembiring, 2007. Joskar : Pembuatan Keramik Berpori Dari Limbah Padat Pulp Dengan Aditif Kaolin Sebagai Filter Gas Buang, 2009 USU Repository © 2008 Bahan keramik terdiri dari fasa kompleks yang merupakan senyawa unsur metal dan nonmetal yang terikat secara ionik maupun kovalen. Keramik pada umumnya mempunyai struktur kristalin dan sedikit elektron bebasnya. Susunan kimia keramik sangat bermacam-macam yang terdiri dari senyawa yang sederhana hingga campuran beberapa fasa kompleks. Hampir semua keramik merupakan senyawa antara unsur-unsur elektropositif dan elektronegatif. Keramik mempunyai sifat-sifat antara lain mudah pecah dan ketahanan rendah, kekuatan dan ikatan keramik menyebabkan tingginya titik lebur, kerapuhan, daya tahan terhadap korosi, rendahnya konduktivitas termal dan tingginya kekuatan kompressif dari material tersebut. Keramik secara umum dapat ditunjukkan oleh rumus kimia SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO, Na 2 O, TiC, UO 2 , Pbs, MgSiO 3 , dan lain-lain. 2.4 Bahan-Bahan Keramik 2.4.1 Kaolin Kaolin diklasifikasikan dalam 2 jenis yaitu pertama suatu endapan residu berasal dari perubahan batu-batuan. Kedua adalah jenis pengendapan yang mana batu bagus dan partikel-partikel clay telah dipisahkan dari endapan. Kaolin yang berasal dari preshidrotermal yaitu pengikisan yang terjadi akibat pengaruh air panas yang terdapat pada retakan dan patahan serta daerah permeable lainnya dalam batu-batuan. Kaolin yang berasal dari proses pelapukan sedimentasi yaitu pelapukan batuan beku dan batuan metamorpik yang reaksinya adalah sebagai berikut : Joskar : Pembuatan Keramik Berpori Dari Limbah Padat Pulp Dengan Aditif Kaolin Sebagai Filter Gas Buang, 2009 USU Repository © 2008 KAlSi 3 O 8 HAlSi 3 O 8 + KOH Hydrolysis HAlSi 3 O 8 HAlSiO 4 + 2Si O 2 Desilikation 2HAlSiO 4 + H 2 O OH 4 Al 2 Si 2 O 5 Hydration Kaolin yang dipergunakan dalam pembuatan sampel adalah kaolin yang berasal dari Kecamatan Bandar Pulau Kabupaten Asahan Sumatera Utara dengan cadangan dan potensi cukup banyak ± 7.913.000 ton Dinas Pertambangan dan Energi Sumut, 2007. Garis besar deretan reaksi atau perubahan fasa kaolin yang dipanaskan adalah sebagai berikut : a. Tahap pertama : Sekitar 500 o C yaitu reaksi endotermis yang sehubungan dengan hilangnya struktur air atau dehidrasi kaolinit dan pembentukan metakaolin, 2Al 2 O 3 .4SiO 2 . b. Tahap kedua : Sekitar 950 o C yakni reaksi eksotermis, sehubungan dengan pengkristalan yang cepat fasa bentuk jarum spinel, disebut -Al 2 O 3 , oleh Brinley dan Nakahira dinyatakan dengan 2Al 2 O 3 .3SiO 2 . c. Tahap ketiga : Sekitar 1050 – 1100 o C, sehubungan dengan reaksi eksotermis kedua dimana struktur bentuk jarum berubah menjadi fasa mullit dan selanjutnya muncul kristobalit. Jika pemanasan diteruskan akhirnya mullit akan Joskar : Pembuatan Keramik Berpori Dari Limbah Padat Pulp Dengan Aditif Kaolin Sebagai Filter Gas Buang, 2009 USU Repository © 2008 mengkristal dengan baik dengan komposisinya 3Al 2 O 3 .2SiO 2 . Syukur, 1982

2.4.2 Feldsfar

Feldsfar merupakan suatu silikat alamiah pada umumnya digunakan dalam pembuatan keramik sebagai bahan fluks Fluxing Material yaitu sebagai sumber alumina dalam gas dan sumber alkali dalam gelas serta sumber alkali dalam gelasir dan enamel. Bahan ini dapat berupa pelebur fondant dengan kandungan alumino-silikat- alkali yang beraneka ragam terdiri dari : a. Arthose : Si 3 AlO 8 K, Potassis b. Albite : Si 3 AlO 8 Na, Sodis c. Anorthite : Si 3 AlO 8 Ca, Kalsis Dari komposisinya dapat dilihat bahwa struktur dari feldsfar tidak berbeda dengan struktur tanah liat. Feldsfar merupakan silikat alamiah, berwarna merah jambu atau kecoklat-coklatan dan merupakan mineral keramik dengan salah satu komposisinya adalah NaAlSi 3 O 8 . Feldsfar juga merupakan jaringan silikat dan satu diantara empat atom silikon digantikan oleh atom aluminium. Pada temperatur diatas 900 C feldsfar umumnya masih dalam keadaan stabil dan tidak mengalami perubahan fasa www.The mineral Orthoclase.com.

2.4.3 Clay Lempung

Clay dikenal sebagai tanah liat Argiles, merupakan sejenis mineral halus berbentuk kepingan, gentian atau hablur yang terbentuk dari batuan sediment Joskar : Pembuatan Keramik Berpori Dari Limbah Padat Pulp Dengan Aditif Kaolin Sebagai Filter Gas Buang, 2009 USU Repository © 2008 sedimensary rock dengan ukuran butir 1256 mm. Pada umumnya ada 2 jenis clay yaitu ball clay dan fire clay. Ball Clay digunakan pada keramik putih karena memiliki plastisitas tinggi dan tegangan patah tinggi serta tidak pernah digunakan sendiri. Fire clay terdiri dari tiga jenis yaitu Flin Fire Clay yang memiliki struktur kuat, Plastik Fire Clay memiliki workability yang baik dan High Alumina Clay yang sering dipergunakan untuk refraktori dan bahan tahan api.

2.4.4 Kuarsa Silika

Kuarsa adalah salah satu mineral berupa kristal sempurna berupa kristal-kristal silika SiO 2 . Kuarsa merupakan hasil dari proses pelapukan yang mengandung mineral utama seperti Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Na 2 O 3 , TiO 2 , K 2 O. Kuarsa berwarna putih bening, memiliki sifat-sifat fisik dan mekanik tertentu.

2.5 Pembentukan Keramik

Proses pembentukan keramik dapat dilakukan dengan berbagai cara antara lain : a. Die Pressing Pada proses ini bahan keramik dihaluskan hingga membentuk bubuk, lalu dicampur dengan pengikat binder organik kemudian di masukkan ke dalam cetakan dan ditekan hingga mencapai bentuk padat yang cukup kuat. Metode ini umumnya digunakan dalam pembuatan ubin, keramik elektronik atau produk dengan cukup sederhana karena metode ini cukup murah. Joskar : Pembuatan Keramik Berpori Dari Limbah Padat Pulp Dengan Aditif Kaolin Sebagai Filter Gas Buang, 2009 USU Repository © 2008 b. Rubber Mold Pressing Metode ini dilakukan untuk menghasilkan bubuk padat yang tidak seragam dan disebut rubber mold pressing karena dalam pembuatannya ini menggunakan sarung yang terbuat dari karet. Bubuk dimasukkan kedalam sarung karet kemudian di bentuk dalam cetakan hidrostatis. c. Extrusion Molding Pembentukan keramik pada metode ini melalui lobang cetakan. Metode ini biasa digunakan untuk membuat pipa saluran, pipa reactor atau material lain yang memiliki suhu normal untuk penampang lintang tetap. c. Slip Casting Metode ini dilakukan untuk memperkeras suspensi dengan air dan cairan lainnya, dituang ke dalam plester berpori, air akan diserap dari daerah kontak kedalam cetakan dan lapisan lempung yang kuat terbentuk. d. Injection Molding Bahan yang bersifat plastis diinjeksikan dan dicampur dengan bubuk pada cetakan. Metode ini banyak digunakan untuk memproduksi benda benda yang mempunyai bentuk yang komplek.

2.6 Keramik Berpori

Keramik memiliki sifat-sifat yang dibutuhkan sebagai filter antara lain tahan korosi, tidak bereaksi dengan campuran yang dipisahkan serta pori dan kekuatannya dapat diatur. Porositas dapat diatur antara lain dengan menambahkan bahan aditif Joskar : Pembuatan Keramik Berpori Dari Limbah Padat Pulp Dengan Aditif Kaolin Sebagai Filter Gas Buang, 2009 USU Repository © 2008 seperti serbuk kayu dan bahan lain misalnya grog yang dapat menghasilkan gas pada saat dibakar sehingga meninggalkan rongga yang disebut pori. Hasil pengukuran keramik cordierite berpori menunjukkan bahwa densitas berkisar 0,75-1,17 grcm 3 , porositas 58µ ½ , kekuatan patah 0,5-2 MPa, kekerasan HV 0,3-1,8 GPa Sebayang, 2006. Swedish Ceramic Institute dapat membuat keramik berpori dengan tehnik yang berbeda yang dinamakan tehnik protein suspensi hingga memperoleh porositas antara 50-80 dari volume keramik. Refractron Technologies Corp New York USA adalah badan yang meneliti dan memproduksi keramik berpori, dimana mereka memproduksi keramik berpori dengan karakteristik standar porositas antara 40-50 sedangkan HP Technical Ceramics memproduksi keramik berpori dengan standar porositas 35-50. Pembuatan keramik berpori dari bahan limbah juga telah dilakukan oleh Sasai, dkk 2003 dengan mencampur limbah pabrik kertas, serbuk gergajian kayu K 2 CO 3 sebagai activator dan clay sebagai aditif dan dikalsinasi pada suhu 850 C selama 1 jam pada tekanan 2 atmosfer.

2.7 Absorbsi