BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pasir kuarsa dikenal dengan nama pasir putih yang merupakan hasil pelapukan batuan yang mengandung mineral utama seperti kuarsa dan feldsfar. Pasir kuarsa mempunyai komposisi
gabungan dari SiO
2
, Al
2
O
3
, CaO, Fe
2
O
3
, TiO
2
, CaO, MgO, dan K
2
O yang berwarna putih bening atau warna yang lain bergantung pada senyawa pengotornya Siswanto, et al., 2012.
Pasir kuarsa banyak tersebar di Indonesia dan banyak ditemukan disepanjang pantai maupun laut. Di Sumatera, cukup banyak ditemukan pasir kuarsa, salah satunya di daerah
pantai Kecamatan Tanjung Tiram, Kabupaten Asahan, Sumatera Utara. Pasir kuarsa memiliki banyak kegunaan, diantaranya bahan pembuatan gelas dan keramik dan dapat direduksi
menjadi silikon yang memiliki lebih banyak kegunaan di bidang industri. Pada masa sekarang, banyak peneliti di dunia tertarik melakukan penelitian dalam meningkatkan
kemurnian silikon dari pasir kuarsa yang berasal dari daerahnya dikarenakan kegunaan silikon yang sangat banyak dan berguna bagi manusia. Tetapi, di Indonesia belum banyak
dilakukan penelitian mengenai pemurnian pasir kuarsa yang berasal dari pasir alam Indonesia.
Silika dapat mengalami perubahan bentuk dari kuarsa menjadi tridimit pada suhu 867
o
C dan tridimit dapat berubah bentuk lagi menjadi kristobalit pada suhu 1470
o
C. Sedangkan pada bentuk kuarsa, kuarsa dapat mengalami perubahan struktur dari kuarsa tinggi
menjadi kuarsa rendah pada suhu 573
o
C; pada bentuk tridimit, tridimit dapat mengalami perubahan struktur dari tridimit tinggi menjadi tridimit sedang pada suhu 160
o
C dan tridimit sedang dapat mengalami perubahan struktur lagi menjadi tridimit rendah pada suhu 105
o
C;
Universitas Sumatera Utara
dan pada bentuk kristobalit, kristobalit dapat mengalami perubahan struktur dari kristobalit tinggi menjadi kristobalit rendah pada suhu 200
o
-270
o
C Barsoum, 1997.
Tingkat kemurnian silikon dapat diklasifikasikan biasanya kedalam tiga level kemurnian, yaitu: 1. Metallurgical Grade Silicon, dengan tingkat kemurnian 98; 2. Solar
Grade Silicon , dengan tingkat kemurnian 99,9999; dan 3. Electronic Grade Silicon, dengan
tingkat kemurnian 99,999999 Gustiono, et al., 2012.
Telah dilakukan penelitian untuk menghasilkan silikon dari silika melalui beberapa metode reduksi, yaitu: 1. Reduksi Aluminotermik, dimana digunakan logam aluminium yang
bersifat lebih aktif dari silikon sehingga bersifat mudah terbakar Das, et al., 2002; 2. Reduksi Karbotermik, dimana digunakan karbon pada suhu yang sangat tinggi biasanya
mencapai suhu 2100
o
C Gustiono, et al., 2012; 3. Reduksi Kalsiotermik, dimana digunakan logam kalsium, prosesnya sama dengan reduksi aluminotermik Mishra, et al., 1985; dan 4.
Reduksi Magnesiotermik, dimana digunakan logam magnesium yang digunakan pada suhu yang tidak terlalu tinggi Sadique, 2010.
Sadique 2010 telah melakukan reduksi abu silika fume silica dengan metode reduksi secara magnesiotermik menggunakan tanur elektrik pada suhu optimum 750
o
-850
o
C yang menghasilkan kadar silikon yang mencapai 99.
Email, et al. 2013 telah melakukan penelitian mengenai ekstraksi dan kuantifikasi silikon dari pasir silika yang diambil dari Sungai Zauma, Zamfara State, Nigeria , dimana
dihasilkan kadar silika sebesar 81,5 dan kadar silikon sebesar 77.
Manullang 2012 telah melakukan studi isolasi silikon dari pasir alam yang berasal dari Kecamatan Tanjung Tiram, Kabupaten Asahan, Sumatera Utara dimana ukuran partikel
dari pasir kuarsa yang digunakan adalah 80-120 mesh, reaksi yang dilakukan pada proses pemurnian silika dari pasir alam dalam kondisi suhu kamar, pada proses reduksi silika
menjadi silikon secara magnesiotermik pada tanur listrik menggunakan suhu 750
o
C selama 2 jam dan pada tahap pelindian dilakukan pemanasan pada suhu 60-70
o
C selama 1 jam yang menghasilkan silikon dengan tingkat kemurnian sebesar 50. Silikon yang dihasilkan
kemudian digunakan untuk membuat tetraortosilikat.
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan penelitian terdahulu, maka peneliti akan melakukan optimalisasi kondisi reaksi pada proses isolasi silikon dari pasir alam yang berasal dari Kecamatan Tanjung
Tiram, Kabupaten Asahan, Sumatera Utara. Pada proses pemurnian silika dari pasir alam dilakukan pemanasan pada suhu 80
o
C selama 30 menit, pada proses reduksi silika menjadi silikon secara magnesiotermik menggunakan suhu 800
o
C di dalam tanur dengan variasi waktu 4 jam, 5 jam dan 6 jam dan pada tahap pelindian dilakukan pemanasan pada suhu 80
o
C selama 3 jam.
1.2. Permasalahan
Kategori