Studi Pendahuluan Pemanfaatan Limbah Abu Terbang (Fly Ash) Batu Bara sebagai Bahan Pengisi Barang Jadi Karet

FiftH
Lon

39

STUDI PENDAHULUAN PEMANFAATAN LlMBAH
ABU TERBANG

(FLY AS) BATU BARA

SEBAGAI BAHAN PENGISI BARANG JI KARET

OIeb
SURTIANTI SARI HANDANI
F03498075

2003
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR

FAKULTAS TEKNOLOGI PERT�
INSTITUT PERTANIAN BOGOR

STUDI PENDAHULUAN PEMANFAATAN LIBAH
ABU TERBANG

(FLY AS) BATU BARA

SEBAGAI BAHAN PENGISI BARANG JADI KARET

SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar
Sajana Teknologi Pertanian
Pada Jurusan Teknologi Indusri Pertanian
Fakultas Tenologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor

Oleb
SURTIANTI SARI HANDANI
F03498075

Dilahirkan di K1aten
Pada Tanggal

20 Desember 1979

Tanggal Kellus;

Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing I

ii

Keterangan Singkatan

CR

Po!ychloroprene Rubber, Karet Sintetik

CaC03

Bahan pengisi kalsium karbonat

FalA

Bahan pengisifly uh yang telah disiapkan hanya dengan pencucian
(Fal) n mengalami pengayakan

FaiN

Bahan penisifly uh Faldengan peneralan

FalP

Bahan pengisily sh Fa 1 setelah pengurangan kandungan besi dengan
pemanasan

FalTP

Bahan penisily sh Fa I setelah pengurangan kandungan besi tanpa
pemanasan

Fa2N
Fa2P

Bahan pengisifly uh yang telah disiapkan dengan perendaman (Fa2)
n mengalami peneralan
Bahan pengisifly uh Fa2 setelah engurangan kandungan besi dengan
pemanasan

Fa2TP

Bahan pengisifly uh Fa2 setelah engurangan kandungan besi tanpa
pemanasan

FaR

Bahan pengisifly sh yang belum mendapat perlakuan apa pun

FaRP

Bahan pengisifly uh FaR setelah pengurangan kandungan besi
dengan pemanasan

FaRTP

Bahan penisiy sh FaR sete1ah engurangan kandungan besi tanpa
pemanasan

FaRTP

Bahan enisiy sh FaR setelah pengurangan kandungan besi tanpa
pemanasan

NBR

Acryloniril Butadiene Rubber, Karet Sintetik

NR

Natural Rubber, Karet ln

P

Pengurangan kandungan besi dengan larutao He! 18% dan pemanasan

SBR

Styrene Butadiene Rubber, Karet Sintetik

Si-K

Bahan pengisi sHika komersial ditambah bahan pengotor kaolin
dengan perbandingan 33 : 27

TP

Pengan kandungan besi dengan larutan HCl 18% tanpa
pemanasan

iii

Surtianti Sari Handani, F03498075. Studi Pendahuluan Pemanfaatan Limbah
Abu Terbang

(Fly Ash)

Batu Bara sebagai Bahan Pengisi Barang Jadi Karet.

Di bawah bimbingan Mohamad Yani dan Dadi . Maspanger.

INGKASAN

Indusri barang jadi karet di Indonesia. khususnya indusri sepatu olah raga,
terus berkembang. yang berarti pula semakin meningkanya ennintaan akan bahan­
bahan pendukung bagi keperlnan indusrinya. Salah satu i bahan pendukung

utama

pada

indusri

tersebut

adalah

bahan

pengisi

yang bertujuan

untuk

meningkatkan volume barang jadi karet, memerbaiki sifat isika, serta menn
biaya produksi. Oleh karena itu dilakukanlah pencarian altematif bahan engisi
dalam negeri yang potensial, di antaranya adalah limbah abu batu bara yang
dihasilkan oleh PLTU, yaitu abu terbang (fly ash) yang mempunyai kandungan silika

amorf

Penelitian ini bertujuan untuk menentukan metode
pengolahan abu terbang (ly ash) batu bara menggantikan bahan pengisi komersial
yang telah ada, seperti kaolin, CaCO" n silika, sedangkan barang jadi yang dituju
adalah sol sepatu dari karet alam berwama tidak hitam.
fly

ash

lebih

dari 40%.

Penelitian diln daln tiga tahap. Tahap a adalah ahap ersiapan
yang diawali oleh iga sampel yang erbed.. yaitu rw fly ash yang tidak

mendapat erlakuan awal (FaR),fly

ash

sh

yang mengalanti encucian (Fal), danfly

yang mengalati erendaman (Fa2). Di ketiga jenis fly ash tersebut akn
dikenai rln pengayakan (A), peneralan (N) serta engurangan kandungan besi
dengan pemanasan (P) n tanpa pemanasan (TP) sehingga didapat 10 snelfly ash
yang akan diuji (FalA, FaiN, Fa l P, FaITP, Fa2N, Fa2P, Fa2TP, FaR, FaRP, dan
FaRTP).
Tahap kedua adalah tahap pembuatan vulkanisat sol sepatu erbahan
engisi fly ash serta embuatan vulkanisat pembanding berbahan pengisi Silika

dengan engotor kanlin (Si-K), CaCO" n kaolin. Tahap ketiga adalah tahap
analisa, yang diedakan alas ahap pengnatanfly ash, tahap analisa isat, n

tahap penentuan samel terbaik. Analisa pada ly sh erupa engujian kimia yang
terdiri i engujin kadar abu, silika. besi, nariwn, dan hilang pijar. Analisa pada
vulkanisat terdiri dari pengujian de1apan parameter uji, yaitu kekerasan, tegangan
putus, modulus 300%, perpanjangan putus, berat jenis, ketahanan kikis, pampatan

tetap 25%, n ketahanan usang.
Penentuan samel terbaik dilakukan dengan
mengolah data a statistik untuk samel dengan faktor tunggal serta pemhohotan
dengan menkan Metode Bayes.
Pengatan terhadapfly

ash

menunjukkan bahwafly

ash

dengan jenis Fa2

merupakan bahan yang paling potensial untuk digunakan sebagai bahan pengisi
karena mempunyai kandungan silika tertinggi. Pada pengamatan terhadap vulkanisat
ditunjukkan hasil sebagai berikut.

Untuk uji keken nilai yang terbaik dimiliki

oleh Fa2P n Fa2TP seesar 53 Shore A; untuk uji tegangan putus, eljangan
putus. n berat jenis nilai terbaik dimiliki oleh FalTP erturut-turut sebesar 21.8
2
3
N/mm , 660%, n 1 .094g/cm ; untuk uji modulus 300% nilai terbaik dimiliki oleh
2
Fa2TP seear 3.9 N/mm ; untuk uji ketahanan kikis nilai terbaik dimiliki oleh FalN

iv

sebesar 194.9 nun3; nk uji pampatan tetap 25% nilai terbaik dimiliki oleh FaRTP
sebesar 17.86%; dan untuk uji ketahanan usang dimiliki oleh Fa2P. Pada penentuan
sampel terbaik dengan tidak memasukkan nilai ketahanan llsang, lima sampel terbaik
berturut-turut adalah Si-K, Fal TP, FaIP, CaCO" dan kaolin. Fal TP dipilih sebagai

bahanfly ash terbaik karena tanpa perlakuan pemanasan.

Kesimpulan yang dapat diambil adalah abu terbang fly

ash)

batu bara

memiliki potensi nk digunakan sebagai bahan pengisi barang jadi karet.
Mescipun kualitas yang dihasilkan dari bahan penisi fly

ash

belum dapat

menandingi silika mumi, tetapi sudah dapat mengimbangi bahan pengisi kaolin n

CaC03. Vulkanisat berbahan pengisifly ash yang dibuat nk keperluan sol sepatu

olah raga erwama tidak hitam sudah memenuhi Standar Mutu Sol Karet Cetak
Spatu Olah Raga, tetpi belum sepenuhnya memenuhi Standar Mutu Sol Karet
Cetak Tipe A. Pada perlakuan pendahuluan fly ash ditemukan bahwa penggWlaan
bal mll dengan air belum eisien karena banyaknya komponen jly ash berukuran
kecil yang terbuang pada saat pencucian, serta bahwa usaha pengurangan kandungan
besi belum menWljukkan hasil yang diharapkan, di mana kandungan besi yang
terikat padajly ash jumlahnya masih berkisar antara 2-2.5%. Perlakuan awaljly ash
berpa pencucian dianggap lebih baik daripada perendaman, cara pengurangan
kandungan besi dengan larutan HCI 18% n tanpa pemanasan (TP) menunjukkan
hasil yang lebih baik, sedangkan penggunaan fly ash sebesar 250 mesh dianggap
masih elum menghasilkan vulkanisat yang baik (homogen).

v

Surtianti Sari Handani, F0349807S. Preliminary Study On The Utilization of
Coal Fly Ash Waste as Filler for Rubber Good. Under supervision by Mohamad
Vani and Dadi . Maspanger.
====================================================

SUMARY

Rubber good indusry in Indonesia, especially for sport shoes industry, has
increasingly developed up to present, which means that the need for supporting
materials has also increased. One of the main supporting materials used in this
industry is iller, which was used to increase the volume of rubber good, improving
physical properties, and reducing production cost. Therefore, it is required an
alt�mative indings for domestic potential fillers. One of coal wastes produced by
PLV is fly ash, containing amorphous silica of more than 40%. This type of waste
is expected to e able to replace the function of other existing fillers. The aim of this
study is to detenining the processing method of coal ly ash as the substitute of
commercial illers, names kaolin, CaC03, and silica. The fmished goods to produce
shall be non-black shoe sole made of natural rubber.
This study was carried out in three phases. First phase was fly ash preparation
with three diferent samples, pretreated raw fly ash (FaR), washed fly ash (Fal ) and
submerged fly ash (Fa2). Those ly ash was conducted to shiterization (A),
neutralization (N), heated (P) or unheated (TP) to minimize the iron content, fmally
\0 kind of fly ash samples (FaIA, FaiN, FaIP, FaITP, Fa2N, Fa2 P, Fa2TP, FaR,
FaRP, and FaRTP) was gained. Second phase was making shoe sole vulcanized
filled by fly ash, and compared them with shoe sole vulcanized filled by kaolin,
CaC03, and silica with contain of kaolin in ratio 33:27. The third phase of this study
was fly ash analysis and shoe sole vulcanized analysis. Chemical test for fly ash are
pH, percentage of ash, silica, iron, and sodiwn. Shoe sole vulcanized analysis
conducted to eight parameters; hardness, tensile strength, modulus 300%, elongation
at break, density, abrasion resistance, compression set, and ageing resistance. The
best characteristic from samples has been demonstrated by using statistical with
Single Factorial Test and Bayes Method.
Observation perfonned to fly ash indicate that Fa2 was the best sample to use
as the filler because of it highest silica content. Observation perfoned to vulcanize
indicate the following result. The best value for hardness test is Fa2 P and Fa2TP of
53 shore A; the est value for tensile srength, elongation at break, and density test
are FalTP of 21.8 N/mm2, 660%, and 1.094 lcm 3, respectively; the best value for
modulus 300% test is Fa2TP of 3.9 N/mm2; the est value for abrasion resistance test
3
is FaiN of 194.9 mm ; the best value for compression set 25% test is FaRTP of
17.86%; and the est sample for ageing resistance is Fa2P. The best of five samples
for all categories ( without ageing resistance) are Si-K, FalTP, FalP, CaC03 and
kaolin. Fal TP was choosed as the best sample of ly ash because of lUlheating
reatment.
The results obtained in this study indicate that coal fly ash is potential as filler
for rubber goods. Although the quality produced by the fly ash has not been able to

i

compete the original silica, it has been able to equalize the kaolin and CaCOJ•
Vulcanized containing ly ash which are used in producing non-black sport shoe sole
has met the Quality Standard of Sport Shoe Sole, but not for Quality Standard of
Printed Rubber Sole Type A. n the preliminary handling o ly ash, the use of ball
mill and water was considered o be ineicient ecause many small size ly ash
components which e wasted during the washing process, and reduction of iron
content has not indicated an expected result, in which the percentage of iron content
Uld at ly ash was still around 2-2.5%. First handling of ly ash with washing was
be:er n submerging, reducing the iron contents by using Hel solution 18% and
the non-heating method (TP) indicate the est result, while the use of ly ash which
was not acceptable by 250 mesh siter was considered to be unable to produce the
good-quality vulcanized (homogeneous).

vii

KATAPENGANTAR

Puji dan syukur penulis persembahkan kepada llah ST atas segala nikmat
dan rahmat-Nya, termasuk. nikmat yang Dia berikan sehingga Skripi yang beIjudul
Studi Pendabuluan Pemanfaa.an Limbab Abu Terbang

(Fly Ash)

Batu Bara

sebagai BahanPengisi Barang Jadi Karet i dapat selesai tepat pada waktunya.

Selama pelaksanaan penelitian i penulis telah banyak mendapatkan hantuan
dari berbagai pihak. Oleh karena ito, dengan segala kerendahan hati perkenankanlah
penulis menyampaikan terima kash yang sebesar-besamya kepada :
I) Dr. r. Mohamad Yani, M.Eng., selaku Dosen Pembimbing I yang telah

memberikan pengarahan dan bimbingan pada penyusunan skripsi i.

2)

Ir. Dadi R. Maspanger, MT, selaku Pembimbing II yang telah memberikan

pengatahan dan bimbingannya.

3)

Dr. r. Mulyorini R., Msi, selaku Dosen Penguji yang telab memberikan banyak

masukan bai kesempumaan penulisan skripsi

4)

Keluarga

Besar

Balai

Penelitian

i.

Tekuologi

Karet

yang

telah

banyak

memberikan bantuan dan masukan kepada penulis.

5) Kedua

Orang Tua, Febri, Kresna, dan Auto atas dukungan dan doanya yang

memberikan motivasi dan inpirasi kepada penulis.

6) Rekan-rekan Keluarga Besar TN, khususnya Tinnes-35 yang penuh semangat
dan saling mendukung dalam segala hal, seta semua pihak yang te1ah membantu
penulis.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini mash jauh dari sempuna, karena itu
semua saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan. khir kata,
semoga skripsi

i dapat memberikan setitik manfaat bai yang membacanya.

Bogor, Febuari 2003

Penulis

viii

$

"

"

'

-

I I I I I I I ,
I I I I I I I I

I I I
I I

"

"

"

'

S) i"ot So"- o"t DOt
S) -oss)BTother" blg Foot, blg Swth, 0'" begBotto'Sj best fr�e'. f eveT �Iwe �\, t!t world: itY\,:jRld.!WivŠH

Tev..l-2 seVllh; A.a -t![sbal1, DtsSjih, Dew!. PTabawit., O.t1
AygO)0 ,l

SJ LV$p.r-lho.; Weet1 i� -×bo
Dose" �e"-bl"-bl0 )0"0 sO0ot soboy ''0hodo�l sego[o "lohR"
StiOR tl0ROt

3

'�OR .o"l

Te\lL. satu bL.bL� i .: AIA.Av da..Xta
Te..'-2 \.jtI'- pT0:jez: A\.isi, VL{VI Si1, Y.e- lM ii..U.g
Tt\l.2 \. awaL petjl.{i0!. \e\.jid‰ \lV!lsLsWI: XS.'1i1,t., D-Sl\t
Di.lj, DLi.. "M;l\
POR Dotl 0"" ol[ ofBPTK GYMS, teh vero, teh Ayl, teh .otl, �OR
AenslvL pee R­.d Wl,Pl. AYl.s, pl. A,WlY, pa. Sl..to, pl.
wowo", �OR Ils, �OR ADS, �OR -of)o", �OR Ags S"jl, �OR
c0RS, �OR .o ) 0", do" bo�o2 [ol"")o ©
S:l fTLeds also Vl1 teacneTs: AYLef, V-\'I FLt, SluLLcHai, ATYt,
XlL.h, KVli.Lct DLdLt, -e.©, Ftv:j, IS..ed

Tt.l211"0 peTLu dtsebutR!.. \.i..l..not: D¬(Lz, Ru.LU' De...,
AY:jo, catut', FLyVlll., Rª..Ri, .ll
TeA.h\.2 peClr{jrH iLy!.: FTlV$ KS., >l:jU, Sigu.g, FLta, SeltrL
Teli2 LKIP: ..'Ded�, W'Sddj' SO....j ��ri, Ilu Dew�, Te�
ctdjo,Je"0 IS"-c d'Yleo o"d t'YO"O0

WOygo Po""tol[ O"0Roto" 3:-33, Cs-o Ltstoyl o0Roto" 2000200i

(H-eT,j, A.a, SleIl,I�, Pr�tl, S�Lve, lA, T�,�, Desj' ^e....j,

te1 "{.u, .eV., AV., dl\, pe�l1u,� blTu ll� ser�� d�-P;T-L,
(DWC Rlt�, Yl.a, Sljl, dl, .uL�), v�ge,t I0.ltl..2D02

(V�..I, -r., …lV., R.'RoS�, AA�e, F�tTl, A..Ltl, C.p, .'X.a, DW�, ljet,
R"(esl)
SA--c�e.e" L]I, Siptl, -BC, LL".
te £.ster�s ;roup of T�...eTs 5
lLL of Aj tel.1eTs dlTL TK Spe SS{ I� dose\..2„
u..tU. se|ul jl0 beLu..teYI.... d� LetblY
Reelll", ""of )0, b"t do"'t woÖ)
(

I I I I I

st�LL �, Aj1elt.
I I I I I I

I

' I I

IX

I