PENURUNAN KADAR LOGAM (Fe dan Mn) DALAM AIR ASAM TAMBANG PT BUKIT ASAM MENGGUNAKAN FLY ASH BATUBARA SEBAGAI ADSORBEN (ADSORPSI ISOTERM LANGMUIR DAN FREUNDLICH)

  PENURUNAN KADAR LOGAM (Fe dan Mn) DALAM AIR ASAM TAMBANG PT BUKIT ASAM MENGGUNAKAN FLY ASH BATUBARA SEBAGAI ADSORBEN (ADSORPSI ISOTERM LANGMUIR DAN FREUNDLICH) Disusun sebagai salah satu syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Kimia Program Studi Teknik Kimia OLEH : FIKYH HARIYANSYAH 0614 3040 1990 POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2017

  

MOTTO

“Tidak Akan Ada Hasil Jika Tidak Ada Proses. Dan Bangkitku Ini

  

Adalah Proses Hijrah Awalku. Aku Akan Menghargai Setiap Proses

Pada Tiap Detik Yang KuPunya. Karena Jika Aku Tidak Menghargai

Setiap ProsesKU? Maka Hasil Yang Didapat Tidak Akan Berharga.

Maafkan Aku Atas Waktu Yang Telah Terbunuh Sia-Sia. Dan Telah

Kutetapkan Pada Hatiku Yang Berdebu. Membersihkan Dengan Air

Mata Kesadaran. Sekarang Saatnya. Untuk Memenuhi Panggilan Hati

Kecilku Ini. Hargailah Prosesmu Bukan Hasilmu. Menuju Baik Itu

  

Indah. Jika Orang Lain Melihatmu Berbeda. Yakinlah... Engkau Tidak

Terlihat Berbeda Di Hadapan Allah”

“Kemudian Kapan Kita Akan berubah? Waktu adalah sesuatu yang tidak

bisa kamu tunggu. Segeralah... jangan tunggu lagi. Jagalah HatiMu

dengan Penuh Istiqomah”

  

“Life would be meaningless, if we have a meaning for others”

(Fikyh Hariyansyah)

Ku persembahkan untuk :

  1. Kedua Orang Tua ku yang telah mendidik dan menyekolahkan ku dengan penuh kerja keras, semoga aku dapat membahagiakan kalian

  2. Mbak Sriwahyuni, S.Kep., Mbak Raudhatul Jannah semoga kita semua sukses membahagiakan kedua orang tua kita Aamiin

Ya Robbal A’lamiin.

  3. Keluarga Besar-Ku.

  4. Ibu Indah Purnamasari, S.T., M.Eng.

  5. Kamu yang telah dipersiapkan Allah Untuk-ku.

  6. Almamaterku.

  

ABSTRAK

PENURUNAN KADAR LOGAM (Fe dan Mn) DALAM AIR ASAM

TAMBANG PT BUKIT ASAM MENGGUNAKAN FLY ASH BATUBARA

SEBAGAI ADSORBEN (ADSORPSI ISOTERM LANGMUIR DAN

  

FREUNDLICH)

(Fikyh Hariyansyah, 2017, 45 Halaman, 12 Tabel, 10 Gambar )

  Air Asam Tambang mengandung ion logam berat seperti Fe dan Mn yang berbahaya bagi

lingkungan jika dibuang tanpa melalui pengolahan dahulu. Metode yang digunakan untuk

mengurangi ion logam berat dalam air asam tambang sudah banyak dilakukan, salah satu

diantaranya adalah adsorpsi. Penelitian ini memanfaatkan fly ash batubara sebagai

adsorbennya. Tujuannya untuk mempelajari pengaruh parameter adsorpsi terhadap penurunan

ion logam berat teradsorpsi dalam fly ash batubara (sudah aktivasi dan belum aktivasi) dan

menentukan persamaan kesetimbangan isoterm adsorpsi yang sesuai. Air asam tambang dan

Fly ash batubara dikontakkan dengan perbandingan tertentu dalam kolom secara batch.

Variabel yang dipelajari adalah waku adsorpsi (10, 20, 30, 40, 50, 60 menit), berat adsorben

(10, 20, 30, 40, 50, 60 gram), dan pH larutan (1, 3, 5, (6-7), dan 9). Hasil penelitian

menunjukkan bahwa fly ash dapat digunakan untuk mengurangi kandungan ion logam berat Fe

dan Mn. Waktu yang cukup baik untuk melakukan penyerapan Fe dan Mn adalah 60 menit,

dalam berat adsorben 40 gram, dan pH 5. Model adsorpsi Fly Ash batubara terhadap air asam

tambang mengikuti model Isoterm adsorpsi Freundlich pada seluruh keadaan, nilai Kf = 23,94

₂

mg/gr dengan koefisien korelasi (R ) 0,9916 untuk ion logam Fe (belum aktivasi) pada variasi

waktu adsorpsi dan untuk ion logam Fe (sudah aktivasi) didapatkan Kf = 150,07 mg/gr dengan

_{2 2} R = 0,8261 pada variasi berat adsorben saat pH 6-7, sedangkan pada variasi pH (R ) sebesar 1 untuk ion logam Mn (sudah aktivasi) dengan nilai Kf = 46,34 mg/gr.

  

Kata kunci: adsorpsi, air asam tambang, Fly Ash batubara, Isoterm Langmuir, Isoterm

Freundlich

  

ABSTRACT

DECREASING THE METAL CONTENT (Fe and Mn) IN THE ACID MINE

DRAINAGE OF PT BUKIT ASAM USING FLY ASH COAL AS

ADSORBENT (ADSORPTION ISOTHERM LANGMUIR

AND FREUNDLICH)

  (Fikyh Hariyansyah, 2017, 45 Pages, 12 Tables, 10 Figures) Acid mine drainage contains heavy metal ions such as Fe and Mn that harmful to the

environment if it is disposed without first processing. To reduce heavy metal ions in acid mine

drainage by using adsorption method. This research utilized coal stone fly ash as an adsorbent.

This research aimed to study the effect of adsorption parameters on the decrease of heavy metal

ions adsorbed in coal stone fly ash (already activated and not activated) and determine the

equilibrium equation of the isotherm adsorption. Acid mine drainage and coal stone fly ash are

contacted with certain comparisons in the batch column. The variables studied were adsorption

time (10, 20, 30, 40, 50, 60 min), adsorbent weight (10, 20, 30, 40, 50, 60 gram), and pH of

solution (1, 3, 5, (6 -7), and 9). The results show that fly ash can be used to reduce the heavy

metal content of Fe and Mn. The process is best conducted at 60 minutes, in 40 gram adsorbent

weight, and pH 5. The coal stone fly ash adsorption model of acid mine drainage fits well to

₂ Freundlich's adsorption Isotherm model, Kf = 23,94 mg/g with the correlation coefficient (R )

0,9916 for Fe metal ions (not activated) in time variation and for Fe metal ions (activated)

₂

obtained Kf = 150,07 mg/g with R = 0,8261 in weight adsorbent variation with PH 6-7,

₂

whereas in pH variation for metal ion Mn (already activation) R = 1 with Kf = 46,34 mg/g.

  

Keywords: Adsorption, acid mine drainage, coal stone fly ash, Isotherm Langmuir, Isotherm

Freundlich.

KATA PENGANTAR

  Alhamdulillahirobbil’alamin, puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah subhana wata’ala atas berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir yang berjudul “Penurunan Kadar Logam (Fe dan Mn) dalam Air Asam Tambang PT Bukit Asam menggunakan Fly Ash batubara sebagai Adsorben (Adsorpsi Isoterm Langmuir dan Freundlich)

  ”. Laporan ini disusun bertujuan untuk memenuhi syarat untuk menyelesaikan pendidikan diploma III di jurusan Teknik Kimia di Politeknik Negeri Sriwijaya. Pada kesempatan ini penulis juga ingin menyampaikan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu dalam penyelesaian laporan akhir ini, khususnya kepada: 1.

  Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya 2. Carlos R.S., S.T., M.T., Wakil Direktur I Politeknik Negeri Sriwijaya. Adi Syakdani, S.T., M.T., Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.

  4. Ahmad Zikri, S.T., M. T., Sekretaris Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.

  5. Indah Purnamasari, S.T., M.Eng., Dosen Pembimbing I Laporan Akhir Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.

  6. Ir. Mustain Zamhari, M.Si., Dosen Pembimbing II Laporan Akhir Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.

  7. Seluruh Bapak/Ibu Dosen Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.

  8. Seluruh Teknisi Laboratorium Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.

  9. Kedua Orang Tuaku yang telah membantu baik secara moril maupun secara material selama melaksanakan penelitian.

  10. Seluruh teman-teman 6 KC yang selalu berbagi pengalaman dalam menyelesaikan laporan akhir.

11. Seluruh teman-teman Teknik Kimia Angkatan 2014 yang telah memberikan support dan berjuang bersama hingga akhir di kampus tercinta.

  Penulis menyadari bahwa laporan ini masih ada kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang dapat membangun dalam penyempurnaan laporan akhir ini. Semoga laporan akhir ini dapat bermanfaat bagi yang membacanya.

  Palembang, Juli 2017

  

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. ii

MOTTO ............................................................................................................... iii

ABSTRAK ........................................................................................................... iv

ABSTRACT ........................................................................................................ v

KATA PENGANTAR ......................................................................................... vi

DAFTAR ISI ....................................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ............................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xi

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xii

DAFTAR SINGKATAN ...................................................................................... xiii

  BAB I PENDAHULUAN

  1.1 Latar Belakang ................................................................................................ 1

  1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................... 2

  1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................................ 2

  1.4 Manfaat Penelitian .......................................................................................... 3

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA

  2.2 Abu Terbang (Fly Ash) Batubara ..................................................................... 7

  2.3 Fly Ash sebagai Adsorben ............................................................................... 9

  2.4 Kinetika Adsorpsi ........................................................................................... 10

  2.5 Faktor-faktor yang mempengaruhi Adsorpsi .................................................... 12

  BAB III METODOLOGI PENELITIAN

  3.1 Waktu dan Tempat Penelitian .......................................................................... 14

  3.2 Alat dan Bahan yang Digunakan ...................................................................... 14

  3.2.1. Alat yang Digunakan ............................................................................ 14

  3.2.2. Bahan yang Digunakan .......................................................................... 15

  3.3 Rancangan Penelitian ...................................................................................... 15

  3.3.1. Perlakuan Aktivasi terhadap Abu Terbang (Fly Ash) batubara .............. 15

  3.3.2. Pembuatan variasi pH (1,3,5,7, dan 9) .................................................. 15

  3.4 Prosedur Kerja ................................................................................................. 15

  3.5 Teknik Pengumpulan dan Analisa Data ........................................................... 16

  3.5.1 Penurunan Konsentrasi ........................................................................... 16

  3.5.2 Kesetimbangan Adsorpsi Isoterm Langmuir ........................................... 16

  3.5.3 Kesetimbangan Adsorpsi Isoterm Freundlich .......................................... 17

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

  4.1 Hasil ............................................................................................................... 18

  4.2 Pembahasan .................................................................................................... 21

  4.2.1 Pengaruh waktu adsorpsi terhadap Penurunan Kadar Logam (Fe- dan Mn) ................................................................................................ 21

  4.2.2 Pengaruh jumlah Adsorben terhadap Penurunan Kadar Logam (Fe- dan Mn) .................................................................................................. 23

  4.2.3 Pengaruh pH terhadap Penurunan Konsentrasi Logam (Fe dan Mn) ........................................................................................................ 24

  4.2.4 Isoterm Langmuir dan Freundlich ........................................................... 26

  4.2.4.1 Kesetimbangan Adsorpsi Langmuir dan Freudnlich terhadap waktu adsorpsi ............................................................. 27

  4.2.4.2 Kesetimbangan Adsorpsi Langmuir dan Freundlich terhadap berat ............................................................................. 32

  4.2.4.3 Kesetimbangan Adsorpsi Langmuir dan Freundlich terhadap pH ................................................................................ 37

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  5.1 Kesimpulan ..................................................................................................... 42

  5.2 Saran .............................................................................................................. 43

  

LAMPIRAN ........................................................................................................ 46

  

DAFTAR TABEL

  Tabel

  2.1. Baku Mutu Limbah Cair dan Pertambangan Batubara ..................................... 5

  2.2. Komposisi Fly Ash .......................................................................................... 8

  4.1. Kadar Fe dan Mn sebelum perlakuan ............................................................... 18

  4.2. Penurunan Konsentrasi Fe dan Mn terhadap waktu adsorben ........................... 19

  4.3. Penurunan Konsentrasi Fe dan Mn terhadap berat adsorben ............................ 19

  4.4. Penurunan Konsentrasi Logam Fe dan Mn terhadap pH .................................. 19 4.5. % Penurunan Konsentrasi Fe dan Mn terhadap waktu adsorben....................... 20 4.6. % Penurunan Konsentrasi Fe dan Mn terhadap berat adsorben ........................ 20 4.7. % Penurunan Konsentrasi Logam Fe dan Mn terhadap pH .............................. 20

  4.8. Kesetimbangan Adsorpsi Langmuir dan Freundlich terhadap waktu adsorpsi .......................................................................................................... 27

  4.9. Kesetimbangan Adsorpsi Langmuir dan Freundlich terhadap berat adsorben ......................................................................................................... 32

  4.10. Kesetimbangan Adsorpsi Langmuir dan Freundlich terhadap pH ................... 37

  

DAFTAR GAMBAR

  Gambar

  2.1. Pemilihan pengolahan air asam tambang (amd), Johson and Hallberg .............. 6

  4.1. Grafik Pengaruh waktu Adsorpsi terhadap Penurunan Kadar Logam

  ............................................................... 21

  (Fe dan Mn) dalam Air Asam Tambang

  4.2. Grafik Pengaruh jumlah Adsorben terhadap Penurunan Kadar Logam (Fe dan Mn) ............................................................................................................ 23

  ............... 25

  4.3. Grafik Pengaruh pH terhadap Penurunan Kadar Logam (Fe dan Mn)

  4.4. Grafik Model Isoterm Langmuir untuk variasi waktu ...................................... 28

  4.5. Grafik Model Isoterm Freundlich untuk variasi waktu ..................................... 30

  4.6. Grafik Model Isoterm Langmuir untuk variasi berat ........................................ 33

  4.7. Grafik Model Isoterm Freundlich untuk variasi berat....................................... 35

  4.8. Grafik Model Isoterm Langmuir untuk variasi pH ........................................... 37

  4.9. Grafik Model Isoterm Freundlich untuk variasi pH.......................................... 39