Prosiding Seminar Nasional AVoER ke 6 2014
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
KUMPULAN ABSTRAK
SEMINAR NASIONAL
AvoER VI 2014
Fakultas Teknik
Universitas Sriwijaya
Gedung Serbaguna Pacasarjana
Universitas Sriwijaya
Kamis, 30 Oktober 2014
Disponsori oleh :
i
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
SEMINAR NASIONAL ADDED VALUE OF ENERGY
RESOURCES (AvoER) VI
Gedung Serbaguna Program Pascasarjana Universitas Sriwijaya
Jl. Padang Selasa No. 524 Bukit Besar Palembang
Untuk segala pertanyaan mengenai AvoER VI 2014
Silahkan hubungi
Telp : 0711 370178
Fax : 0711352870
Sekretariat :
Grha Batubara Fakultas Teknik Kampus Palembang
Contact Person :
Budi Santoso, M.T.
(089666952636)
e-mail : [email protected]
Website : https://www.avoer.ft.unsri.ac.id
ii
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
Reviewer
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Prof. Dr. Ir. Subriyer Nasir, M.S. (koordinator)
Prof. H. Zainuddin Nawawi, Ph.D
Prof. Dr. Ir. H. Kaprawi Sahim, DEA
Prof. H. Anis Saggaf, MSCE
Prof. Edy Sutriyono, M.Sc.
Dr. Ir. Hj.Susila Arita
Dr. Novia, M.T.
Dr. Ir. Hj. Reini Silvia I
Dr. Ir. Endang Wiwik DH. M.Sc.
M. Yanis, S.T. M.T.
Dr. Yohannes Adiyanto, M.S.
Heni Fitriani, Ph.D
iii
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
Published by :
Faculty of Engineering, University of Sriwijaya
Jl. Srijaya Negara Kampus Unsri Bukit Besar Palembang
Sumatera Selatan
INDONESIA
Copyright reserved
The organizing comittee is not resposible for any errors or views
expreesd in the papers as these are reponsibility of the individual
authors
iv
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
PRAKATA
Puji dan syukur dipanjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
Rahmat-Nya sehingga Seminar Nasional AvoER VI 2014 ini dapat
dilaksanakan sesuai jadwal
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AvOer)
dilaksanakan oleh Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya sebagai
implementasi dan tanggung jawab dunia akademik dalam permasalahan
energi. Oleh karenanya, output dan outcome forum ilmiah ini dapat dijadikan
konsiderasi bagi stakeholder untuk mengambil keputusan terutama yang
berkaitan dengan masalah energi serat dampaknya pada lingkungan
Forum ini merupakan wadah komunikasi dari berbagai segemen yang
notabene berbeda kepentingan dan pandangan. Duni Industri, pemerintahan,
dan akademisi akan menjadi suatu kekuatan yang besar pabila mempunyai
kesamaan persepsi dan visi terhadap masalah energi.
Energi Baru terbarukan Konservasi Energi dan Coal Upgrading
memang dipilih untuk tema AvoER kali ini didasarkan atas pertimbangan UU
No. 30 th 2007 tentang energi dan melihat sejauh mana perkembangan
pemahaman tentang Energi Mix 2025. Dari makalah-makalah yang masuk
dapat terlihat bahwa penelitian tentang energi sudah banyak membahas
tentang energi baru terbarukan, seperti biogas, bioetanol, biofuel, dll dan
juga bidang coal upgrading sudah mengarah pada utilisasi batubara seperti
pengembangan Biobriket untuk sektor rumah tangga dan industri rumah
tangga.
Pada kesempatan ini kami menyampaikan ucapan terima kasih dan
penghargaan yang sebesar-besarnya pada Narasumber :
1. Prof. Dr. Wiratmaja Puja ( Kementrian ESDM)
2. Dr. Soni Solistia Wirawan ( Kementrian Ristek / BPPT)
yang telah berkenan hadir dan berpartispasi sebagai Narasumber pada acara
seminar yang dilaksanakan pada tanggal 30 Oktober 2014, selanjutnya kami
juga menyampaikan terim kasih kepada para Sponsor : Fakultas Teknik
Unsri, PT. Bukit Asam Persero, PT. Pertamina Persero, PT. Cogindo
DayaBersama, dan Pemerintah Kapbupaten Penukal Abab Lematang Ilir
(PALI) yang telah berkontribusi dalam kegiatan seminar ini.
Akhir kata, kami berharap Seminar Nasional ini dapat berfaedah bagi
kita semua.
Palembang, 30 Oktober 2014
Dekan,
Prof. Dr. Ir. H. M. Taufik Toha, DEA
v
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
PANITIA PELAKSANA
SEMINAR NASIONAL AVoER VI 2014
Pengarah
:
Prof. Dr. Ir. H.M. Taufik Toha, DEA (Dekan
Fakultas Teknik)
Dr. Tuty Emilia Agustina, S.T., M.T.
(Pembantu Dekan I Fakultas Teknik)
Dr. Ir. Amrifan S. Mohruni, Dipl.-Ing.
(Pembantu Dekan II Fakultas Teknik)
Ir Hairul Alwani, M.T.
(Pembantu Dekan III Fakultas Teknik)
Penanggung Jawab
:
Dr. Ir. Riman Sipahutar, M.Sc.
(Ketua Unit Penelitian dan Pengabdian
Masyarakat, Fakultas Teknik)
Ketua
Sekretaris
Bendahara
Wakil Bendahara
:
:
:
:
Dr. Ir. Hj. Sri Haryati, DEA
Budi Santoso, S.T., M.T.
Ir. Marwani MT
Umiati, S.E
Seksi Makalah/Publikasi
Prof. Dr. Ir. Subriyer Nasir, M.S.
(koordinator)
Dr. Ir. Hj.Susila Arita
Dr. Novia, M.T.
Dr. Ir. Hj. Reini Silvia I
Dr. Ir. Endang Wiwik DH. M.Sc.
M. Yanis, S.T. M.T.
Dr. Yohannes Adiyanto, M.S.
Heni Fitriani, Ph.D
Seksi Web :
Irsyadi Yani S.T., M.Eng., Ph.D
Bhakti Yudho Suprapto, S.T., M.T.
Ayatullah Khomeini, S.T.
Carbella Azhary, S.Kom.
Panji Pratama, S.E.
Fandy, S.Kom.
Rudiansyah, S.Kom.
vi
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
Seksi Acara :
Prof. Dr. Ir. Kaprawi, DEA
Prof. Dr. Ir. Edy Sutriyono, M.Sc.
Dr. Ir. Tri Kurnia Dewi, M.Sc.
Ir. Irwin Bizzy, M.T.
Dr. Ir. Diah Kusuma Pratiwi,M.T.
Ir. Fusito HY, M.T.
Dr. Dewi Puspita Sari, S.T., M.Eng.
Gustini, S.T.,M.T.
Astuti, S.T.,M.T
Suci Dwijayanti, S.T.,M.T.
Puspa Kurniasari, S.T.,M.T.
Seksi Pendanaan :
Prof. Ir. H. Zainuddin Nawawi, Ph.D
Ir. Hj. Ika Juliantina, M.S.
Ir. Rudiyanto Thayib, M.Sc.
Dr. Ir. H. Joni Arliansyah, M.Eng
Dr. Irfan Djambak, S.T., M.T.
Dr. Agung Mataram, S.T., M.T.
Sazili, S.E., M.M.
Heriyanto, S.E.
Seksi Sekretariat :
Ellyani, S.T., M.T.
Caroline, S.T.,M.T.
Hj. Hermawati, S.T., M.T.
Hj. Ike Bayusari, S.T., M.T.
Wienty Triyuly, S.T., M.T.
Bochori, S.T., M.T.
Barlin, S.T. M.T
Prahady Susmanto, S.T., M.T.
Marzuki, S.E.
M. Jamil
Irhas Bambang
M. Faisal Fikri,S.E.
Seksi Transportasi :
Ir. Helmy Alian, M.T.
Aneka Firdaus, S.T., M.T.
Maryono
David
Syahrial
A. Rivai
vii
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
Seksi Perlengkapan dan Tata
Tempat:
Ir. Firmansyah Burlian, M.T.
Ir. Sarino, M.T.
M. Ridwan (Pasca)
Rico
Sarjak
Seksi Pembantu Umum:
Hendra, S.T. M.T.
Rahmatullah, S.T., M.T.
Eva Oktarina Sari, S.T.
Alex Al-Hadi, S.T.
IMATEK FT. Unsri
viii
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
UCAPAN TERIMA KASIH
Panitia AvoER VI 2014 menyampaikan terima kasih dan penghargaan
setbesar-besarnya kepada sponsor, keynote speaker dan semua pihak yang
membantu terlaksananya kegiatan ini
SPONSOR
PT. Tambang Batubara Bukit Asam , TBk
PT. Pertamina Persero
PT. Cogindo DayaBersama
Pemerintah Kabupaten Penukal Abab Lematang Ilir
Narasumber
Prof. Dr. Wiratmaja Puja ( Kementrian ESDM)
Dr. Ir. Soni Solistia Wiarawan M.Eng ( Kementrian Risek/ BPPT)
ix
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
DAFTAR ISI
PRAKATA
KEPANITIAAN
UCAPAN TERIMA KASIH
DAFTAR ISI
v
vi
ix
x
BIDANG ENERGI BARU TERBARUKAN DAN KONVERSI ENERGI
PENINGKATAN PERSENTASE METANA (CH4) DARI BIOGAS SISTEM KONTINYU
MELALUI PROSES PURIFIKASI DENGAN MEMBRAN ZEOLIT
2
Abdullah Saleh, Elda Melwita, Prasetyowati, Lerry Fernando Manalu, Yohannes
Christian
OPTIMASI PROSES PURIFIKASI DME DAN METANOL PADA PABRIK DME DARI GAS
SINTESIS
3
Abdul Wahid, Tubagus Aryandi Gunawan
EFEKTIFITAS MINYAK OLAHAN PELUMAS BEKAS SEBAGAI BAHAN BAKAR MOTOR
DIESEL
4
Agung Sudrajad, Yohan Septian
PEMBUATAN BIOGASOHOL DENGAN BLENDING GASOLINE DAN BIOETANOL
UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS BAHAN BAKAR
5
A. Budiyanto, D. Herfian, Prasetyowati
POMPA SPIRAL SEBAGAI SALAH SATU ASPEK APLIKASI ENERGI TERBARUKAN
7
Darmawi, Riman Sipahutar, Jimmy D Nasution
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN DAN SURYA UNTUK KEBUTUHAN LISTRIK
POMPA AIR DI DESA KADURUNG KECAMATAN PURWAKARTA, CILEGON BANTEN
8
Erwin, Yeni Pusvyta, Bahrul Ilmi
PENGARUH PENGELASAN DENGAN NYALA API OKSI-ASETILEN
TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PELAT LOGAM
MUNTZ
Fusito, dan D.K.Pratiwi
x
9
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
APLIKASI ADITIF Bio2POWER UNTUK
PREMIUM PADA GENSET LISTRIK
MENGHEMAT KONSUMSI BENSIN
10
Hamdan Akbar Notonegoro, Sunardi, Dwinanto
ANALISIS TEGANGAN DAN KEKUATAN PADA TABUNG GAS LPG KAPASITAS 3 kg
11
Hendri Chandra*, R.Sipahutar, M.Yanis
ANALISA EKSPERIMENTAL PENGARUH JARAK DUA SELINDER BULAT TERHADAP
TEKANAN DALAM ALIRAN UDARA
12
Kaprawi, Andi Hidayat
ANALISIS PERPINDAHAN KALOR PADA COOLING FAN DENGAN TUBE BERISI ES
TANPA FIN DAN DENGAN FIN
Marwani, Aad Zilasa
13
PERANCANGAN KOTAK PENDINGIN (COOLBOX) TENAGA SURYA
M. Z. Kadir, A.D. Priyadi
14
STUDI PENGARUH KONSENTRASI LARUTAN ELEKTROLIT KOH, VOLTASE
ELEKTROLISA DAN MEDAN ELEKTROMAGNETIK, SERTA RASIO CPO/KATALIS
ZEOLIT ALAM YANG DIAKTIFKAN TERHADAP KONVERSI TRIGLISERIDA CPO
MENJADI BIOGASOLIN
Nina Haryani
PENGARUH KONSENTRASI DAN WAKTU PERENDAMAN AMMONIA TERHADAP
KONVERSI BIOETANOL DARI JERAMI PADI DENGAN METODE SOAKING IN
AQUEOUS AMMONIA (SAA)
15
16
Novia, M.Amirullah Lubis, Fernando Jufianto
PEMBUATAN BIOETANOL DARI PATI BIJI MANGGA MELALUI PROSES HIDROLISIS
ASAM DAN FERMENTASI
17
Pamilia Coniwanti, Tri Wulan Damayanti, Rizka Novarina
STUDI KARAKTERISTIK PENYALAAN DAN PROFIL API PADA PEMBAKARAN
CAMPURAN MINYAK SOLAR DAN BIODIESEL DI OIL BURNER
18
Roosdiana Muin, Mulkan Hambali, Leily Nurul Komariah, M. Yadry Yuda, Trisna
Novitasari
KAJIAN EKSPERIMENTAL PENGARUH JARAK, BENTUK DAN UKURAN NOSEL
TERHADAP DAYA TURBIN CROSS FLOW
Sri Poernomo Sari, Franky Martupa, Astuti
xi
19
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
IMPLEMENTASI PERANGKAT WIRELESS MONITORING ENERGI LISTRIK BERBASIS
ARDUINO DAN INTERNET
20
Wahri Sunanda, Irwandinata
BIDANG COAL UPGRADING
PENGARUH MASSA DAN RASIO ETANOL TERHADAP AKSELERASI WAKTU NYALA
BRIKET
Budi Santoso, Ellynda Permasita, Uwu Holifah Ana F
22
AKSELERASI WAKTU NYALA BRIKET BATUBARA DENGAN PEMANFAATAN TALL
OIL SISA DIGESTER PULP KRAFT PROCESS DAN GETAH DAMAR (Agathis Damara)
Budi Santoso, Dede Hadi Widianto, Yono Purnama
24
PENGARUH KOMPOSISI DAN UKURAN SERBUK BRIKET YANG TERBUAT DARI
BATUBARA DAN JERAMI PADI TERHADAP KARAKTERISTIK PEMBAKARAN
25
Didik Sugiyanto
KAJIAN COAL TAR MIXTURE (CTM) BERDASARKAN PERSENTASE
CAMPURAN BATUBARA, TAR DAN AIR DALAM INTERVAL VISKOSITAS 900 - 1100
cP
Ega Salfira, dan Rr. Harminuke Eko Handayani
KAJIAN ANALITIS PEMBAKARAN BRIKET BATUBARA
PENGECORAN LOGAM
Imam Hidayat, Riman Sipahutar dan Diah Kusuma Pratiwi
UNTUK
27
TUNGKU
PENGARUH TEMPERATUR DAN KOMPOSISI PADA PEMBUATAN BIOBRIKET DARI
CANGKANG BIJI KARET DAN PLASTIK POLIETILEN
29
30
Selpiana , A. Sugianto , F. Ferdian
PENGARUH SUHU KARBONISASI SERAT SAWIT TERHADAP NILAI HARDGROVE
GRINDABILITY INDEX (HGI) PADA CAMPURAN BATUBARA BITUMINUS DENGAN
SERAT SAWIT
ShantiAisyah, Rr. Harminuke Eko Handayani
31
PENGARUH SUHU PADA PROSES HYDROTHERMAL TERHADAP KARAKTERISTIK
BATUBARA
33
Yunita Bayu Ningsih
xii
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
BIDANG GREEN CLEAN TECHNOLOGY
METODE PENGUKURAN KEBISINGAN RUANGAN MENGGUNAKAN DATA LOGGER
SPL
36
Aryulius Jasuan
PENGARUH pH AIR ASAM TAMBANG SINTETIK TERHADAP KUALITAS PERMEAT
HASIL PROSES SANDFILTRASI, ULTRAFILTRASI, DAN REVERSE OSMOSIS
37
Dominica Charitas Manalu, Ridha Thaherah, Subriyer Nasir
PENGOLAHAN AIR ASAM TAMBANG DENGAN SAND FILTER/ADSORBEN COAL
FLY-ASH, ULTRAFILTRASI, DAN REVERSE OSMOSIS
Devi Anggraini , Silfia Dahnia, Subriyer Nasir
EFEK VENTILASI MEKANIK DAN NATURAL TERHADAP PENURUNAN KADAR CO2
DI LABORATORIUM PRESTASI MESIN
38
39
Dwinanto, Imron Rosyadi dan Rian Dwi Purnomo
ANALISA LAPISAN BATUAN YANG MENGANDUNG AIR ( AKUIFER ) DENGAN
MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK DAERAH SUKAWINATAN, PALEMBANG
40
Falisa
PEMANFAATAN EKSTRAK KELOPAK DAN BIJI BUNGA ROSELLA SEBAGAI BAHAN
PENGGUMPAL LATEKS
Farida Ali, Anna Stasiana, Noviyanti Puspasari
PENGARUH LAJU ALIR UMPAN ULTRAFILTRASI DAN TEKANAN OPERASI REVERSE
OSMOSIS PADA PENGOLAHAN AIR ASAM TAMBANG SINTETIK MENGGUNAKAN
ADSORBEN ABU TERBANG BATUBARA 38
Hasanah Oktavia Pane, Sondang Purnama Sari, Subriyer Nasir
41
42
PENGARUH ADSORBEN RICE HUSK-ASH, LAJU ALIR UMPAN PADA SISTEM
ULTRAFILTRASI DAN TEKANAN OPERASI PADA UNIT REVERSE OSMOSIS
43
Jelita Br. Sinurat, Sara Situmeang Subriyer Nasir
POTENSI PEMANFAATAN ZIRKONIA PADA ASPEK LINGKUNGAN : SUATU
TINJAUAN PUSTAKA
Melati Ireng Sari, Tuty Emilia Agustina
44
xiii
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
KAJIAN TINGKAT RISIKO PENCEMARAN AIR SUMUR GALI DITINJAU DARI ASPEK
KONSTRUKSI DAN LETAK SUMUR GALI SERTA PERILAKU PENGGUNA SUMUR GALI
DI KELURAHAN TALANG PUTRI KECAMATAN PLAJU KOTA PALEMBANG
Nyimas Septi Rika Putri
PENGOLAHAN AIR RAWA MENJADI AIR BERSIH DI DAERAH TIMBANGAN
INDRALAYAMENGGUNAKAN MEMBRAN ULTRAFILTRASI
46
48
Prahady S, J. Prihantoro S , A. Rumaiza
TEKNOLOGI NANO: INOVASI BARU UNTUK MENGOLAH LIMBAH MENJADI
MATERIAL KONSTRUKSI YANG RAMAH LINGKUNGAN
Saloma
PENGARUH RASIO MOLAR DAN VOLUME REAGEN FENTON PADA PENGOLAHAN
AIR LIMBAH INDUSTRI TAHU DENGAN MENGGUNAKAN REAGEN FENTON DAN
KARBON AKTIF
49
51
Tuty Emilia Agustina, A. Prasetyo, C. A. Hafiz
PENGARUH PERSEPSI DAN PREFERENSI PENGHUNI RUMAH PANGGUNG DALAM
PENGENDALIAN PENUTUPAN AREA RESAPAN AIR PADA PERMUKIMAN LAHAN
BASAH TEPIAN SUNGAI MUSI PALEMBANG
Widya Fransiska F.Anwar , Setyo Nugroho
PEMANFAATAN EKSTRAK BIJI KELOR SEBAGAI KOAGULAN ALTERNATIF PADA
PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU
Yudi Mubrika Yasri , Janeth Ayu Anggitarini , Elda Melwita
xiv
53
55
POTENSI PEMANFAATAN ZIRKONIA PADA ASPEK LINGKUNGAN :
SUATU TINJAUAN PUSTAKA
Melati Ireng Sari1* dan Tuty Emilia Agustina2
1
) Mahasiswa Pascasarjana, Program Studi Magister Teknik Kimia, Universitas Sriwijaya, Palembang
2
) Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya, Palembang
Corresponding author : [email protected]
ABSTRAK : Indonesia merupakan negara maritim kepulauan, yang menyimpan berbagai macam kekayaan
berupa sumber daya alam, baik hasil pertambangan, perikanan, perkebunan, dan lain-lain. Zirkonia merupakan
salah satu hasil pertambangan non mineral yang berlimpah yang dimiliki oleh Indonesia. Zirkonia tidak berada
dalam keadaan murni yang dapat langsung ditemukan di alam, akan tetapi kebanyakan ditemukan dalam
keadaan terikat dengan senyawa lain seperti dalam pasir zirkon (ZrSiO4). Ada banyak metode untuk
mendapatkan zirkonia dari pasir zirkon. Pengguna zirkon yang terbesar adalah sebagai opacifier dalam
pembuatan produk berbasis keramik seperti ubin, peralatan sanitasi dan peralatan makan. Salah satu sektor yang
berkembang pesat dalam penggunaan zirkon adalah produksi zirkonia, kimia zirkonium dan logam berbasis
zirkonium. Zirkonia juga diaplikasikan pada abrasif alumina zirkonia. Karena sifatnya yang tidak beracun dan
ramah terhadap lingkungan produk dari zirkonia murni digunakan dalam kosmetik, perspirant (anti keringat),
kemasan makanan, dan permata palsu (perhiasan). Sebagai bahan kimia, selain digunakan sebagai katalis,
zirkonia juga digunakan sebagai campuran oksida untuk semikonduktor seperti TiO2. Dalam penerapan
fotokatalisis berbasis TiO2, zirkonia merupakan pasangan yang tepat untuk meningkatkan aktivitas fotokatalisis
dengan sinar ultra violet. Dalam makalah ini akan dikaji potensi doping zirkonia terhadap semikonduktor TiO2
dan pemanfaatannya dalam aspek lingkungan seperti pengolahan air limbah dengan metode fotokatalisis yang
hemat energi dimana menggunakan bantuan sinar matahari.
Kata kunci : zirkonia, pasir zirkonia, semikonduktor fotokatalisis, doping zirkonia
ABSTRACT : Indonesia is a maritime archipelago country which stores various kinds of wealth of nature
resources, whether from mining, fisheries, plantation, etc. Zirconia is one of non-mineral mining abundant
product owned by Indonesia. Zirconia are not in a pure state that can be directly found in nature, but most are
found in a state bound to other compounds such as zircon sand (ZrSiO4). There are many methods to obtain
zirconia from zircon sand. The biggest zircon usage is as an opacifier in the manufacture of ceramic-based
products such as tiles, sanitary equipment and tableware. One of the rapidly growing sectors in the use of zircon
is the production of zirconia, zirconium chemicals and zirconium-based metal. Zirconia is also applied to the
zirconia alumina abrasive. Because it is non-toxic and environmentally friendly products from pure zirconia was
used in cosmetics, perspirant (anti-sweat), food packaging, and imitation gemstones (jewelry). As the chemicals,
not only used as a catalyst, zirconia is also used as a mixture of oxides for semiconductors such as TiO2. In the
application of TiO2-based photocatalyst, zirconia is the right companion to increase the photocatalytic activity
by ultraviolet light. In this paper the potential of zirconia doped TiO2 semiconductor and its utilization in
environmental aspects such as waste water treatment by sunlight assisted photocatalyst method that is energy
efficient will be assessed.
Keywords : Zirconia, zircon sand, photocatalyst semiconductor, zirconia doped
PENDAHULUAN
Zirkon (ZrSiO4) adalah batu mineral dengan
bermacam macam warna. Sedangkan, zirkonia
(ZrSiO2) adalah salah satu produk zirkon. Dan,
Zirkonium (Zr) adalah unsur yang terkandung di
dalam zirkonia. Mineral silikat dengan rumus kimia
ZrSiO4 yang merupakan sumber utama logam
zirkonium, terakumulasi sebagai endapan pasir
pantai, digunakan sebagai pasir cetak, batu permata,
batu tahan api, keramik, dan paduan logam (ESDM.
2014).
Zirkonium Silikat (ZrSiO4) atau yang biasa
disebut zirkon adalah batu permata yang telah
ditemukan sejak zaman purbakala (Gambar 1).
Ketika dipotong dan dipoles, kristal zirkon bersinar
cemerlang tidak seperti biasanya karena index
refraktifnya yang tinggi. Komponen logam zirkon
ditemukan pertama kali oleh Martin Heinrich
Klaproth ketika menganalisis komponen kristal di
Berlin pada 1789. Di tahun yang sama, ia juga
menemukan uranium, dan saat ini keduanya adalah
unsur logam untuk pembangkit listrik tenaga nuklir
(Emsley, J. 2014).
Gambar 1. Zirkonium Silikat (ZrSiO4)
Sumber : The A-Z of Zirconium (Emsley, J. 2014)
Zirkonia terdapat di beberapa kepulauan di
Indonesia, antara lain kepulauan Riau, Bangka
Belitung, dan kepulauan Kalimantan seperti
ditunjukkan pada Gambar 2.
Zirkon melimpah dua kali lebih banyak dari
tembaga dan seng, dan sepuluh kali lebih banyak
dari timbal. Karena zirkonium tidak beracun dan
ramah lingkungan, penggunaannya akan terus
berkembang.
Sebagai
contoh,
zirkonium
ditambahkan ke cat untuk menggantikan timbal
(Emsley, J. 2014).
Zirkonium adalah unsur kimia dengan simbol Zr,
konfigurasi elektron adalah [Kr] 4d2 5s2 dengan
nomor atom 40 dan massa atom adalah 91,224
(Susiantini,
2013). Zirkonium (Zr) tidak
ditemukan dalam keadaan murni di alam. Zr dapat
ditemukan dalam oksida silikat dengan mineral yang
disebut zirkonia (ZrO2×SiO2) atau oksida bebas
(ZrO2) yang disebut Baddeleyite (Saridag, S dkk.
2013). Zirkonium silikat (ZrSiO4) adalah batu
permata semikonduktor yang telah dikenal sejak
zaman kuno. Sumber utama zirkonium adalah zirkon
dan lebih dari 1,5 juta batu-batu mineral ini
diekstrak setiap tahun, terutama di Australia dan
Afrika Selatan. Pasir zirkon adalah material tahan
panas yang dapat bertahan pada temperatur tinggi.
Komponen lain zirkonium, seperti oksida ZrO2 juga
diaplikasikan pada temperatur tinggi (Emsley, J.
2014).
Unsur zirkonium termasuk dalam golongan IV
B pada sistem periodik yang mempunyai struktur
kristal berbentuk heksagonal pejal (HCP) dan
mempunyai penampang makroskopis yang kecil
dengan keuletan yang tinggi. Bahan ini dapat
mengalami transformasi fasa dari heksagonal
tumpukan padat (HTP) menjadi kubus pusat ruang
pada suhu sekitar 870 °C. Garam-garam Zr (II) dan
(III) akan segera berubah menjadi Zr (IV) dalam
media berair. Sedangkan, hidrat zirkonium oksida
hanya larut dalam asam yang memiliki daya
tangkap yang rendah untuk neutron termal
sehingga cenderung sulit diaktifkan melalui
iradiasi.
Pada keadaan di bawah normal zirkonium
tidak dapat bereaksi dengan air. Namun dengan
udara zirkonium dapat bereaksi sehingga dapat
menghasilkan ZrO2, seperti reaksi berikut:
Reaksi zirconium dengan udara:
Zr (s) + O2 (g)
ZrO2 (g)
(1)
Zirkonium juga dapat bereaksi dengan halogen.
Zirkonium bereaksi dengan halogen membentuk
Zirkonium (IV) halida dengan reaksi sebagai
berikut :
Gambar 2. Peta sebaran potensi zirkon di
Indonesia
Sumber : BATAN, 2012
Zr (s) + 2F2 (g)
ZrF4 (s)
(2)
Zr (s) + 2Cl2 (g)
ZrCl4 (s)
(3)
Zr (s) + 2Br2 (g)
ZrBr2
(4)
Zr (s) + 2I2 (g)
ZrI2 (s)
(s)
(5)
ZrCl4 adalah kristal tak bewarna (tersublimasi di
atas 331 °C). Zirkonium berkoordinasi oktahedral
dan membentuk jembatan rantai zig zag melalui
jembatan khlorin. Senyawa ini bersifat higroskopik
dan larut dalam air, etanol, dan sebagainya. ZrCl4
digunakan sebagai katalis Friedel-Crafts dan
sebagai komponen katalis polimerisasi olefin.
Hanya terdapat sedikit kemungkinan logam
zirkonium bereaksi dengan asam.
Zirkonium
tidak dapat bercampur dengan asam hidrofluorik,
HF, dalam membentuk kompleks fluoro. Beberapa
metode yang tersedia untuk memproduksi
nanopartikel zirkonia adalah metode sol-gel,
metode pirolisis, penyemprotan, hidrolisis dan
microwave plasma (Witoyo dan Anggraeni, W.
2013).
Zirkonium dalam oksida bebas atau zirkonium
dioksida adalah logam berwarna putih keabuabuan, berbentuk kristal (amorf/struktur kristal
yang tidak teratur), lunak, dapat ditempa dan
diulur bila murni, juga tahan terhadap udara
bahkan api. Bahan ini termasuk keramik teknik
yang mempunyai sifat kegetasan (brittle) yang
tinggi dan resistansi tinggi terhadap berbagai jenis
asam dan alkali, air laut dan agen lain-lain,
memiliki titik lebur yang sangat tinggi (>2000 °C)
dan sensitif terhadap gas oksigen.
Tabel 1. Karakteristik Zirkonium Oksida
Karakteristik
Nilai
Rumus molekul
ZrO2
Warna
Putih keabu-abuan
Struktur kristal
kubik,
monoklinik,
Nomor atom
tetragonal
Kekerasan (MPa)
40
Titik lebur (oC)
903
1852
Titik didih (oC)
4400
Sumber : Witoyo dan Anggraeni, W. 2013
ZrO2 memilik tiga fase polimorf yang berbeda,
yaitu monoklinik (dibawah 1175
), tetragonal
(1170-2370 ) dan kubik (2.370-2.680 ). Sampai
saat ini, metode yang digunakan untuk mensintesa
zirkonia yaitu irradiasi mikrowave, sol-gel,
hidrotermal, presipitasi, sonokimia adalah teknik
utama (Ajabshir dkk. 2014).
Zirkonium murni pada suhu kamar memiliki
struktur kristal monoklinik (m-ZrO2) dan bila
terkena pemanasan sampai 1000-1100 °C akan
berubah struktur kristalnya menjadi tetragonal (tZrO2). Karena pada kisaran suhu 1000-1100 °C
masih tergolong fase yang tidak stabil dan bila
didinginkan kembali pada suhu ruang akan berubah
kembali menjadi monoklinik (m-ZrO2). Oleh
karena itu, m-ZrO2 atau t-ZrO2 hanya sesuai untuk
aplikasi pada suhu rendah atau suhu ruang, akan
tetapi m-ZrO2 atau t-ZrO2 memiliki kekuatan
mekanik lebih tinggi dibanding dengan c-ZrO2.
Sedangkan c-ZrO2 tergolong fasa yang paling stabil
terhadap perubahan suhu. Untuk menstabilkannya
perlu struktur kristalnya sebagian atau seluruh
diubah ke fasa c-ZrO2 (Witoyo, 2013).
Gambar 3. Tiga Fase Polimorf Zirkonia
Sumber : Witoyo dan Anggraeni, W. 2013
Kubik zirkonia ini berwujud kristal yang bisa
digunakan sebagai pengganti intan dengan harga
yang lebih terjangkau (Witoyo dan Anggraeni, W.
2013).
Mengingat jumlahnya yang melimpah di Indonesia,
dan beragamnya penggunaan zirkonia, maka dalam
makalah ini akan dikaji potensi pemanfaatan
zirkonia dalam aspek lingkungan seperti pada
aplikasi doping zirkonia pada semikonduktor
fotokatalis dan pembuatan komposit membran
dalam pengolahan air limbah.
METODELOGI
Metode yang digunakan dalam tulisan ini adalah
penelusuran pustaka.
PEMBAHASAN
Untuk dapat dimanfaatkan, pada umumnya zirkonia
harus diekstrak dari pasir zircon (ZrSiO4). Beberapa
metode pengolahan pasir zirkon menjadi zirkonia,
antara lain :
1.
Disosiasi dengan panas
Pasir zirkon dipanaskan dengan karbon hingga
2000oC dan terdisosiasi menjadi zirkon dan silika
pada suhu 1750oC. Silika berubah menjadi
monoksida yang volatil pada suhu di atas 2400oC,
kemudian teroksidasi kembali di luar reaktor
menjadi silika. Disosiasi zirkon dapat diredam
untuk memproduksi campuran kristal zirkon
dalam butiran silika amorf. Kristal yang terbentuk
berdiameter sangat kecil yaitu sekitar 0,1μ m.
Kumpulan kristal yang digumpalkan biasanya
berukuran 2-20 μ m tergantung bagaimana
penggabungan atau penggumpalan yang dilakukan.
Silika amorf dapat dipisahkan dengan larutan
NaOH panas untuk menghasilkan larutan natrium
silikat dan zirkonium oksida sisa.
2.
Klorinasi
Zirkon yang sudah digiling dibentuk pelet
dalam tungku arang untuk mendapatkan campuran
tertentu. Hasil campuran kemudian diklorinasi
secara langsung menggunakan gas klorin dalam
tungku pada suhu 800oC–1200oC, untuk
memproduksi zirkonium dan silicon tetraklorit.
Reaksi yang terjadi pada proses klorinasi adalah
reaksi endotermis, sehingga energi tambahan
disuplai dengan memanaskan bagian dalam dinding
grafit pada reaktor klorinasi. Zirkonium tetraklorit
terdistilasi dan disimpan dalam kondenser pada
suhu 150oC-180 oC atau 200 oC, sedangkan silikon
tetraklorit disimpan pada suhu -10 oC atau -20 oC
pada kondenser sekunder.
3.
Pengapuran
Pengapuran
terhadap
zirkon
dapat
menghasilkan zirkonil silikat, kalsium zirkonat,
kalsium silikat, bahkan campuran zirkonia dan
kalsium atau magnesium silikat. Parameter
termodinamik (dalam tekanan atmosfer) yang
berpengaruh antara lain adalah temperatur, dan
perbandingan mol antara zirkon dengan kapur.
4.
Peleburan dengan fluorosilikat
Zirkon dapat dileburkan dengan kalium
heksafluorosilikat pada suhu sekitar 700oC untuk
memproduksi kalium heksa fluorozirkonat.
Reaksi fusi ini dapat dilakukan dalam tungku
putar pada suhu antara 650 oC-750 oC. Hasil
fusi digiling dan dicuci dalam larutan asam klorida
(HCl) 1% pada suhu 85 oC selama 2 jam. Larutan
jenuh yang masih panas kemudian disaring untuk
menghilangkan silika tak-larut, selanjutnya
dibiarkan sampai dingin sehingga kalium
heksafluorozirkonat
mengkristal.
Zirkonium
hidroksida
diendapkan
dengan
ammonium
hidroksida
dari
1%
larutan
kalium
heksafluorozirkonat. Zirkonium hidroksida ini
kemudian disaring, dicuci, dan dikalsinasi
membentuk zirkonia.
5.
Pengkarbidan
Zirkon diubah menjadi karbida dalam tungku
elektrik terbuka pada suhu sekitar 2500oC.
Campuran zirkon dan arang dimasukkan dalam
tungku secara kontinu. Karbon yang digunakan
sedikit untuk menguapkan silikon monoksida.
6.
Peleburan dengan kausatik
Proses ini melibatkan dekomposisi zirkon
dengan cara melebur zirkon dengan natrium
hidroksida atau natrium karbonat yang tentunya
menggunakan perbandingan mol yang berbeda pula
untuk mendapatkan hasil yang diinginkan. Metode
peleburan yang dapat diaplikasikan dengan
perbandingan mol yang berbeda diantaranya
sebagai berikut :
6.1. Peleburan dengan Kaustik Sub-Stoikiomteri
Sodium zirkonat terlarut yang dihasilkan dari
reaksi pasir zirkon dengan sodium karbonat pada
perbandingan mol rendah. Reaksi ini biasanya
terjadi pada suhu sekitar 1000oC sebagai berikut:
ZrSiO4 + Na2CO3 Na2ZrSiO5 + CO2 ↑
6.2. Peleburan dengan Kaustik Berlebih
Pasir zirkon dilebur dengan soda kaustik dengan
perbandingan 1 mol pasir zirkon dengan 4 mol soda
kaustik pada suhu sekitar 650oC menghasilkan
natrium zirkonat dan natrium silikat. Reaksi ini
juga dapat terjadi dengan natrium karbonat pada
suhu di atas 1000oC.
ZrSiO4 + 4NaOH NaZrO3 + NaSiO3 + 2H2O ↑
Hasil leburan digiling dan dilarutkan dengan air,
maka natrium silikat larut dalam air. Natrium
zirkonat dihidolisis dengan air menjadi natrium
hidoksida terlarut dan zirkonia hidrous tak larut.
Fase larutan dipisahkan dari padatan dengan filtrasi.
6.3. Peleburan dengan Kaustik Sedikit Berlebih dan
Suhu 700 oC
Percobaan pengolahan pasir zirkon di Vietnam
yang dilakukan oleh Tuyen dkk tahun 2007 telah
berhasil meminimasi kandungan TENORM dengan
melalui tahap pengendapan zirconium basic
sulphate (ZBS). Untuk mengolah pasir zirkon
menjadi zirkonia yang terpisah dari beberapa
pengotor seperti Si, U, Th, Ti, Fe, dan lain-lain,
dilakukan dengan melalui beberapa tahapan proses
yaitu proses peleburan, pelindihan dengan air,
pelindihan dengan HCl, pengendapan dengan asam
sulfat,
konversi ke ZrO(OH)2, pelarutan,
kristalisasi dan
kalsinasi. Natrium zirkonat
(Na2ZrO3) yang terbentuk pada proses peleburan
pasir zirkon diambil dengan cara melarutkan
pengotor-pengotor seperti sisa NaOH, Na2SiO3,
NaAlO2 dengan air. Kemudian ZrOCl2 atau ZOC
yang terjadi dari proses pelindihan natrium zirkonat
dengan HCl diendapkan dengan H2SO4 pekat
menjadi Zr5O8 (SO4)2.15H2O yang biasa disebut
zirkonium berbasis sulfat (ZBS) stabil yang tidak
dapat larut dalam air. Pada proses pencucian
ZBS dengan air, maka pengotor-pengotor seperti
Fe+3, Th+4, U+6, dan Ti+4 akan larut dalam air
menjadi air limbah (BATAN, 2012).
Pengguna zirkon yang terbesar adalah sebagai
opacifier dalam pembuatan produk berbasis
keramik seperti ubin, peralatan sanitasi dan
peralatan makan. Pasir zirkon (ZrSiO4) untuk
opacifier ditambahkan pada glasir untuk
menutupi warna dasar tubuh tanah liat keramik.
Zirkon merupakan opacifier efektif karena
mempunyai indeks bias tinggi. Kristal zirkon
yang digiling halus dapat menyebarkan semua
panjang gelombang cahaya tampak sehingga
hasil
pembuatan keramik tampak putih.
Sedangkan, opacifier adalah zat yang ditambahkan
ke suatu bahan agar bahan tersebut menjadi buram.
Suatu opacifier efektif memiliki indeks bias
yang sangat berbeda dari media dimana ia
dilapiskan. Perbedaan indeks bias partikel zirkon
(1,96) dan bahan kaca (~ 1,5) dalam refleksi dan
refraksi cahaya pada hasil glasir (BATAN, 2012).
Salah satu sektor yang juga berkembang pesat
dalam penggunaan zirkon adalah produksi zirkonia,
kimia zirkonium dan logam berbasis zirkonium.
Beberapa senyawa tersebut mempunyai sifat yang
berbeda sehingga cocok untuk aplikasi industri dan
kimia yang beragam. Pasar utama pengguna akhir
lainnya untuk zirkon lainnya adalah refraktori,
pengecoran, dan kaca Cathode Ray Tube (CRT)
atau tabung kaca televisi (BATAN, 2012).
Pada industri keramik, bahan baku zirkon
digunakan untuk membuat refractories, cutting
tools, noozle, komponen otomotif, material
glaze (glasir) yang berfungsi sebagai opacifier juga
untuk produk glazing sanitary, tablewares, ceramic
tiles (BATAN, 2012).
Zirkonium tidak beracun dan ramah terhadap
lingkungan. Produksi dunia dari zirkonia (ZrO2)
murni hampir 25.000 ton per tahun dan digunakan
dalam kosmetik, perspiran (anti keringat), kemasan
makanan, dan permata palsu (perhiasan). Dan juga
sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari,
misalnya pisau, gunting, dan besi golf, karena
ketahanannya dan kesesuaian biologisnya juga
digunakan untuk membuat lapisan gigi (Emsley, J.
2014).
Selain itu, penggunaan zirkonia yang juga
cukup banyak, yaitu aplikasi abrasif alumina
zirkonia. Zirkonia dicampur dengan aluminium.
Kandungan zirkon sebesar 25-40%. Produk
zirkonium yang umumnya digunakan sebagai
abrasif adalah alumina zirkonia. Abrasif jenis ini
ada dua kelompok, tergantung persentase zirkonia
yang digunakan, yaitu :
• AZ-abrasif (25% zirkonia), terutama digunakan
dalam hubungannya dengan pengerjaan bahanbahan yang berasal dari logam, seperti steel billet,
automotif, dan lain-lain.
• NZ-abrasif (40% zirkonia), di pasaran NZabrasif ada dua jenis, yaitu E347 (bonded abrasive)
dan E349 (coated abrasive). Terutama digunakan
sebagai mata (bit) pada mesin pemotong untuk
batu hias (marmer dan granit) dan sebagai bola
penggerus (grinding wheel).
Sebagai abrasif, pasir zirkon dapat
juga
digunakan secara langsung, yaitu sebagai sandblast
menggantikan fungsi pasir kuarsa (BATAN, 2012).
Zirkonia fused merupakan produk zirkonium
dengan kualitas kimia yang lebih rendah daripada
yang dihasilkan oleh metode pengolahan kimia.
Zirkonia fused digunakan dalam volume yang lebih
tinggi atau segmen nilai pasar yang lebih rendah
dari refraktori, abrasif dan pigmen keramik. Untuk
memproduksi zirkonia kimia dilakukan dengan
biaya proses yang relatif tinggi, karena itu
digunakan dalam nilai yang lebih tinggi atau
volume pemakaian yang lebih rendah, seperti
katalis yang digunakan dalam sistem pembuangan
otomotif untuk mengontrol emisi gas buang, papan
sirkuit elektronik, dan perangkat penginderaan
piezoelektrik. Pada industri keramik yang sudah
maju, zirkonia kimia yang dihasilkan digunakan
secara eksklusif pada produksi alat pemotong
dengan tepi yang tajam, juga bagian pompa
dengan intensitas pemakaian yang tinggi.
Penggunaan zirkonia kimia yang dihasilkan
meningkat dalam industri telekomunikasi untuk
ferrules untuk kabel serat optik. Keuntungannya
adalah bahwa dengan serbuk zirkonia yang halus
menghasilkan permukaan halus yang penting untuk
mencapai kinerja konektivitas yang tinggi, dengan
koefisien ekspansi termal zirkonia menutupi
serat optik. Zirkonia juga mempunyai kualitas
elastisitas dan ketahanan fisik (BATAN, 2012).
ZrO2 juga telah ditemukan aplikasinya dalam
bidang teknis khusus seperti perangkat optik
transparan dan elektroda kapasitor elektrokimia,
fuel cell, katalis, dan lapisan buffer untuk
superkonduktor (Sahar dkk, 2014). Namun, ZrO2
tidak hanya digunakan sebagai katalis tetapi juga
sebagai oksida biner dengan TiO2. Telah ditemukan
bahwa penambahan ZrO2 dapat meningkatkan
keasaman permukaan dalam bentuk kelompok OH,
yang dapat menghambat proses rekombinasi dan
meningkatkan efisiensi kuantum. Beberapa
stabilitator ditambahkan untuk meningkatkan sifat
anti-sintering TiO2, seperti ZrO2, SiO2, dan Al2O3
(Lie dkk. 2013).
Campuran oksida telah banyak digunakan dalam
katalisis, karena karakteristik permukaan oksida
dapat berubah akibat pembentukan situs baru pada
permukaan komponen, atau penggabungan satu
oksida kedalam kisi yang lain. Doping ZrO2
terhadap larutan padat titanium menunjukkan
adanya peningkatan aktifitas fotokatalisis sinar UV.
Perbedaan ukuran titanium dan zirkonium
menyebabkan bertambahnya volume kisi dan sel
untuk mengubah struktur. Tomar L.J dkk (2013)
melaporkan penggabungan ZrO2 terhadap TiO2
mengurangi ukuran partikel TiO2 dan meningkatkan
luas permukaan yang bertujuan untuk mengubah
inti dan koordinat geometri.
Di antara beberapa fotokatalisis semikonduktor,
titania terbukti cocok untuk diaplikasikan di
lingkungan karena daya oksidasi yang kuat,
efektifitas biaya, dan stabil terhadap fotokorosi dan
kimia korosi dalam jangka panjang (Sun dkk.
2011). Dalam penelitian yang dilakukan oleh
Chuanzi dkk mengenai degradasi fotokatalisis
Rhodamin B dengan menggunakan ZrO2-doping
TiO2 pada skala pabrik didapatkan bahwa setelah
penambahan ZrO2 pada TiO2, efisiensi fotokatalitik
untuk mendegradasi pewarna Rhodamin B menjadi
tinggi. Aktifitas fotokatalisis nanosphare berongga
ZrO2/TiO2 lebih unggul daripada TiO2 murni.
Dampak dari penggabungan Zr+4 mengakibatkan
sifat fisika kimia berubah seperti sifat permukaan
dan strukturnya. Dampak lebih lanjut yaitu pertama,
penggabungan ion Zr4+ ke dalam kisi titania
mengubah permukaan katalis. Campuran oksida
ZrO2/TiO2 ada dalam bentuk tegangan dengan
energi kisi yang tinggi ketika Zr4+ tersubstitusi ke
Ti4+ dalam kisi TiO2 karena perbedaan ukuran ion
titanium dan zirkonium. Beberapa lubang pada
permukaan diharapkan dapat diimbangi regangan
kisi. Akibatnya, oksigen dapat terjebak pada
lubang-lubang
dan
meningkatkan
aktifitas
fotokatalisis. Kedua, umumnya band gap yang
besar mampu mereduksi oksidasi dengan kuat.
Karena proses fotokatalitik dapat dianggap mirip
dengan sel elektrokimia, peningkatan band gap
dalam reduksi oksidasi. Ketiga, luas permukaan
yang besar dapat meningkatkan efisiensi
fotokatalisis. Dalam penelitian tersebut dilaporkan
bahwa
penggabungan
Zr4+
menghambat
pertumbuhan kristal anatase, namun akan
memperoleh ukuran anatase kristal yang lebih kecil
dan luas permukaan yang lebih besar. Semakin
besar luas permukaan, dapat memberikan sisi aktif
permukaan untuk mengadsorpsi dan membuat
proses fotokatalitik lebih efisien. Dan, hasilnya
bahwa hollow sphere ZrO2/TiO2 mampu
mendegradasi air limbah pewarna Rhodamine B.
Beberapa semikonduktor telah dipasangkan
dengan TiO2 untuk meningkatkan aktifitas
fotokatalitik. Diantara semikonduktor, ZrO2
dianggap pasangan semikonduktor yang tepat
dengan TiO2 karena dapat memperbesar luas
permukaan, menstabilkan anatase dan pasangan
elektron. Komposit ZrO2/TiO2 lebih tebal
dibandingkan dengan TiO2 murni, yaitu 10 dan 3
µm. Selain itu, Komposit ZrO2/TiO2 memiliki
lubang mikro pori yang lebih banyak dan lebih
kasar dibandingkan dengan TiO2 murni, yang
menyebabkan senyawa organik dan foton dapat
terserap. Foton membawa energi untuk frekuensi
radiasi (Luo dkk. 2013).
Contoh lain aplikasi zirkonia pada lingkungan
yaitu sebagai bahan komposit dalam pembuatan
membran, seperti penelitian yang dilakukan oleh
Vinodh tahun 2013. Vinodh mencampurkan
Zirkonia (ZrO2) dengan membran QPSEBS
(Quaternized Poly Styrene Ethylene Butylene Poly
Styrene). Pada penelitiannya mengenai sintesis
komposit dalam pembuatan membrane dengan
zirkonia tersebut, dari diperoleh bahwa komposit
membran dengan ZrO2 dapat menyerap air lebih
banyak. Penyerapan air bertambah seiring dengan
bertambahnya kandungan zirkonia dalam ion
exchange.
KESIMPULAN
Zirkonia merupakan salah satu barang tambang
non mineral yang berpotensi besar di Indonesia.
Zirkonia tidak berada dalam keadaan murni di
alam. Untuk mendapatkannya harus melalui
serangkaian proses terlebih dahulu. Sejauh ini,
zirkonia banyak dijumpai sebagai komoditas
perdagangan batu berlian imitasi dan aplikasinya
pada bidang industri kimia, baik sebagai bahan
baku utama maupun sebagai bahan tambahan.
Sebagai bahan baku utama misalanya pada pembuat
keramik, gelas, kaca, dan lain-lain. Dan sebagai
bahan tambahan misalnya pada pembuatan lapisan
gigi. Namun, zirkonia memiliki potensi selain
sebagai
komoditas
perekonomian,
yaitu
kebermanfaatannya pada lingkungan hidup.
Zirkonia memiliki kemampuan mendegradasi
pencemaran lingkungan. Namun zirkonia tidak
dapat secara langsung digunakan untuk mengatasi
limbah. Sehingga zirkonia harus diolah dengan
berbagai metode untuk meningkatkan karakternya.
Aplikasi yang sedang dikembangkan adalah dengan
melakukan doping ZrO2 terhadap TiO2 untuk
menghasilkan semikonduktor fotokatalis dalam
mengelola air limbah.
DAFTAR PUSTAKA
Ajabshir, S.Z., dan Niasari, M.S., (2014). Synthesis
of Pure Nanocrystalline ZrO2 Via a Simple
Sonochemical Assisted Route. Journal of
Industrial and Engineering Chemistry 20 : 33133319.
Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN). (2012).
Informasi Umum Zirkonium, Pusat Teknologi
Akselerator dan Proses Bahan, Yogyakarta.
Emsley, J. (2014). The A-Z of Zirconium. Nature
Chemistry (book), Vol 16, March 2014,
Macmillan Published Limited : 254.
http://esdm.go.id/glosarium.html?sort=2&limit=20
&limitstart=0. Diakses tanggal 14 Oktober 2014
Lie, M., Zhang, S., Lv, L., Wang, M., Zhang, W.,
and Pan, B. (2013). A thermally stable
mesoporous ZrO2–CeO2–TiO2 visible light
photocatalyst, Chemical Engineering Journal
229 : 118–125.
Luo, Q., Chai, Q., Lie, X., Pan, Z., Lie, Y, Chen,
X., Yan, Q. (2013). Preparation and
characterization of ZrO2/TiO2 composite
photocatalytic film by micro-arc oxidation,
Trans Nonferrous Met. Soc. China 23 : 29452950.
Saridag, S., Tak, O., and Alniacik, G. (2013). Basic
Properties and Types of Zirconia: An overview,
World of journal Stomatology, August 2013, 2
(3) : 40-47, ISSN online 2218-6263
Sun, C., Liu, L., Qi, L., Li, H., Zhang, H., Li, C.,
Gao, F., and Dong, L. (2011). Efficient
fabrication of ZrO2-doped TiO2 hollow
nanospheres with enhanced photocatalytic
activity of rhodamine B degradation, Journal of
Colloid and Interface Science : 288-297.
Susiantini, E. (2013). Optimasi Kondisi Pembuatan
Zirconium Basic Sulphate (ZBS) dari Zirconium
Oxychloride (ZOC), J. Iptek Nuklir Ganendra
Vol. 16, No. 1, Januari 2013, Yogyakarta : 18 –
25, ISSN 1410-6987.
Tomar, L.J., dan Chakbaraty, B. S. (2013).
Synthesis, structural and optical properties of
TiO2-ZrO2 nanocomposite by hydrothermal
method. Adv. Mat. Lett, 4 (1) : 64-67.
Vinodh, R., Aziz, A., Jung, E. M., and Jeon, U.J.
(2013). New Composite Membrane from
Quaternized Polymer and Nano Zirconia :
Synthesis,
Characterization
and
its
Antimicrobial Properties, International Journal
of Control and Automation, Vol.6, No.6, South
Korea : 21-30.
Witoyo dan Anggraeni, W. (2013). Sintesis dan
Karakterisasi ZrO2-CuO sebagai Fungsi
Perbandingan Mol, Fakultas MIPA Universiats
Lampung.
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
KUMPULAN ABSTRAK
SEMINAR NASIONAL
AvoER VI 2014
Fakultas Teknik
Universitas Sriwijaya
Gedung Serbaguna Pacasarjana
Universitas Sriwijaya
Kamis, 30 Oktober 2014
Disponsori oleh :
i
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
SEMINAR NASIONAL ADDED VALUE OF ENERGY
RESOURCES (AvoER) VI
Gedung Serbaguna Program Pascasarjana Universitas Sriwijaya
Jl. Padang Selasa No. 524 Bukit Besar Palembang
Untuk segala pertanyaan mengenai AvoER VI 2014
Silahkan hubungi
Telp : 0711 370178
Fax : 0711352870
Sekretariat :
Grha Batubara Fakultas Teknik Kampus Palembang
Contact Person :
Budi Santoso, M.T.
(089666952636)
e-mail : [email protected]
Website : https://www.avoer.ft.unsri.ac.id
ii
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
Reviewer
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Prof. Dr. Ir. Subriyer Nasir, M.S. (koordinator)
Prof. H. Zainuddin Nawawi, Ph.D
Prof. Dr. Ir. H. Kaprawi Sahim, DEA
Prof. H. Anis Saggaf, MSCE
Prof. Edy Sutriyono, M.Sc.
Dr. Ir. Hj.Susila Arita
Dr. Novia, M.T.
Dr. Ir. Hj. Reini Silvia I
Dr. Ir. Endang Wiwik DH. M.Sc.
M. Yanis, S.T. M.T.
Dr. Yohannes Adiyanto, M.S.
Heni Fitriani, Ph.D
iii
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
Published by :
Faculty of Engineering, University of Sriwijaya
Jl. Srijaya Negara Kampus Unsri Bukit Besar Palembang
Sumatera Selatan
INDONESIA
Copyright reserved
The organizing comittee is not resposible for any errors or views
expreesd in the papers as these are reponsibility of the individual
authors
iv
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
PRAKATA
Puji dan syukur dipanjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
Rahmat-Nya sehingga Seminar Nasional AvoER VI 2014 ini dapat
dilaksanakan sesuai jadwal
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AvOer)
dilaksanakan oleh Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya sebagai
implementasi dan tanggung jawab dunia akademik dalam permasalahan
energi. Oleh karenanya, output dan outcome forum ilmiah ini dapat dijadikan
konsiderasi bagi stakeholder untuk mengambil keputusan terutama yang
berkaitan dengan masalah energi serat dampaknya pada lingkungan
Forum ini merupakan wadah komunikasi dari berbagai segemen yang
notabene berbeda kepentingan dan pandangan. Duni Industri, pemerintahan,
dan akademisi akan menjadi suatu kekuatan yang besar pabila mempunyai
kesamaan persepsi dan visi terhadap masalah energi.
Energi Baru terbarukan Konservasi Energi dan Coal Upgrading
memang dipilih untuk tema AvoER kali ini didasarkan atas pertimbangan UU
No. 30 th 2007 tentang energi dan melihat sejauh mana perkembangan
pemahaman tentang Energi Mix 2025. Dari makalah-makalah yang masuk
dapat terlihat bahwa penelitian tentang energi sudah banyak membahas
tentang energi baru terbarukan, seperti biogas, bioetanol, biofuel, dll dan
juga bidang coal upgrading sudah mengarah pada utilisasi batubara seperti
pengembangan Biobriket untuk sektor rumah tangga dan industri rumah
tangga.
Pada kesempatan ini kami menyampaikan ucapan terima kasih dan
penghargaan yang sebesar-besarnya pada Narasumber :
1. Prof. Dr. Wiratmaja Puja ( Kementrian ESDM)
2. Dr. Soni Solistia Wirawan ( Kementrian Ristek / BPPT)
yang telah berkenan hadir dan berpartispasi sebagai Narasumber pada acara
seminar yang dilaksanakan pada tanggal 30 Oktober 2014, selanjutnya kami
juga menyampaikan terim kasih kepada para Sponsor : Fakultas Teknik
Unsri, PT. Bukit Asam Persero, PT. Pertamina Persero, PT. Cogindo
DayaBersama, dan Pemerintah Kapbupaten Penukal Abab Lematang Ilir
(PALI) yang telah berkontribusi dalam kegiatan seminar ini.
Akhir kata, kami berharap Seminar Nasional ini dapat berfaedah bagi
kita semua.
Palembang, 30 Oktober 2014
Dekan,
Prof. Dr. Ir. H. M. Taufik Toha, DEA
v
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
PANITIA PELAKSANA
SEMINAR NASIONAL AVoER VI 2014
Pengarah
:
Prof. Dr. Ir. H.M. Taufik Toha, DEA (Dekan
Fakultas Teknik)
Dr. Tuty Emilia Agustina, S.T., M.T.
(Pembantu Dekan I Fakultas Teknik)
Dr. Ir. Amrifan S. Mohruni, Dipl.-Ing.
(Pembantu Dekan II Fakultas Teknik)
Ir Hairul Alwani, M.T.
(Pembantu Dekan III Fakultas Teknik)
Penanggung Jawab
:
Dr. Ir. Riman Sipahutar, M.Sc.
(Ketua Unit Penelitian dan Pengabdian
Masyarakat, Fakultas Teknik)
Ketua
Sekretaris
Bendahara
Wakil Bendahara
:
:
:
:
Dr. Ir. Hj. Sri Haryati, DEA
Budi Santoso, S.T., M.T.
Ir. Marwani MT
Umiati, S.E
Seksi Makalah/Publikasi
Prof. Dr. Ir. Subriyer Nasir, M.S.
(koordinator)
Dr. Ir. Hj.Susila Arita
Dr. Novia, M.T.
Dr. Ir. Hj. Reini Silvia I
Dr. Ir. Endang Wiwik DH. M.Sc.
M. Yanis, S.T. M.T.
Dr. Yohannes Adiyanto, M.S.
Heni Fitriani, Ph.D
Seksi Web :
Irsyadi Yani S.T., M.Eng., Ph.D
Bhakti Yudho Suprapto, S.T., M.T.
Ayatullah Khomeini, S.T.
Carbella Azhary, S.Kom.
Panji Pratama, S.E.
Fandy, S.Kom.
Rudiansyah, S.Kom.
vi
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
Seksi Acara :
Prof. Dr. Ir. Kaprawi, DEA
Prof. Dr. Ir. Edy Sutriyono, M.Sc.
Dr. Ir. Tri Kurnia Dewi, M.Sc.
Ir. Irwin Bizzy, M.T.
Dr. Ir. Diah Kusuma Pratiwi,M.T.
Ir. Fusito HY, M.T.
Dr. Dewi Puspita Sari, S.T., M.Eng.
Gustini, S.T.,M.T.
Astuti, S.T.,M.T
Suci Dwijayanti, S.T.,M.T.
Puspa Kurniasari, S.T.,M.T.
Seksi Pendanaan :
Prof. Ir. H. Zainuddin Nawawi, Ph.D
Ir. Hj. Ika Juliantina, M.S.
Ir. Rudiyanto Thayib, M.Sc.
Dr. Ir. H. Joni Arliansyah, M.Eng
Dr. Irfan Djambak, S.T., M.T.
Dr. Agung Mataram, S.T., M.T.
Sazili, S.E., M.M.
Heriyanto, S.E.
Seksi Sekretariat :
Ellyani, S.T., M.T.
Caroline, S.T.,M.T.
Hj. Hermawati, S.T., M.T.
Hj. Ike Bayusari, S.T., M.T.
Wienty Triyuly, S.T., M.T.
Bochori, S.T., M.T.
Barlin, S.T. M.T
Prahady Susmanto, S.T., M.T.
Marzuki, S.E.
M. Jamil
Irhas Bambang
M. Faisal Fikri,S.E.
Seksi Transportasi :
Ir. Helmy Alian, M.T.
Aneka Firdaus, S.T., M.T.
Maryono
David
Syahrial
A. Rivai
vii
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
Seksi Perlengkapan dan Tata
Tempat:
Ir. Firmansyah Burlian, M.T.
Ir. Sarino, M.T.
M. Ridwan (Pasca)
Rico
Sarjak
Seksi Pembantu Umum:
Hendra, S.T. M.T.
Rahmatullah, S.T., M.T.
Eva Oktarina Sari, S.T.
Alex Al-Hadi, S.T.
IMATEK FT. Unsri
viii
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
UCAPAN TERIMA KASIH
Panitia AvoER VI 2014 menyampaikan terima kasih dan penghargaan
setbesar-besarnya kepada sponsor, keynote speaker dan semua pihak yang
membantu terlaksananya kegiatan ini
SPONSOR
PT. Tambang Batubara Bukit Asam , TBk
PT. Pertamina Persero
PT. Cogindo DayaBersama
Pemerintah Kabupaten Penukal Abab Lematang Ilir
Narasumber
Prof. Dr. Wiratmaja Puja ( Kementrian ESDM)
Dr. Ir. Soni Solistia Wiarawan M.Eng ( Kementrian Risek/ BPPT)
ix
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
DAFTAR ISI
PRAKATA
KEPANITIAAN
UCAPAN TERIMA KASIH
DAFTAR ISI
v
vi
ix
x
BIDANG ENERGI BARU TERBARUKAN DAN KONVERSI ENERGI
PENINGKATAN PERSENTASE METANA (CH4) DARI BIOGAS SISTEM KONTINYU
MELALUI PROSES PURIFIKASI DENGAN MEMBRAN ZEOLIT
2
Abdullah Saleh, Elda Melwita, Prasetyowati, Lerry Fernando Manalu, Yohannes
Christian
OPTIMASI PROSES PURIFIKASI DME DAN METANOL PADA PABRIK DME DARI GAS
SINTESIS
3
Abdul Wahid, Tubagus Aryandi Gunawan
EFEKTIFITAS MINYAK OLAHAN PELUMAS BEKAS SEBAGAI BAHAN BAKAR MOTOR
DIESEL
4
Agung Sudrajad, Yohan Septian
PEMBUATAN BIOGASOHOL DENGAN BLENDING GASOLINE DAN BIOETANOL
UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS BAHAN BAKAR
5
A. Budiyanto, D. Herfian, Prasetyowati
POMPA SPIRAL SEBAGAI SALAH SATU ASPEK APLIKASI ENERGI TERBARUKAN
7
Darmawi, Riman Sipahutar, Jimmy D Nasution
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN DAN SURYA UNTUK KEBUTUHAN LISTRIK
POMPA AIR DI DESA KADURUNG KECAMATAN PURWAKARTA, CILEGON BANTEN
8
Erwin, Yeni Pusvyta, Bahrul Ilmi
PENGARUH PENGELASAN DENGAN NYALA API OKSI-ASETILEN
TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PELAT LOGAM
MUNTZ
Fusito, dan D.K.Pratiwi
x
9
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
APLIKASI ADITIF Bio2POWER UNTUK
PREMIUM PADA GENSET LISTRIK
MENGHEMAT KONSUMSI BENSIN
10
Hamdan Akbar Notonegoro, Sunardi, Dwinanto
ANALISIS TEGANGAN DAN KEKUATAN PADA TABUNG GAS LPG KAPASITAS 3 kg
11
Hendri Chandra*, R.Sipahutar, M.Yanis
ANALISA EKSPERIMENTAL PENGARUH JARAK DUA SELINDER BULAT TERHADAP
TEKANAN DALAM ALIRAN UDARA
12
Kaprawi, Andi Hidayat
ANALISIS PERPINDAHAN KALOR PADA COOLING FAN DENGAN TUBE BERISI ES
TANPA FIN DAN DENGAN FIN
Marwani, Aad Zilasa
13
PERANCANGAN KOTAK PENDINGIN (COOLBOX) TENAGA SURYA
M. Z. Kadir, A.D. Priyadi
14
STUDI PENGARUH KONSENTRASI LARUTAN ELEKTROLIT KOH, VOLTASE
ELEKTROLISA DAN MEDAN ELEKTROMAGNETIK, SERTA RASIO CPO/KATALIS
ZEOLIT ALAM YANG DIAKTIFKAN TERHADAP KONVERSI TRIGLISERIDA CPO
MENJADI BIOGASOLIN
Nina Haryani
PENGARUH KONSENTRASI DAN WAKTU PERENDAMAN AMMONIA TERHADAP
KONVERSI BIOETANOL DARI JERAMI PADI DENGAN METODE SOAKING IN
AQUEOUS AMMONIA (SAA)
15
16
Novia, M.Amirullah Lubis, Fernando Jufianto
PEMBUATAN BIOETANOL DARI PATI BIJI MANGGA MELALUI PROSES HIDROLISIS
ASAM DAN FERMENTASI
17
Pamilia Coniwanti, Tri Wulan Damayanti, Rizka Novarina
STUDI KARAKTERISTIK PENYALAAN DAN PROFIL API PADA PEMBAKARAN
CAMPURAN MINYAK SOLAR DAN BIODIESEL DI OIL BURNER
18
Roosdiana Muin, Mulkan Hambali, Leily Nurul Komariah, M. Yadry Yuda, Trisna
Novitasari
KAJIAN EKSPERIMENTAL PENGARUH JARAK, BENTUK DAN UKURAN NOSEL
TERHADAP DAYA TURBIN CROSS FLOW
Sri Poernomo Sari, Franky Martupa, Astuti
xi
19
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
IMPLEMENTASI PERANGKAT WIRELESS MONITORING ENERGI LISTRIK BERBASIS
ARDUINO DAN INTERNET
20
Wahri Sunanda, Irwandinata
BIDANG COAL UPGRADING
PENGARUH MASSA DAN RASIO ETANOL TERHADAP AKSELERASI WAKTU NYALA
BRIKET
Budi Santoso, Ellynda Permasita, Uwu Holifah Ana F
22
AKSELERASI WAKTU NYALA BRIKET BATUBARA DENGAN PEMANFAATAN TALL
OIL SISA DIGESTER PULP KRAFT PROCESS DAN GETAH DAMAR (Agathis Damara)
Budi Santoso, Dede Hadi Widianto, Yono Purnama
24
PENGARUH KOMPOSISI DAN UKURAN SERBUK BRIKET YANG TERBUAT DARI
BATUBARA DAN JERAMI PADI TERHADAP KARAKTERISTIK PEMBAKARAN
25
Didik Sugiyanto
KAJIAN COAL TAR MIXTURE (CTM) BERDASARKAN PERSENTASE
CAMPURAN BATUBARA, TAR DAN AIR DALAM INTERVAL VISKOSITAS 900 - 1100
cP
Ega Salfira, dan Rr. Harminuke Eko Handayani
KAJIAN ANALITIS PEMBAKARAN BRIKET BATUBARA
PENGECORAN LOGAM
Imam Hidayat, Riman Sipahutar dan Diah Kusuma Pratiwi
UNTUK
27
TUNGKU
PENGARUH TEMPERATUR DAN KOMPOSISI PADA PEMBUATAN BIOBRIKET DARI
CANGKANG BIJI KARET DAN PLASTIK POLIETILEN
29
30
Selpiana , A. Sugianto , F. Ferdian
PENGARUH SUHU KARBONISASI SERAT SAWIT TERHADAP NILAI HARDGROVE
GRINDABILITY INDEX (HGI) PADA CAMPURAN BATUBARA BITUMINUS DENGAN
SERAT SAWIT
ShantiAisyah, Rr. Harminuke Eko Handayani
31
PENGARUH SUHU PADA PROSES HYDROTHERMAL TERHADAP KARAKTERISTIK
BATUBARA
33
Yunita Bayu Ningsih
xii
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
BIDANG GREEN CLEAN TECHNOLOGY
METODE PENGUKURAN KEBISINGAN RUANGAN MENGGUNAKAN DATA LOGGER
SPL
36
Aryulius Jasuan
PENGARUH pH AIR ASAM TAMBANG SINTETIK TERHADAP KUALITAS PERMEAT
HASIL PROSES SANDFILTRASI, ULTRAFILTRASI, DAN REVERSE OSMOSIS
37
Dominica Charitas Manalu, Ridha Thaherah, Subriyer Nasir
PENGOLAHAN AIR ASAM TAMBANG DENGAN SAND FILTER/ADSORBEN COAL
FLY-ASH, ULTRAFILTRASI, DAN REVERSE OSMOSIS
Devi Anggraini , Silfia Dahnia, Subriyer Nasir
EFEK VENTILASI MEKANIK DAN NATURAL TERHADAP PENURUNAN KADAR CO2
DI LABORATORIUM PRESTASI MESIN
38
39
Dwinanto, Imron Rosyadi dan Rian Dwi Purnomo
ANALISA LAPISAN BATUAN YANG MENGANDUNG AIR ( AKUIFER ) DENGAN
MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK DAERAH SUKAWINATAN, PALEMBANG
40
Falisa
PEMANFAATAN EKSTRAK KELOPAK DAN BIJI BUNGA ROSELLA SEBAGAI BAHAN
PENGGUMPAL LATEKS
Farida Ali, Anna Stasiana, Noviyanti Puspasari
PENGARUH LAJU ALIR UMPAN ULTRAFILTRASI DAN TEKANAN OPERASI REVERSE
OSMOSIS PADA PENGOLAHAN AIR ASAM TAMBANG SINTETIK MENGGUNAKAN
ADSORBEN ABU TERBANG BATUBARA 38
Hasanah Oktavia Pane, Sondang Purnama Sari, Subriyer Nasir
41
42
PENGARUH ADSORBEN RICE HUSK-ASH, LAJU ALIR UMPAN PADA SISTEM
ULTRAFILTRASI DAN TEKANAN OPERASI PADA UNIT REVERSE OSMOSIS
43
Jelita Br. Sinurat, Sara Situmeang Subriyer Nasir
POTENSI PEMANFAATAN ZIRKONIA PADA ASPEK LINGKUNGAN : SUATU
TINJAUAN PUSTAKA
Melati Ireng Sari, Tuty Emilia Agustina
44
xiii
Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6
Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia
KAJIAN TINGKAT RISIKO PENCEMARAN AIR SUMUR GALI DITINJAU DARI ASPEK
KONSTRUKSI DAN LETAK SUMUR GALI SERTA PERILAKU PENGGUNA SUMUR GALI
DI KELURAHAN TALANG PUTRI KECAMATAN PLAJU KOTA PALEMBANG
Nyimas Septi Rika Putri
PENGOLAHAN AIR RAWA MENJADI AIR BERSIH DI DAERAH TIMBANGAN
INDRALAYAMENGGUNAKAN MEMBRAN ULTRAFILTRASI
46
48
Prahady S, J. Prihantoro S , A. Rumaiza
TEKNOLOGI NANO: INOVASI BARU UNTUK MENGOLAH LIMBAH MENJADI
MATERIAL KONSTRUKSI YANG RAMAH LINGKUNGAN
Saloma
PENGARUH RASIO MOLAR DAN VOLUME REAGEN FENTON PADA PENGOLAHAN
AIR LIMBAH INDUSTRI TAHU DENGAN MENGGUNAKAN REAGEN FENTON DAN
KARBON AKTIF
49
51
Tuty Emilia Agustina, A. Prasetyo, C. A. Hafiz
PENGARUH PERSEPSI DAN PREFERENSI PENGHUNI RUMAH PANGGUNG DALAM
PENGENDALIAN PENUTUPAN AREA RESAPAN AIR PADA PERMUKIMAN LAHAN
BASAH TEPIAN SUNGAI MUSI PALEMBANG
Widya Fransiska F.Anwar , Setyo Nugroho
PEMANFAATAN EKSTRAK BIJI KELOR SEBAGAI KOAGULAN ALTERNATIF PADA
PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU
Yudi Mubrika Yasri , Janeth Ayu Anggitarini , Elda Melwita
xiv
53
55
POTENSI PEMANFAATAN ZIRKONIA PADA ASPEK LINGKUNGAN :
SUATU TINJAUAN PUSTAKA
Melati Ireng Sari1* dan Tuty Emilia Agustina2
1
) Mahasiswa Pascasarjana, Program Studi Magister Teknik Kimia, Universitas Sriwijaya, Palembang
2
) Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya, Palembang
Corresponding author : [email protected]
ABSTRAK : Indonesia merupakan negara maritim kepulauan, yang menyimpan berbagai macam kekayaan
berupa sumber daya alam, baik hasil pertambangan, perikanan, perkebunan, dan lain-lain. Zirkonia merupakan
salah satu hasil pertambangan non mineral yang berlimpah yang dimiliki oleh Indonesia. Zirkonia tidak berada
dalam keadaan murni yang dapat langsung ditemukan di alam, akan tetapi kebanyakan ditemukan dalam
keadaan terikat dengan senyawa lain seperti dalam pasir zirkon (ZrSiO4). Ada banyak metode untuk
mendapatkan zirkonia dari pasir zirkon. Pengguna zirkon yang terbesar adalah sebagai opacifier dalam
pembuatan produk berbasis keramik seperti ubin, peralatan sanitasi dan peralatan makan. Salah satu sektor yang
berkembang pesat dalam penggunaan zirkon adalah produksi zirkonia, kimia zirkonium dan logam berbasis
zirkonium. Zirkonia juga diaplikasikan pada abrasif alumina zirkonia. Karena sifatnya yang tidak beracun dan
ramah terhadap lingkungan produk dari zirkonia murni digunakan dalam kosmetik, perspirant (anti keringat),
kemasan makanan, dan permata palsu (perhiasan). Sebagai bahan kimia, selain digunakan sebagai katalis,
zirkonia juga digunakan sebagai campuran oksida untuk semikonduktor seperti TiO2. Dalam penerapan
fotokatalisis berbasis TiO2, zirkonia merupakan pasangan yang tepat untuk meningkatkan aktivitas fotokatalisis
dengan sinar ultra violet. Dalam makalah ini akan dikaji potensi doping zirkonia terhadap semikonduktor TiO2
dan pemanfaatannya dalam aspek lingkungan seperti pengolahan air limbah dengan metode fotokatalisis yang
hemat energi dimana menggunakan bantuan sinar matahari.
Kata kunci : zirkonia, pasir zirkonia, semikonduktor fotokatalisis, doping zirkonia
ABSTRACT : Indonesia is a maritime archipelago country which stores various kinds of wealth of nature
resources, whether from mining, fisheries, plantation, etc. Zirconia is one of non-mineral mining abundant
product owned by Indonesia. Zirconia are not in a pure state that can be directly found in nature, but most are
found in a state bound to other compounds such as zircon sand (ZrSiO4). There are many methods to obtain
zirconia from zircon sand. The biggest zircon usage is as an opacifier in the manufacture of ceramic-based
products such as tiles, sanitary equipment and tableware. One of the rapidly growing sectors in the use of zircon
is the production of zirconia, zirconium chemicals and zirconium-based metal. Zirconia is also applied to the
zirconia alumina abrasive. Because it is non-toxic and environmentally friendly products from pure zirconia was
used in cosmetics, perspirant (anti-sweat), food packaging, and imitation gemstones (jewelry). As the chemicals,
not only used as a catalyst, zirconia is also used as a mixture of oxides for semiconductors such as TiO2. In the
application of TiO2-based photocatalyst, zirconia is the right companion to increase the photocatalytic activity
by ultraviolet light. In this paper the potential of zirconia doped TiO2 semiconductor and its utilization in
environmental aspects such as waste water treatment by sunlight assisted photocatalyst method that is energy
efficient will be assessed.
Keywords : Zirconia, zircon sand, photocatalyst semiconductor, zirconia doped
PENDAHULUAN
Zirkon (ZrSiO4) adalah batu mineral dengan
bermacam macam warna. Sedangkan, zirkonia
(ZrSiO2) adalah salah satu produk zirkon. Dan,
Zirkonium (Zr) adalah unsur yang terkandung di
dalam zirkonia. Mineral silikat dengan rumus kimia
ZrSiO4 yang merupakan sumber utama logam
zirkonium, terakumulasi sebagai endapan pasir
pantai, digunakan sebagai pasir cetak, batu permata,
batu tahan api, keramik, dan paduan logam (ESDM.
2014).
Zirkonium Silikat (ZrSiO4) atau yang biasa
disebut zirkon adalah batu permata yang telah
ditemukan sejak zaman purbakala (Gambar 1).
Ketika dipotong dan dipoles, kristal zirkon bersinar
cemerlang tidak seperti biasanya karena index
refraktifnya yang tinggi. Komponen logam zirkon
ditemukan pertama kali oleh Martin Heinrich
Klaproth ketika menganalisis komponen kristal di
Berlin pada 1789. Di tahun yang sama, ia juga
menemukan uranium, dan saat ini keduanya adalah
unsur logam untuk pembangkit listrik tenaga nuklir
(Emsley, J. 2014).
Gambar 1. Zirkonium Silikat (ZrSiO4)
Sumber : The A-Z of Zirconium (Emsley, J. 2014)
Zirkonia terdapat di beberapa kepulauan di
Indonesia, antara lain kepulauan Riau, Bangka
Belitung, dan kepulauan Kalimantan seperti
ditunjukkan pada Gambar 2.
Zirkon melimpah dua kali lebih banyak dari
tembaga dan seng, dan sepuluh kali lebih banyak
dari timbal. Karena zirkonium tidak beracun dan
ramah lingkungan, penggunaannya akan terus
berkembang.
Sebagai
contoh,
zirkonium
ditambahkan ke cat untuk menggantikan timbal
(Emsley, J. 2014).
Zirkonium adalah unsur kimia dengan simbol Zr,
konfigurasi elektron adalah [Kr] 4d2 5s2 dengan
nomor atom 40 dan massa atom adalah 91,224
(Susiantini,
2013). Zirkonium (Zr) tidak
ditemukan dalam keadaan murni di alam. Zr dapat
ditemukan dalam oksida silikat dengan mineral yang
disebut zirkonia (ZrO2×SiO2) atau oksida bebas
(ZrO2) yang disebut Baddeleyite (Saridag, S dkk.
2013). Zirkonium silikat (ZrSiO4) adalah batu
permata semikonduktor yang telah dikenal sejak
zaman kuno. Sumber utama zirkonium adalah zirkon
dan lebih dari 1,5 juta batu-batu mineral ini
diekstrak setiap tahun, terutama di Australia dan
Afrika Selatan. Pasir zirkon adalah material tahan
panas yang dapat bertahan pada temperatur tinggi.
Komponen lain zirkonium, seperti oksida ZrO2 juga
diaplikasikan pada temperatur tinggi (Emsley, J.
2014).
Unsur zirkonium termasuk dalam golongan IV
B pada sistem periodik yang mempunyai struktur
kristal berbentuk heksagonal pejal (HCP) dan
mempunyai penampang makroskopis yang kecil
dengan keuletan yang tinggi. Bahan ini dapat
mengalami transformasi fasa dari heksagonal
tumpukan padat (HTP) menjadi kubus pusat ruang
pada suhu sekitar 870 °C. Garam-garam Zr (II) dan
(III) akan segera berubah menjadi Zr (IV) dalam
media berair. Sedangkan, hidrat zirkonium oksida
hanya larut dalam asam yang memiliki daya
tangkap yang rendah untuk neutron termal
sehingga cenderung sulit diaktifkan melalui
iradiasi.
Pada keadaan di bawah normal zirkonium
tidak dapat bereaksi dengan air. Namun dengan
udara zirkonium dapat bereaksi sehingga dapat
menghasilkan ZrO2, seperti reaksi berikut:
Reaksi zirconium dengan udara:
Zr (s) + O2 (g)
ZrO2 (g)
(1)
Zirkonium juga dapat bereaksi dengan halogen.
Zirkonium bereaksi dengan halogen membentuk
Zirkonium (IV) halida dengan reaksi sebagai
berikut :
Gambar 2. Peta sebaran potensi zirkon di
Indonesia
Sumber : BATAN, 2012
Zr (s) + 2F2 (g)
ZrF4 (s)
(2)
Zr (s) + 2Cl2 (g)
ZrCl4 (s)
(3)
Zr (s) + 2Br2 (g)
ZrBr2
(4)
Zr (s) + 2I2 (g)
ZrI2 (s)
(s)
(5)
ZrCl4 adalah kristal tak bewarna (tersublimasi di
atas 331 °C). Zirkonium berkoordinasi oktahedral
dan membentuk jembatan rantai zig zag melalui
jembatan khlorin. Senyawa ini bersifat higroskopik
dan larut dalam air, etanol, dan sebagainya. ZrCl4
digunakan sebagai katalis Friedel-Crafts dan
sebagai komponen katalis polimerisasi olefin.
Hanya terdapat sedikit kemungkinan logam
zirkonium bereaksi dengan asam.
Zirkonium
tidak dapat bercampur dengan asam hidrofluorik,
HF, dalam membentuk kompleks fluoro. Beberapa
metode yang tersedia untuk memproduksi
nanopartikel zirkonia adalah metode sol-gel,
metode pirolisis, penyemprotan, hidrolisis dan
microwave plasma (Witoyo dan Anggraeni, W.
2013).
Zirkonium dalam oksida bebas atau zirkonium
dioksida adalah logam berwarna putih keabuabuan, berbentuk kristal (amorf/struktur kristal
yang tidak teratur), lunak, dapat ditempa dan
diulur bila murni, juga tahan terhadap udara
bahkan api. Bahan ini termasuk keramik teknik
yang mempunyai sifat kegetasan (brittle) yang
tinggi dan resistansi tinggi terhadap berbagai jenis
asam dan alkali, air laut dan agen lain-lain,
memiliki titik lebur yang sangat tinggi (>2000 °C)
dan sensitif terhadap gas oksigen.
Tabel 1. Karakteristik Zirkonium Oksida
Karakteristik
Nilai
Rumus molekul
ZrO2
Warna
Putih keabu-abuan
Struktur kristal
kubik,
monoklinik,
Nomor atom
tetragonal
Kekerasan (MPa)
40
Titik lebur (oC)
903
1852
Titik didih (oC)
4400
Sumber : Witoyo dan Anggraeni, W. 2013
ZrO2 memilik tiga fase polimorf yang berbeda,
yaitu monoklinik (dibawah 1175
), tetragonal
(1170-2370 ) dan kubik (2.370-2.680 ). Sampai
saat ini, metode yang digunakan untuk mensintesa
zirkonia yaitu irradiasi mikrowave, sol-gel,
hidrotermal, presipitasi, sonokimia adalah teknik
utama (Ajabshir dkk. 2014).
Zirkonium murni pada suhu kamar memiliki
struktur kristal monoklinik (m-ZrO2) dan bila
terkena pemanasan sampai 1000-1100 °C akan
berubah struktur kristalnya menjadi tetragonal (tZrO2). Karena pada kisaran suhu 1000-1100 °C
masih tergolong fase yang tidak stabil dan bila
didinginkan kembali pada suhu ruang akan berubah
kembali menjadi monoklinik (m-ZrO2). Oleh
karena itu, m-ZrO2 atau t-ZrO2 hanya sesuai untuk
aplikasi pada suhu rendah atau suhu ruang, akan
tetapi m-ZrO2 atau t-ZrO2 memiliki kekuatan
mekanik lebih tinggi dibanding dengan c-ZrO2.
Sedangkan c-ZrO2 tergolong fasa yang paling stabil
terhadap perubahan suhu. Untuk menstabilkannya
perlu struktur kristalnya sebagian atau seluruh
diubah ke fasa c-ZrO2 (Witoyo, 2013).
Gambar 3. Tiga Fase Polimorf Zirkonia
Sumber : Witoyo dan Anggraeni, W. 2013
Kubik zirkonia ini berwujud kristal yang bisa
digunakan sebagai pengganti intan dengan harga
yang lebih terjangkau (Witoyo dan Anggraeni, W.
2013).
Mengingat jumlahnya yang melimpah di Indonesia,
dan beragamnya penggunaan zirkonia, maka dalam
makalah ini akan dikaji potensi pemanfaatan
zirkonia dalam aspek lingkungan seperti pada
aplikasi doping zirkonia pada semikonduktor
fotokatalis dan pembuatan komposit membran
dalam pengolahan air limbah.
METODELOGI
Metode yang digunakan dalam tulisan ini adalah
penelusuran pustaka.
PEMBAHASAN
Untuk dapat dimanfaatkan, pada umumnya zirkonia
harus diekstrak dari pasir zircon (ZrSiO4). Beberapa
metode pengolahan pasir zirkon menjadi zirkonia,
antara lain :
1.
Disosiasi dengan panas
Pasir zirkon dipanaskan dengan karbon hingga
2000oC dan terdisosiasi menjadi zirkon dan silika
pada suhu 1750oC. Silika berubah menjadi
monoksida yang volatil pada suhu di atas 2400oC,
kemudian teroksidasi kembali di luar reaktor
menjadi silika. Disosiasi zirkon dapat diredam
untuk memproduksi campuran kristal zirkon
dalam butiran silika amorf. Kristal yang terbentuk
berdiameter sangat kecil yaitu sekitar 0,1μ m.
Kumpulan kristal yang digumpalkan biasanya
berukuran 2-20 μ m tergantung bagaimana
penggabungan atau penggumpalan yang dilakukan.
Silika amorf dapat dipisahkan dengan larutan
NaOH panas untuk menghasilkan larutan natrium
silikat dan zirkonium oksida sisa.
2.
Klorinasi
Zirkon yang sudah digiling dibentuk pelet
dalam tungku arang untuk mendapatkan campuran
tertentu. Hasil campuran kemudian diklorinasi
secara langsung menggunakan gas klorin dalam
tungku pada suhu 800oC–1200oC, untuk
memproduksi zirkonium dan silicon tetraklorit.
Reaksi yang terjadi pada proses klorinasi adalah
reaksi endotermis, sehingga energi tambahan
disuplai dengan memanaskan bagian dalam dinding
grafit pada reaktor klorinasi. Zirkonium tetraklorit
terdistilasi dan disimpan dalam kondenser pada
suhu 150oC-180 oC atau 200 oC, sedangkan silikon
tetraklorit disimpan pada suhu -10 oC atau -20 oC
pada kondenser sekunder.
3.
Pengapuran
Pengapuran
terhadap
zirkon
dapat
menghasilkan zirkonil silikat, kalsium zirkonat,
kalsium silikat, bahkan campuran zirkonia dan
kalsium atau magnesium silikat. Parameter
termodinamik (dalam tekanan atmosfer) yang
berpengaruh antara lain adalah temperatur, dan
perbandingan mol antara zirkon dengan kapur.
4.
Peleburan dengan fluorosilikat
Zirkon dapat dileburkan dengan kalium
heksafluorosilikat pada suhu sekitar 700oC untuk
memproduksi kalium heksa fluorozirkonat.
Reaksi fusi ini dapat dilakukan dalam tungku
putar pada suhu antara 650 oC-750 oC. Hasil
fusi digiling dan dicuci dalam larutan asam klorida
(HCl) 1% pada suhu 85 oC selama 2 jam. Larutan
jenuh yang masih panas kemudian disaring untuk
menghilangkan silika tak-larut, selanjutnya
dibiarkan sampai dingin sehingga kalium
heksafluorozirkonat
mengkristal.
Zirkonium
hidroksida
diendapkan
dengan
ammonium
hidroksida
dari
1%
larutan
kalium
heksafluorozirkonat. Zirkonium hidroksida ini
kemudian disaring, dicuci, dan dikalsinasi
membentuk zirkonia.
5.
Pengkarbidan
Zirkon diubah menjadi karbida dalam tungku
elektrik terbuka pada suhu sekitar 2500oC.
Campuran zirkon dan arang dimasukkan dalam
tungku secara kontinu. Karbon yang digunakan
sedikit untuk menguapkan silikon monoksida.
6.
Peleburan dengan kausatik
Proses ini melibatkan dekomposisi zirkon
dengan cara melebur zirkon dengan natrium
hidroksida atau natrium karbonat yang tentunya
menggunakan perbandingan mol yang berbeda pula
untuk mendapatkan hasil yang diinginkan. Metode
peleburan yang dapat diaplikasikan dengan
perbandingan mol yang berbeda diantaranya
sebagai berikut :
6.1. Peleburan dengan Kaustik Sub-Stoikiomteri
Sodium zirkonat terlarut yang dihasilkan dari
reaksi pasir zirkon dengan sodium karbonat pada
perbandingan mol rendah. Reaksi ini biasanya
terjadi pada suhu sekitar 1000oC sebagai berikut:
ZrSiO4 + Na2CO3 Na2ZrSiO5 + CO2 ↑
6.2. Peleburan dengan Kaustik Berlebih
Pasir zirkon dilebur dengan soda kaustik dengan
perbandingan 1 mol pasir zirkon dengan 4 mol soda
kaustik pada suhu sekitar 650oC menghasilkan
natrium zirkonat dan natrium silikat. Reaksi ini
juga dapat terjadi dengan natrium karbonat pada
suhu di atas 1000oC.
ZrSiO4 + 4NaOH NaZrO3 + NaSiO3 + 2H2O ↑
Hasil leburan digiling dan dilarutkan dengan air,
maka natrium silikat larut dalam air. Natrium
zirkonat dihidolisis dengan air menjadi natrium
hidoksida terlarut dan zirkonia hidrous tak larut.
Fase larutan dipisahkan dari padatan dengan filtrasi.
6.3. Peleburan dengan Kaustik Sedikit Berlebih dan
Suhu 700 oC
Percobaan pengolahan pasir zirkon di Vietnam
yang dilakukan oleh Tuyen dkk tahun 2007 telah
berhasil meminimasi kandungan TENORM dengan
melalui tahap pengendapan zirconium basic
sulphate (ZBS). Untuk mengolah pasir zirkon
menjadi zirkonia yang terpisah dari beberapa
pengotor seperti Si, U, Th, Ti, Fe, dan lain-lain,
dilakukan dengan melalui beberapa tahapan proses
yaitu proses peleburan, pelindihan dengan air,
pelindihan dengan HCl, pengendapan dengan asam
sulfat,
konversi ke ZrO(OH)2, pelarutan,
kristalisasi dan
kalsinasi. Natrium zirkonat
(Na2ZrO3) yang terbentuk pada proses peleburan
pasir zirkon diambil dengan cara melarutkan
pengotor-pengotor seperti sisa NaOH, Na2SiO3,
NaAlO2 dengan air. Kemudian ZrOCl2 atau ZOC
yang terjadi dari proses pelindihan natrium zirkonat
dengan HCl diendapkan dengan H2SO4 pekat
menjadi Zr5O8 (SO4)2.15H2O yang biasa disebut
zirkonium berbasis sulfat (ZBS) stabil yang tidak
dapat larut dalam air. Pada proses pencucian
ZBS dengan air, maka pengotor-pengotor seperti
Fe+3, Th+4, U+6, dan Ti+4 akan larut dalam air
menjadi air limbah (BATAN, 2012).
Pengguna zirkon yang terbesar adalah sebagai
opacifier dalam pembuatan produk berbasis
keramik seperti ubin, peralatan sanitasi dan
peralatan makan. Pasir zirkon (ZrSiO4) untuk
opacifier ditambahkan pada glasir untuk
menutupi warna dasar tubuh tanah liat keramik.
Zirkon merupakan opacifier efektif karena
mempunyai indeks bias tinggi. Kristal zirkon
yang digiling halus dapat menyebarkan semua
panjang gelombang cahaya tampak sehingga
hasil
pembuatan keramik tampak putih.
Sedangkan, opacifier adalah zat yang ditambahkan
ke suatu bahan agar bahan tersebut menjadi buram.
Suatu opacifier efektif memiliki indeks bias
yang sangat berbeda dari media dimana ia
dilapiskan. Perbedaan indeks bias partikel zirkon
(1,96) dan bahan kaca (~ 1,5) dalam refleksi dan
refraksi cahaya pada hasil glasir (BATAN, 2012).
Salah satu sektor yang juga berkembang pesat
dalam penggunaan zirkon adalah produksi zirkonia,
kimia zirkonium dan logam berbasis zirkonium.
Beberapa senyawa tersebut mempunyai sifat yang
berbeda sehingga cocok untuk aplikasi industri dan
kimia yang beragam. Pasar utama pengguna akhir
lainnya untuk zirkon lainnya adalah refraktori,
pengecoran, dan kaca Cathode Ray Tube (CRT)
atau tabung kaca televisi (BATAN, 2012).
Pada industri keramik, bahan baku zirkon
digunakan untuk membuat refractories, cutting
tools, noozle, komponen otomotif, material
glaze (glasir) yang berfungsi sebagai opacifier juga
untuk produk glazing sanitary, tablewares, ceramic
tiles (BATAN, 2012).
Zirkonium tidak beracun dan ramah terhadap
lingkungan. Produksi dunia dari zirkonia (ZrO2)
murni hampir 25.000 ton per tahun dan digunakan
dalam kosmetik, perspiran (anti keringat), kemasan
makanan, dan permata palsu (perhiasan). Dan juga
sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari,
misalnya pisau, gunting, dan besi golf, karena
ketahanannya dan kesesuaian biologisnya juga
digunakan untuk membuat lapisan gigi (Emsley, J.
2014).
Selain itu, penggunaan zirkonia yang juga
cukup banyak, yaitu aplikasi abrasif alumina
zirkonia. Zirkonia dicampur dengan aluminium.
Kandungan zirkon sebesar 25-40%. Produk
zirkonium yang umumnya digunakan sebagai
abrasif adalah alumina zirkonia. Abrasif jenis ini
ada dua kelompok, tergantung persentase zirkonia
yang digunakan, yaitu :
• AZ-abrasif (25% zirkonia), terutama digunakan
dalam hubungannya dengan pengerjaan bahanbahan yang berasal dari logam, seperti steel billet,
automotif, dan lain-lain.
• NZ-abrasif (40% zirkonia), di pasaran NZabrasif ada dua jenis, yaitu E347 (bonded abrasive)
dan E349 (coated abrasive). Terutama digunakan
sebagai mata (bit) pada mesin pemotong untuk
batu hias (marmer dan granit) dan sebagai bola
penggerus (grinding wheel).
Sebagai abrasif, pasir zirkon dapat
juga
digunakan secara langsung, yaitu sebagai sandblast
menggantikan fungsi pasir kuarsa (BATAN, 2012).
Zirkonia fused merupakan produk zirkonium
dengan kualitas kimia yang lebih rendah daripada
yang dihasilkan oleh metode pengolahan kimia.
Zirkonia fused digunakan dalam volume yang lebih
tinggi atau segmen nilai pasar yang lebih rendah
dari refraktori, abrasif dan pigmen keramik. Untuk
memproduksi zirkonia kimia dilakukan dengan
biaya proses yang relatif tinggi, karena itu
digunakan dalam nilai yang lebih tinggi atau
volume pemakaian yang lebih rendah, seperti
katalis yang digunakan dalam sistem pembuangan
otomotif untuk mengontrol emisi gas buang, papan
sirkuit elektronik, dan perangkat penginderaan
piezoelektrik. Pada industri keramik yang sudah
maju, zirkonia kimia yang dihasilkan digunakan
secara eksklusif pada produksi alat pemotong
dengan tepi yang tajam, juga bagian pompa
dengan intensitas pemakaian yang tinggi.
Penggunaan zirkonia kimia yang dihasilkan
meningkat dalam industri telekomunikasi untuk
ferrules untuk kabel serat optik. Keuntungannya
adalah bahwa dengan serbuk zirkonia yang halus
menghasilkan permukaan halus yang penting untuk
mencapai kinerja konektivitas yang tinggi, dengan
koefisien ekspansi termal zirkonia menutupi
serat optik. Zirkonia juga mempunyai kualitas
elastisitas dan ketahanan fisik (BATAN, 2012).
ZrO2 juga telah ditemukan aplikasinya dalam
bidang teknis khusus seperti perangkat optik
transparan dan elektroda kapasitor elektrokimia,
fuel cell, katalis, dan lapisan buffer untuk
superkonduktor (Sahar dkk, 2014). Namun, ZrO2
tidak hanya digunakan sebagai katalis tetapi juga
sebagai oksida biner dengan TiO2. Telah ditemukan
bahwa penambahan ZrO2 dapat meningkatkan
keasaman permukaan dalam bentuk kelompok OH,
yang dapat menghambat proses rekombinasi dan
meningkatkan efisiensi kuantum. Beberapa
stabilitator ditambahkan untuk meningkatkan sifat
anti-sintering TiO2, seperti ZrO2, SiO2, dan Al2O3
(Lie dkk. 2013).
Campuran oksida telah banyak digunakan dalam
katalisis, karena karakteristik permukaan oksida
dapat berubah akibat pembentukan situs baru pada
permukaan komponen, atau penggabungan satu
oksida kedalam kisi yang lain. Doping ZrO2
terhadap larutan padat titanium menunjukkan
adanya peningkatan aktifitas fotokatalisis sinar UV.
Perbedaan ukuran titanium dan zirkonium
menyebabkan bertambahnya volume kisi dan sel
untuk mengubah struktur. Tomar L.J dkk (2013)
melaporkan penggabungan ZrO2 terhadap TiO2
mengurangi ukuran partikel TiO2 dan meningkatkan
luas permukaan yang bertujuan untuk mengubah
inti dan koordinat geometri.
Di antara beberapa fotokatalisis semikonduktor,
titania terbukti cocok untuk diaplikasikan di
lingkungan karena daya oksidasi yang kuat,
efektifitas biaya, dan stabil terhadap fotokorosi dan
kimia korosi dalam jangka panjang (Sun dkk.
2011). Dalam penelitian yang dilakukan oleh
Chuanzi dkk mengenai degradasi fotokatalisis
Rhodamin B dengan menggunakan ZrO2-doping
TiO2 pada skala pabrik didapatkan bahwa setelah
penambahan ZrO2 pada TiO2, efisiensi fotokatalitik
untuk mendegradasi pewarna Rhodamin B menjadi
tinggi. Aktifitas fotokatalisis nanosphare berongga
ZrO2/TiO2 lebih unggul daripada TiO2 murni.
Dampak dari penggabungan Zr+4 mengakibatkan
sifat fisika kimia berubah seperti sifat permukaan
dan strukturnya. Dampak lebih lanjut yaitu pertama,
penggabungan ion Zr4+ ke dalam kisi titania
mengubah permukaan katalis. Campuran oksida
ZrO2/TiO2 ada dalam bentuk tegangan dengan
energi kisi yang tinggi ketika Zr4+ tersubstitusi ke
Ti4+ dalam kisi TiO2 karena perbedaan ukuran ion
titanium dan zirkonium. Beberapa lubang pada
permukaan diharapkan dapat diimbangi regangan
kisi. Akibatnya, oksigen dapat terjebak pada
lubang-lubang
dan
meningkatkan
aktifitas
fotokatalisis. Kedua, umumnya band gap yang
besar mampu mereduksi oksidasi dengan kuat.
Karena proses fotokatalitik dapat dianggap mirip
dengan sel elektrokimia, peningkatan band gap
dalam reduksi oksidasi. Ketiga, luas permukaan
yang besar dapat meningkatkan efisiensi
fotokatalisis. Dalam penelitian tersebut dilaporkan
bahwa
penggabungan
Zr4+
menghambat
pertumbuhan kristal anatase, namun akan
memperoleh ukuran anatase kristal yang lebih kecil
dan luas permukaan yang lebih besar. Semakin
besar luas permukaan, dapat memberikan sisi aktif
permukaan untuk mengadsorpsi dan membuat
proses fotokatalitik lebih efisien. Dan, hasilnya
bahwa hollow sphere ZrO2/TiO2 mampu
mendegradasi air limbah pewarna Rhodamine B.
Beberapa semikonduktor telah dipasangkan
dengan TiO2 untuk meningkatkan aktifitas
fotokatalitik. Diantara semikonduktor, ZrO2
dianggap pasangan semikonduktor yang tepat
dengan TiO2 karena dapat memperbesar luas
permukaan, menstabilkan anatase dan pasangan
elektron. Komposit ZrO2/TiO2 lebih tebal
dibandingkan dengan TiO2 murni, yaitu 10 dan 3
µm. Selain itu, Komposit ZrO2/TiO2 memiliki
lubang mikro pori yang lebih banyak dan lebih
kasar dibandingkan dengan TiO2 murni, yang
menyebabkan senyawa organik dan foton dapat
terserap. Foton membawa energi untuk frekuensi
radiasi (Luo dkk. 2013).
Contoh lain aplikasi zirkonia pada lingkungan
yaitu sebagai bahan komposit dalam pembuatan
membran, seperti penelitian yang dilakukan oleh
Vinodh tahun 2013. Vinodh mencampurkan
Zirkonia (ZrO2) dengan membran QPSEBS
(Quaternized Poly Styrene Ethylene Butylene Poly
Styrene). Pada penelitiannya mengenai sintesis
komposit dalam pembuatan membrane dengan
zirkonia tersebut, dari diperoleh bahwa komposit
membran dengan ZrO2 dapat menyerap air lebih
banyak. Penyerapan air bertambah seiring dengan
bertambahnya kandungan zirkonia dalam ion
exchange.
KESIMPULAN
Zirkonia merupakan salah satu barang tambang
non mineral yang berpotensi besar di Indonesia.
Zirkonia tidak berada dalam keadaan murni di
alam. Untuk mendapatkannya harus melalui
serangkaian proses terlebih dahulu. Sejauh ini,
zirkonia banyak dijumpai sebagai komoditas
perdagangan batu berlian imitasi dan aplikasinya
pada bidang industri kimia, baik sebagai bahan
baku utama maupun sebagai bahan tambahan.
Sebagai bahan baku utama misalanya pada pembuat
keramik, gelas, kaca, dan lain-lain. Dan sebagai
bahan tambahan misalnya pada pembuatan lapisan
gigi. Namun, zirkonia memiliki potensi selain
sebagai
komoditas
perekonomian,
yaitu
kebermanfaatannya pada lingkungan hidup.
Zirkonia memiliki kemampuan mendegradasi
pencemaran lingkungan. Namun zirkonia tidak
dapat secara langsung digunakan untuk mengatasi
limbah. Sehingga zirkonia harus diolah dengan
berbagai metode untuk meningkatkan karakternya.
Aplikasi yang sedang dikembangkan adalah dengan
melakukan doping ZrO2 terhadap TiO2 untuk
menghasilkan semikonduktor fotokatalis dalam
mengelola air limbah.
DAFTAR PUSTAKA
Ajabshir, S.Z., dan Niasari, M.S., (2014). Synthesis
of Pure Nanocrystalline ZrO2 Via a Simple
Sonochemical Assisted Route. Journal of
Industrial and Engineering Chemistry 20 : 33133319.
Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN). (2012).
Informasi Umum Zirkonium, Pusat Teknologi
Akselerator dan Proses Bahan, Yogyakarta.
Emsley, J. (2014). The A-Z of Zirconium. Nature
Chemistry (book), Vol 16, March 2014,
Macmillan Published Limited : 254.
http://esdm.go.id/glosarium.html?sort=2&limit=20
&limitstart=0. Diakses tanggal 14 Oktober 2014
Lie, M., Zhang, S., Lv, L., Wang, M., Zhang, W.,
and Pan, B. (2013). A thermally stable
mesoporous ZrO2–CeO2–TiO2 visible light
photocatalyst, Chemical Engineering Journal
229 : 118–125.
Luo, Q., Chai, Q., Lie, X., Pan, Z., Lie, Y, Chen,
X., Yan, Q. (2013). Preparation and
characterization of ZrO2/TiO2 composite
photocatalytic film by micro-arc oxidation,
Trans Nonferrous Met. Soc. China 23 : 29452950.
Saridag, S., Tak, O., and Alniacik, G. (2013). Basic
Properties and Types of Zirconia: An overview,
World of journal Stomatology, August 2013, 2
(3) : 40-47, ISSN online 2218-6263
Sun, C., Liu, L., Qi, L., Li, H., Zhang, H., Li, C.,
Gao, F., and Dong, L. (2011). Efficient
fabrication of ZrO2-doped TiO2 hollow
nanospheres with enhanced photocatalytic
activity of rhodamine B degradation, Journal of
Colloid and Interface Science : 288-297.
Susiantini, E. (2013). Optimasi Kondisi Pembuatan
Zirconium Basic Sulphate (ZBS) dari Zirconium
Oxychloride (ZOC), J. Iptek Nuklir Ganendra
Vol. 16, No. 1, Januari 2013, Yogyakarta : 18 –
25, ISSN 1410-6987.
Tomar, L.J., dan Chakbaraty, B. S. (2013).
Synthesis, structural and optical properties of
TiO2-ZrO2 nanocomposite by hydrothermal
method. Adv. Mat. Lett, 4 (1) : 64-67.
Vinodh, R., Aziz, A., Jung, E. M., and Jeon, U.J.
(2013). New Composite Membrane from
Quaternized Polymer and Nano Zirconia :
Synthesis,
Characterization
and
its
Antimicrobial Properties, International Journal
of Control and Automation, Vol.6, No.6, South
Korea : 21-30.
Witoyo dan Anggraeni, W. (2013). Sintesis dan
Karakterisasi ZrO2-CuO sebagai Fungsi
Perbandingan Mol, Fakultas MIPA Universiats
Lampung.