laporan 2 (tanpa beli limbah)

7/25/2019 LAPORAN 2 (Tanpa Beli Limbah)

1/18

LAPORAN TEKNIK PRODUK

PEMUNGUTAN Cu DARI LIMBAH ELEKTRONIK

MENGGUNAKAN ELEKTROKIMIA

Disusun oleh:Afni Rochmania

!"##$#%&"TK"#'()*en+, P-es+ian+i Pe-ma+asa-i !"#!''!!"TK"#' #$I+a .holiha+in !"####(!"TK"#'#Na/,a Rachma+ul Pu+-i !"##$$#0"TK"#'!#$Ra/hi+,a Has+i !"##$ )&"TK"#'###T-i Ha-fan !"###%))"TK"#''00

1URU.AN TEKNIK KIMIA*AKULTA. TEKNIK

UNI2ER.ITA. GAD1AH MADA3OG3AKARTA

!$ (


2/18

BAB I.PE.I*IKA.I UNIT

A4 La+a- Bela5an6

Limbah elektronik atau E-waste merupakan jenis limbah barang

elektronik yang sudah tidak terpakai lagi. Selama sepuluh tahun terakhir,

jumlah peralatan elektronik mengalami peningkatan yang drastis. Akibatnya,

limbah elektronik juga meningkat (Pramono, 2006).

mumnya, limbah elektronik mengandung logam berat yang termasuk

dalam !" (!ahan !erbahaya dan !era#un). Logam berat yang sering

dijumpai dalam limbah elektronik antara lain $r, $u, %n, Ag, Sn, dan Pb.

&ikarenakan memiliki si'at bera#un, limbah elektronik tersebut berbahaya

apabila dibuang ke lingkungan tanpa adanya pengolahan terlebih dahulu.

!erdasarkan data !PS tahuin 20 2, produksi elektronik dalam negeri

untuk 2 (dua) jenis saja yaitu tele isi dan komputer, jumlahnya #ukup

men#engangkan. *ndonesia mampu memproduksi tele isi sebanyak

2.+00.000 kg tahun. -umlah tele isi impor 6.6/ .0/2 kg tahun. &ari jumlah

tersebut, tele isi berpotensi menghasilkan e1 aste sebanyak 2.34 ./44.364

kg tahun. Sementara untuk komputer, *ndonesia mampu memproduksi

2.34 ./44.364 kg tahun, dengan jumlah impor "+."33. "" kg tahun. &an

potensi e1 aste yang dihasilkan men#apai "6.020.34". 6/ kg tahun.

&i samping untuk mengurangi dampak bahaya terhadap lingkungan,

pengolahan limbah elektronik juga dapat meningkatkan nilai ekonomi karena

logam1logam tersebut dapat diman'aatkan kembali. Se#ara umum, limbah

elektronik mengandung 205 tembaga /5 besi 35 timah 25 nikel 25

timbal 5 seng 0,25 perak 0, 5 emas dan 0,00+5 palladium ( ramatyka

et al , 200 ). 7andungan logam tembaga yang relati' tinggi dari limbah

elektronik memberikan prospek untuk pemakaian kembali dengan #ara

recovery.

7ebutuhan tembaga diperkirakan akan meningkat seiring naiknya

permintaan ekspor dunia. Akan tetapi, di sisi lain produksi tembaga

mengalami penurunan dikarenakan adanya perluasan tambang baru sehingga

1


3/18

produksi menjadi kurang optimal. Pada tahun 20 , terjadi penurunan

produksi tembaga sebesar "65 atau 633.04/ ton (&irjen 8ineral dan !atu

!ara 7ementrian 9S&8, !ambang Setia an, 20 ).

ntuk mereko er tembaga dari limbah elektronik, terdapat beberapa

metode yang dapat dilakukan antara lain adsorpsi, ion exchanger , ekstraksi,

dan elektrokimia. 9lektrokimia merupakan suatu metode untuk mereko er

tembaga dengan prinsip perpindahan elektron. &ibandingkan dengan metode

lainnya, elektrokimia memiliki kelebihan yaitu dapat memisahkan logam1

logam dengan kemurnian tinggi (8ar ati, 20 0).

B4 Penen+uan Ka7asi+as :injauan 7ebutuhan :embaga di *ndonesia

Produksi tembaga di *ndonesia (P:. Smelter ; resik) < "00 ribu ton tahun

(+/5 dijual untuk domestik sedangkan sisanya diekspor)

8aka, ketersediaan tembaga untuk *ndonesia < 3 ton tahun

7ebutuhan tembaga *ndonesia < /0 ribu ton tahun (9S&8)

:injauan !ahan !aku

Produksi limbah elektronik di $i#alengka, -a a !arat < 30 ton hari

(Agus Sugiyono, 20 ")

ntuk pre-treatment pada rangkaian proses ini, dipilih proses

hidrometalurgi dibandingkan proses pirometalurgi dengan alasan sebagai

berikut>

3


5/18

Sehingga tahapan proses se#ara keseluruhan >

a) Seleksi !ahan !akuPada proses ini, dari bahan baku yang diseleksi untuk memperoleh

komponen yang diinginkan. b) Crushing

ntuk memperke#il ukuran limbah agar memudahkan dalam proses

berikutnya.#) ?idrometalurgi

i. Leaching

4


6/18

Limbah elektronik yang telah dihan#urkan di#ampurkan

dengan air dan asam sul'at di tangki ekstraktor sehingga tembaga

dalam limbah elektronik akan terlarut sementara komponen lain

akan tetap berbentuk padat. Selain $uS@ 3 yang terbentuk, terdapat

kemungkinan terbentuknya Al 2(S@3)" . Larutan Al 2(S@3)" bersi'at

heterogen dengan larutan $uS@ 3, sehingga terbentuk dua lapisan

dimana Al 2(S@3)" berada di bagian ba ah. Larutan Al 2(S@3)" bisa

dipisahkan dengan metode dekantasi karena perbedaan berat jenis

dan kelarutan. Pada proses ini tidak terbentuk larutan eS@ 3 karena

logam e sudah dipisahkan di a al proses dengan menggunakan

magnet. !ahan lain seperti plasti# dan karet akan mengendap

menjadi lelehan karena terjadi kontak dengan asam sul'at.ii. Separasi ('iltrasi)

Pada tahap ini, larutan $uS@ 3.+? 2@ dan endapan e-waste

dipisahkan dengan #ara 'iltrasi.d) 9lektrolisis

Larutan $uS@ 3.+? 2@ dielektrolisis dengan stainless steel

sebagai katoda dan timbal sebagai anoda. *on tembaga akan tertarik

dan menempel pada katoda dan selanjutnya dapat diambil lempengan

tembaganya. ?asil samping dari elektrolisis ini adalah @ksigen murni

yang kemudian dapat dijual.&alam sel elektrolisis digunakan metode electrowinning , yaitu

proses mendapatkan kembali logam yang terlarut dalam larutan

menggunakan anoda berupa elektroda inert, dalam hal ini digunakan

timbal (Pb). Sementara untuk katoda digunakan stainless steel.Beaksi yang terjadi se aktu elektrolisis larutan :embaga Sul'at

adalah sebagai berikut>

7atoda (1) >

2( ) ( )2l sCu e Cu

++

Anoda (C)>2 ( ) 2( )2 3 3l g H O O H e

+ + +

Pada sel elektrolisis, terjadi reaksi reduksi ion tembaga menjadi

tembaga (padat). Sementara pada anoda terjadi reaksi oksidasi air.

Pada ion sul'at, biloks untuk S sudah 6, artinya sudah men#apai

5


7/18

biloks maksimumnya, tidak mungkin mengalami oksidasi lagi,

sehingga yang akan teroksidasi adalah air menjadi unsur1unsur

penyusunnya.

6


8/18

BAB IIRANGKAIAN ALAT DAN PRO.E.

A4 Ran65aian Ala+ Ele5+-olisis

$u akan menempel pada plat stainless steel selama hari atau siklus. Proses

elektrolisis menghasilkan energi listrik sehingga menyebabkan $u (ion positi') mengalir ke katoda yang berupa stainless steel. Proses pemisahan

stainless steel dengan menggunakan alat stripping.

B4 Dia6-am P-oses

$ara pengolahan e1 aste>

91 aste terdiri dari endapan bahan1bahan yang tidak terlarut dalam asamsul'at seperti karet, plasti#, emas, dan logam lain. Pengolahannya yaitu

7


9/18

memisahkan lelehan dan padatan, dimana dalam padatan terdapat emas yangtidak larut dalam asam sul'at. Padatan tersebut dapat diolah untuk diambilkandungan emasnya sehingga memiliki nilai jual dan memberi keuntungan

bagi pengolahnya. Proses pengolahan bisa dilakukan oleh pabrik ini denganmenambah unit pemungutan emas dengan menggunakan pelarut air raja.

$u(kemurnian 44,45)

8


10/18

BAB IIIDETAIL DE.AIN ALAT UTAMA

4 Pe-hi+un6an U5u-an Ala+7ondisi operasi < suhu7apasitas produk < 2//0 ton tahunBe'erensi>

&engan plat katoda, diperoleh produk < 00 kg $u hari < 3

ton tahun (dengan asumsi siklus selama / hari, dalam tahun pabrik

beroperasi sebanyak 30 siklus)8aka, untuk kapasitas produk 2//0 ton tahun, diperlukan>

Jumlah plat katoda yangdiperlukan =2880 ton

tahun

4 tontahunbuah

720 plat

-arak antar plat katoda < 4,+ #m

8aka, panjang bak yang diperlukan < (4,+ #m)= 20 < 6/30 #m < 6/,3 m

69 m

&imensi bak (diperkirakan dari dimensi plat)>Panjang < 64 mLebar < ,+ m:inggi < ,2 m

7arena bak sepanjang 64 m dianggap terlalu panjang, bak keseluruhan

dibagi menjadi 6 bak dengan spesi'ikasi masing1 masing>Panjang < ,+ mLebar < ,+ m:inggi < ,2 m

!4 Gam8a- De+ail Ala+a) Plat katoda dan anoda

9


11/18

Tam7a5 De7an Tam7a5 .am7in6

b) !ak elektrolisis*lustrasi>

:ampak depan>

m

m

m

0, #m

,2 m

10


12/18

:ampak atas> ,+ m

-umlah plat katoda < 20 buah-umlah plat anoda < 20 buah-arak antar plat < 3 ,+ mm

,+ m

,+ m

11


13/18

BAB I2PERHITUNGAN EKONOMI

4 Bia,a Bahana9 Ka+o/a Stainless steel " 6

-umlah plat yang dibutuhkan < 20&imensi < 0 mm = m = m?arga bahan < Bp. +.44".600,00 per plat

(dimensi> 0 mm = ,22 m = 2,33 m)8asa pakai < + tahun&engan dimensi tersebut, setiap lembar plat dapat digunakan untuk dua

plat peran#angan. 8aka, biaya untuk pembelian plat sebanyak 20 buah> Bp. +.44".600,00 2 plat = 20 < Bp. +. + .646.000,00

(http> plat1stainless1steel.#om)89 Ano/a Pb

-umlah plat yang dibutuhkan < 20

&imensi < 0 mm = m = m

?arga bahan < D+00 m 2 (8sindo, 20 0)8asa pakai < + tahun

8aka, biaya untuk pembelian plat sebanyak 20 buah < D"60.000 < Bp.+.030.000.000,00

c9 La-u+an ele5+-oli+ ? 2S@37onsentrasi yang diperlukan < ,22+ mol lLEolume < 6630 L?arga bahan (konsentrasi 4"14/ 5) < D2++ ton (alibaba.#om)

Eolume ? 2S@3 4/5 yang dibutuhkan < MxVxBM

10 xkadarx

12
http://plat-stainless-steel.com/http://plat-stainless-steel.com/


14/18

0,12 kg

L x 116640 L

10 x 0,98 x 1,84 kg L

6,22 L&ensitas < ,/3 kg L

-umlah ? 2S@3 yang dibutuhkan < E = < 32/,233/ kg < ,3" ton

8aka, biaya kebutuhan ? 2S@3 < D "63,6+ < Bp. +. 0+. 00,00 siklus7ebutuhan ?2S@3 per tahun < Bp. 203.203.000,00 tahun

/9 Ba5 stainless steel :ebal bahan < +0 mm?arga bahan (densitas .4" g #m ") < D"000 ton (alibaba.#om)&imensi peran#angan < ,+ m = ,+ m = ,2 m-umlah < 6 buah bak Luas permukaan bak tanpa tutup < ( , + m = ,+ m) C 2( ,+m = ,2m)

C 2( , +m = ,2m) < /,0/+ m 2

Eolume bahan bak dengan tebal +0mm (0,0+m) < /,0/+ m 2 = 0,0+ m

hp = % ( L+ Lo )( 990

&engan >

: < material, ton jam

hp = 0,03 (82,279 +150 )43,636990

= 0,307 hp

iii. ntuk ele asi

&aya yang dibutuhkan karena adanya ele asi dihitung dengan

persamaan >

hp = ( )*990

&engan >

HI < peningkatan ele asi dari material, 't

hp = 43,636 ' 6,455990

= 0,285 hp

-adi, total daya yang dibutuhkan adalah (" 2,62C0,"0 C0,2/+)

laporan 2 (tanpa beli limbah)

Documents