TUGAS

PENCEGAHAN PENCEMARAN

Pengolahan limbah industri semen

Oleh :

Iwan Fauzi (0907114158)

Renny Desadria (1007133809)

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA S.1

F A K U L T A S T E K N I K

UNIVERSITAS RIAU

PEKANBARU2012

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Dalam perkembangan peradaban manusia khususnya dalam hal bangunan,

tentu kerap mendengar cerita tentang kemampuan nenek moyang merekatkan batu-

batu raksasa hanya dengan mengandalkan zat putih telur, ketan atau bahan lainnya.

I.2 Tujuan

i.2.1 Mengetahui karakteristik bahan baku semen

i.2.2 Menjelaskan tentang metrode pengolahan buangan pada industry semen

i.2.3 Mengetahui standar baku mutu pada semen

BAB 11

PEMBAHASAN

I.1 Pengertian Semen

Semen (cement) adalah suatu campuarn senyawa kimia yang bersifat

hidrolisis dan merupakan hasil industri dari paduan bahan baku berupa batu

kapur/gamping sebagai bahan utama dan lempung / tanah liat atau bahan pengganti

lainnya dengan hasil akhir berupa padatan berbentuk bubuk/bulk, tanpa memandang

proses pembuatannya, yang mengeras atau membatu pada pencampuran dengan air.

I.2 Bahan Baku Semen

Batu kapur/gamping adalah bahan alam yang mengandung senyawa Kalsium

Oksida (CaO), sedangkan lempung/tanah liat adalah bahan alam  yang mengandung

senyawa : Silika Oksida (SiO2), Alumunium Oksida (Al2O3), Besi Oksida (Fe2O3 )

dan Magnesium Oksida (MgO). Untuk menghasilkan semen, bahan baku tersebut

dibakar sampai meleleh, sebagian untuk membentuk clinkernya, yang kemudian

dihancurkan dan ditambah dengan gips (gypsum) dalam jumlah yang sesuai. Hasil

akhir dari proses produksi dikemas dalam kantong/zak dengan berat rata-rata 40 kg

atau 50 kg (Bernasconi, G. 1995 ).

1.2.1 Komponen utama : Oksida silica

Dengan penambahan air mampu mengikat bahan lain

Campuran terpenting :

Tricalcium silicat 3CaO.SiO2 atau C3S

Dicalcium silicat 2CaO.SiO2 atau C2S

Tricalcium alumina 3CaO.Al2O3 atau C3A

Tetracalcium alumina ferrit 4CaO.Al2O3.Fe2O3 atau C4AF

MgO

1.2.2 Bahan Baku

Batu kapur CaCO3

Tanah liat Al2O3.2SiO2.xH2O

Pasir besi Fe2O3

Pasir kwarsa SiO2

Reaksi

CaCO3 + Al2O3.2SiO2.xH2O + Fe2O3 + SiO2 3CaO.SiO2 + 2CaO.SiO2 +

3CaO.Al2O3 + 4CaO.Al2O3.Fe2O3

I.3 Karakteristik Semen

I.3.1 Hiderasi Semen

Adalah reaksi antara komponen-komponen semen dengan air.Untuk

mengetahui hiderasi semen harus mengenal hiderasi dari senyawa-senyawa yang

terkandung dalam semen (C2S, C3S, C3A, C4AF) ((Bernasconi, G. 1995 ).

a) Hiderasi kalsium Silikat (C2S, C3S)

Kalsium silikat dalam air akan terhidrolisis menjadi kalsium hidroksida dan

kalsium silikat hidrat (3CaO.2SiO2.3H2O) pada suhu 300 C.

2(3CaO.2SiO2) + 6H2O → 3CaO.2SiO23H2O + 3Ca(OH)2

2(2CaO.2SiO2) + 4H2O → 3CaO.2SiO22H2O + Ca(OH)2

Kalsium silica hidrat (CSH) adalah silikat di dalam Kristal yang tidak

sempurna, bentuknya padatan berongga yang sering disebut TOBERMORITE

GEL.Adanya kalsium hidroksida akan membuat pasta semen bersifat basa

kuat (pH=12,5). Hal ini dapat menyebabkan pasta semen sensitive terhadap

asam kuat tapi dapat mencegah baja terhadap korosi.

b) Hiderasi C3A

Hidrasi C3A dengan air yang berlebi pada suhu 300C akan menghasilkan

kalsium alumina hidrat (3CaO.2SiO2.3H2O) yang mana kristalya berbentuk

kubus, didalam semen karena adanya gypsum maka hasil hiderasi C3A sedikit

berbeda.Mula-mula C3A akan bereaksi dengan gypsum menghasilkan sulfo

aliminate yang kristalnya berbrntuk jarum dan biasa disebut ettringite. Namun

pada akhirnya gypsum bereaksi semua, baru terbentuk kalsium aluminate

hidrat (CAH)

Hiderasi C3A tanpa gypsum :

3CaO. Al2O3 + 6H2O → 3CaO. Al2O3.6H2O

Hiderasi C3A dengan gypsum :

3CaO. Al2O3 + 3CaSO4 + 32H2O → 3CaO. Al2O3.6H2O. 3CaSO4. 32H2O

Penambahan gypsum pada semen dimaksudkan untuk menunda pengikatan,

hal ini disebabkan karena terbentuknya lapisan ettringite pada permukaan-

permukaan Kristal C3A sehingga dapat menunda dehidrasi C3A.

c) Hiderasi C4aF (30 0C H2O)

4CaO. Al2O3. Fe2O3 + 2Ca(OH)2 + 10 H2O → 3CaO. Al2O3.6H2O + 3CaO.

Fe2O3. 6H2O

1.3.2 Setting dan Hardening

Adalah pengikatan dan pengerasan semen setelah terjadi reaksi hiderasi.

Semen apabila dicampur dengan air akan menghasilkan pasta yang plastis dan dapat

dibentuk sampai beberapa waktu. Karakteristik dari pasta tidak berubah dan periode

ini disebut Dorman Period (Periode Tidur).Pada tahapan berikutnya pasta mulai

menjadi kaku walau masih ada yang lemah, namun sudah tidak dapat

dibentuk.Kondisi ini disebut Initial Set, sedangkan waktu yang diperlukan mulai

dibentuk (ditambah air) sampai kondisi Initial Set disebut Initial Setting Time(waktu

pengikatan awal). Proses pengerasan berjalan terus seiring dengan waktu akan

diperoleh kekuatan. Proses ini dikenal dengan nama Hardening.Waktu pengikatan

pengikatan awal dan akhir semen dalam prakteknya sangat penting, sebab waktu

pengikatan awal akan menentukan panjangnya waktu dimana campuran semen masih

bersifat plastic.waktu pengikatan awal minimum 45 menit sedangkan waktu

pengikatan akhir maksimum 8 jam.

Reaksi pengerasan :

C2s + 5 H2O → C2S. 5H2O

6C3S + 18H2O → C5S65H2O + 13Ca(OH)2

C3A + 3CS + 32H2O → C3A.3CS.32H2O

C4AF + 7H2O → C3A.6H2O + CF.H2O

MgO + H2O → Mg(OH)2

1.3.3 Penyusutan (Shringkage)

Ada 3 macam penyusutan yang terjadi didalam semen :

Drying Shringkage (karena pengeringan)

Hideration Shiringkage (karena hiderasi)

Carbonation Shringkage (karena karbonasi)

Yang paling berpengaruh pada permukaan beton adalah drying shringkage.

Penyusutan ini terjadi karena penguapan selama proses setting dan hardening. Bila

besaran kelembapan dapat dijaga, maka keratakan beton dapat dihindari. Penyusutan

ini juga dipengaruhi kadar C3A yang terlalu tinggi.

1.3.4 Panas Hiderasi

Adalah panas yang dilepaskan selama semen mengalami proses hiderasi.

Jumlah panas hiderasi yang terjadi tergantung tipe semen, kehalusan semen, dan

perbandingan antar air dengan semen.Kekerasan awal yang tinggi dan panas hiderasi

yang besar kemungkinan terjadi retak-retak pada beton, yang disebabkan oleh fosfor

yang timbul sukar dihilangkan sehingga terjadi pemuaian ada proses pendinginan.

1.3.5 Kelembaban

Kelembaban timbul karena semen menyerap uap air dan CO2 dalam jumlah

banyak sehingga terjadi penggumpalan. Semen yang menggumpal kualitasnya akan

menurun karena bertambahnya loss on ignation (LOI) dan menurunnya spesifik

grafity sehingga kekuatan semen menurun, waktu pengikatan dan pengerasan makin

lama, dan terjadinya false set.

a. Loss On Ignation (hilang pijar)

Untuk mencegah adanya mineral-mineralyang terurai pada saat pemijaran,

dimana proses ini menimbulkan kerusakan pada batu setelah beberapa tahun

kemudian.

b. Spesifik Grafity

Merupakan informasi yang sangat penting dalam perancangan beton. Di

dalam pengontrolan kualitas, spesifik grafity digunakan untuk mengetahui

seberapa jauh kesempurnaan pembakaran klinker, juga bapakah klinker

tercampur dengan impurities.

c. False set

Merupakan proses yang terjadi bila adonan mengeras dalam waktu

singkat.False set dapat dihindari dengan melindungi semen dari pengaruh

udara luar, sehingga alkali karbonat tidak terbentuk di dalam semen.

1.3.6 Warna semen

Warna semen ditentukan oleh dua hal yaitu :

1. Kandungan MgO

Makin banyak kandungannya , maka warna semen semakin gelap

2. Kandungan Fe2Al3

Semakin banyak kadarnya juga dapat menggelapkan warna semen

1.4 Metode Pengolahan Buangan

Dibanding sektor industri yang lain, industri semen relatif tidak menghasilkan

limbah cair mengingat penggunaan teknologi berbasis proses kering dalam

pembuatan semen, tidak menyertakan penggunaan air. Hanya sebagian kecil saja air

limbah yang dihasilkan dalam bentuk air limpasan dari proses pendinginan, yang

dialirkan kembali ke empat penampungan melalui mekanisme sirkulasi tertutup untuk

kemudian digunakan kembali (Anonim, 2011).

Pada dasarnya limbah padat bukan B3 yang dihasilkan terdiri dari tiga jenis,

yakni material rusak, sampah domestik, dan barang-barang avfal (rusak atau bekas

pakai). Material rusak adalah material dari proses produksi pembuatan semen yang

gagal, sehingga pengelolaannya dilaksanakan dengan cara pemanfaatan kembali

melalui proses daur ulang.

Untuk limbah yang tergolong B3 yang umumnya berbentuk pelumas bekas,

kami memiliki prosedur penanganan dan pengelolaan yang ketat. Sebagian besar

pelumas bekas dikelola dengan pemanfaatan kembali untuk pelumasan peralatan

pabrik, yang tidak memerlukan minyak pelumas berkualitas bagus dalam prosedur

perawatan/pemeliharaan. Sedangkan pelumas bekas yang tidak dapat digunakan

kembali dan grease atau minyak gemuk bekas pakai, akan dicampur dengan oil

sludge untuk dibakar dan digunakan sebagai alternatif bahan bakar.

1.4.1 Pengolahan Limbah Terpusat dan  Elektropanting

Limbah membutuhkan pengolahan bila ternyata mengandung senyawa

pencemaran yang berakibat menciptakan kerusakan terhadap lingkungan. Suatu

perkiraan harus dibuat lebih dahulu dengan jalan mengidentifikasi:sumber

pencemaran, kegunaan jenis bahan, sistem pengolahan,banyaknya buangan dan

jenisnya, kegunaan bahan beracun dan berbahaya yang terdapat dalam pabrik. Ada

limbah yang langsung dapat dibuang tanpa pengolahan, ada limbah yang setelah

diolah dimanfaatkan kembali. Dimaksudkan tanpa pengolahan adalah limbah yang

begitu keluar dari pabrik langsung diambil dan dibuang ( Jejak Langkah, 2011).

Pengolahan limbah umumnya melibatkan tiga tahap, yaitu : Primer, Sekunder

dan Tersier. Selain pengolahan, dikenal juga istilah pengobatan untuk limbah industri.

Pengobatan berarti metode, teknik, atau proses yang dirancang untuk mengubah

karakter fisik, kimia atau biologi atau komposisi dari setiap bantalan logam,

berminyak, atau limbah organik untuk menetralisir limbah tersebut atau untuk

memulihkan logam, minyak, atau konten organik dari limbah.

1. Pengolahan Limbah Terpusat

Pengolahan limbah terpusat merupakan sebuah fasilitas yang dirancang untuk

menangani pengolahan limbah berbahaya tertentu dari industri dengan

wastestreams. Pada air limbah yang mengandung bahan berbahaya yang

diangkut ke fasilitas untuk penyimpanan yang tepat, pengobatan, dan

pembuangan.

2. Elektroplating

Elektroplating adalah proses pelapisan di mana ion logam dalam larutan

digerakkan oleh medan listrik untuk melapisi elektroda.  Digunakan juga

untuk menyimpan lapisan bahan misalnya, abrasi dan ketahanan aus, korosi

perlindungan dan pelumasan

Air limbah elektroplating biasanya berasal dari mencuci, membilas kesedahan

dan pada pH rendah ~ 3-5 dan berisi bentuk larut dari berbagai logam. Proses ini

melibatkan pretreatment (pembersihan, degreasing, dan lainnya langkah persiapan),

plating, pembilasan, pasivator, dan pengeringan. 

Metode khas untuk mengurangi dan menghilangkan logam larut dari air

limbah elektroplating adalah sebagai berikut :

1.    Hujan dan Pembekuan

2.    Flash Mix

3.    Flokulasi

4.    Clarifier, Plat Inclined

5.    Sludge Penanganan clarifier

6.    Sludge Dewatering

1.5 Standar Baku Mutu

Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup

No. 13 Tahun 1995 tanggal 7 Maret 1995

BAKU MUTU EMISI UNTUK INDUSTRI SEMEN

Sumber Parameter Batas Maksimummg/m3

1 Tanur Putar(Kiln)

Total Partikel 80

Sulfur Dioxide (SO2) 750

Nitrogen Oxide (NO2)

900

Opasitas 20 %

2 Pendingin Terak(Clinker Cooler)

Total Partikel 80

3 MillingGrindingAlat Pengangkut (Conveying)Pengepakan (Bagging)

Total Partikel 80

4 Tenaga Ketel Uap(Power Boiler)

Total Partikel200

Sulfur Dioxide (SO2) 750

Nitrogen Oxide (NO2)

900

Catatan :

- Nitrogen Oksida ditentukan sebagai NO2

- Volume Gas dalam keadaan standar (25°C dan Tekanan 1 atm)

- Konsentrasi partikel untuk sumber pembakaran (misal Kiln) harus dikoreksi

sampai 10% Oksigen.

- Batas maksimum total partikel untuk :

(1) Proses basah = 250 mg/m3.

(2) Shalt Kiln = 500 mg/m3.

- Opasitas digunakan sebagai indikator praktis pemantauan dan dikembangkan

untuk memperoleh hubungan korelatif dengan pengamatan total partikel.

- Pemberlakukan BME untuk 95 % waktu operasi normal selama tiga bulan

( Anonim, 2012 ).

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2011. pengolahan buangan industri. http : // missikamaryanie. blogspot. Com / 2011 /11/ resume-pengolahan-buangan-industri.html Diakses 09 Oktober 2012

Anonim, 2012. Baku Mutu Emisi Sumber Tidak Bergerak. hukum. unsrat. ac.id/ lh/

menlh_13_1995.pdf Diakses 09 Oktober 2012

Bernasconi, G. 1995. Teknologi Kimia. Terjemahan Dr. Ir. Lienda Hanjojo, M Eng.

Pt Prandnya Paramitha, Jakarta