leaching kelompok5

Download LEACHING Kelompok5

Post on 26-Jul-2015

385 views

Category:

Documents

19 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

F(CaCO1614CaO11CaO9F(CaCOH+32 H2O) HABSTRAK F(CaCO3R12R108+R6+ +RR2CaO + + H2O) + 14 + + 392O) HF(CaCO3 + R F(CaCOH+ CaO6CaOO)R1CaO 2O) R13 F(CaCO37O) 332 + 11R 8 R5 5 4 3 15 12 2

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui fraksi NaOH dalam ekstrak dan air secara matematis dan untuk mengetahui CaCO3 dalam rafinat secara matematis. Dalam percobaan ini campuran yang dijadikan sebagai umpan/feed yang terdiri dari 10 gram Na2CO3, 5,28 gram CaO dan 1,7 mL H2O (mengandung komponen NaOH dan CaCO3), dilarutkan kedalam 250 mL pelarut (air). Kemudian mengaduk 7 menit, mendiamkan 5 menit, lalu memisahkan ekstrak dan rafinat dan mengukur volume dan beratnya. Bagian rafinat dianalisis dengan menimbang sampel rafinat dan mengeringkannya. Sedangkan bagian ekstrak, 10 mL untuk dititrasi dan 25 mL untuk diukur densitasnya. Analisa ekstrak hanya dilakukan pada stage 1, 3, 6, 9, 12, dan 15. Mengulangi langkah langkah yang sama pada stage stage selanjutnya (dengan melihat gambar mekanismenya). Penentuan fraksi NaOH baik diekstrak maupun di rafinat dilakukan pada hasil ekstraksi dan rafinat dari stage 1, 3, 6, 9, 12, 15,. Hasil perhitungan fraksi NaOH di ekstrak pada stage 1, 3, 6, 12 dan 15 secara berturut-turut adalah sebesar 0,027, 0,064, 0,0146, 0,0324, 0,066 dan 0,058, yang berarti bahwa nilai fraksi NaOH pada awal operasi sampai operasi berakhir bervariasi dan mengalami fluktuasi. Sedangkan hasil perhitungan fraksi CaCO3 dirafinat pada stage 2, 4, 5, 7, 8, 10, 11, 13, 14 dan 16 adalah sebesar 0,9369, 0,90411, 0,9474, 0,9695, 0,9597, 0,9449, 0,9745, 0,9444, 0,95758 dan 0,95313. Jumlah tahap atau stage yang terbentuk sampai titik kesetimbangan terjadi adalah sebanyak 16 stage, dimana konsentrasi NaOH dalam ekstrak konstan pada 0,505 dan densitasnya 1,024 gram/mL. Kata Kunci: Ekstrak, rafinat, stage, fraksi, feed.

PERCOBAAN 4 EKSTRAKSI PADAT CAIR (LEACHING)1. Pendahuluan 4.1.1 Tujuan Percobaan 1. Untuk mengetahui fraksi NaOH dalam ekstrak dan air secara matematis. 2. untuk mengetahui CaCO3 dalam rafinat secara matematis. 3. Menghitung jumlah tahap yang terbentuk agar terjadi titik kesetimbangan. 1.2.Latar Belakang Ekstraksi padat-cair adalah suatu proses pemisahan zat padat yang solute dari suatu campurannya dengan padatan lain yang tidak larut (inert) dengan menggunakan pelarut (solvent). Hingga kini teori tentang leaching masih kurang, misalnya mengenai laju operasi yang belum banyak diketahui, sehingga untuk merancang peralatannya sering hanya didasarkan pada hasil percobaan. Leaching adalah suatu perlakuan istimewa dalam satu atau lebih komponen padatan yang terdapat dalam larutan. Dalam unit operasi, leaching merupakan salah satu cara tertua dalam industri kimia, misalnya pada industri metalurgi yang merupakan pengguna terbesar operasi leaching. Contohnya tembaga yang terkandung dalam biji besi di leaching dengan asam sulfat atau amoniak, emas dipisahkan dengan larutan sodium sianida, proses metalurgi aluminium, cobalt, mangan, nikel dan timah. Melalui praktikum ini maka praktikan dapat mengetahui cara pemisahan menggunakan metode leaching (ekstraksi padat-cair), khususnya pada operasi pemisahan campuran Na2CO3 dan CaO yang menghasilkan komponen ekstrak yang mengandung NaOH dan rafinat yang mengandung CaCO3 yang merupakan inert. 4.2 Dasar Teori. Ekstraksi padat-cair (leaching) adalah suatu proses pemisahan zat padat yang solute dari suatu campurannya dengan padatan lain yang tidak larut (inert) dengan

menggunakan pelarut (solvent). Dalam penggunaan campuran mineral dalam jumlah besar dan tak terhingga, leaching dipakai sebagai pemisah. Pengguna terbesar operasi ini adalah industri metalurgi. Contohnya, tembaga yang terkandung dalam biji besi dileaching dengan asam sulfat atau amoniak, emas dipisahkan dengan larutan sodium sianida. Operasi leaching melibatkan proses batch dan semibatch, sama baiknya jika menggunakan operasi steady state. Operasi unsteady state dimana padatan dan cairan berkontak dalam sebuah bejana dimana padatan tersebut mengapung di atas cairan (metode semi batch) partikel biasanya tercampur mengguanakan metode perkolasi, dimana padatan terbesar merata dan dapat terdispersi sempurna dalam cairan tersebut dengan bantuan pengaduk (Geankoplis, 1983). Banyak substansi biologi, inorganik dan anorganik terjadi dalam komponen yang berbeda yang terdapat dalam padatan. Untuk memisahkan solute yang diharapkan atau memindahkan solute yang tak diharapkan dari fase padatan, padatan dan dengan fase liquid. Dalam leaching pada saat komponen yang tak diharapkan dipisahkan dari struktur alami menggunakan padat cair leaching. Proses terpenting dalam gula leaching dari umbi umbian dengan produksi minyak tumbuhan, pelarut organik seperti hexane, acetone dan lainnya digunakan untuk mengekstrak minyak dan kacang, kedelai, biji, bunga matahari dan lain-lain. Dalam industri farmasi, banyak produk obat yang berbeda diperoleh dari leaching akar tanaman, daun dan batang. Untuk produksi kopi instant, kopi yang dibakar di leaching dengan air segar. Teh dapat larut diproduksi dengan di leaching dari daun teh. Banyak kegunaan proses leaching yang terjadi dalam proses industri metal. Kegunaan metal biasanya terjadi dalam campuran dengan constituent yang tak diharap sangat besar, dan leaching digunakan untuk memindahkan metal sebagai cairan yang terlarut. Garam tembaga di leaching dari mineral dengan asam sulfat ammonia oksigen. Emas di leaching dari biji menggunakan sodium sianida, sodium hidroksida di leaching dari bubur kalsium karbonat dan sodium hidroksida disiapkan melalui reaksi Na2Co3 dengan Ca(OH)2 (Geankoplis, 1999, page 172-173).

Leaching tidak banyak berbeda dari pencucian zat padat hasil filtrasi (penyaringan) dan peralatannya pun sangat menyerupai bagian pencucian pada berbagai filter (penyaring). Dalam leaching, kuantitas zat mampu larut (soluble) yang dikeluarkan biasanya lebih banyak dibandingkan dengan pencucian filtrasi biasa, dan dalam operasi leaching sifat sifat zat padat mungkin terjadi perubahan (Mc Cabe, page 80). Pada tahap pertama, partikel kecil yang terdapat dimaterial yang dapat larut sepenuhnya terkandung pada material yang tak dapat larut. Solvent kemudian berdisfusi kedalam massa, dan membawa hasil difusi keluar, sebelum pemisahan mempunyai hasil (Treyball, 1981, page 718). Jadi, difusi terjadi di fase padat diikuti difusi difase cairan. Peristiwa di atas terus berlangsung sehingga keadaan setimbang tercapai. Pada saat ini larutan dikatakan jenuh dan konsentrasi solute dalam larutan jenuh disebut kelarutan. Faktor faktor yang mempengaruhi kecepatan ekstraksi. Pemulihan peralatan untuk proses ekstraksi dipengaruhi oleh faktor faktor yang bertanggung jawab dalam kecepatan ekstraksi. Demikian, jika difusi dari solute melewati pori pori struktur dari residu padatan yang merupakan faktor pengendali, material itu harus memiliki ukuran yang kecil, sehingga jarak yang ditempuh solute kecil. Lain masalah, jika difusi solute dari permukaan partikel padatan keras, maka agitasi fluida diperlukan (Coulsons, 1955, page 503). Ada empat faktor penting yang harus diperhatikan : 1. Ukuran Partikel. Ukuran partikel mempengaruhi kecepatan ekstraksi. Semakin kecil ukuran partikel, area terbesar antara padatan dan cairan, oleh karena itu kecepatan tertinggi dari transfer material dan jarak terkecil untuk solute mendifusi diantara padatan yang sudah terindikasi, lain masalah permukaan padatan tidak efektif digunakan pada material yang sangat keras jika sirkulasi dari cairan kurang dan pemisahan partikel dari cairan dan drainase residu padatan semakin sulit. Hal yang diinginkan secara umum bahwa range ukuran partikel kecil sehingga partikel lain yang diperlukan kira kira waktunya sama untuk ekstraksi. 2. Pelarut

Pemilihan cairan yang baik adalah pelarut yang sesuai dan viskositas harus cukup rendah agar sirkulasinya bebas. Umumnya, pelarut murni akan digunakan, meskipun dalam proses ekstraksi, konsentrasi dari solute akan meningkat dan kecepatan ekstraksi akan melambat. Pertama karena gradien konsentrasi akan hilang dan kedua karena cairan akan semakin viscous pada umumnya (Coulsons, 1955, page 503). Sifat pelarut mencakup beberapa hal antara lain : a. Selektifitas. Pelarut harus mempunyai selektifitas cukup tinggi artinya kelarutan zat yang ingin dipisahkan dalam pelarut tadi harus besar sedang kelarutannya dari padatan pengotor kecil atau diabaikan. b. Kapasitas. Yang dimaksud kapasitas pelarut adalah besarnya kelarutan solute dalam pelarut tersebar. Bila kapasitas pelarut kecil, maka : c. Batch jumlah pelarut yang lebih banyak. Larutan ekstrak lebih encer. Kebutuhan panas untuk evaporator/pemekatan larutan ekstrak bertambah Kemudahan untuk dipisahkan. Untuk penghematan, pelarut dipisahkan dari solute untuk dapat dipakai kembali, biasanya dengan cara evaporasi atau distilasi. Oleh karena itu, pelarut biasanya dipilih bertitik didih rendah namun tetap diatas temperatur operasi leaching. d. Sifat-sifat fisik pelarut. Viskositas dan densitas pelarut akan berpengaruh pemakaian daya untuk pengadukan. Selain itu viskositas akan berpengaruh pada laju difusi sedang densitas akan berpengaruh pada laju difusi sedang densitas akan berpengaruh pada pemisahan mekanik. 3. Temperatur. Pada banyak kasus, kelarutan material yang akan diekstraksi akan meningkat dengan temperatur yang diberikan pada kecepatan tinggi dari ekstraksi. Koefisien

banyak.

difusi yang diharapkan meningkat bersamaan meningkatnya temperatur dan akan bertambah kecepatan ekstraksi. 4. Faktor Pengaduk. Ada beberapa faktor yang berhubungan dengan pengaduk, seperti ukuran, jenis dan posisi pengaduk. Namun yang lebih berpengaruh dalam operasi leaching adalah laju putar dan lama pengadukan. Semakin cepat laju putar, partikel semakin terdistribusi dalam pelarut sehingga permukaan kontak meluas dan dapat memberikan kontak dengan pelarut yang diperbaharui terus. Begitu pula semakin lama waktu pengadukan