Pengolahan Limbah Cinnabar Menggunakan Resin Penukar Ion

Kandungan Merkuri Dalam Limbah Pengolahan Secara Tradisional

Pengolahan cinnabar yang dilakukan secara tradisional telah mengakibatkan menumpuknya ribuan ton limbah padat yang masih mengandung merkuri antara 2%-10%, dengan rentang rata-rata 5%. Saat ini limbah padat yang menumpuk di sebagian sentra pengolahan merkuri memiliki kandungan merkuri hingga 1000 ton, suatu angka yang fantastis dan berpotensi meracuni lingkungan sekitarnya.

Merkuri merupakan unsur kimia berjenis logam yang sangat beracun dan berbahaya jika mencemari lingkungan sekitarnya. Untuk mengatasi problem ini, dibutuhkan suatu teknik pengolahan yang mampu mengesktrak merkuri hingga 99,99% dari limbah padat yang ada. Pemindahan limbah ke lokasi lain tentulah cara yang hanya memindahkan masalah dari satu tempat ke lokasi lainnya.

Kandungan Merkuri dalam Batuan Mineral Logam  

Merkuri umumnya dapat ditemukan pada batuan mineral logam, dengan kandungan tertinggi berada pada batuan berjenis cinnabar. Pada batuan besi, tembaga oksida dan sulfide, dan juga batuan emas, kandungan merkuri umumnya berkisar antara 0,1 % – 2,5% dari total berat batuan. Kandungan merkuri pada batuan cinnabar berkisar antara 1% – 86% dari total berat batuan.

Hampir seluruh jenis batuan emas mengandung merkuri, dengan konsentrasi yang bervariasi antara 0,1% – 2,5%. Kandungan merkuri pada batuan emas naik setelah dilakukannya proses amalgamasi pada batuan tersebut.  Setelah amalgamasi, lumpur sebagai limbah mengalami tambahan kandungan merkuri, dimana kandungan Hg bisa bertambah hingga 1% dari nilai awalnya. Jika sebelumnya batuan mengandung 2,5% merkuri, maka setelah dilakukannya amalgamasi, kandungan merkuri naik menjadi 3,5% dari total berat lumpur.

Kandungan Merkluri Pada Batuan Cinnabar Berkadar Rendah

Cinnabar sebagai bahan baku utama penghasil merkuri, memiliki kandungan merkuri yang bervariasi, antara 1% – 86% dari total beratnya. Pada batuan dengan kadar merkuri tinggi, proses ekstraksi sepertinya bukan menjadi masalah jika diitinjau dari segi perolehan. Pada batuan berkadar tinggi, ekstraksi yang dilakukan secara tradisional mampu mengekstrak hingga 90% dari total kandungan merkuri di dalam bahan baku.

Contohnya, jika 10 kg batu yang akan diolah memiliki kandungan Hg berkisar 80%, maka ekstraksi yang dilakukan secara tradisional mampu menghasilkan merkuri hingga 0,9 x 80% x 10 kg /100% = 7,2kg merkuri. Sisa merkuri pada limbah menjadi 0,8 kg. Pada batuan berkadar tinggi, biaya produksi secara tradisional masih mampu tertutupi oleh perolehan merkuri yang tinggi, meskipun masih menyisakan 0,8 kg merkuri pada limbah.

Pada limbah, mekuri memiliki 2 jenis bentuk, yaitu senyawa merkuri sulfide (HgS) dan merkuri logam (Hg). Disamping proses ekstraksi cara tradisional yang sangat berbahaya akibat penguapan merkuri dan metil merkuri, limbah yang dihasilkan pun mengandung merkuri dengan persentase yang jauh di atas ambang batas kandungan merkuri maksimum yang diijinkan. Tingginya kandungan merkuri pada limbah menyebabkan bom waktu bagi problem kesehatan warga di sekitar lokasi pengolahan. Jika limbah tak mengalami penetralan (dengan cara merkuri diekstrak hingga mencapai ambang aman), maka bencana kesehatan akan terus berlangsung selama ratusan tahun pada daerah tersebut.

Cara Ekstraksi Merkuri Yang Paling Tepat, Aman, dan Murah

  1. Cara Tradisional Melalui Proses Penyulingan

Ada puluhan cara ekstraksi merkuri dari batuan maupun limbah padat, dimana masing-masing cara memiliki tingkat efisiensi dan kecepatan pengolahan yang bervariasi. Cara pengolahan secara tradiisional dilakukan dengan cara menyuling tepung cinnabar menggunakan api yang membakar tabung, selama minimum 6-12 jam.

Pada ekstraksi merkuri  cara tradisional, cinnabar yang akan diproses terlebih dahulu ditumbuk halus hingga memiliki ukuran mesh 75 – 100. Proses selanjutnya, mencampu tepung cinnabar dengan serbuk besi dan kapur, dengan perbandingan 5 : 2 : 1, berat/berat. Campuran antara cinnabar, besi, dan kapur, selanjutnya dimasukkan ke dalam tabung, ditutup rapat menggunakan baut tap, dan selanjutnya dibakar. Pada  ujung dari pipa keluaran, ditempatkan wadah yang berisi air, sebagai media penampung sementara merkuri yang telah tersuling.

Proses secara tradisional dapat dijelaskan secara kimia dengan reaksi-reaksi sebagai berikut :

HgS (s)  +  Fe  (s)  ==========>  Hg (l)  +  FeS (s)   ……………(i)

Pada reaksi di atas, kation merkuri II tereduksi menjadi logam merkuri akibat adanya kontak fisik pada dinding besi, yang menyebabkan teroksidasinya logam besi menjadi senyawa besi II sulfide. Pada campuran antara besi dan tepung merkuri yang hampir homogen, tingkat recovery menjadi tinggi, hingga mampu mencapai 90% dari kandungan merkuri awal di batuan. Kurang homogennya campuran berdampak pada rendahnya tingkat recovery.

Penggunaan kapur, baik berjenis CaO maupun CaCO3, berfungsi sebagai peredam lepasnya gas SO2 selama berlangsungnya proses penyulingan.  Reaksinya sebagai berikut :

HgS (s)  +  O2 (g)  ====>    Hg (l)  +  SO2 (g)  ……(ii)

SO2 (g)  +  CaCO3 (s)  ========>  CaSO3 (s)  +  CO2 (g) ……..(iii)

Proses tradisional hanya mampu mengektrak maksimum 90% dari kandungan merkuri, dengan tingkat biaya yang sama, antara ekstraksi cinnabar berkadar rendah dan tinggi. Biaya pengolahan dihitung berdasarkan berat bahan baku, bukan pada berat hasil yang didapatkan.

Proses tradisional sangat membahayakan kesehatan pekerja dan masyarakat di sekitar wilayah pengolahan.

  1. Proses Penyulingan Menggunakan Aluminium dan Udara Panas

Ekstraksi merkuri menggunakan aluminium dan udara panas mampu mengekstrak hingga 99% dari kandungan merkuri di dalam batuan, khususnya pada batuan yang mengandung merkuri dengan persentase tinggi. Pada batuan berkadar rendah, tingkat recovery menurun hingga 50% saja. Pada batuan berkandungan sulfide rendah, penurunan perolehan menjadi tinggi, dan pada batuan yang mengandung logam merkuri tanpa sulfide, tingkat perolehan turun kembali menjadi hanya 10% dari total kandungan awal.

Ekstraksi merkuri menggunakan metode ini memiliki tingkat keamanan yang relative lebih baik disbanding proses tradisional, namun masih memiliki resiko kesehatan yang relative tinggi.

  1. Ekstraksi Merkuri Menggunakan Klorinasi

Ekstraksi menggunakan klorinasi memiliki tingkat perolehan yang tinggi, hingga 99,99% dari total kandungan merkuri pada batuan. Namun klorinasi memiliki biaya pengolahan yang tinggi, dan tingkat pencemaran lingkungan yang tinggi juga.

Di samping 3 metode di atas, masih ada belasan metode lainnya yang tak dipaparkan pada postingan kali ini.

Ekstraksi Merkuri Menggunakan Resin Penukar Ion

Ekstraksi merkuri dari batuan maupun limbah yang mengandung merkuri bisa dilakukan dengan sempurna jika dilakukan menggunakan adsorbent, khususnya adsorbent berjenis resin penukar ion (Ionic Exchange Resin).

Resin penukar ion mampu menyerap hingga 99,999% dari total kandungan merkuri di bahan baku. Penggunaan pelarut yang tepat, dan jenis resin yang tepat pula, menyebabkan proses dan biaya produksi menjadi sangat rendah.

Resin penukar ion yang digunakan berjenis negative (Anion Exchange Resin) yang beroperasi pada wilayah basa kuat (Strong Base Anion Exchange Resin), di mana reaksi pelarutan merkuri dilakukan oleh pelarut yang membentuk ion kompleks merkuri yang negatif. Salah satu pelarut yang sangat tepat adalah alkali sulfide, yang melarutkan mekuri menjadi senyawa alkali di-merkuri sulfide(X[Hg(S)2]), dimana proses ini menghasilkan anion Hg(S)22- .

Di Indonesia, saat ini telah tersedia jenis resin penukar anion untuk ekstraksi logam-logam berat dengan merek Purolite A 500/2788, yang mampu mengestrak logam-logam berat dalam kapasitas yang tinggi. Proses ekstraksi menggunakan resin Purolite A 500/2788 menggunakan biaya produksi yang berbanding lurus dengan hasil merkuri yang diperoleh, dimana dalam beberapa percobaan yang dilakukan, tingkat biaya berada di posisi Rp 22.000,- per kilogram hasil merkuri. Persentase biaya hampir flat dalam berbagai tingkatan dan variasi bahan baku yang digunakan. Pengolahan pada limbah merkuri berkadar 1%-5% dan batuan merkuri berkadar tinggi (40%-80%) memiliki biaya yang hampir sama, yaitu sekitar Rp 22.000,- untuk setiap 1 kilogram merkuri yang dihasilkan.

Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai cara ekstraksi merkuri menggunakan resin penukar ion, klik di sini.

One comment

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Comment moderation is enabled. Your comment may take some time to appear.