Recovery Fosfat Pada Hasil Ekstraksi Dolomit Sebagai Mineral Struvite Dengan Metode Aerasi

If the growth demand of fetrtilizer is constant at 3% per year, the remaining accessible phosphate reserves from phosphate minerals will run out in about 50 years. The simplest way to help it last longer is by reducing the use of phosphate. However, there is an alternative for saving phosphate reserves, by recovering phosphate which has another advantage of eutrophication. Struvite is an optimal mineral phosphate recovery and works Journal of Chemical Process Engineering e-ISSN Number 2655 2967 34 as a slow release fertilizer. The manufacture of struvite in this study was carried out by reacting the extraction results of dolomite (Mg3(PO4)2) and Ammonium Hydroxide (NH4OH). The MAP ratio variation is 1:1:1, 1.5:1:1, 2:1:1, 2.5:1:1 and 3:1:1. The addition of NaOH with various concentrations is operated to obtain a various pH, such as 7, 8, 9, 10, and 11. In the aeration method, the air flow rate is needed and we use 1L/min In phosphate recovery aeration is needed for the stirring process in the solution. We use X-ray Fluorescence (XRF) test in this research, so we know the highest phosphate mineral content in the formation of struvite. The highest phosphate recovery was obtained at a MAP ratio of 2.5: 1: 1 with a pH of 9. The result of phosphate recovery obtained was 84.3%, according to SNI 02-3776-2005 the P content in the struvite fertilizer produced in this study has good level of quality. PENDAHULUAN Mineral fosfat merupakan sumber daya mineral yang tidak terbarukan, dan tidak dapat diganti. Konsumsi fosfat dunia yang progresif diperkirakan akan memberi lebih banyak tekanan pada penurunan persediaan fosfat. Sisa cadangan fosfat yang dapat diakses dari mineral fosfat diperkirakan akan habis dalam 50 tahun, jika pertumbuhan permintaan pupuk tetap 3% per tahun. Mengurangi penggunaan fosfat secara berlebihan, akan membantu cadangan fosfat bertahan lebih lama. Adapun alternatif untuk menghemat cadangan fosfat adalah dengan recovery fosfat, yang memiliki keuntungan tambahan untuk meminimalkan eutrofikasi. Struvite merupakan recovery mineral fosfat yang optimal dan berfungsi sebagai pupuk lepas lambat. [1] Struvite merupakan kristal putih dan dikenal dengan nama kimia magnesium amonium fosfat (MAP) dengan rumus kimia yaitu MgNH4PO4.6H2O. Pembentukan Struvite dilakukan dengan mereaksikan Mg, NH4 + dan PO4 . [2] Recovery fosfat sebagai struvite, memanfaatkan magnesium fosfat dari hasil ekstraksi dolomit sebagai bahan baku. Diperoleh hasil analisa magnesium fosfat pada ekstraksi dolomit sebesar 9,78% Mg dan 22,37% PO4. Reaksi dalam pembentukan struvite yaitu sebagai berikut, [3]: Mg+NH4 +PO4 +6 H2O→MgNH4PO4.6H2O + H + (1) Berdasarkan keprihatinan terhadap kelangkaan fosfat di dunia, sehingga banyak dilakukan penelitian dalam menciptakan alternatif baru. Hal ini didukung dengan penelitian yang telah dilakukan, [4] menunjukkan bahwa effisiensi recovery PO4 sangat dipengaruhi oleh pH larutan, dan effesiensi mencapai nilai maksimum pada pH 9. Effisiensi recovery PO4 pada penelitian ini mengalami peningkatan dari 52.36% hingga 83.6% dengan meningkatnya pH larutan dari 7 sampai 9, dan effisiensi recovery PO4 terbaik diamati pada pH 9 dengan hasil efisiensi recovery PO4 sebesar 84%. Adapun untuk mengetahui nilai recovery fosfat yang dihasilkan dapat dihitung menggunakan rumus [17] : %Recovery = x1 x2 x 100% ......................(2) Keterangan : x1 = Kadar sampel yang diperoleh x2 = Kadar yang sebenarnya Faktor paling penting yang akan berpengaruh dalam proses pembentukan struvite yaitu pH (derajat kebasaan) yang sangat berpengaruh dalam kelarutan. Penelitian yang mendukung pengaruh pH dalam pembentukan struvite sehingga didapatkan pupuk struvite yang optimal yaitu dalam penelitian yang telah dilakukan, [5] untuk pH yang didapatkan hasil struvite yang terbaik berada pada kisaran antara pH 9,5-10,5. Sedangkan menurut penelitian [6], pada pH 7 dan 8 pembentukan mineral struvite dapat dikatakan tidak optimal, diperoleh pH terbaik dalam pembentukan struvite adalah pH 9. Sedangkan mineral struvite mengalami penurunan kandungan pada pH 10 dan 11, karena meningkatnya jumlah impurities yang terbentuk pada pH tinggi. Hasil recovery fosfat tertinggi dipengaruhi oleh rasio molar MAP. Dengan penambahan ratio molar Mg yang besar maka removal fosfat yang dihasilkan juga semakin besar. Magnesium merupakan ion penyusun penting dalam pembentukan struvite. Ion magnesium mempengaruhi tingkat kejenuhan larutan dan meningkatkan laju reaksi. [5] Penelitian [7] mengungkapkan bahwa kondisi optimum dalam pembentukan mineral struvite dari limbah cair industri pupuk ZA adalah pada perbandingan konsentrasi ratio molar [Mg] : [NH4 ] : [PO4 ] adalah 2,5 : 1 : 1. Sedangkan pembentukan struvite secara teoritis skokiometri membutuhkan ratio molar minimum [Mg]: [NH4 ] : [PO4 ] adalah 1: 1: 1. [8] Journal of Chemical Process Engineering e-ISSN Number 2655 2967 35 Pembentukan struvite dalam penelitian ini menggunakan tangki aerasi. Proses aerasi dapat digunakan untuk proses pengadukan pada larutan [9]. Selain itu, dalam Proses aerasi juga dapat dikatakan terjadi pengaliran udara pada reaktor secara aerobic [10]. Pengaruh dari penambahan aliran udara, yaitu mengakibatkan terjadinya homogenitas pada larutan. Bila laju alir udara yang digunakan semakin besar sehingga semakin cepat untuk mencapai keadaan homogen pada larutan dan juga berpengaruh dalam pembentukan kristal struvite yang dihasilkan [11]. Mengacu pada penelitian yang telah dilakukan [12] dengan menggunakan bahan baku dolomit dalam pembentukan struvite, sehingga diperoleh laju alir udara optimum sebesar 1 L/Menit. Laju aerasi tersebut yang akan digunakan sebagai variabel tetap dalam penelitian ini. Tujuan dari penelitian ini ntuk merecovery fosfat sehingga diperoleh kandungan mineral fosfat tinggi dalam pembentukan struvite dengan mutu sesuai dengan SNI02-3776-2005 menggunakan metode aerasi. METODE PENELITIAN Peneliti mengguanakan alat utama yaitu reaktor aerasi yang dilengkapi aerator dan kompresor untuk proses pengadukan dengan menggunkan metode aerasi. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Biomassa dan bioplastik, UPN Veteran Jawa Timur.