Electroplating Paper

Wastewater Treatment Process for Electroplating Industry

PENANGANAN AIR LIMBAH DARI INDUSTRI PELAPISAN LOGAM

Sakti Siregar – sakti-siregar@bdg.centrin.net.id tel/fax : 022 7277119
Water & Wastewater Treatment Specialist

1. Difinisi dari Metal Finishing Industri

Beberapa metal finishing industri yang dibahas dalam paper ini adalah:
Electroplating
Etching dan pickling
Burnishing and polishing
Black colouring of steel
Anodizing
Galvanizing and fire Tinning
Tempering
Printed Circuit Production
Phosphating
Spray and Electroplating

Pada electroplating maka logam dasar seperti besi, tembaga, kuningan, seng
dan aluminium dilapisi oleh berbagai variasi logam yang kebanyakan adalah
copper, nickel, chromium, zinc, cadmium dan tin juga beberapa logam mulia
seperti silver, gold, rhodium, paladium dan platinum.

Etching dan pickling, burnishing and polishing digunakan sebagai pretreatment
process pada metal finishing. Proses ini dapat dilakukan secara electrolytic atau
electroless.

PelatihanBidang Studi Rekayasa
Aplikasi Teknologi Electroles & Elektroplating dalam Pembuatan PCB
Pusat Pengemangan Politeknik dan Pendidikan Program Diploma
Bandung 1- 20 Juli 2002

1


Black colouring dari besi dilakukan pada lelehan garam campuran antara
sodiumhydroxide, sodiumnitrite dan sodiumnitrate.

Anodizing yang juga diketahui sebagai proses pelapisan secara electrolyte dai
aluminium alloys untuk keperluan decorative dan korosi dan wear resistant pada
industri automotive, architectue dan berbagai variasi pada pembuatan peralatan.

Galvanizing dan fire tinning adalah proses electroless, setelah pembersihan
dengan picling maka potongan/ parts besi dimasukkan kedalam lelehan zinc atau
tin agar terlapisi oleh lapisan zinc dan tin yang anti karat.

Tempering pada besi dilakukan pada lelehan garam-garam cyanide agar
membawa carbon dan nitogen kedalam besi sehingga terbentuk permukaan besi
yang keras.

Pada produksi printed circuit maka proses electroplating dan electrolytic
pretreatment digunakan.

Phosphating treatment sebelum painting, plastic powder coating atau rubber
coating adalah proses pencelupan yang menghasilkan lapisan zinc-iron-
phosphate pada besi dalam upaya memperbaiki daya rekat antara lapisa organik
dan besi. Juga phosphating digunakan sebagai proses pelapisan akhir untuk
memperbaiki daya anti korosi dalam batas-batas tertentu.

Dalam hal spray dan electropainting dari logam-logam, maka umumnya steel
atau paduan laumunium, phosphating dan chromating digunakan sebagai
langkah awal, selanjutnya penyemprotan dilakukan pada aliran air yang
mengalir.


2


Pada seluruh proses ini mkaa pengunaan dari air selalu ada. Air digunakan
untuk rinsing untuk setiap selesainya suatu surface finishing yang akhirnya
menghasilkan air limbah. Juga pada seluruh proses yang mengunakan larutan
maka ada umur larutan, sekali digunakan maka larutan tersebut harus dibuang
sebagai air limbah atau diserahkan kepada badan yang berwenang.

2. Komposisi air limbah

Beberapa zat berbahaya dari metal finishing wastewater adalah :

Metals
Aluminium, cadmium, chromium, cobalt, copper, iron, lead, nickel, silbver, tin dan
zinc.

Ions ( anion dan cations )
Ammonium, chromate, cyanide, fluorid, nitrite, hypophosphites, phosphites and
phosphates, sulphide.

Elements dan senyawa-senyawa organic :
Chlorine, senyawa hydrocarbon y ang mengandung halogen dan hydrocarbon
seperti mineral oil, petroleum, benzene dan benzol, senyawa organik dan
anorganik yang membutuhkan oxygen ( COD ).

3. Wastewater Treatment

3.1 Reaksi kimia dasar

3.1.1 Cyanide oxidation


3


Cyanide biasanya di uraikan dengan oksidasi kimia mengunakan larutan
sodiumhypochlorite pada pH > 11

Cyanide + hypochlorite cyanate + chloride
CN- + Ocl- CNO- + Cl-

Cyanate kurang beracun dibandingkan dengan cyanide, sehingga reaksi diatas
tidak perlu sempurna, atau dapat dilakukan hydrolisa dari cyanate menjadi
ammonium dan carbonate pada pH < 7.

Cyanate + water ammonium + carbonate
CNO- + 2 H2O NH4+ + CO3-

Reaksi dapat dijalankan secara otomatis dengan control menggunakan redox-
potential electrodes.

Reaksi diatas dapat menghasilkan intermediated chemical seperti misalnya
dichlorcyanede gas yang dikarenakan konsentrasi laruta cyanide yang tinggi dan
temperatur 30˚ C. Bila ada senyawa-senyawa organik maka akan terbentuk
absorbable chlorinated hyrocarbon.

Oleh karena itu proses lain yang digunakan adalah dengan mengoksidasinya
menggunakan peroxysulphate.

Cyanide + peroxysulphate cyanate + sulphate
CN- + HSO 5- CNO- + HSO4 –

3.1.2 Penguraian Emulsi


4


Larutan degreasing dan air bilasan ( rinsing ) mengandung berbagai oil dan
grease dalam bentuk emulsi. Dalam upaya memisahkan oil dan grease maka,
emulsi harus dipecah dengan menggunakan larutan hydrochloric acid pada pH 2.

3.1.3 Reduksi chromate

Ion Chromate (VI) yang sangat berbahaya atau asam chromic harus direduksi
menjadi chromium ( III), yang dapat dipresipitasi sebagai chromiumhydoxid,
reduksi biasanya dilakukan dengan mengunakan sodiumhydrogensulphite pada
pH< 2.5.

Asam chromic + hydrogensulphite + asam chromium(III) + sulphate + air

2CrO3 + 3 HSO3-- + 3 H+ 2 Cr+++ + 3 SO4-- + 3 H2O

Reaksi ini dapat dijalankan dengan menggunakan alat pengukur dan elektroda
redox – potential.

3.1.4 Penguraian Nitrite

Nitrite dapt diurakan dengan menggunakan oksidas menjadi nitrate atau reduksi
menjadi nitrogen.
Oksidasi nitrit dilakukan dengan menggunakan hypochlorite atau peroxysulphate
pada pH 5 >

Nitrile + hypochlorite nitrate + chloride
NO2- + Ocl- NO3- + Cl-

Nitrite + peroxysulphate nitrate + sulphate


5


NO2- + HSO5- NO3- + HSO4-

Untuk reduksi dari nitrite pada pH ≤ 5 maka digunakan asam sulphamic.

Nitrite + asam sulphamic nitrogen + sulphate + air
NO2- + SO3(NH2)- N2 + SO4-- + H2O

3.1.5 Penyerapan oil dan grease

Seperti sudah dijelaskan sebelumnya maka emulsi dipecah dengan
menggunakan asa hingga pH 2. Proses selanjutnya adalah dengan menaikkan
hingga pH 5 – 6 dengan menambahkan calciumhydroxide. Bila diperlukan maka
dapat ditambahkan agen absorbsi lainnya.

3.1.6 Presipitasi heavy metal
Heavy metal biasanya terpresipitasi dari air limbah dalam bentuk hydroxide yang
tidak larut.

Metal + hydroxide metalhydroxide
Me++ + 2OH- Me(OH)2
ME+++ + 3OH- Me(OH)3

Agen presipitasi yang digunakan adalah sodium hydroxide dan kadang-kadang
calcium hydroxide. Kelarutan dari metalhydroxide menurun dengan
meningkatnya konsentrasi dydroxide, yang pHnya meningkat. Untuk setiap
metalhydroxied maka ada angka-pH sebagai mana gambar 1.


6


Gambar 1 : Kelarutan Metal Hydroxide vs pH larutan

Perlu diketahui bahwa presipitasi terjadi pada pH antara 6.0 hingga 9.5, hingga
setelah itu perlu dilakukan netralisasi, setelah presipitasi dan pemisahan lumpur.

7


3.1.7 Pemisahan lumpur

Setelah presipitasi dari logam-logam maka air limbah mengandung lumpur
metalhydroxides atau metalsulphides dan senyawa-senyawa lainnya yang tidak
larut yang terbentuk selama pengolahan berlangsung. Lumpur ini harus
dipisahkan oleh peralatan pemisah lumpur, biasanya yang digunakan adalah
filter press. Kekeringan yang diperoleh dari filter cake dapat mencapa 30 – 40 %
DS dan 60 – 70 % air.

FILTERQUIP FILTER PRESS

3.1.8 Netralisasi

Sebagaimana disebutkan sebelumnya bahwa angka pH berkisar antaa 6.0-9.5
hingga untuk melakukan presipitasi dan netalisasi dapat sekaligus dilakukan


8


dengan menggunakan sodium hydroxide. Akan tetapi bila presipitasi terjadi
diatas pH 9.5 maka setelah terjadinya pengendapan, supernatant perlu di
netralisasi dengan menggunakan hydrocloric acid.

Semua pH adjustment selama pengolah air limbah dapat dilakukan dengan
menggunakan pH control.

3.1.9 Pemurnian dengan ion exchange

Bila diinginkan konsentrasi heavy metal yang rendah maka dapat digunakan
selective ion exchange.

3.1.10 Pemeriksaan akhir

Peraturan pemerintah menyaratkan bahwa air limbah yang keluar harus
memenuhi baku mutu yang disyaratkan. Pemeriksaan ini meliputi :

- sistem control yang otomatis berlangsung terus didalam pengolahan air
limbah dan adanya pencatatan untuk semua harga pH disetiap proses, dan
juga pada alat control sebelum air limbah dibuang ke badan air penerima.
- Sistem control yang otomatis berlangsung terus didalam pengolah air limbah
dengan adanya pencatatan angka redox selama penghancuran cyanide dan
chromate.
- Sistem control yang manual untuk parameter-parameter lainnya dengan
menggunakan alat-alat laboratorium setikdaknya test set dengan dasar reaksi
colourimeteric.

3.2 Unit Pengolahan


9


Tergantung dari type dan komposisi dari air limbah maka reaksi-reaksi kimia
dasar tersebut harus dituangkan kedalam beberapa unit WWTP.

3.2.1 Pengolahan Continuos atau Batch

Dulu pengolahan limbah electroplating sangat banyak menggunakan sistem
kontinyu, dimana air limbah diolah tahap demi tahap pada proses yang berbeda.
Selain pH dan Redox maka pemeriksaan terhadap parameter lainnya hanya
dapat dilakukan secara sesaat yang tidak memberikan gamberan keseluruhan
mengenai karakter air limbah. Sehingga kontol terhadap parameter tidak
memberikan keadaan yang sebenarnya.

Maka dengan sistem batch akan tercapai kontrol yang sangat mewakili.. Air
limbah diolah secara btch dalam satu tangki, reaksi kimia yang diperlukan
dilakukan tahap demi tahap. Pada akhir proses maka hasil pengolahan dapat
diperiksa, hanya bila harga parameter sudah dibawah ambang batas maka air
limbah dapat dibuang ke badan penerima dan lumpur dapat diolah ke filter press.
Sehingga setiap tetes air dapat diperiksa dan semua kegagalan dapat diatasi
dengan cepat. Tetapi kebnyakan sistem ini digunakan hingga kapasita 10 – 20
m3/hari.

3.2.2 Peralatan

Berdasarkan uraian diatas maka metal finishing wastewater treatment plant
dapat terdiri dari peralatan berikut ini :


10


- tangki-tangki yang cukup untuk memuat jenis air limbah yang berbeda dan
membagi air limbah
- tangki-tangki pengolahan
- tangki untuk menampung air hasil pengolahan dan lumpur sebelum proses
sludge dewatering
- filter press
- selective ion exchange
- berbagai mixer, pompa dan alat-alat pengukur dna pengatur seperti pH
control, Redox, flowmeter
- electrical control panel dengan berbagai kelengkapannya dan juga recorder
untuk mencatat nilai pH dan redox.


11



12

Electroplating Paper

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (12)

Viewers also liked

Viewers also liked (16)

Similar to Electroplating Paper

Similar to Electroplating Paper (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Electroplating Paper