Sintesis Zeolit​​​​dari Residu Mangan Elektrolit Bag. II

Dengan pesatnya perkembangan ekonomi di Cina, logam mangan semakin dibutuhkan untuk fabrikasi paduan yang bertujuan untuk pembangunan infrastruktur nasional. Namun, polusi yang dihasilkan oleh industri mangan menjadi semakin mengkhawatirkan.

EMR (Residu Mangan Elektrolit)

Ada tiga jenis polutan yang dikeluarkan dari industri elektrolit mangan: limbah padat, limbah gas, dan air limbah. Limbah padat terutama meliputi residu mangan yang dihasilkan dari perendaman asam, residu krom dari pengolahan air limbah, dan lumpur anoda dari proses elektrolitik.

Residu mangan elektrolit (EMR) adalah limbah padat yang dihasilkan dalam filter setelah pencucian asam sulfat dari bijih mangan karbonat, yang mengandung mangan, nitrogen amonia dan logam berat yang menyebabkan kerusakan lingkungan.

EMR mewakili lumpur asam filter yang dihasilkan selama produksi logam mangan elektrolitik setelah penambahan konsentrat mangan karbonat ke dalam asam sulfat, yang mengandung sejumlah besar zat berbahaya.

Pencemaran ESDM lingkungan akibat industri mangan elektrolit menjadi sangat serius. Oleh karena itu, EMR didiskusikan dengan baik, dan teknologi yang berhubungan dengan perawatan komprehensif dan daur ulang EMR diusulkan dan didiskusikan.

Pengaruh Kondisi Sintesis pada CEC EMRZ

Nilai KTK dianalisis dengan metode amonium asetat untuk mengevaluasi kemampuan pertukaran ion EMRZ yang disintesis. Dari data, KTK EMRZ yang disintesis jauh lebih besar daripada LR-EMR ( 0,015 meq/g). Selain itu, dalam rasio Si/Al awal yang digunakan, nilai KTK EMRZ meningkat dengan meningkatnya rasio Si/Al awal.

Alasan untuk ini adalah bahwa peningkatan rasio Si/Al awal memfasilitasi transformasi produk sintesis dari zeolit ​​A menjadi zeolit ​​P. Selain itu, nilai KTK zeolit ​​P yang diuji dengan metode amonium asetat lebih rendah dibandingkan dengan zeolit ​​A. Sementara itu, suhu reaksi juga sangat mempengaruhi nilai KTK EMRZ. Nilai KTK meningkat cukup besar seiring dengan kenaikan suhu reaksi.

Kenaikan KTK seiring dengan suhu reaksi jelas disebabkan oleh peningkatan pembentukan zeolit. Artinya, suhu reaksi yang lebih tinggi berperan penting dalam meningkatkan tingkat zeolitisasi dan, sebagai hasilnya, kapasitas yang lebih tinggi untuk menukar kation.

Adapun waktu reaksi, nilai KTK EMRZ meningkat pesat dalam 1,5 jam pertama dan kemudian tetap stabil. Waktu reaksi yang lama menyebabkan peningkatan KTK dapat dijelaskan baik oleh peningkatan kandungan zeolit ​​maupun perubahan fasa dari kuarsa dan andalusit menjadi zeolit ​​A KTK tinggi.

Data juga menunjukkan perbandingan nilai KTK zeolit ​​yang disiapkan dan zeolit ​​terkait lainnya dalam literatur. KTK produk zeolit ​​akhir yang kami tentukan dalam penelitian ini (yaitu, 3,45 meq/g) jauh lebih tinggi daripada zeolit ​​terkait yang disebutkan dalam literatur. Ini merupakan indikator bahwa EMRZ adalah bahan penukar kation yang cocok dalam berbagai aplikasi seperti pelembut air dan adsorpsi kontaminan.

PIC EMRZ Disiapkan dalam Kondisi Berbeda

Seperti yang dilaporkan dalam literatur, nilai KTK dan nilai PIC dalam zeolit ​​yang dibuat dari abu layang ternyata tinggi. Dalam penelitian ini, PIC dari EMRZ juga terbukti cocok untuk menghilangkan kontaminan dalam air limbah, terutama untuk fosfat.

Dapat dilihat bahwa ketika rasio Si/Al awal meningkat, nilai PIC turun dengan cepat. Seperti juga ditunjukkan dari data ilmiah, perubahan SSA (luas permukaan spesifik) dengan rasio Si/Al awal dan PIC memiliki model yang hampir sama. Alasannya dapat dikaitkan dengan fakta bahwa SSA EMRZ berkorelasi secara signifikan dengan PIC, dan rasio Si/Al awal yang lebih tinggi menghasilkan pembentukan zeolit ​​​​P yang mungkin mengurangi luas permukaan spesifik EMRZ dibandingkan dengan pembentukan zeolit ​​A.

Meskipun, proses zeolitisasi menyebabkan peningkatan SSA yang besar di atas bahan awal (SSA LR-EMR hanya 0,28 m2·g−1.), nilai SSA EMRZ relatif lebih rendah daripada zeolit ​​buatan lain yang disebutkan dalam literatur sesuai harapan. 

Dan SSA EMRZ hasil sintesis yang relatif lebih rendah dibandingkan dengan zeolit ​​komersial atau zeolit ​​tradisional disebabkan oleh beberapa alasan berikut. Di satu sisi, kristalinitas EMRZ lebih rendah daripada zeolit ​​komersial atau tradisional yang dilaporkan dalam literatur.

Di sisi lain, kation Mg2+, Fen+, dan Ca2+ (n = 2 atau 3) dalam larutan dapat digabungkan ke dalam spesies interlayer atau agregat pada permukaan kristal selama proses zeolitisasi. Selain itu, kation-kation tersebut menyebabkan luas permukaan yang lebih rendah daripada logam alkali (K, Na).

Selain itu, data menunjukkan isoterm adsorpsi-desorpsi N2 dan distribusi ukuran pori EMRZ yang disintesis pada suhu reaksi 100°C, waktu reaksi 1,5 h, dan rasio Si/Al awal 1,5. Isoterm adsorpsi-desorpsi N2 dari EMRZ menunjukkan loop histeresis yang jelas dalam kisaran P/P0> 0,4, yang mencerminkan mesoporisitas intra dan interkristalin.

Sementara itu, peningkatan bertahap pada kisaran P/P0 > 0,8 sesuai dengan keberadaan struktur makropori di EMRZ. Dan distribusi ukuran pori yang dihitung menggunakan data adsorpsi BJH, kembali mengkonfirmasi bahwa EMRZ memiliki pori-pori ukuran mesopori dan makropori dengan diameter pori rata-rata ca. 10∼80 nm.

Dan keberadaan struktur makropori di EMRZ juga dapat menyebabkan SSA yang relatif lebih rendah dari EMRZ yang disintesis. PIC rendah EMRZ dikaitkan dengan fakta bahwa konsumsi total besi dan kalsium untuk EMRZ disintesis rendah dan imobilisasi fosfat oleh zeolit ​​disintesis terutama karena komponen kalsium dan besi.

Karena PIC EMRZ dapat ditingkatkan lebih lanjut dengan saturasi dengan larutan Ca2+, EMRZ dimodifikasi melalui perlakuan larutan Ca2+ dan Fe3+ sebelumnya; oleh karena itu dimungkinkan bahwa ia dapat berfungsi sebagai bahan yang menguntungkan untuk menghilangkan amonium dan fosfat dalam air limbah.

Pengaruh Kondisi Sintesis terhadap Morfologi EMRZ

Dalam penelitian ini, FE-SEM digunakan untuk mengamati morfologi dan ukuran partikel EMRZ yang disintesis pada berbagai rasio awal Si/Al. Perbedaan bentuk kristal EMRZ yang disintesis disebabkan oleh jenis zeolit ​​yang berbeda.

Seperti yang ditunjukkan dalam literatur, bentuk khas zeolit ​​​​disintesis adalah kubik dan bulat, yang masing-masing cocok dengan zeolit ​​A dan zeolit ​​P. Pada rasio Si/Al awal 1,5, zeolit ​​A dalam bentuk kubik yang berkembang dengan baik serta zeolit ​​P dalam bentuk kristal bulat dengan sejumlah kecil disajikan.

Selain itu, ukuran partikel zeolit ​​ini sekitar 1 μm. Dengan rasio awal Si/Al dinaikkan menjadi 2,0, kubus zeolit ​​A tumbuh dengan mengorbankan pelat ini meninggalkan beberapa zeolit ​​P hidup berdampingan dengan kristal zeolit ​​A berukuran lebih besar yang terbentuk dengan baik.

Selain itu, sampel dengan rasio Si/Al awal 2,5 memiliki morfologi yang mirip dengan sampel dengan rasio Si/Al awal 3,0 dengan karakteristik zeolit ​​A berbentuk kubus dan zeolit ​​P berbentuk bulat.

Selain itu, dalam EMRZ yang disintesis pada rasio Si/Al awal 2,5 atau 3,0, lebih banyak partikel bulat zeolit ​​P dengan ukuran sekitar 2 μm dihasilkan selain partikel kubik.

Hasil ini juga menunjukkan bahwa ada semacam persaingan dalam zeolit ​​P dan zeolit ​​A selama sintesis EMRZ yang tampaknya diatur oleh rasio Si/Al awal yang diadopsi dalam kondisi percobaan.

Selain itu, perlu diperhatikan bahwa tidak ada agregat yang diamati pada gambar SEM, yang dapat menjamin dispersi EMRZ yang lebih tinggi dengan pori-pori kecil. Sejumlah besar pori-pori kecil yang mungkin ada di dalam pelet membantu meningkatkan luas permukaan spesifik, yang telah dikonfirmasi oleh pengukuran SSA.

Kesimpulan

EMRZ (terutama zeolit ​​A, LTA), yang dapat digunakan untuk mengolah air tercemar untuk pemurnian, berhasil diproduksi. KPK; foto; dan karakteristik kimia, mineralogi, dan morfologi dari EMRZ yang disintesis diselidiki secara sistematis di bawah berbagai kondisi eksperimental.

Hasil ini membuktikan bahwa parameter eksperimen yang meliputi rasio Si/Al awal, suhu reaksi, dan waktu reaksi sangat penting untuk jenis dan komposisi kimia zeolit ​​yang dihasilkan. Tergantung pada kondisi percobaan, zeolit ​​A (LTA) mulai terbentuk pada awalnya selama perlakuan hidrotermal dari leburan LR-EMR, yang dapat ditransfer ke zeolit ​​P.

Karena terbentuknya zeolit ​​yang kaya Al, proses sintesis menyebabkan penurunan rasio Si/Al dan peningkatan kandungan Na2O dalam sampel EMRZ. Terlihat bahwa CEC, PIC, dan SSA dari EMRZ yang disintesis ditingkatkan sehubungan dengan LR-EMR asli.

Selain itu, ketidaksesuaian KTK dan PIC EMRZ mendukung fakta bahwa berbagai faktor/komponen pengendali di EMRZ bertanggung jawab terhadap KTK (kadar Na2O dan jenis zeolit) dan PIC (komponen kalsium dan besi). Dalam hal CEC, SSA, dan kristalinitas, kondisi sintesis optimal untuk EMRZ adalah rasio Si/Al awal 1,5, suhu reaksi 100 °C, dan waktu reaksi 1,5 h, masing-masing.

EMRZ yang disintesis pada kondisi optimum ditemukan terutama terdiri dari zeolit ​​Na-A (LTA) dengan rasio Si/Al 1,02 dan KTK 3,45 meq/g. Oleh karena itu, hasil saat ini sangat praktis dalam membuka jalan bagi penggunaan EMR untuk mensintesis zeolit.

Distributor Zeolit Untuk Berbagai Aplikasi dan Industri

Jika Anda adalah perusahaan yang membutuhkan zeolit untuk pengolahan berbagai produk Anda, kami siap membantu. Ady Water jual zeolit untuk filter air jenis batu, pasir, dan tepung. Kemasan zeolit per karung 20 kilogram dan eceran 4 kilogram.

Kami juga sudah suplai zeolit ke industri food and beverage, berbagai BUMN, kebutuhan softener (Pelunak Air / Pengurang Kesadahan Air) rumah tangga. Semua produk kami ready stock. Selain itu, kami juga dapat memberikan suplai hingga puluhan ton secara rutin per bulan atau sesuai dengan kebutuhan Anda.

Untuk informasi lebih lanjut bisa hubungi kami di;

Pusat Zeolit Unggulan Ady Water Bandung

Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194

 

Zeolit Filtrasi Air Jakarta

Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830

 

Zeolit Untuk Air Bersih Jakarta Barat

Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480

 

 Atau Anda juga bisa langsung kontak sales kami secara langsung baik via phone maupun WhatsApp:

•         0821 2742 4060 (Ghani)

•         0812 2165 4304 (Yanuar)

•         0821 2742 3050 (Rusmana)

•         0821 4000 2080 (Fajri)

•         0812 2445 1004 (Kartiko)

•         0812 1121 7411 (Andri)               

Untuk Anda yang membutuhkan zeolit baik untuk kebutuhan pengolahan air rumah tangga maupun industri termasuk bagi Anda yang menjalankan bisnis pengolahan air, silahkan kontak kami segera.

Jika Anda memiliki pertanyaan seputar zeolit, silahkan kontak kami untuk diskusi lebih lanjut dan temukan produk zeolit sesuai kebutuhan. Kami di Ady Water menawarkan zeolit terbaik untuk berbagai aplikasi. Silahkan datang ke kantor kami atau kontak sales kami di nomor di atas. Terima kasih.