Electroplating Paper

Wastewater Treatment Process for Electroplating Industry

PENANGANAN AIR LIMBAH DARI INDUSTRI PELAPISAN LOGAMSakti Siregar [email protected] 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

Wastewater Treatment Process for Electroplating Industry 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-ironphosphate 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

Wastewater Treatment Process for Electroplating Industry 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. 3.1

Wastewater Treatment Reaksi kimia dasar

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

3


Cyanide biasanya di uraikan dengan oksidasi kimia mengunakan sodiumhypochlorite pada pH > 11 Cyanide CN+ hypochlorite + Oclcyanate CNO+ Cl+ chloride

larutan

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

Reaksi dapat dijalankan secara otomatis dengan control menggunakan redoxpotential 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 CN3.1.2 + peroxysulphate + HSO 5Penguraian Emulsi cyanate CNO+ sulphate + HSO4


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 2CrO3 + 3 HSO3-- + 3 H+ chromium(III) + sulphate + air

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 NO2Nitrite + hypochlorite + Ocl+ peroxysulphate nitrate + chloride NO3+ Cl-

nitrate + sulphate


5

Wastewater Treatment Process for Electroplating Industry NO2+ HSO5NO3+ HSO4-

Untuk reduksi dari nitrite pada pH 5 maka digunakan asam sulphamic. Nitrite NO2+ asam sulphamic + SO3(NH2)nitrogen N2 + sulphate + air + 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 Me++ ME+++ + hydroxide + 2OH+ 3OHmetalhydroxide Me(OH)2 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.PelatihanBidang Studi Rekayasa Aplikasi Teknologi Electroles & Elektroplating dalam Pembuatan PCB Pusat Pengemangan Politeknik dan Pendidikan Program Diploma Bandung 1- 20 Juli 2002

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

8

Wastewater Treatment Process for Electroplating Industry 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

Wastewater Treatment Process for Electroplating Industry 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

Documents

Transcript of Electroplating Paper