Pembentukan gelas keramik litium alumino silikat dari zeolit alam

PERDANA, Indra, Ir. I Made Bendiyasa, MSc.,PhD

2001 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Zeolit alam sangat luas digunakan sebagai media penjerapan. Stabilisasi zeolit limbah penjerapan, khususnya pada penjerapan limbah berbahaya menjadi sangat penting. Pada penelitian ini, karena zeolit mengandung oksid pembentuk gelas, stabilisasi dilakukan melalui proses kristalisasi yang didahului dengan pembentukan fasa gelas. Penambahan kulet lunak ke dalam zeolit alam dapat menurunkan suhu lebur zeolit alam. Suhu lebur 120OoC dapat dicapai dengan menambahan 30% berat kulet lunak ke dalam zeolit alam. Berdasarkan komposisi P-spodumene, litium oksid ditambahkan ke dalam campuran zeolit-kulet secara stoikiometris terhadap kandungan A1203 yang ada. Proses kristalisasi dijalankan pada kisaran suhu 675'C sampai 70OoC. Kecepatan kenaikan suhu menuju suhu kristalisasi tetap sebesar 3'C/menit. Fasa kristal yang terbentuk dianalisis dengan difraksi sinar X. Pada penelitian ini digunakan Ti02 sebagai penumbuh inti kristal. Fasa kristal utama yang terbentuk selama proses kristalisasi adalah larutan padat P-quartz yang merupakan fasa awal larutan padat P-spodumene. Berdasarkan model JMA diperoleh nilai energi aktivasi pertumbuhan kristal gabungan sebesar 29,503 kcal/mol (123,912 kJ/mol) dan tetapan Avrami sebesar 1,45 yang menunjukkan bahwa difusi massa mengendalikan proses kristalisasi pada jumlah inti kristal yang tetap. Berdasarkan model kinetika yang diajukan diperoleh nilai energi aktivasi pertumbuhan kristal primer gabungan sebesar 24,460 kcal/mol dan energi aktivasi pertumbuhan kristal sekunder gabungan sebesar 24,269 kcal/mol(101,930 kJ/mol).

Natural zeolite is widely used in adsorption processes. Stabilization of waste zeolit, used particulary in hazardous waste adsorptions, is very important. Because of natural zeolite contains glass former oxides, the stabilization is carried out by crystallization preceded by glass formation. Vitrification temperature of natural zeolit was decreased by addition of a certain amount of soft cullet. The 30% weight addition of shoft cullet could decrease vitrification temperature to 12OO0C. A certain amount of lithium oxide was mixed with a mixture of zeolite-cullet stoichiometrically to A1203 contained in the mixture based on P-spodumene composition. Crystallization was conducted in temperature ranging from 675OC to 75OoC with constant heating rate of 3"C/min. The formed crystal phase was examined by X-ray diffraction analyzer. Ti02 was added to promote heterogeneous nucleation in the glass. The main formed crystal phase during crystallization was solid solution of P-quartz lithium alumino silicate, the prelemenary stage of the stable pspodumene solid solution. Based on the JMA model, the overall activation energy of crystal growth is 29.503 kcal/mol (123.912 kJ/mol). The Avrami parameter value is 1.45, which indicates that the diffusion determines the crystallization process on a fixed number of nuclei. Whereas based on the proposed kinetic model, the overall activation energy of primary and secondary crystal growth are 24.460 kcal/mol (102.732 kJ/mol) and 24.269 kcal/mol (101.930 kJ/mol), respectively.

Kata Kunci : Zeolit Alam,Kristalisasi,Model Kinetika