PENGARUH PENAMBAHAN ASAM FOSFAT DAN TEMPERATUR PEMBAKARAN TERHADAP SIFAT FISIK DAN MEKANIK BODI KERAMIK BERBAHAN BAKU TUNGGAL RED MUD KALIMANTAN BARAT - Ahmad Mauludin Mubarok, - (2021)
ABSTRAK Red mud merupakan limbah yang bersifat sangat basa yang dihasilkan dari proses Bayer yang mengolah bauksit menjadi alumina. Pada proses ini, dihasilkan limbah red mud sebanyak 77 ton setiap tahunnya yang akan menimbulkan masalah geoeviromental. Red mud mengandung oksida besi dan senyawa-senyawa lainnya yang dihasilkan oleh proses Bayer serta dapat dimanfaatkan sebagai produk keramik. Penelitian ini bertujuan untuk memanfaatkan limbah red mud yang berasal dari Kalimantan Barat sebagai bahan baku tunggal bodi keramik untuk mengetahui pengaruh penambahan asam fosfat dan temperatur pembakaran terhadap bodi keramik tersebut. Pada tahap awal dilakukan pengamatan tampilan fisik terhadap bahan red mud Kalimantan Barat dengan uji bakar PS-14. Selanjutnya dilakukan pengujian sifat mekanik bodi keramik berbahan baku tunggal red mud yang ditambah dengan asam fosfat 5%, 10% dan 20% untuk mengetahui pengaruhnya terhadap kuat lentur dan kuat tekan. Tahap terakhir dilakukan pengujian sifat fisik dan mekanik pada bodi keramik yang dibakar pada temperatur 1000 ℃, 1050 ℃ dan 1100 ℃ untuk mengetahui pengaruhnya terhadap peresapan air, susut bakar, densitas, porositas semu, kuat tekan dan kuat lentur dari bodi keramik. Dari hasil pengamatan diperoleh bahwa red mud mentah berwarna merah gelap, red mud kering berwarna merah terang yang menandakan kandungan besi oksida yang tinggi dan red mud PS-14 berwarna abu-abu gelap yang menandakan adanya perubahan senyawa dari Fe3O4 menjadi Fe2O3 dan kemudian berubah menjadi FeO. Sifat mekanik bodi keramik berupa nilai kuat lentur dan kuat tekan meningkat sesuai dengan peningkatan konsentrasi asam fosfat. Sifat fisik dan mekanik bodi keramik semakin baik sesuai dengan kenaikan temperatur pembakaran dan dengan adanya penambahan asam fosfat pada bodi keramik. Penambahan asam fosfat akan mengakibatkan terbentuknya ikatan keramik amorf-kristalin yang akan memperkuat bodi keramik. Temperatur pembakaran yang lebih tinggi akan mengakibatkan proses sintering yang lebih efektif sehingga enkapsulasi dan stabilisasi logam dalam matriks keramik akan lebih baik dan meningkatkan sifat fisik serta mekanik bodi keramik. Kata Kunci: red mud, bodi keramik, bauksit, proses Bayer ABSTRACT Red mud is a highly alkaline waste produced from the Bayer process which processes bauxite into alumina. In this process, 77 tons of red mud waste is produced annually which will cause geo-environmental problems. Red mud contains iron oxide and other compounds produced by the Bayer process and can be used as ceramic products. This study aims to utilize red mud waste originating from West Kalimantan as a single raw material for ceramic bodies to determine the effect of adding phosphoric acid and combustion temperature to the ceramic body. At the initial stage, observations of the physical appearance of the West Kalimantan red mud material were carried out with the PS-14 fuel test. Furthermore, testing of the mechanical properties of the ceramic body made from single raw red mud was added with 5%, 10%, and 20% phosphoric acid to determine its effect on flexural strength and compressive strength. The last stage is testing the physical and mechanical properties of the ceramic body which is burned at temperatures of 1000 ℃, 1050 ℃, and 1100 ℃ determine water infiltration, fuel loss, density, apparent porosity, compressive strength, and flexural strength of the ceramic body. From the observations, it was found that raw red mud is dark red, dry red mud is bright red which indicates high iron oxide content and PS-14 red mud is dark gray which indicates a change in the compound from Fe3O4 to Fe2O3 and then turns into FeO. The mechanical properties of the ceramic body in the form of flexural strength and compressive strength increased according to the increase in the concentration of phosphoric acid. The physical and mechanical properties of the ceramic body improved according to the increase in combustion temperature and with the addition of phosphoric acid to the ceramic body. The addition of phosphoric acid will result in the formation of amorphous-crystalline ceramic bonds which will strengthen the ceramic body. A higher firing temperature will result in a more effective sintering process so that encapsulation and metal stabilization in the ceramic matrix will be better and improve the physical and mechanical properties of the ceramic body. Keywords: red mud, ceramic body, bauxite, Bayer process