“’God made man from clay” (Tuhan menciptakan manusia dari ”tanah liat” atau ”lempung”). Kalimat indah yang mengahdung makna dalam ini seakan-akan mengingatkan kita betapa tingginya nilai lempung dalam kehi dupan manusia. Lima ribu tahun sebelum Masehi, lempung telah dimanfaatkan sebagai bahan keramik. Contohnya di Inggris, Belgia, Jerman, Amerika Utara dan Amerika Selatan terdapat barang-barang keramik kuno yang terbuat dari lempung.
Berawal dari sini para ahli keramik yakin bahwa lempung yang tersebar di mana-rnana di dunia ini sebenarnya memegang peranan penting selain sebagai bahan pembentuk pelengkap kehidupan sehari-hari.
Lempung merupakan bahan dalam kelompok senyawa silika alumina hidrat. Umumnya terdapat di daerah beriklim sedang tropis ataupun semi tropis; dengan jenis yang berbeda. Indonesia memiliki deposit lempung cukup besar, terutama lempung montmorilonit dan kaolinit yang belum dimanfaatkan secara optimal untuk keperluan industri.
ADVERTISEMENT
SCROLL TO RESUME CONTENT
Lempung dapat diolah untuk menghasilkan produk primer kristal silika alumina (KSA) yang mempunyai sifat multi-manfaat. Selanjutnya KSA dapat dimanfaatkan sebagai produk sekunder sesuai dengan kebutuhan.
Alternatif yang mempunyai prospek baik di masa mendatang adalah mencoba mengolah lempung menjadi bahan katalisator yang mempunyai sifat dan fungsi mirip dengan Zeolit. Zeolit adalah sejenis katalisator pemecah hidrokarbon minyak bumi. Selama ini untuk memenuhi kebutuhan kilang-kilang minyak milik PN Pertamina, Indonesia masih mengimpor bahan katalis tersebut dengan nilai devisa cukup tinggi.
Alternatif yang tidak kalah penting antara lain adalah pemanfaatan lempung dalam industri kimia dasar, pertanian, perkebunan, peternakan perikanan, tata lingkungan dan kesehatan, serta industri keramik. Usaha menaikkan nilai tambah lempung jelas akan memberikan dampak positif pada pada industri yang terkait.
Bahan alam berpotensi besar
Indonesia memiliki banyak deposit lempung silikat, yaitu jenis lempung khas daerah pertanian beriklim tropis. Tiga golongan utama lempung silikat adalah lempung montmorilonit, lempung kaolinit dan lempung hidrat mika (illit).
Bagian terbesar komposisi lempung silikat diisi oleh aluminasilika, yaitu sekitar 10 persen sampai 62 persen. Selebihnya adalah unsur-unsur mineral lain dan pengotor.
Mineral lempung umumnya sukar diamati karena ukuran partkelinya sangat kecil. Hidrat mika dapat diamati dengan mengunakan mikroskop optik, sedangkan kaolinit diselidiki dengan mikroskop elektron, tetapi montmorilonit tetap sukar diamati.
Struktur montmorilonit sangat longgar sehingga mudah mengembang dan pecah. Sifatnya liat dan mempunyai kohesi (daya ikat) yang tinggi. Pada suhu 1350° sampai 1450°C dapat digunakan sebagai bahan yang tahan panas. Bila dibakar, bahan ini berwarna cokelat susu atau merah.
Lempung dengan kandungan montmorilonit sebesar delapan puluh lima persen dikenal sebagai bentonit. Dewasa ini bentonit digunakan dalam industry pengeboran minyak dan gas bumi. Bentonit mempunyai prospek yang baik untuk industri bahan penyerap, penjernih minyak sawit, industri pengecoran logam dan pada batas-batas tertentu digunakan pada industri obat-obatan.
Struktur lempung kaolinit lebih kuat dibandingkan dengap montmorilonit. Akibatnya kaolinit tidak mudah mengembang atau pecah. Sifat kohesi, keliatan dan daya adsorbsinya sangat rendah. Kebanyakan lempung kaolinit tahan panas sampai 1710°C dan berwarna putih bila dibakar.
Berdasarkan sifat-sifat yang dipunyai kaolinit tersebut, maka kaolinit dapat dimanfaatkan antara lain untuk industri kertas, industri keramik, tinta, perekat insektisida, obat-obatan, pelet makanan ternak, katalis, peluntur, penyerap, semen putih, saringan, kosmetik, pensil, pestisida, cat, dan deterjen.
Susunan hidrat mika (illit) mirip dengan montmorilonit, sedangkan ukuran partikelnya terletak di antara kaolinit dan montmorilonit. Illit mudah mengalami dispersi dan plastis, tetapi tidak mudah mengembang.
Struktur mineral illit lebih kuat dari pada montmorilonit sehingga molekul air dan kation tidak dapat bergerak bebas. Ini menyebabkan kemampuan pertukaran illit kecil. Jenis lempung ini banyak dimanfaatkan dalam industri barang-barang elektronik, industri cat, industri keramik dan lain-lain.
Pengaktifan lempung menjadi KSA
Selain manfaat-manfaat yang telah disebutkan, lempung dapat diaktifkan menjadi Kristal Silika Alumina (KSA) yang mempunyai nilai tinggi dan manfaat yang lebih luas dalam industri.
Pada proses aktivasi, semua jenis lempung dapat diambil sebagai sampel, tetapi jenis yang diutamakan adalah lempung yang memiliki kandungan silika dan alumina tinggi dengan prosentase mineral pengotor lainnya serendah mungkin. Untuk itu perlu dilakukan proses-proses pengenceran, penyaringan, pengendapan dan pemurnian. Dari sini diperoleh tepung lempung yang sangat baku dan higroskopis.
Tepung lempung tersebut direaksikan dengan larutan hidrogen flourida konsentrasi rendah. Dalam suatu reaktor aktivasi tepung dialiri uap aluminium khlorida dan dipanaskan sampai temperatur 500°C, selama kurang lebih 5 jam. Sampel teraktivasi itu dicuci dengan larutan garam ammonium dan menjalani proses kalsinasi (pengeringan).
Hasil aktivasi lempung ini berupa kristal berpori yang sangat higroskopis. Ukuran butiran bervariasi, bergantung jenis sampel lempung yang diaktifkan. Kristal yang terbentuk setelah aktivasi mempunyai diameter partikel lebih besar dari pada tepung lempungnya.
Prinsip aktivasi yang diterapkan ini sudah cukup lama dikenal, yaitu penyisipan kembali atom-atom aluminium ke dalam kerangka silika alumina (lempung) yang semula kekurangan aluminium. Proses aktivasi ini dilakukan khusus untuk memperoleh kristal silika alumma (KSA) yang mempunyal keasaman tinggi sehingga mampu berfungsi sebagai katalisator.
Perengkah fraksi berat minyak bumi
Katalisator KSA dari lempung merupakan salah satu contoh hasil inovasi ilmu dan teknologi (iptek) yang dapat dimanfaatkan dalam industri, misalnya industri minyak dan gas bumi. Khususnya sebagai perengkah fraksi berat minyak bumi untuk menghasilkan fraksi-fraksi ringan seperti olefin yang lebih mempunyai arti ekonomis.
Sejauh itu, aktivitas KSA sebagai katalisator diuji dalam suatu reaktor mini. Pengujian dilakukan terhadap normal heksana yang merupakan suatu model hidrokarbon yang paling sukar mengalami reaksi pemecahan. Normal heksana digunakan sebagai tolok ukur bagi hidrokarbon jenis lain yang terdapat dalam minyak bumi. Hasil uji coba katalis KSA menunjukkan bahwa KSA mampu memecah normal heksana menjadi beberapa fraksi pada temperatur 350° sampai 500°C.
Pemanfaatan dalam bidang lain
KSA dapat dimanfaatkan dalam beberapa sektor industri dan bidang lain misalnya dalam sektor pertanian, perikanan, peternakan, perkebunan, tata lingkungan dan kesehatan, energi, pengolahan air, pengolahan sampah radio aktif, industri tekstil, industri minyak sawit, industri obat dan makanan, industri kertas dan beberapa industri kimia dasar lainnya. Dalam pertanian misalnya untuk penetral keasaman tanah, meningkatkan aerasi tanah dan sebagai pengontrol yang efektif dalam pembebasan ion-ion ammonium, nitrogen dan potasium dari pupuk.
Pemakaian KSA tersebut dimungkinkan karena KSA merupakan produk primer yang memiliki fungsi ganda. Ia mampu berperan sebagai katalisator, penyerap, penukar ion maupun sebagai penapis molekuler. Fungsi terakhir ini sangat penting dalam industri.
Kuncoro Budy Prayitno, Staf Deputi Bidang Pengkajian Ilmu Dasar dan Terapan BPP Teknologi
Sumber: Kompas, 6 Januari 1988
