PLTCU MANUAL

 

Pemanfaatan air asam tambang (acid mine drainage) sebagai energi listrik alternatif

Latar Belakang Masalah

Permasalahan pertambangan batubara yang berdampak negatif terhadap lingkungan salah satunya adalah air asam tambang yang menurunkan kesuburan tanah, dalam perkembangannya penanggulangan air asam tambang sampai saat ini pada umumnya dilakukan dengan melokalisir dengan membuat kolam-kolam pengendapan (settling pond) untuk mengendapkan material halus dengan memberi kapur dan tawas sehingga sekaligus menetralkan keasaman sampai mencapai baku mutu kemudian dapat dilepas ke parairan bebas, perlakuan ini membutuhkan biaya yang cukup tinggi. Sedangkan upaya pencegahan selama ini lebih populer dengan mencegah terjadinya kontak batuan yang mengandung sulfur/belerang dengan udara terbuka sehingga tidak terjadi reaksi pembetukan asam dengan metode dry cover dan wet cover.

Permasalahan yang kedua adalah bagaimana kita menjawab dan memberikan solusi terhadap kebutuhan energi listrik dengan memanfaatkan potensi yang ada disekitar kita, dengan penelitian ini diharapkan asam tambang yang selama ini hanya dikelompokan sebagi sumber masalah dapat diubah menjadi potensi yang besar sebagai sumber energi, terutama pada wilayah/daerah yang banyak terdapat tambang batubara seperti di kalimantan dan sumatera.

Dasar Teori

Sel Galvani atau disebut juga dengan sel volta adalah sel elektrokimia yang dapat menyebabkan terjadinya energi listrik dari suatu reaksi redoks yang spontan. reaksi redoks spontan yang dapat mengakibatkan terjadinya energi listrik ini ditemukan oleh Luigi Galvani dan Alessandro Guiseppe Volta

Reaksi redoks adalah reaksi reduksi oksidasi

—  Oksidasi menjelaskan pelepasan elektron oleh sebuah molekul, atom, atau ion

—  Reduksi menjelaskan penambahan elektron oleh sebuah molekul, atom, atau ion 

Proses dalam Sel Galvani

Pada anode, logam Zn melepaskan elektron dan menjadi Zn²⁺ yang larut.

Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2e^-

Pada katode, ion Cu²⁺ menangkap elektron dan mengendap menjadi logam Cu.

Cu²⁺(aq) + 2e^- → Cu(s)

hal ini dapat diketahui dari berkurangnya massa logam Zn setelah reksi, sedangkan massa logam Cu bertambah. Reaksi total yang terjadi pada sel galvani adalah:

Zn(s) + Cu²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Cu(s)

Air Asam Tambang

Air asam tambang terjadi akibat tersedianya mineral sulfida, air, dan udara/oksigen. Mineral sulfida bisa dalam bentuk pyrite (FeS₂) , galena (PbS) , Chalcopyrite (CuFeS₂), atau yang lainnya.

Reaksi pertama adalah reaksi pelapukan dari pirit disertai proses oksidasi. pirit dioksidasi menjadi sulfat dan besi fero. Dari reaksi ini dihasilkan dua mol keasaman dari setiap mol pirit yang teroksidasi. O₂  terlarut dapat juga mengoksidasi tetapi kurang penting karena kelarutannya sangat terbatas. Reaksi ini dapat terjadi baik pada kondisi abiotik maupun biotik  Selain oksidasi langsung, pirit dapat juga terlarut dan selanjutnya teroksidasi

2FeS₂ + 7O₂ + 2H₂O --------------à 2Fe²⁺ + 4SO₄^2- + 4H⁺