## Analisis Pengaruh Konsentrasi Asam dan Basa terhadap
Recovery Tembaga (Cu) dari Limbah Elektronika
Salafudin, Netty Kamal, Vibianti Dwi Pratiwi Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, ITENAS, Bandung Email: vibiantidwi@itenas.ac.id

## ABSTRAK
Penangan limbah elektronika dengan cara recycle dapat menjadi sumber alternatif untuk mendapatkan material yang bernilai. Salah satu komponen utama dalam pembuatan peralatan elektronika adalah PCB. Printed Circuit Board (PCB) mengandung banyak material logam yang berharga seperti tembaga (Cu) sekitar 25% b/b. Dari segi ekonomi maupun kebutuhan pasar, material tembaga layak untuk di recovery. Salah satu cara recovery tembaga dari PCB limbah elektronika adalah dengan proses hidrometalurgi. Pada proses ini PCB direaksikan dengan larutan asam kuat seperti HNO 3 sehingga membentuk Cu(NO 3 ) 2 . Parameter  yang  digunakan  adalah  konsentrasi  perolehan  tembaga,  sedangkan  variabel  yang  berubah pada  penelitian  ini  adalah  konsentrasi  HNO 3 ,  NaOH  dan  jenis  PCB  sebagai  limbah  elektronika. Konsentrasi  tembaga  yang  dihasilkan  dalam  percobaan  ini  dicari  menggunakan  metode  AAS  (Atomic Absorption Spectroscopy). Hasil yang didapatkan dihitung menggunakan Anova dengan software Minitab 17  untuk  melihat  pengaruh  konsentrasi  asam  dan  basa  terhadap  jenis  PCB  limbah  elektronika. Berdasarkan hasil perhitungan menggunakan anova dengan Minitab 17 didapatkan pengaruh HNO 3 7N pada waktu percobaan 60 menit lebih signifikan dalam mendaur-ulang tembaga dari PCB televisi.
Kata Kunci : Limbah Elektronik, PCB, Tembaga, Minitab

## ABSTRACT
Handling of electronic waste by recycle can be an alternative source for obtaining valuable material. One of the main components in making electronic equipment is PCB. Printed Circuit Board (PCB) contains many valuable metal materials such as copper (Cu) around 25% b / b. In terms of economy and market needs, copper material is suitable for recovery. One method of copper recovery from PCB electronic waste is the hydrometallurgical process. In this process the PCB is reacted with a strong acid solution such as HNO 3 to  form  Cu(NO 3 ) 2 .  The  parameters  used  were  the  concentration  of  copper  recovery,  while  the variable that changed in this study was the concentration of HNO 3 , NaOH and PCB type as electronic waste. The concentration of copper produced in this experiment was sought using the AAS method (Atomic Absorption Spectroscopy). The results obtained were calculated using Anova with Minitab 17 software to see the effect of acid and base concentrations on the type of electronic waste PCB. Based on the calculation results using Anova by Minitab 17, the influence of the HNO3 7N on the 60 minute was found to be more significant in recycling copper from a television PCB.
Keywords : Electronic Waste, PCB, Copper, Minitab

## 1. PENDAHULUAN
Seiring  dengan  perkembangan  teknologi  yang  begitu  cepat,  pemakaian  barang  elektronika  seperti komputer,  televisi,  lemari  pendingin,  dan  pendingin  udara  sangat  meningkat.  Tingginya  pemakaian barang  elektronik  saat  ini  akan  berimplikasi  pada  melonjaknya  limbah  elektronik.  Peraturan  secara khusus  yang  mengatur  limbah  elektronik  di  Indonesia  belum  tersedia  hingga  saat  ini.  Selain  itu, Indonesia  tidak  memiliki  tata  cara  pengolahan  limbah  seperti  seperti  komputer  bekas,  lampu  bekas, baterai  bekas  dan  limbah  elektronik  lainnya.  Karena  tidak  memiliki  kerangka  pengelolaan  limbah elektronik, tidak ada data berapa jenis dan volume limbah elektronik, baik yang dihasilkan di Indonesia maupun yang diimpor secara ilegal. Walaupun volume limbah elektronik jauh lebih kecil dibandingkan total  volume  limbah,  pertumbuhan  volume  limbah  elektronik  paling  tinggi  yaitu  3  kali  lebih  cepat dibandingkan pertumbuhan limbah domestik lainnya [1].
Beberapa  komponen  peralatan  listrik  dan  elektronika  bekas  maupun  limbahnya  membutuhkan pengelolaan yang memenuhi syarat, karena mengandung bahan beracun berbahaya (B3). Komposisi dari limbah elektronika terbagi dalam tiga elemen yaitu elemen dalam jumlah besar, kecil dan sangat kecil. Komposisi limbah elektronika dalam jumlah besar terdiri dari logam timah, tembaga, silikon, karbon, besi,  dan  aluminium  sedangkan  logam  kadmium  dan  raksa  tergolong  dalam  komposisi  limbah elektronika dalam jumlah kecil. Logam yang tergolong dalam limbah elektronika dalam jumlah sangat kecil adalah germanium, barium, nikel, tantalum, vanadium, berlium, emas, titanium, kobalt, paladium, mangan, perak, antimoni, bismuth, selenium, platinum, arsenik, litium, boron dan americium [2].
Limbah elektronik di Indonesia dianggap sebagai limbah beracun berbahaya (B3). Sehingga tata cara pengolahan  untuk  limbah  elektronik  di  Indonesia  secara  garis  besar  mengikut  kerangka  pengolahan untuk  limbah  B3.  Baterai  atau  lampu  listrik  yang  mengandung  merkuri  atau  logam  berbahaya pembuangannya  akan  dicampur  dengan  limbah  organik  yang  berbahaya.  Menurut  data  Badan  Pusat Statistik (2009), menyatakan bahwa penduduk Indonesia menghasilkan 51,4 juta ton limbah per tahun. Limbah di luar industri itu sendiri terdiri dari limbah bahan organik (65%), kertas (15%), plastik (12%), kayu (5%) dan limbah lainnya (3%) yang telah ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Prosentase Limbah Elektronika di Indonesia
Jika  limbah  elektronika  dapat  didaur-ulang,  maka  diperlukan  tata  cara  daur-ulang  yang  ramah lingkungan. Pada penelitian ini, limbah elektronik yang digunakan adalah PCB ( Printed Circuit Board )

## Analisis Pengaruh Konsentrasi Asam dan Basa terhadap Recovery Tembaga (Cu) dari Limbah Elektronika
yang  dapat  ditemukan  pada  rangkaian  elektronik  seperti  radio,  televisi,  amplifier,  komputer  dan peralatan elektronik lainnya [3]. Dengan salah satu elemen dalam jumlah banyak pada komposisi limbah elektronik  yaitu  tembaga  akan  didaur-ulang  menjadi  larutan  tembaga  nitrat.  Tembaga  nitrat  dapat digunakan  sebagai  elektroplating,  katalis,  bahan  bakar  roket,  membasmi  jamur  bahkan  pigmen  pada industri  tekstil.  Salah  satu  cara recovery (daur  ulang)  tembaga  dari  PCB  limbah  elektronika  adalah dengan  proses  hidrometalurgi.  Pada  proses  ini  PCB  direaksikan  dengan  larutan  HNO 3 ,  sehingga membentuk  Cu(NO 3 ) 2 .  Setidaknya  jika  dibuang  di  lingkungan,  kadar  logam  yang  tergolong  dalam elemen berjumlah banyak dapat berkurang dan sesuai baku mutu yang tersedia.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
Recovery tembaga  dari  PCB  ( Printed  Circuit  Board )  menggunakan  metode  hidrometalurgi.  Limbah elektronika  atau  PCB  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  berasal  dari  televisi  dan  komputer. Penambahan  asam  dan  basa  dalam  proses  hidrometalurgi  untuk  melihat  pengaruh  terhadap  jumlah tembaga  yang  dapat  didaur-ulang  dari  PCB.  Asam  yang  digunakan  adalah  asam  kuat  yaitu  HNO 3 sehingga terbentuk larutan Cu(NO 3 ) 2 .
Beberapa konsentrasi asam yang akan digunakan adalah 3,5 N dan 7 N. Sedangkan untuk basa kuat yang digunakan adalah larutan NaOH dengan konsentrasi 0 N (tanpa perlakuan) dan 1 N. Penelitian dilakukan dalam rentang waktu reaksi yang berbeda yaitu selama 40 menit dan 60 menit. Jumlah tembaga yang dapat di recovery dari limbah PCB kemudian dianalisis menggunakan metode AAS ( Atomic Absorption Spectroscopy ). Hasil yang didapatkan kemudian dihitung menggunakan anova dengan software Minitab 17  untuk  melihat  pengaruh  yang  signifikan  dari  variabel  bebas  terhadap  jenis  PCB yang digunakan. Software Minitab 17 mengikuti persamaan dasar anova dengan tiga faktor pada eksperimen seperti pada persamaan berikut [4];
Penelitian ini seluruhnya dilaksanakan di lingkungan kampus Itenas Bandung.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Salah satu komponen utama dalam pembuatan elektronika adalah PCB ( Printed Circuit Board ) atau biasa dikenal dengan nama PRT (Papan Rangkaian Tercetak). Secara garis besar, dapat dijelakan bahwa PCB  merupakan  suatu  pola  jalur  yang  terbuat  dari  logam  sebagai  konduktor  di  atas  papan  isolator. Logam  yang  biasa  digunakan  pada  PCB  adalah  logam  yang  berharga  seperti  tembaga,  emas,  dan paladium.  Komposisi  logam  tembaga  pada  PCB  sekitar  25%  b/b  [5].  PCB  yang  digunakan  dalam
penelitian berasal dari televisi dan komputer. Berdasarkan analisa awal papan PCB dengan metode AAS didapatkan  kadar  tembaga  sebesar  27,44%  pada  PCB  komputer  sedangkan  pada  PCB  televisi mengandung komponen tembaga sebesar 12,96%. Presentase logam tembaga pada kedua jenis PCB ini cukup tinggi sehingga dapat didaur-ulang dalam penelitian ini.
Selain memberikan keuntungan untuk lingkungan, recovery tembaga dari limbah elektronika ini dapat meningkatkan  nilai  tambah  dari  logam  Cu  itu  sendiri  terlebih  pada  proses recovery tembaga  yang sederhana. Metode dalam recovery tembaga dari limbah elektronika yang cukup sering digunakan dan paling sederhana pada proses hidrometalurgi. Proses hidrometalurgi menggunakan asam atau basa dan sifat kimia dari tembaga dari material lain meliputi leaching dan flotation . Proses ini lebih teliti, dapat diprediksi,  dapat  dikontrol  degan  mudah  dibandingkan  proses  pirometalurgi,  biayanya  lebih  murah dibandingkan  proses  secara  mekanik  maupun  proses  pirometalurgi,  selain  itu  secara  ekonomi  dapat dioperasikan  dalam  skala  kecil  [6].  Pada  proses  ini,  PCB  akan  direaksikan  dengan  larutan  HNO 3 sehingga membentuk larutan Cu(NO 3 ) 2 dan NaOH sebagai perlakuan awal. Dalam melihat Pengaruh Konsentrasi  Asam  dan  Basa  terhadap  Recovery  Tembaga  (Cu)  dari  Limbah  Elektronika  digunakan konsentrasi HNO 3 3,5N dan 7 N sedangkan konsentrasi NaOH 0N dan 1N yang direaksikan selama 40 menit dan 60 menit. Hasil penelitian dapat dilihat pada Tabel 1 berikut;
Tabel 1. Persentase Perolehan Cu (% yield)
Jenis PCB Konsentrasi HNO 3 Konsentrasi NaOH Waktu Reaksi 40 menit 60 menit Komputer 3,5 N 0 N 4,57 14,03 1 N 8,11 27,21 7 N 0 N 41,92 59,78 1 N 46,29 52,49 Televisi 3,5 N 0 N 19,56 54,97 1 N 33,58 80,47 7 N 0 N 53,85 80,60 1 N 66,14 70,05
Pada Tabel 1 menunjukkan hasil recovery tembaga yang didapatkan tertinggi pada PCB televisi yang bereaksi dengan HNO 3 7N dan NaOH 0N selama 60 menit. Sedangkan hasil recovery tembaga terendah pada PCB komputer yang bereaksi dengan HNO 3 3,5N dan NaOH 0N selama 40 menit. Kecenderungan meningkatnya  %  yield  dari  kedua  jenis  PCB  jika  direaksikan  dengan  HNO 3 ini  sesuai  dengan  teori dimana semakin meningkatnya konsentrasi asam sebanding dengan % yield tembaga yang dihasilkan [7]. Namun hasil yang berbeda ditunjukkan pada jenis PCB televisi pada konsentrasi NaOH 1N selama 60 menit bereaksi. Hal ini dapat dikarenakan terbentuknya lapisan atau endapan logam impuritis yang bereaksi  dengan  NaOH  sehingga  menurunkan  %yield  Cu. Recovery Cu  hingga  tahap  pembentukan larutan Cu(NO 3 ) 2 dapat meningkatkan nilai ekonomi dari logam Cu.
Pengaruh  Konsentrasi  Asam  dan  Basa  terhadap  Recovery  Tembaga  (Cu)  dari  Limbah  Elektronika dihitung menggunakan anova ( analysis of variance ) dengan software Minitab 17. Persentase yield yang telah  didapatkan  dari  penelitian  diinputkan  ke  dalam  software  Minitab  17.  Hasil  perhitungan  anova menggunakan software Minitab 17 dapat dilihat pada Tabel 2 berikut;

## Analisis Pengaruh Konsentrasi Asam dan Basa terhadap Recovery Tembaga (Cu) dari Limbah Elektronika
Tabel 2. Perhitungan Anova dari % Yield Cu Source of Varians Degree of Freedom Sum of Square Mean of Square F statistic PCB 1 2622 2622 21,89 HNO 3 1 3266,7 3266,7 27,27 NaOH 1 189,5 189,5 1,58 Waktu Reaksi 1 1713,5 1713,5 14,30 Error 11 1317,8 119,8 Total 15 9109,5
F hitung (F statistic) pada Tabel 2 dibandingkan dengan F tabel dengan derajat kepercayaan 95% yang bernilai 4,84. Jika F hitung lebih besar daripada F tabel maka variabel bebas percobaan diterima dan ada pengaruh yang signifikan terhadap penelitian [8]. Hasil perhitungan anova menunjukkan asam, jenis PCB dan waktu reaksi mempengaruhi recovery tembaga menjadi larutan Cu(NO 3 ) 2 . Hal tersebut juga ditunjukkan dari persamaan regresi seperti ditunjukkan pada Gambar 2 dibawah ini;
Gambar 2. Persamaan Garis Linear % Yield  dengan Variasi Penelitian
Y = 3,72 + 25,60 PCB_T + 28,58 HNO3_7 + 6,88 NAOH_1 + 20,70 WAKTU_60
Pada persamaan regresi di atas memperjelas dari variabel yang signifikan atau mempengaruhi penelitian ini. Jenis PCB yang lebih berpengaruh pada percobaan ini adalah PCB televisi dengan konsentrasi HNO 3 dan waktu reaksi selama 60 menit. Sedangkan konsentrasi NaOH 1N sangat sedikit berpengaruh atau dapat  dianggap  tidak  terlalu  signifikan  terhadap  hasil  penelitian.  Berdasarkan  penelitian  %  yield tertinggi pada HNO 3 7N dengan jenis PCB televisi didapatkan 80,60% tembaga yang dapat di recovery selama 60 menit.

## 4. KESIMPULAN
Pada  penelitian  melihat  pengaruh  konsentrasi  asam  dan  basa  terhadap  recovery  tembaga  (Cu)  dari limbah elektronika yang dihitung menggunakan anova ( analysis of variance ) dengan software Minitab 17 didapatkan % yield sebesar 80,60%. Persentase recovery tertinggi berasal dari jenis PCB televisi yang  direaksikan  dengan  HNO 3 7N  selama  60  menit.  Sehingga  dapat  disimpulkan  bahwa recovery tembaga menjadi Cu(NO 3 ) 2 pada penelitian ini lebih dipengaruhi oleh jenis PCB, konsentrasi asam dan lama waktu reaksi.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Ismayati. (2010). Limbah Elektronika Mengancam Dunia. Harian Joglo Semar .
[2] Gaule, H. (2009). Recovery of Precious Metal from Electronic Waste. Sardar Vallabhbhai National Institute of Technology. Bangkok: Surat.
[3] Mambu, G. A. (2001). Proses Pembuatan PCB (Printed Circuit Board). LIPI, Pusat Penelitian dan Pengembangan Telekomunikasi, Elektronik Strategis, Komponen dan Material. TELKOMA.
[4] Walpole, R. E., Myers, R. H., Myers, S. L., & Ye, K. (2012). Probability & Statistics for Engineers & Scientists nineth edition. Boston: Pearson Education, Inc.
[5] Li, J., Lu, H., Guo, J., Xu, Z., & Zhou, Y. (2007, February 7). Recycle Technology for Recovering Resources and Products from Waste Printed Circuit Boards. Environmental Science & Technology , 1995-2000. doi:10.1021/es0618245
[6] Beltran, M. S. (2009). Recovery of Copper From Electronic Waste. Sweden: Chalmers University of Technology.
[7] Vogel. (1990). Buku Teks Analisis Kualitatif Makro dan Semimikro. Jakarta: PT Kalman Pustaka.
[8] Montgomery, D. C., & Runger, G. C. (2003). Applied Statistic and Probability for Engineers Third Edition. New York: John Wiley & Sons, Inc.