ADSORPSI ION LOGAM Fe 3+ DALAM AIR ASAM TAMBANG MENGGUNAKAN NANO ZEOLIT ALAM
1) Yulianis*, 2) Riskal Husna, 3) Novita Devi Irviani Zulva dan 4) Mahidin
1 Direktorat Jenderal Mineral dan Batubara, Kementerian ESDM
2,3,4 Jurusan Teknik Kimia, Universitas Syiah Kuala,
Artikel masuk : 11-04-2022 , Artikel diterima : 29-08-2022
* Penulis Koresponden : yulianispratama@gmail.com
Doi : https://doi.org/10.36986/impj.v4i1.51
Kata  kunci :  zeolit  alam, partikel  nano,  adsorpsi,  air asam  tambang,  isotermal adsorpsi, kinetika adsorpsi
Keywords : natural zeolite; nano particle; adsorption; acid mine drainage; isotherm study; kinetic study

## Abstrak
Penelitian  ini  memanfaatkan  bahan  galian  tambang  yaitu  zeolit alam  yang  diperoleh  dari  Kabupaten  Aceh  Barat  Daya,  Provinsi Aceh sebagai adsorben untuk pengolahan limbah air asam tambang dengan  metode  adsorpsi,  sehingga  biaya  yang  diperlukan  menjadi lebih rendah dibandingkan adsorben komersial serta menguntungkan bagi pelaku usaha di bidang pertambangan. Dalam penelitian ini menggunakan air asam tambang dari kegiatan usaha pertambangan  bijih  besi.  Logam  berat  yang  dominan  dalam  air asam tambang pada lokasi pertambangan bijih besi tersebut adalah tembaga (Cu² ⁺ ), besi (Fe 3+ ), mangan (Mn² ⁺ ) dan seng (Zn² ⁺ ). Pada penelitian ini dilakukan proses adsorpsi ion logam besi (Fe 3+ ) dari limbah  artifisial  dan  air  asam  tambang  dengan  menggunakan adsorben  nano  zeolit  teraktivasi.  Variabel  tetap  penelitian  ini adalah  ukuran  partikel  zeolit,  kecepatan  putaran,  volume  limbah artifisial  logam  besi  (Fe 3+ )  dan  air  asam  tambang,  konsentrasi  ion logam,  berat  adsorben,  pH  dan  temperatur  percobaan.  Sedangkan variabel berubah dalam penelitian  ini adalah  waktu kontak.  Zeolit alam  terlebih  dahulu  dilakukan  pengecilan  ukuran  sampai  ukuran nanopartikel,  selanjutnya  diaktivasi  secara  fisika  dan  kimia. Penelitian  ini  memberikan  informasi  tentang    kemampuan adsorben  nano  zeolit  alam  yang  telah  diaktivasi  dalam  menyerap ion logam berat dalam air asam tambang. Hasil dari Penelitian ini, pada  limbah  artifisial  didapatkan  waktu  kesetimbangan  yaitu  75 menit  dengan  kapasitas  serta  efisiensi  penyerapan  ion  logam  besi (Fe 3+ )    sebesar  7,59  mg/g  dan  98,64  %.  Pada  limbah  air  asam tambang didapatkan waktu kesetimbangan pada 135 menit dengan kapasitas  serta  efisiensi  penyerapan  ion  logam  besi  (Fe 3+ )  sebesar 3,14 mg/g dan 97,46 %.

## Abstract
This  research  is  using  the  available  natural resources (natural zeolite) obtained from Aceh Barat  Daya  Regency,  Aceh  Province  as  an adsorbent  for  treating  acid  mine  drainage  by the  adsorption  method,  so  that  the  required cost becomes lower than commercial adsorbent so it is profitable for business actors in  the  mining  sector.  This  research  used  acid mine drainage from iron ore mining activities. The  dominant  heavy  metals  in  acid  mine drainage  in  this  location  are  copper  (Cu² ⁺ ), iron  (Fe 3+ ),  manganese  (Mn² ⁺ )  and  zinc (Zn² ⁺ ).  This  research  carried  out  the  process of adsorption of ferrous metal ions (Fe 3+ ) from artificial  waste  and  acid  mine  drainage  by using  activated  nano  zeolite  adsorbent.  The fixed  variables  of  this  study  were  zeolite particle size, rotational velocity, the volume of artificial waste (Fe 3+ ) and acid mine drainage, metal  ion  concentration,  the  weight  of adsorbent,  pH  of  waste  and  experimental temperature.  While  the  variable  changed  in this research  was the contact time. The zeolite used  in  this  study  firstly  upgraded  its performance  by  reducing  the  size  to  the  nano particle  size,  then  physically  and  chemically activated. This research is expected to provide information  about  the  ability  of  natural  nano zeolite  adsorbent  to  be  activated  in  absorbing heavy  metal  ions  in  acid  mine  drainage.  The result  of  this  research  was  the  adsorption  of ferrous  metal  ions  (Fe 3+ )  from  artificial  waste finally achieved an equilibrium time that is 75 minutes  and  capacity  and  also  efficiency  of 7,587  mg/g  and  98,64%.  The  adsorption  of ferrous  metal  ions  (Fe 3+ )  in  acid  mine drainage  finally  got  equilibrium  time  of  135 minutes  and  capacity  and  also  efficiency  of 3,14 mg/g and 97,46%.

## PENDAHULUAN
Indonesia  adalah  negeri  yang  kaya  akan sumber  daya  alam  mineral  baik  mineral logam,  bukan  logam,  batubara  maupun radioaktif.  Bahan  galian  tersebut  dapat diperoleh dengan cara penambangan.
Kegiatan  usaha  pertambangan  selain  dapat meningkatkan perekonomian
dan terpenuhinya  kebutuhan  masyarakat  juga dapat menimbulkan dampak terhadap kerusakan lingkungan seperti gangguan ekologi,  kerusakan  flora  dan  fauna  alam,
polusi  udara,  air  dan  tanah,  ketidakstabilan massa  tanah  dan  batu,  degradasi landscap e, dan pemanasan global (Gutti dkk, 2012).
Salah satu dampak dari kegiatan pertambangan yang  tidak  dikelola  dengan  baik  adalah  air limbah  asam  tambang.  Air  asam  tambang berasal  dari  reaksi  geokimia  mineral-mineral sulfida  yang  terpapar  berinteraksi  dengan  air dan  udara.  Dalam  penelitian  ini sampel  air asam  tambang  diperoleh  pada  salah  satu tambang  logam  mineral  bijih  besi  di  Provinsi Aceh.  Kemudian  dilakukan  pengujian  sampel di  Laboratorium  Baristand  Banda  Aceh. Berdasarkan  hasil  uji,  kandungan  logam  Fe sebesar  16  ppm  dengan  pH  4.  Konsentrasi logam  Fe  tersebut  melebihi  baku  mutu lingkungan yang telah ditetapkan oleh Pemerintah  yaitu  Peraturan  Menteri  Negara Lingkungan  Hidup  Nomor  21  Tahun  2009 tentang  baku  air  limbah  bagi  usaha  dan/atau kegiatan  pertambangan  bijih  besi  dan  baku mutu  logam  besi  pada  peraturan  ini  sebesar  5 ppm.  Upaya  yang  harus  dilakukan  adalah melakukan  pengolahan  air  limbah  agar diperoleh  hasil  keluaran  yang  memenuhi  baku mutu  lingkungan  sehingga  tidak  mencemari lingkungan sekitarnya.
Besarnya  konsentrasi  air  asam  tambang melebihi baku mutu lingkungan  menyebabkan dampak  yang  sangat  serius  bagi  masyarakat dan  lingkungan  sekitar.  Maka  kandungan  air asam tambang harus dikurangi hingga mencapai  nilai  baku  mutu  lingkungan  agar tidak  mencemari  lingkungan.  Beberapa  teknik yang  telah  dikembangkan  dalam  pengolahan limbah  yang  mengandung  logam  berat  adalah presipitasi,  penukar  ion,  teknologi  membran, elektrokimia (Luptakova dkk, 2012), elektrolisis  (Buzzi  dkk,  2011),  proses  biologi (Kumar  dkk,  2013),  dan  adsorpsi  (Mohan  dan Chander,   2006; Williams dan Roberts, 2008). Diantara  metode  tersebut,  proses  adsorpsi paling  diminati  karena  ekonomis,  efisien, efektif  dan  murah  (Masukume  dkk,  2014). Panigrahi  dkk.  (2013)  dalam  penelitiannya menggunakan fly  ash yang  dimodifikasi sebagai  adsorben  untuk  adsorpsi  logam  berat dalam air asam tambang, Hasil dari penelitiannya  proses  adsorpsi  menggunakan adsorben fly  ash yang  dimodifikasi  mampu menurunkan konsentrasi logam berat dalam air asam  tambang.  Adsorpsi  merupakan  proses
suatu komponen dapat bergerak atau berpindah dari  suatu  fasa  menuju  permukaan  lain sehingga  dapat  terjadi  perubahan  konsentrasi pada  permukaan.  Zat  yang  menyerap  disebut sebagai  adsorben  dan  zat  yang  diserap  disebut adsorbat (Treybal, 1981).
Dalam  penelitian  ini  menggunakan  metode adsorpsi  sebagai  metode  yang  simpel,  mudah, murah bagi kalangan pengusaha kelas menengah  kebawah,  memanfaatkan  bahan tambang    zeolit  alam  dari  Kabupaten  Aceh Barat Daya.  Zeolit alam dilakukan modifikasi terlebih  dahulu  dengan  mengecilkan  ukuran sampai ukuran nanopartikel, selanjutnya diaktivasi fisika dan kimia
untuk meningkatkan performance dari zeolit alam.
Tujuan  penelitian  ini  adalah  mengetahui pengaruh  zeolit  alam  yang  telah  diaktivasi terhadap  penyisihan  ion  logam  berat  Fe  (besi) dalam  limbah  artifisial  dan  air  asam  tambang, mengetahui  pengaruh  waktu  kontak  terhadap kapasitas  dan  efisiensi  adsorpsi  logam  berat dalam  limbah  artifisial  dan  air  asam  tambang, mengetahui  isotermal  adsorpsi  dan  kinetika adsorpsi  ion  logam  berat  Fe  (besi)  dalam limbah artifisial dan air  asam  tambang dengan menggunakan  adsorben  nanopartikel  zeolit teraktivasi.
Manfaat  yang  diperoleh  dari  penelitian  ini yaitu memberikan kontribusi terhadap perkembangan  teknologi  adsorpsi  dengan menggunakan  bahan  galian  tambang  zeolit alam  yang  ada  di  daerah  Aceh  Barat  Daya dapat  mengolah  air  asam  tambang  sehingga hasil  olahan  tersebut  dapat  dibuang  dengan konsentrasi  yang  rendah  sesuai  dengan  baku mutu lingkungan.

## METODOLOGI PENELITIAN

## Adsorben Zeolit Alam
Zeolit  alam  yang  digunakan  merupakan  zeolit yang berasal dari Blang Pidie Kabupaten Aceh Barat  Daya,  Provinsi  Aceh.  Zeolit  alam dilakukan  pengecilan  ukuran    hingga  menjadi ukuran  nano  kemudian  diaktivasi  secara  fisika dan  kimia.  Nano  zeolite  alam  yang  telah diaktivasi dilakukan uji karakterisasi menggunakan  XRD,  XRF,  FTIR,  dan  SEM menunjukkan bahwa nano zeolit yang teraktivasi ini mampu menyisihkan logam Cu 2+ dengan  baik  dibandingkan  dengan  nano  zeolit yang belum diaktivasi (yulianis, dkk 2018).

## Persiapan Larutan Sampel
Larutan  sampel  induk  untuk  limbah  artifisial yang  digunakan  adalah  Fe(NH 3 ) 3 1000  mg/L. Untuk  membuat  konsentrasi  yang  ditentukan, larutan induk ini encerkan.

## Pengaturan pH
Proses  pengaturan  pH  pada  larutan  artifisial menjadi variasi pH yang telah ditentukan dapat dilakukan dengan menggunakan larutan NaOH 1 M untuk menaikkan pH dan HCl 1 M untuk menurunkan pH. pH dalam larutan dapat dicek menggunakan alat pH meter

## Proses Adsorpsi
Proses  adsorpsi  dilakukan  dengan  metode batch yaitu mengontakkan nano zeolit teraktivasi dengan larutan sampel.
Pengontakkan  ini  dilakukan  menggunakan hot plate dan stirrer dengan kecepatan putaran 150 rpm.  Proses  ini  dapat  dihentikan  setelah mendapatkan  hasil  penyerapan  maksimum. Konsentrasi  akhir  adsorpsi  dari  larutan  logam dianalisa dengan menggunakan Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) sebagaimana  sesuai  dengan  diagram  alir  pada Gambar 1 dan Gambar 2.
Gambar 1. Diagram uji alir adsorpsi ion logam berat dalam limbah artifisial.
Gambar 2. Diagram uji alir adsorpsi ion logam berat dalam air asam tambang

## Analisa Data Adsorpsi
Perhitungan  kapasitas  adsorpsi  pada  keadaan kesetimbangan  pada  hasil  proses  adsorpsi dapat dihitung dengan persamaan berikut:
(     )
(1)
Persamaan  (1)  menunjukkan  bahwa qe adalah kapasitas  adsorpsi  pada  saat  kesetimbangan (mg/g), C ₀ adalah  konsentrasi  logam  sebelum adsorpsi  (mg/L), C ₑ  adalah  konsentrasi  logam setelah  adsorpsi  (mg/L), V adalah  volume larutan  sampel  (L), m adalah  berat  dari adsorben (g).
Isotermal Langmuir menggunakan  persamaan
Zeolit alam ukuran nano partikel Berat adsorben (1 gr)

## 200 mL limbah artifisial larutan Fe(NH
3 ) 3
Pengadukan dengan 150 rpm pada temperatur
ruang
dan pH 4 dengan waktu kontak selama 15, 30, 45,
60, Penyaringan Filtrat
Analisa AAS Zeolit alam ukuran Nano partikel
Berat adsorben (1 gr) 200 mL limbah air asam tambang yang
diperoleh dari Kabupaten Aceh Besar Provinsi Aceh
Pengadukan dengan 150 rpm pada temperatur ruang dan pH 4 dengan waktu kontak selama 15, 30, 45, 60,
75, 90, 105, 120, 135, 150, 165, 180 menit
Penyaringan Filtrat Analisa AAS
berikut:
(2) Persamaan  (2)  menunjukkan  bahwa adalah konstanta  kesetimbangan Langmuir (L/mg), adalah  kapasitas  penyerapan  maksimum pada permukaan padatan (mg/g),
Isotermal Freundlich menggunakan persamaan berikut:
(3) Persamaan  (3)  menunjukkan  bahwa adalah
konstanta isotermal
Freundlich yang
berhubungan  dengan  kapasitas  adsorpsi, n adalah
konstanta Freundlich
yang
menunjukkan intensitas proses adsorpsi.
Perhitungan  kinetika  adsorpsi  ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:
(       )
( 4 ) (5)
Pada  persamaan  (4)  dan  (5)    menunjukan bahwa qt adalah kapasitas adsorpsi pada waktu t  (mg/g)), t adalah  waktu  (menit), k 1  adalah konstanta kecepatan orde satu (g mg -1 menit -1 ), k 2 adalah konstanta kecepatan orde dua (g mg - 1 menit -1 ).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  dan  pembahasan  penelitian  diuraikan  di bagian  ini.  Pembahasan  difokuskan  pada penentuan  waktu equilibrium/ Kesetimbangan, kapasitas adsorpsi, efisiensi adsorpsi, isotermal adsorpsi, dan kinetika adsorpsi.
Uji  Kandungan  Fe 3+ Dalam  Limbah  Air Asam Tambang
Limbah  air  asam  tambang  diperoleh  dari tambang bijih besi yang terletak di Kecamatan Lhoong  Kabupaten  Aceh  Besar  digunakan sebagai  acuan  untuk  mengetahui  konsentrasi logam berat. Berdasarkan hasil uji laboratorium terpadu Universitas  Syiah Kuala, diketahui  konsentrasi  logam  Fe 3+ dalam  air asam  tambang  pada  pada  kolam  4  adalah  16 ppm dengan pH 4.
Penentuan Waktu Equilibrium /Kesetimbangan (t e )
Uji ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan nano zeolit alam sebagai adsorben dalam  menyerap  logam  Fe 3+ dan  juga  untuk menentukan  waktu equilibrium /kesetimbangan ( t e ).  Konsep equilibrium adsorpsi  merupakan tingkat  dimana  molekul  yang  teradsorpsi  ke permukaan sama dengan saat molekul teradsorpsi (Richardson dkk., 2002).
Waktu Equilibrium /Kesetimbangan  Dalam Limbah Artifisial
Pada Gambar 3 dapat dilihat bahwa penyerapan  logam  Fe 3+ berlangsung  cepat hingga menit ke-30 yaitu dari konsentrasi awal (t 0 )  =  38,5  mg/L  ke  konsentrasi  0,58  mg/L.
Pada  menit  ke-45  konsentrasi  Fe 3+ semakin mengalami  penurunan  hingga  menit  ke-75 menjadi  konsentrasi  0,52  mg/L.  Sedangkan pada  saat  proses  adsorpsi  telah  mencapai  90 menit  konsentrasi  Fe 3+ justru  naik  menjadi 0,55 mg/L.
Gambar 3. Hubungan waktu kontak terhadap konsentrasi akhir ion logam Fe 3+ dalam limbah artifisial pada konsentrasi awal (t 0 ) = 38,5 ppm dengan berat adsorben 1 gram dan pH 4.
Waktu Equilibrium /Kesetimbangan  Dalam Air Asam Tambang
Pada Gambar 4 kondisi yang sama ditunjukkan pada konsentrasi akhir adsorbat yang diperoleh dalam  air  asam  tambang,  terlihat  penurunan cepat dimana konsentrasi akhir adsorbat terjadi pada 15 dan 30 menit pertama yaitu dari (t 0 ) =
16  mg/L  turun  menjadi  1,95  mg/L  dan  1,17 mg/L.Selanjutnya  terjadi  penurunan  yang signifikan  dari  menit  ke-45  hingga  menit  ke-
135  yaitu  1,14;  1;  0,99;  0,82;  0,67;  0,52;  dan 0,41  mg/L.  Sedangkan  pada  menit  ke-150 hingga  180    konsentrasi  adsorbat  mengalami kenaikan  yaitu  0,5;  0,51;  dan  0,62  mg/L.  Hal ini  terjadi  karena  pelepasan  adsorbat  dan adsorben. Oleh karena itu, menit ke-75 diambil sebagai  waktu equilibrium pada  limbah artifisial  dan  menit  ke-135  pada  limbah  air asam tambang.
Gambar 4. Hubungan waktu kontak terhadap konsentrasi akhir ion logam Fe 3+ dalam limbah air asam tambang pada konsentrasi awal (t 0 ) = 16 ppm dengan berat adsorben 1 gram dan pH 4.
Penelitian  Poerwadio  dan  Masduqi  (2004) menyatakan  bahwa  proses  adsorpsi  logam  Fe dengan  menggunakan  adsorben  zeolit  alam dengan variasi diameter zeolit granular (mesh) optimum  pada  31  jam  (waktu equilibrium ).
Sementara waktu lebih dari 31 jam, kandungan Fe justru meningkat karena sudah jenuh.
Perbedaan  waktu equilibrium yang  diperoleh antara  air  asam  tambang  dan  limbah  artifisial
0,51 0,52 0,53 0,54 0,55 0,56 0,57 0,58 0,59 0,6 0 15 30 45 60 75 90 K o n se n tr as i A k h ir A d so rb at ( m g/ L ) Waktu Kontak (menit) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 0 30 60 90 120 150 180 Ko n se n tr a si A k h ir A ds o rba t (m g /L)
Waktu Kontak (menit)
adalah karena beberapa faktor yaitu; kerusakan adsorbat  yang  menyebabkan  penyimpanan adsorbat  jangka  panjang  dan  suhu  ruang  yang terus  berubah,  serta human  error ketika pembuatan larutan sampel.
Kapasitas Adsorpsi
Hubungan Waktu Kontak Terhadap Kapasitas  Adsorpsi  ion  logam  Fe 3+ Dalam

## Limbah Artifisial
Dari Gambar 5  dapat dilihat bahwa  kapasitas adsorpsi ion logam Fe 3+ dalam limbah artifisial meningkat seiring bertambahnya waktu hingga pada waktu setimbang yaitu 75 menit kapasitas adsorpsi  yang  diperoleh  adalah  7,588  mg/g. Sedangkan  pada  menit  ke-90  kapasitas adsorpsi  mengalami  penurunan  yaitu  7,583 mg/g.
Gambar 5. Hubungan waktu kontak terhadap kapasitas adsorpsi ion logam Fe 3+ dalam limbah artifisial pada konsentrasi 38,5 mg/L dengan berat adsorben 1 gram dan pH 4
Hubungan Waktu Kontak Terhadap
Kapasitas  Adsorpsi  ion  logam  Fe 3+ Dalam Air Asam Tambang
Berdasarkan  Gambar  6  kapasitas  adsorpsi  ion logam  Fe 3+ dalam  air  asam  tambang  juga
meningkat sampai pada waktu setimbang yaitu 135  menit  adalah  3,14  mg/g.  Sedangkan  pada menit  150,  165,  dan  180  kapasitas  adsorpsi cenderung  mengalami  penurunan  yaitu  3,13; 3,12; 3,10 mg/g.
Gambar 6. Hubungan waktu kontak terhadap kapasitas adsorpsi ion logam Fe 3+ dalam air asam tambang pada konsentrasi 16 mg/L dengan berat adsorben 1 gram dan pH 4
7,574 7,576 7,578 7,58 7,582 7,584 7,586 7,588 7,59 0 15 30 45 60 75 90 Ka pa si ta s A ds o rps i (m g /g ) Waktu Kontak (menit) 2,8 2,85 2,9 2,95 3 3,05 3,1 3,15 3,2 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 Ka pa si ta s A ds o rps i (m g /g )
Waktu Kontak (menit)
Berdasarkan  gambar  5  dan  6,  hal  ini  terjadi karena  lamanya  waktu  kontak  pada  proses adsorpsi  yang  menyebabkan  pori-pori  dari adsorben  zeolit  terisi  lebih  banyak  adsorbat sehingga  terjadi  pertukaran  kation  yang menyebabkan  pada  waktu  tertentu  memasuki keadaan  statis  dengan  laju  konsentrasi  relatif rendah  (Motsi,  2010).  Dengan  nilai  kapasitas yang  diperoleh,  dapat  disimpulkan  bahwa zeolit  alam  yang  telah  diaktivasi  dengan ukuran nano memiliki kualitas dan kemampuan yang sangat baik sebagai adsorben.
Efisiensi Adsorpsi Hubungan Waktu Kontak Terhadap Efisiensi  Adsorpsi  ion  logam  Fe 3+

## Dalam Limbah Artifisial
Berdasarkan hasil yang diperoleh pada Gambar 7  memperlihatkan  hubungan  waktu  kontak terhadap  efisiensi  penyerapan  yang  semakin meningkat seiring berjalannya waktu. Efisiensi yang  diperoleh  pada  variasi  waktu  15;  30;  45; 60;  75;  dan  90  menit  berturut-turut  adalah 98,47%;  98,48%;  98,56%;  98,63%;  98,64%; dan  98,58%.    Disini  efisiensi  adsorpsi  ion logam  Fe 3+ dalam  limbah  artifisial  terbesar yaitu 98,64% dengan waktu selama 75 menit.
Gambar 7. Hubungan waktu kontak terhadap efisiensi adsorpsi ion logam Fe 3+ dalam limbah artifisial pada konsentrasi 38,5 mg/L dengan berat adsorben 1 gram dan pH 4
Hubungan Waktu Kontak Terhadap
Efisiensi Adsorpsi ion logam Fe 3+ Dalam Air Asam Tambang
Berdasarkan  Gambar  8  terlihat  efisiensi adsorpsi  ion  logam  Fe 3+ dalam  air  asam
tambang  terbesar  yaitu  97,46%  dengan  waktu selama  135  menit.  Efisiensi  pada  menit  ke- 150, 165, dan 180 mengalami penurunan yaitu 96,87%; 96,85%; dan 96,16%.
Gambar 8. Hubungan waktu kontak terhadap efisiensi adsorpsi ion logam Fe 3+ dalam air asam tambang pada konsentrasi 16 mg/L dengan berat adsorben 1 gram dan pH 4
98,45 98,5 98,55 98,6 98,65 0 15 30 45 60 75 90 Ef is ien si A ds o rps i (% ) Waktu Kontak (menit) 86 88 90 92 94 96 98 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 Ef is ien si A ds o rps i (% )
Waktu Kontak (menit)
Hal  ini  menunjukkan  bahwa  nano  zeolit  alam teraktivasi  mampu  menyisihkan  ion  logam berat  Fe 3+ hingga  98,64%  pada  limbah artifisial  dan  97,46%  pada  air  asam  tambang. Pencapaian  ini  relatif  bagus  untuk  suatu adsorben  dengan  ukuran  nano  seperti  dalam penelitian Noroozifar dkk. (2010) dimana nano zeolit  digunakan  untuk  menyisihkan arsenate memperoleh  efisiensi  99%  dengan  waktu selama 180 menit. Berbeda dengan zeolit yang bukan  ukuran  nano  seperti  dalam  penelitian Hasni  dkk.  (2015)  zeolit  dengan  ukuran  100 mesh  mampu  menyisihkan  Fe 3+ hingga 58,50% dalam waktu selama 120 menit.
Isotermal Adsorpsi
Penerapan  isotermal  adsorpsi  sangat  berguna untuk menggambarkan interaksi antara adsorbat  dan  adsorben.  Parameter  yang diperoleh dari model yang berbeda memberikan  informasi  penting  mengenai mekanisme  penyerapan  dan  sifat  permukaan dari adsorben (Cazetta dkk., 2011).
Adsorpsi  isotermal  dapat  menggambarkan hubungan  kesetimbangan  antara  adsorben  dan adsorbat  dalam  suatu  larutan  pada  suhu  tetap. Dari hasil perhitungan kapasitas adsorpsi dapat digunakan  untuk  mengetahui  model  dari isotermal  adsorpsi,  isotermal  yang  dapat ditentukan  dengan  ada  dua  model  yaitu isotermal Langmuir dan isotermal Freundlich .
Tabel 1. Parameter Isotermal Adsorpsi Jenis ion logam Isotermal Langmuir Isotermal Freundlich q m k L R 2 n k F R 2 Fe 3+ -0,66 -0,62 0,74 0,14 536,04 0,96
Berdasarkan Tabel 1 diatas penentuan isotermal  adsorpsi  dapat  dilihat  berdasarkan nilai  R 2 (nilai  koefisien  regresi)  dari  masing- masing.  Berdasarkan  kedua  isotermal  dapat dilihat nilai R 2 dari isotermal Langmuir adalah 0,74  dan  nilai  R 2 isotermal Freundlich mendekati  1  yaitu  0,96.  Hal  ini  membuktikan bahwa  penelitian  ini    lebih  cenderung mengikuti  isotermal Freundlich yaitu  dapat diasumsikan bahwa pusat-pusat aktif
permukaan  adsorben  heterogen  dan  adsorbat membentuk lapisan multilayer pada
permukaan  adsorben  atau  adsorben  memiliki permukaan  yang  tidak  homogen  dan  tiap
molekul  mempunyai  kemampuan  adsorpsi yang berbeda-beda.

## Kinetika Adsorpsi
Studi  kinetika  dilakukan  untuk  memberikan informasi  tentang  proses  dinamis  seperti  laju adsorpsi,  waktu  tinggal,  dan  perpindahan massa.  Parameter  ini  diperlukan  ketika merancang  dan  mengoperasionalkan  proses adsorpsi dalam pengolahan limbah (Noroozifar et al. 2014).
Tabel 2. Parameter Kinetika Adsorpsi Dalam Limbah Artifisial
Konsentrasi Fe 3+ (mg/L) Orde 1 Semu Orde 2 Semu q e k 1 R 2 q e k 2 R 2 38,5 0,06 0,07 0,79 7,59 2,84 1
Berdasarkan Tabel 2 diatas persamaan kinetika adsorpsi yang sesuai untuk adsorpsi ion logam Fe 3+ dalam limbah artifisial dengan menggunakan  nano  zeolit  alam  teraktivasi sebagai  adsorben  adalah  mengikuti  persamaan kinetika  orde  dua  semu,  hal  ini  dikarenakan
pada  orde  dua  semu  mempunyai  nilai  R 2 sebesar  1.  Nilai  k  atau  konstanta  kecepatan adsorpsi yang paling besar adalah  nilai  k pada orde dua semu yaitu sebesar 2,84 g mg -1 min -1 . Perolehan  nilai  konstanta  kecepatan  adsorpsi pada  kinetika  adsorpsi  ini  untuk  memberikan
informasi  seberapa  banyak  adsorben  yang digunakan  untuk  menyerap  adsorbat  persatuan
waktu (menit).
Tabel 3. Parameter Kinetika Adsorpsi Dalam Air Asam Tambang
Konsentrasi Fe 3+ (mg/L) Orde 1 Semu Orde 2 Semu q e k 1 R 2 q e k 2 R 2 16 0,39 0,02 0,88 3,15 0,15 0,99
Tabel  3  dapat  dilihat  bahwa  persamaan kinetika  adsorpsi  yang  sesuai  untuk  adsorpsi ion  logam  Fe 3+ dalam  limbah  air  asam tambang  dengan  menggunakan  nano  zeolit alam  teraktivasi  sebagai  adsorben  juga mengikuti  persamaan  kinetika  orde  dua  semu dengan  nilai  R 2 sebesar  0,99.  Pada  kinetika adsorpsi orde dua semu ion logam Fe 3+ dalam air asam tambang memiliki nilai k sebesar 0,15 g mg -1 min -1 .

## KESIMPULAN
Kesimpulan  yang  diperoleh  dari  penelitian  ini adalah:
1. Zeolit  alam  dari  Kabupaten  Aceh  Barat Daya, Provinsi Aceh yang dijadikan ukuran nano  memiliki  kemampuan  yang  sangat baik untuk Adsorpsi ion logam Fe 3+ .
2. Efisiensi adsorpsi mencapai 98,64%  untuk limbah artifisial dalam waktu 75 menit dan 97,46  %  untuk  air  asam  tambang  dalam waktu 135 menit.
3. Isotermal  adsorpsi  dari  penelitian  ini merujuk  ke  isotermal Freundlich dan kinetika  adsorpsi  merujuk  ke  kinetika  orde 2 semu.

## DAFTAR PUSTAKA
Buzzi,  D.C.,  Viegas,  L.S.,  Silvas,  F.P.C., Espinosa,  D.C.R.,  Rodrigues,  M.A.S., Bernardes,  A.M.  (2011).  “The  Use  of Microfiltration  and  Electrodialysis  for Treatment  of  Acid  Mine  Drainage”,
Mine Water , 4 , 287–292.
Cazetta  AL,  Vargas  AMM,  Nogami  EM, Kunita  MH,  Guilherme  MR,  Martins AC,  2011.  NaOH-activated  carbon  of high  surface  area  produced  from
coconut shell: Kinetics and equilibrium studies from the methylene  blue  adsorption. Chemical
Engineering Journal , 174 , 17–25. Gutti,  B.,  Aji,  MM.,  Magaji,  G.  (2012) . Environmental impact of natural resources  exploitation  in  nigeria  and the  way  forward. Int.  J.  Applied
Technology in Environmental Sanitation , 2 , 95–102.
Hasni.,  Arahman,  N.,  Mulyati,  S.  (2015). Penyisihan Fe dalam air tanah menggunakan zeolit alam Banda  Aceh teraktivasi. Indo.  J.  Chem.  Eng  and Env., 10 , 142-147.
Ibrahimi,  M.M  and  Sayyadi,  A.S.  (2015). Application  of  natural  and  modified zeolites  in  removing  heavy  metal cations  from  aqueous  media  :  an overview  of  including  parameters affecting  the  process. International Journal  of  Geology,  Agriculture  and Environmental Science, 4 , 1-7.
Kumar,  R.N.,  Mc  Cullough,  CD.,  Lund,  MA.
(2013). Upper and
Lower
Concentration  Thresholds  for  Bulk Organic  Substrates  in  Bioremediation of  Acid  Mine  Drainage. Mine  Water Environ , 32 , 285–292.
Luptakova,  A.,  Ubaldini,  S.,  Macingova,  E.,
Fornari,  P.,  Giuliano,  V.  (2012). Application of physical – chemical and biological  –  chemical  methods  for heavy metals removal. Process
Biochemitry, 47 ,1633-1639.
Masukume,  M.,  Onyango,  MS.,  Maree,  JP. (2014). International Journal of Mineral  Processing  Sea  shell  derived adsorbent  and  its  potential  for  treating acid  mine  drainage. International Journal  of  Mineral  Processing, 133 , 52-59.
Mohan,  D.  &  Chander,  S.  (2006).  Removal
and  recovery  of  metal  ions  from  acid mine drainage using lignite-A low cost sorbent . Journal of Hazardous Materials , 137 ,1545–1553. Motsi,  T.,  Rowson,  N.  A.  and  Simmons, M.J.H.  (2009).  Adsorption  of  heavy metals  from  acid  mine  drainage  by natural  zeolite. International  Journal of Mineral Processing , 92 , 42–48. Noroozifar, M., Khorasani-Motlagh, M., Naderpour, H. (2014). Modified nanocrystalline  natural  zeolite  for adsorption of
arsenate from wastewater:  Isotherm  and  kinetic studies. Microporous  and  Mesoporous Materials, 197 , 101–108.
Panigrahi,  P.K.S.S.T.M.K.  (2013).  Evaluation of the use of an alkali modified fly ash as  a  potential  adsorbent  for  the removal  of  metals  from  acid  mine drainage. Appl. Water, 567–576. Poewadio,  A.  D.,  Masduqi,  A.  (2004). Penurunan kadar besi oleh media zeolit alam  Ponorogo  secara  kontinyu. Indo.
J. Purification, 5 , 169-174.
Richardson,  JF.,  Harker,  JH.,  Backhurst,  JR.
(2002). Chemical engineering, Particle Technology and Separation Processes, volume  2,  5th    edition .  Butterworth- Heinemann: Oxford. Treybal, R.E. (1981). Mass Transfer
Operation.third  edition ,  Mc  Graw-
HillBook Company, Singapore. Williams,  CD.,  Roberts,  CL.  (2008).  Removal of  heavy  metals  from  acid  mine drainage  (AMD  )  using  coal  fly  ash  , natural  clinker  and  synthetic  zeolites.
J. Hazardous Materials, 156 , 23-35 Yulianis, Muhammad, Pontas, Mariana, Mahidin. (2018).  Characterization and activation of Indonesian Natural Zeolite  from  Southwest  Aceh  District –  Aceh  province. IOP  Conf.  Series: Material Science and Engineering . 358