Natrium Klorida atau Garam Dapur
Sejarah
Industri garam umumnya sama tuanya dengan sejarah manusia. Sejak dulu garam sudah menjadi bagian penting dalam makanan manusia. Garam pernah menjadi barang pujaan dan pernah pula digunakan sebagai alat pembayaran, sebagai pengganti mata uang di Tibet dan Mongolia. Penyaluran garam digunakan sebagai senjata politik oleh pemerintah pemerintah zaman dahulu dan di negara negara Timur garam dikenakan pajak yang tinggi. Garam merupakan bahan pokok yang amat vital bagi kehidupan manusia, peradaban dan industri dunia yang kompleks ini. Istilah "salary"(gaji) dalam bahasa inggris sesungguhnya berasal dari kata "salt" (garam).
Penggunaan dan Ekonomi
Garam merupakan bahan baku dasar untuk berbagai macam ragam bahan kimia, seperti natrium hidroksida, natrium sulfat, asam klorida, natrium fosfat, dan natrium klorat dan klorit, dan juga merupakan sumber berbagai bahan lain melalui turunan atau derivatifnya. Boleh dikatakan seluruh klor yang dihasilkan didunia dibuat melalui elektrolisis natrium klorida. Garam digunakan untuk regenerasi natrium zeolit yang digunakan sebagai pelunak air dan banyak pula dipakai dalam pembuatan berbagai bahan kimia organik.
Tabel 1. Produksi Garam Natrium Amerika Serikat
Produksi klor dan natrium hidroksida merupakan 50% dari seluruh pemakaian garam di Amerika Serikat. Pembuatan soda abu (soda ash) memakai 6%, tetapi ini akan berkurang pada tahun ke tahun yang akan datang berhubung produksi soda abu alam di Trona akan ditingkatkan dan pabrik pabrik amonia soda abu yang sudah tua banyak yang ditutup, terutama karena masalah pencemaran kepada air sungai. Penggunaan untuk jalan raya melibatkan 21%, sedang garam untuk makan dan kegiatan yang berhubungan adalah 3%. Seluruh kebutuhan garam untuk keperluan kimia mencapai 20% dari keseluruhan.
Keseluruhan produksi garam dunia pada tahun1980 berjumlah 163 x 10^6 ton, dengan nilai garam Amerika Serikat adalah 37 x 10^6 ton sedang impornya adalah 4,8 x 10^6 ton dengan nilai keseluruhan $700 juta. Cadangan garam dinegara negara penghasil garam cukup banyak, namun kualitasnya kurang diketahui. Larutan merupakan cadangan garam yang boleh dikatakan tidak akan habis. Harga garam dewasa ini dapat diperoleh dari berbagai publikasi antara lain Chemical Marketing Report.
Pembuatan
Garam dapat diperoleh dengan 3 cara yaitu, penguapan air laut dengan sinar matahari dipesisir pasifik atau dari air danau asin diderah barat, penambangan batuan garam (rock salt) dan dari sumur air garam (brines). Kemurnian garam yang dibuat dengan penguapan air garam biasanya lebih dari 99 %. Garam hasil tambang berbeda beda dalam komposisinya, bergantung pada lokasi, namun biasanya mengandung lebih dari 95%. Beberapa garam batuan dapat mencapai kemurnian 99,5 %. Larutan yang didapat dari sumur biasanya mempunyai kemurmian 98% dan lebih banyak bergantung pada kemurnian air yang diinjeksikan ke dalam sumur untuk melarutkan garam dari lapisan batuan. Garam diperoleh dari penguapan dan penambangan biasanya cukup murni untuk digunakan dalam berbagai penerapan, tetapi sebagian harus dimurnikan untuk menyingkirkan bahan bahan seprti kalsium klorida dan magnesium klorida.
Penambangan batuan garam dilakukan dengan cara yang sama dengan penambangan batu bara. Dengan diambilnya garam dari endapan, terbentuklah ruang ruang yang dipotong oleh tiang tiang garam.
Air garam didapatkan dengan memompakan air ke dalam endapan garam dan kemudian membawa larutan garam itu ke permukaan. Untuk itu digunakan dua pipa konsentrik, dimana air diinjeksikan melalui pipa tengah dan air resin ditarik ke atas melalui ruang anulus diantara kedua pipa. Tetapi, sumur sumur baru biasanya dibor sampai ke dasar gua garam, air diijeksikan dibawah tekanan melalui salah satu sumur dan air garam ditarik ke luar melalui sumur yang berdekatan. Hal ini dilakukan dengan memberikan tekanan yang cukup besar pada sumur pertama sehingga terbentuk hubungan antara kedua sumur tersebut. Cara ini disebut frakturasi hidraulik atau peretakan hidraulik (Hydraulic Fracturing) dan telah banyak membantu mempersingkat waktu yang diperlukan untuk mencapai produksi maksimum.
Sistem panci vakum, seperti terlihat pada gambar 1. menggunakan evaporator efek bergambar (multiple sffect evaporator), dan meerupakan salah satu cara yang banyak digunakan untuk memproduksi garam dari air asin. Jenis evaporator yang digunakan mungkin brrbeda- beda, tetapi unit unit yang modern biasanya menggunakan unit sirkulasi paksa yng terbuat dari monel.
Natrium Sulfat (Kerak Garam Dan Garam Glauber)
Produksi kerak garam (salt cake) atau natrium sulfat mentah dari sumber sumber alami hampir sama banyak dengan bahan yang berasal dari hasil produksi rayon, litium, asam klorida dan pembuatan bahan krom. Air asin dari danau Searles Lake di Trona, California, air asin dari bawah tanah di Seagraves dan Brownfield, Texas dan danau Great Salt Lake, Utah semuanya merupakan sumber produksi alam di Amerika Serikat. Kuantitas yang di impor juga cukup besar terutama dari Kanada. Pada tahun 1980, kerak garam alam menghasilkan 525.000 ton, sumber sumber dari hasil sampingan 607.000 ton dan impor 225.000 ton. Teatapi di Amerika Serikat juga mengekspor sebanyak 375.000 ton. Harga borongan pada saat itu $55 per ton metrik.
Gambar 1. Pembuatan Garam dari Air Asin dengan Sistem Panci Vakum
Gambar 2. Diagram Alir produksi Natrium Sulfat Alam dengan Prosedur Tiga Tahap
Penggunaan dan Ekonomi
Kira kira 50% dari natrium sulfat yang dikonsumsi di Amerika Serikat digunakan untuk membuat pulp kraft. Kerak garam, sesudah direduksi menjadi natrium sulfida atau setelah dihidrolisis menjadi caustik, digunakan sebagai bahan penolong untuk mencernakan kapur pulp dan melarutkan legnin. Kira-kira 38 % masuk kedalam ramuan detergen rumah tangga dan sisanya digunakan untuk berbagai tujuan, antara lain pembuatan kaca, pakan ternak, zat warna, textil, dan obat obatan.
Pembuatan Natrium Sulfat (Na2SO4 )
Dari seluruh pembuatan natrium sulfat yang dihasilkan oleh 3 produsen, 46% berasal dari air garam alami Gambar 2. Sumber utama natrium sulfat berasal dari hasil samping adalah dari pembuatan bahan kimia krom.
Persamaan pembuatan kerak garam dari asam sulfat dan garam menurut proses Mann Heim adalah sebagai berikut :
NaCL + H2SO4 ---------------> NaHSO4 + HCL
NaHSO4 + NaCl ------------------> Na2SO4 + HCL
Bila suhu di dalam tanur sudah mencapai tingkat yang diperlukan, maka garam yang sudah giling halus dan bahan baku lainnya diisikan. Tanur itu dijalankan secara kontinu, tahap demi tahap, sampai kemudian dihentikan dan di tutup intuk pembersihan dan pemeliharaan berkala. Kebanyakan produk yang berasal dari proses Menheim digunakan untuk membuat bahan kimialain di pabrik yang sama di tempat tanur itu beroperasi.
Cara lain untuk membuat natrium sulfat bermutu tinggi adalah dengan proses Hargreaves. Cara ini berasal dari Eropa, persamaan reaksinya adalah :
4NaCl + 2SO2 + 2H2O + O2 ------------------> 2Na2SO4 + 4HCL
Pembuatan Garam Glauber ( Na2SO4.10H2O)
Garam glauber (Na2SO4.10H2O) dibuat dengan melarutkan kerak garam didalam cairan induk, kotoranya disingkirkan, diklasifikasikan, dan dikristalisasikan. Larutan itu kemudian diolah dengan pasta klorida gamping, kemudian dengan susu gamping dalam jumlah yang cukup untuk menetralisasikan larutan. Kotoran yang mengendap terdiri dari magnesium, besi dan kalsium diendapkan dan larutan jernih dimasukkan ke dalam kristalisator melalui pipa keluar yang terletak disamping. Lumpur yang mengendap dicuci dengan air dan air cucian itu digunakan sebagai penambah air proses. Bila larutan itu sudah turun sampai suhu kamar, air dikeluarkan dari panci dan kristal yang terdapat dikumpulkan dan di setrifugasi.
