PENGOLAHAN PASIR BESI MENJADI BESI SPONBeta  Hartono*

 Abstrak

        Pada saat ini  sebagian besar produk tambang yang  diambil dari perut bumi Indonesia tidak memiliki nilai tambah yang menggembirakan. Hal ini terjadi terutama di industri tambang yang sebagian besar dilaksanakan oleh perusahaan berskala kecil dan menengah. Beberapa  produk tambang antara lain Batubara dan bijih Besi. Penambangan bijih besi lokal dapat memberikan nilai tambah bila diproses pemurniannya, peletasi atau pembuatan pelet yang siap digunakan sebagai bahanbaku dalam pembuatan besi spon/ sponge iron dan juga besi kasar/pig iron atau proses peleburan yang menghasilkan produk baja.Dengan dikeluarkan Peraturan Menteri ESDM No. 7 Tahun 2012 tentang peningkatan nilai tambah mineral melalui Kegiatan Pengolahan dan Pemurnian Mineral, bahwa para pemilik/pengusaha tambang tidak diperbolehkan lagi mengekspor berupabahan mentah/raw material. Dengan adanya industri pengolahan Sponge Iron dan Pig Iron di Indonesia , maka hal ini akan menambah potensi pendapatan daerah dan penyerapan tenaga kerja, sehingga secara otomatis akan menambah devisa negara.       Adapun tahap Pengolahan Pasir besi/Bijih Besi  adalah sebagai berikut : Proses Penghancuran (Crushing) ; Proses Penghalusan (Grinding);  Proses  Pencucian ;  Proses Pemisahan (Magnetic Separator) /screening; Proses Pemanggangan (Roasting) ; Proses Kalsinasi (Rotary Dryer). Untuk proses pembuatan Pelet (Pan Palletizer) adalah sebelum masuk ke alat ini, pasir besi dicampur di dalam alat mixer agitator dengan komposisi tertentu ditambahkan batubara dan binder bentonitdengan tujuan agar konsentrat besi oksida halus dapat merekat membentuk gumpalan-gumpalan /aglomerisasi yang disebut pelet basah (green pellet) yang mempunyai kekuatan yang cukup kuat, untuk dapat dibawa ke proses selanjutnya. Sedang batubara fungsinya untuk meningkatkan kadar karbon dengan cara proses reduksi dari internal pada proses selanjutnya. Kata kunci : Pasir besi, mixer agitator, pelet, mesin pengering, besi spon.

1. Pengertian  Umum        Pasir besi terdiri dari mineral opak yang bercampur dengan butiran-butiran dari mineral non logam seperti, kuarsa, kalsit, feldspar, ampibol, piroksen, biotit, dan tourmalin. mineral tersebut terdiri dari magnetit, titaniferous magnetit, ilmenit, limonit, dan hematit, Titaniferous magnetit adalah bagian yang cukup penting merupakan ubahan dari magnetit dan ilmenit. Mineral bijih pasir besi terutama berasal dari batuan basaltik dan andesitik volkanik. Kegunaannya pasir besi ini selain untuk industri logam besi juga telah banyak dimanfaatkan pada industri semen.

       Di dalam Ensiklopedi Nasional Indonesia disebutkan bahwa pasir besi adalah biji laterit dengan kandungan pokok berupa mineral oksida besi. Pasir besi biasanya mengandung juga beberapa mineral oksida logam lain, seperti vanadium, titanium, dan krominum, dalam jumlah kecil.Pasir yang mengandung biji besi ini adalah bahan galian yang mengandung mineral besi, yang dapat digunakan secara ekonomis sebagai bahan baku pembuatan besi logam atau baja. Persyaratan utama yang harus dipenuhi adalah kandungan Fe-nya harus lebih dari 51,5 %.  

Gambar 1 : Penambangan  Pasir  BesiSumber : http://bpmpt.kulonprogokab.go.id/pages-43-img-

srcfilesiconstrategis_pasirjpg.html1.2. Tahap Pengolahan Pasir besi/Bijih Besi  - Pasir besi didapatkan dalam bentuk senyawa dan bercampur dengan kotoran-kotoran

lainnya  

  maka sebelum dilakukan peleburan/penghancuran/ crushing, biji besi tersebut terlebih dahulu  harus dilakukan pemurnian untuk mendapatkan konsentrasi biji yang lebih tinggi (25 - 40% Fe).

 

Gambar  2 : Pasir  Besi  degan kadar besi (Fe) sekitar 35% – 40% berbentuk besi oksida hematit                     (Fe2O3)  berwarna  merah , tidak mengandung  magnet  yang  bercampur dengan                     material ikutan seperti SIO2, Al2O3, CaO, MgO, TiO2, Cr2O3, NiO2, P, S dan H2O

Sumber : https://www.google.co.id/search?q=besi+oksida+hematit+%28Fe2O3%29&client

-Proses pemurnian ini dilakukan dengan metode : crushing, grinding, screening, washing

  (pencucian), dan  Roasting / Pemanggangan.

 

 

Gambar  3 :   Pasir  Besi  bermagnet  ( Fe3O4 ) Pasir besi                      Hitam(Fe3O4 dengan TiO2 sampai 11%)

Gambar   4 :   Pasir  Besi  dan                   Magnet (Fe3O4)

Sumber : https://www.google.co.id/search?client=firefoxa&hs=y4C&rls=org.mozilla:enUS:official&channel                =sb&tbm=isch&imgil=UuN3r8U9ah2LbM%253A%253B7qHaCtsp7KgCKM%253Bhttp%                25253A%25252F%25252Fwww.itrademarket.com%25252Fdeper_intl%25252F2149450%                25252Fbeli-pasir-besi-iron-sand.htm&source

 

2. Proses Pengolahan       Bahan baku utama adalah Pasir Besi (Iron Sand), umumnya terdapat di alam Indonesia yang mempunyai kadar besi (Fe) sekitar 35% – 40% berbentuk besi oksida hematit (Fe2O3) dan bercampur dengan material ikutan sepertiSIO2, Al2O3, CaO, MgO, TiO2, Cr2O3, NiO2, P, S dan H2O. Secara umum pasir besi terdiri dari mineral opak yang bercampur dengan butiran-butiran dari mineral non logam seperti, kuarsa, kalsit, feldspar, ampibol, piroksen, biotit, dan tourmalin. Mineral tersebut terdiri dari magnetit, titaniferous magnetit, ilmenit, limonit, dan hematit, Titanife- rous magnetit adalah bagian yang cukup penting, bahan ini merupakan ubahan dari magnetit dan ilmenit. Mineral biji pasir besi tersebut berasal dari batuan basaltik dan andesitik vulkanik, yang sering didapatkan didaerah pesisir pantai dan tepian sungai yang berhubungan dengan gunung berapi.       Kegunaannya pasir besi ini selain untuk industri logam besi juga telah banyak dimanfaatkan pada industri semen. Pasir besi ini banyak didapat didaerah seperti di Sumatera, Lombok, Sumbawa, Sumba, Flores, dan Timor. Jadi selama ini para pengusaha tambang hanya mengekspor bahan mentah (raw

material) ke negara lain kemudian melalui proses pengolahan hasil produksinya yang berupa Sponge Iron maupun Pig Iron diimpor kembali ke Indonesia yang tentunya sudah dalam harga beli yang berpuluh kali lipat. Disini tidak terdapat nilai tambah bagi negara (Indonesia), tidak ada peningkatan pendapatan potensi daerah, tidak ada penyerapan tenaga kerja dan tidak ada penambahan devisa negara. Dengan dikeluarkan Peraturan Menteri ESDM No. 7 Tahun 2012 tentang peningkatan nilai tambah mineral melalui Kegiatan Pengolahan dan Pemurnian Mineral, bahwa para pemilik/pengusaha tambang tidak diperbolehkan lagi mengekspor bahan mentah/raw material. Dari sini diharapkan para pemilik/pengusaha tambang untuk melakukan kegiatan proses pengolahan atau pemurnian di Indonesia sehingga bisa meningkatkan potensi pendapatan daerah, pembukaan lapangan kerja baru sehingga ada nilai tambah untuk negara Indonesia. Untuk menjembatani terjadinya hubungan yang hilang antara industri penambangan dan industri baja ini, maka dibutuhkan integrasi yaitu iron making industri.2.1. Tujuan dan Manfaat       Untuk menjembatani antara industri penambangan pasir besi dengan industri baja dibutuhkan industri "Iron Making" yang mengolah bahan tambang (raw material), yang mempunyai sumber kandungan tambangnya sangat melimpah di Indonesia, seperti pasir besi (iron sand), bijih besi (iron ore), batubara (coal) dan kapur (lime) atau bentonite dengan proses teknologi permesinan. Industri "iron making" ini akan menghasilkan produk Sponge Iron dan Pig Iron sebagai bahan baku industri baja di Indonesia. Sehingga Indonesia tidak perlu lagi mengimpor Sponge Iron dan Pig Iron lagi dari negara lain.Dengan adanya industri pengolahan Sponge Iron dan Pig Iron di Indonesia dan untuk mendukung Permen ESDM No. 7 tahun 2012, maka hal ini akan menambah potensi pendapatan daerah dan penyerapan tenaga kerja, sehingga secara otomatis akan menambah devisa negara (Indonesia). Perusahaan pengolahan pasir besi berdasarkan Design Engineering yang dimiliki untuk teknologi proses pengolahan iron ore dan iron sand untuk menjadi Sponge Iron dan Pig Iron sudah melalui prosess pengendalian dan prosedur standar ASTM, JIS, DIN, dan SNI. Total Iron (T Fe) minimum 92%, Metalic Iron (M Fe) minimum 86%, Metalizationminimum 94%, Carbon (C) maksimum 2.5%, Sulphure (S) maksimum 2.5%, dan Total Gangue (CaO+AL2O3+MgO+SiO2)maksimum 4.5%. 2. 2. Proses Penghancuran (Crushing)         Bahan baku dalam bentuk pasir dihancurkan sampai ukuran menjadi mesh 10 (2 mm). Hal ini dimaksudkan untuk memperbesar luas permukaan dari material sehingga memudahkan untuk proses selanjutnya.

 

 

Gambar  5 :  Mesin Penghancur pasir besiSumber : http://www.crusher-plant.com/alur-proses-lengkap-pertambangan-peralatan-

                pertambangan-pasir-besi.html

2.3. Proses Penghalusan (Grinding)     Grinding dimaksudkan agar butiran halus pasir besi lebih banyak lagi dapat dipisahkan dengan kotoran atau mineral mineral ikutan yang tidak diinginkan, proses ini sampai menghasilkan ukuran mesh 120 (0,125 mm).

 Gambar  6: Strong Pressure Suspention Grinder

 Sumber : http://www.youtube.com/watch?v=x2GEArhIbsU 2.4. Proses  Pencucian       Pencucian dilakukan terhadap pasir besi yang mengandung tanah liat. Pasir besi yang berupa pasir dicuci dengan air, sehingga kotoran-kotoran atau lumpur berpisah. Selanjutnya pasir besi dipisah (disortir). Untuk memisahkan material logam dan non logam pencucianmenggunakan air dalam mesin silinder yang dilapisi magnet, apabila pasir besi banyak mengandung hematit Fe2O3 atau magnetit (Fe3O4) akan berpisah sempurna sehingga kemurnian dari oksida besi meningkat. 

 Gambar 7: Mesin pencucipasir  besi

Sumber : http://www.sanmecrusher.com/products/sandwasher/?utm_source=google&                utm_medium=search&utm_campaign=English%20%20Asiacrusher&group=sand%20                washing%20machine&keyword

  

2. 5. Proses Pemisahan (Magnetic Separator) /screening       Setelah pasir besi dihancurkan dan digerus, maka akan diperoleh bermacam-macam ukuran partikel. Oleh sebab itu harus dilakukan pemisahan berdasarkan ukuran partikel agar sesuai dengan ukuran yang dibutuhkan pada proses pengolahan yang berikutnya. Pengayakan adalah proses pemisahan secara mekanik berdasarkan perbedaan ukuran partikel. Pengayakan (screening) dipakai dalam skala industri, sedangkan penyaringan (sieving) dipakai untuk skala laboratorium.         

Gambar  8 : Mesin pemisah/Screening besi dengan pengotornyaSumber : https://www.google.co.id/search?

q=screening+machine+iron+sand&client=firefoxa&                   sa=X&rls=org.mozilla:en-US

 2.6. Proses Pemanggangan (Roasting)       Proses ini dilakukan,dikarenakan pasir besi banyak mengandung bijih hematit (Fe2O3) akan diubah menjadi magnetit (Fe3O4) yang mempunyai daya magnit lebih kuat sehingga akan terpisah antara material yang non magnet dan dihasilkan kadar Fe-nya sampai 65%. 

 Gambar  9 :  Mesin  Pengering / Roasting

Sumber : https://www.google.co.id/search?q=iron+sand+Roasting+machine&client=firefoxa&hs                =RmS&rls=org.mozilla:en

  

2.7. Proses Kalsinasi (Rotary Dryer)       Proses ini bertujuan untuk mengurangi kandungan air dalam material, material dimasukkan kedalam silinder yang berputar dengan arah yang berlawanan dengan jarum jam (counter current).Dan kemudian dihembuskan gas panas dari pembakar sampai temperatur 200-300C. 

 

Gambar 10 : Mesin Pengering/Rotary DryingSumber : http://www.youtube.com/watch?v=CWNhmLOUc9Y

3.Proses Pembuatan Pelet (Pan Palletizer)       Sebelum masuk ke alat ini, pasir besi dicampur di dalam alat mixer agitator dengan komposisi tertentu ditambahkan batubara dan binder bentonitdengan tujuan agar konsentrat besi oksida halus dapat merekat membentuk gumpalan-gumpalan (aglomerisasi yang disebut pelet basah (green pellet)yang mempunyai kekuatan yang cukup kuat, untuk dapat dibawa ke proses selanjutnya. Sedang batubara fungsinya untuk meningkatkan kadar karbon dengan cara proses reduksi dari internal pada proses selanjutnya.Prinsip kerja dari alat ini adalah proses aglomeri-sasi konsentrat bijih besi yang telah bercampur batubara dan binder bentonit dimasukkan secara kontinyu kedalam mesin pelletizingyang berbentuk setengah drum/bejana yang berputar dengan kecepatan dan sudut kemiringan tertentu sambil disemprotkan air secara kontinyu. 

 Gambar 11 : Proses agglomerasi pasir besi / pembuatan-pelet-bijih-besi-

pelletizingSumber : http://ardra.biz/sain-teknologi/mineral/pengolahan-mineral/proses-

pembuatan-pelet-bijih-besi-pelletizing/ -  Biji besi dihancurkan menjadi partikel-partikel halus (serbuk).-  Partikel-partikel biji besi kemudian dipisahkan dari kotoran-kotoran dengancara pemisahan magnet (magnetic separator) atau metode lainnya.-  Serbuk biji besi selanjutnya dibentukmenjadi pelet hijau (pelet basah)

berupa bola-bola kecil berdiameter antara 12,5 - 20 mm.-  Proses pelletizing adalah proses aglomerasi/penggumpalan konsentrat biji

besi/mineral yang    berukuran halus menjadi partikel berbentuk  kelereng dengan ukuran 10

sampai 25 mm.-  Tujuan utama dari tahap pemeletan/pelletizing adalah membentuk partikel

dengan ukuran     tertentu agar mudah dipindahkan dan memiliki sifat-sifat yang dapat

memenuhi kebutuhan sifat metalurgis.-  Pelet hasil dari aglomerasi disebut sebagai pelet basah/green pellet.-  Sedangkan indurasi adalah proses pemanasan terhadap produk hasil

aglomerasi dengan temperatur 1200C, yang disebut sebagai pelet bakar/pelet kering/besi spons.

-  Tujuan utama dari indurasi/pengovenan adalah untuk mendapatkan pelet yang memiliki sifat- sifat metalurgis seperti : mekanik/kekuatan, dan sifat reduksi. Kekuatan diperlukan agar pelet tahan terhadap beban mekanik selama  proses berikutnya.

-  Sedangkan sifat reduksi diperlukan untuk mempermudah terjadinya proses reduksi selama 

   pembuatan besi spons.

-  Pada tahap ini terjadi reaksi antara oksigen yang dikandung dalam senyawa udara terdapat di dalamgreen pellet / pelet basah. Kandungan air dan senyawa-senyawa yang mudah dibakar akan terlepas. Dengan oksigen berlebih ini, mineral besi yang semula magnetite (Fe3O4) dapat berubah menjadihematite (Fe2O3). Setelah tahapan indurasi/pengovenan/pemanasan ini akan dihasilkan pelet yang memiliki sifat-sifat metalurgis yang dibutuhkan.

- Terakhir, pelet pasir besi dipanaskan melalui proses sinter/pemanasan hingga temperatur

  1200C agar pelet tersebut menjadi keras dan kuat, sehingga tidak mudah rontok.

 

Gambar 12 :  Besi Spons/Sponge Iron, produk PT Meratus Jaya Iron & Steel, Kalsel

Sumber : http://www.google.co.id/imgres?imgrefurl=http%3A%2F%2Fmeratusjaya.blogspot.                com%2F2013%2F04%2Fmeratus-jaya-kirim-perdana-besi-spon.html&tbnid               =_NVRxBWzEcobM:&docid=Wrze7GNwTyGpAM&h=373&w=600

             Sponge Iron (besi spons) adalah produk setengah jadi / intermediate yang mempunyai kandungan besi (Fe) minimum 90%, berbentuk bola-bola dengan diameter 12 mm dengan

kekuatan tekan 250 MPa (25 kg/mm2) dipakai sebagai bahan baku/dasar industri baja yang berbasis proses asam dicampur dengan besi skrap/bekas/rosokan dan diproses di dapur listrik yang menghasilkan baja.Sponge Iron juga dikenal sebagai besi tereduksi langsung, adalah produk yang dihasilkan dari biji besi. Biji besi ini sering dalam bentuk pelet atau bulatan, dan mengacu kepada proses reduksi yang dibuat dengan menggunakan gas pengurang yang dipancarkan dari batubara atau sumber gas alam. Sponge Iron dapat diproduksi dalam beberapa jenis tungku, termasuk oven kokas atau arang, tungku ledakan, dan tungku oksigen dasar. 

 Gambar   13 :  Besi  Spon / Sponge

IronGambar 14 : BajaKasar/Besi Kasar /Pig  Iron

Sumber  : https://www.google.co.id/search?q=sponge+iron&client        Seperti pabrik baja yang ada di indonesia: PT. Krakatau Steel, PT. Ispatindo Pig Iron (bajakasar) adalah produk setengah jadi /intermediate yang mempunyai kandungan baja (Fe3C)  95 % dengan kandungan karbon 5 %, berbentuk batangan dipakai sebagai bahan baku/bahan dasar industri baja yang berbasis proses basa dicampur dengan besi skrap, proses peleburan iniakan menghasilkan baja. Demikian juga pabrik baja lainnya di Indonesia seperti PT.Hanil Jaya dan industri baja milik swasta lainnya.Tidak diperbolehkan lagimengekspor bahan mentah,diharapkan para pengusaha tambang pasir besi untukdapatmelakukan kegiatan proses pengolahan / pemurnian di Indonesia, sehingga bisa ikut meningkatkan potensi pendapatan daerah, pembukaan lapangan kerja baru sehingga ada nilai tambah untuk negara. Untuk menjembatani terjadinya salah pengertian (missing link) antara industri  pertambangan (mining industri) dan industri  baja (steel industri) ini dibutuhkanintegrasi /pengggabungan yaitu perusahaan  baja (iron making industri); dan sudah ada perusahaan  yang hadir di Indonesia untuk memberikan solusi sehingga missing link tadi tidak akan terjadi lagi. Sponge Iron digunakan pabrik baja yang ada di Indonesia seperti PT. Krakatau Steel dan PT. Ispatindo.Pig iron digunakan pabrik baja di Indonesia seperti PT. Hanil Jaya dan industri baja swasta lainnya. Kebutuhan kedua jenis bahan baku tersebut berdasarkan seluruh kebutuhan pabrik baja di Indonesia baik BUMN maupun swasta adalah sekitar 7,6 juta metrik ton pertahunnya dan akan terus meningkat seiring dengan meningkatnya kebutuhan baja di Indonesia maupun di dunia. Selama ini kedua jenis bahan baku tersebut untuk kebutuhan industri baja di Indonesia masih diimpor dari negara China, India, Brazil dan lain-lain. Padahal bahan baku untuk memproduksi

Sponge Iron maupun Pig Iron sangat melimpah di negeri ini , seperti pasir besi (iron sand) atau biji besi (iron ore), batu bara (coal) dan kapur/bentonite. 3.1. FUNGSI DAN KEGUNAAN.

       Ada beberapa manfaat yang terkait dengan Besi Spon / Sponge Iron yang memungkinkan untuk bersaing secara efektif dengan jenis lain dari besi lebur. Industri juga harus melakukannya dengan komposisi aktual dari produk akhir itu sendiri. Sebagai contoh, jenis baja ini dianggap lebih kaya dari baja kasar /pig iron, jenis lain dari baja umumnya dihasilkan dalamblast furnace. Baja yang tereduksi langsung memiliki kandungan baja yang sedikit lebih tinggi, yang sering sekalimembuatnya lebih cocok untuk digunakan dalam tanur listrik. Selain itu, gas yang dipancarkan selama produksi besi spons dapat diambil dan digunakan dalam berbagai aplikasi lain. Ini hasil sampingan dari proses pembuatan baja membantu untuk mengimbangi biaya produksi baja, serta bantuan dalam menjaga proses lain yang memerlukan gas untuk produksi yang tepat.Sponge Iron juga dapat digunakan untuk menghasilkan biji besi bubuk yang bekerja sangat baik dan bila dicampur dengan logam lain dalam produksi berbagai jenis baja berbasis produk. 

 

Gambar  15 : Pemotongan  Besi  Spon / Sponge  Iron  yang berbahan dasar  Pasir  Besi , dan

                      pancaran  bunga apinya ;Inilah Sponge Iron dari Pasir Besi ketika dipotong.

Sumber : https://www.youtube.com/watch?v=GiTVt4pQ8Hw