diktat pengolahan bahan galian

1. PENDAHULUAN

Yang dimaksud dengan bahan galian adalah bijih (ore), mineral industri

(industrial minerals) atau bahan galian Golongan C dan batu bara (coal).

Pengolahan bahan galian (mineral beneficiation/mineral processing/mineral

dressing) adalah suatu proses pengolahan dengan memanfaatkan

perbedaan-perbedaan sifat fisik bahan galian untuk memperoleh produkta

bahan galian yang bersangkutan. Khusus untuk batu bara, proses

pengolahan itu disebut pencucian batu bara (coal washing) atau preparasi

batu bara (coal preparation).

Pada saat ini umumnya endapan bahan galian yang ditemukan di alam

sudah jarang yang mempunyai mutu atau kadar mineral berharga yang tinggi

dan siap untuk dilebur atau dimanfaatkan. Oleh sebab itu bahan galian

tersebut perlu menjalani pengolahan bahan galian (PBG) agar mutu atau

kadarnya dapat ditingkatkan sampai memenuhi kriteria pemasaran atau

peleburan. Keuntungan yang bisa diperoleh dari proses PBG tersebut antara

lain adalah :

a. Mengurangi ongkos angkut.

b. Mengurangi ongkos peleburan.

c. Mengurangi kehilangan (losses) logam berharga pada saat peleburan.

d. Proses pemisahan (pengolahan) secara fisik jauh lebih sederhana dan

menguntungkan daripada proses pemisahan secara kimia.

Sedangkan metalurgi (metallurgy) adalah ilmu yang mempelajari cara-cara

untuk memperoleh logam (metal) melalui proses fisika dan kimia serta

mempelajari cara-cara memperbaiki sifat-sifat fisik dan kimia logam murni

maupun paduannya (alloy). Metalurgi ada dua macam atau kelompok utama,

yaitu :

Kegiatan Pengolahan Bahan Galian, Metalurgi Ekstraktif dan Pemurnian Logam yang Menimbulkan Dampak - 1

a. Metalurgi ekstraktif (extractive metallurgy).

b. Metalurgi fisik dan ilmu bahan (physical metallurgy and material science).

Menurut Kirk-Othmer metalurgi ekstraktif adalah ilmu yang mempelajari cara-

cara pengambilan (ekstraksi) logam dari bijih (ore = naturally occuring

compounds) dan proses pemurniannya, sehingga sesuai dengan syarat-

syarat komersial.

Metalurgi ekstraktif dibagi menjadi 3 (tiga) jalur, yaitu :

a. Piro metalurgi (pyro metallurgy) yang dalam proses ekstraksinya

menggunakan energi panas yang tinggi (bisa sampai 2.000oC).

b. Hidro metalurgi (hydro metallurgy) yang menggunakan larutan kimia atau

reagen organik untuk “menangkap” logamnya.

c. Elektro metalurgi (electro metallurgy) yang memanfaatkan teknik elektro-

kimia (antar lain elektrolisis) untuk memperoleh logamnya.

Perbedaan utama antara PBG dengan ekstraktif metalurgi adalah :

Pada PBG : - bijih / mineral tetap mineral

- kadar logam rendah kadar logam tinggi

- sifat-sifat fisik dan kimia tak berubah

Pada ekstraktif metalurgi : - bijih / mineral jadi logam (metal)

- sifat-sifat fisik dan kimia berubah

2. PENGOLAHAN BAHAN GALIAN (PBG)

Tahap-tahap utama dalam proses PBG terdiri dari (lihat Lampiran A) :

2.1. KOMINUSI ATAU REDUKSI UKURAN (COMMINUTION)

Kominusi atau pengecilan ukuran merupakan tahap awal dalam proses PBG

yang bertujuan untuk :


a. Membebaskan / meliberasi (to liberate) mineral berharga dari material

pengotornya.

b. Menghasilkan ukuran dan bentuk partikel yang sesuai dengan kebutuhan

pada proses berikutnya.

c. Memperluas permukaan partikel agar dapat mempercepat kontak

dengan zat lain, misalnya reagen flotasi.

Kominusi ada 2 (dua) macam, yaitu :

a. Peremukan / pemecahan (crushing)

b. Penggerusan / penghalusan (grinding)

Disamping itu kominusi, baik peremukan maupun penggerusan, bisa terdiri

dari beberapa tahap, yaitu :

- Tahap pertama / primer (primary stage)

- Tahap kedua / sekunder (secondary stage)

- Tahap ketiga / tersier (tertiary stage)

- Kadang-kadang ada tahap keempat / kwarter (quaternary stage)

2.1.1. Peremukan / Pemecahan (Crushing)

Peremukan adalah proses reduksi ukuran dari bahan galian / bijih yang

langsung dari tambang (ROM = run of mine) dan berukuran besar-besar

(diameter sekitar 100 cm) menjadi ukuran 20-25 cm bahkan bisa sampai

ukuran 2,5 cm.

Peralatan yang dipakai antara lain adalah :

a. Jaw crusher

b. Gyratory crusher

c. Cone crusher

d. Roll crusher

e. Impact crusher

f. Rotary breaker

g. Hammer mill


2.1.2. Penggerusan / Penghalusan (Grinding)

Penggerusan adalah proses lanjutan pengecilan ukuran dari yang sudah

berukuran 2,5 cm menjadi ukuran yang lebih halus. Pada proses

penggerusan dibutuhkan media penggerusan yang antara lain terdiri dari :

a. Bola-bola baja atau keramik (steel or ceramic balls).

b. Batang-batang baja (steel rods).

c. Campuran bola-bola baja dan bahan galian atau bijihnya sendiri yang

disebut semi autagenous mill (SAG).

d. Tanpa media penggerus, hanya bahan galian atau bijihnya yang saling

menggerus dan disebut autogenous mill.

Peralatan penggerusan yang dipergunakan adalah :

a. Ball mill dengan media penggerus berupa bola-bola baja atau keramik.

b. Rod mill dengan media penggerus berupa batang-batang baja.

c. Semi autogenous mill (SAG) bila media penggerusnya sebagian adalah

bahan galian atau bijihnya sendiri.

d. Autogenous mill bila media penggerusnya adalah bahan galian atau

bijihnya sendiri.

2.2. PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)

Setelah bahan galian atau bijih diremuk 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.

2.2.1. Pengayakan / Penyaringan (Screening / Sieving)

Pengayakan atau penyaringan adalah proses pemisahan secara mekanik

berdasarkan perbedaan ukuran partikel. Pengayakan (screening) dipakai

dalam skala industri, sedangkan penyaringan (sieving) dipakai untuk skala

laboratorium.


Produk dari proses pengayakan/penyaringan ada 2 (dua), yaitu :

- Ukuran lebih besar daripada ukuran lubang-lubang ayakan (oversize).

- Ukuran yang lebih kecil daripada ukuran lubang-lubang ayakan (undersize).

Saringan (sieve) yang sering dipakai di laboratorium adalah :

a. Hand sieve

b. Vibrating sieve series / Tyler vibrating sive

c. Sieve shaker / rotap

d. Wet and dry sieving

Sedangkan ayakan (screen) yang berskala industri antara lain :

a. Stationary grizzly

b. Roll grizzly

c. Sieve bend

d. Revolving screen

e. Vibrating screen (single deck, double deck, triple deck, etc.)

f. Shaking screen

g. Rotary shifter

2.2.2. Klasifikasi (Classification)

Klasifikasi adalah proses pemisahan partikel berdasarkan kecepatan

pengendapannya dalam suatu media (udara atau air). Klasifikasi dilakukan

dalam suatu alat yang disebut classifier.

Produk dari proses klasifikasi ada 2 (dua), yaitu :

- Produk yang berukuran kecil/halus (slimes) mengalir di bagian atas disebut

overflow.

- Produk yang berukuran lebih besar/kasar (sand) mengendap di bagian

bawah (dasar) disebut underflow.

Proses pemisahan dalam classifier dapat terjadi dalam tiga cara (concept),

yaitu :


a. Partition concept

b. Tapping concept

c. Rein concept

Hal ini dapat berlangsung apabila sejumlah partikel dengan bermacam-

macam ukuran jatuh bebas di dalam suatu media atau fluida (udara atau air),

maka setiap partikel akan menerima gaya berat dan gaya gesek dari media.

Pada saat kecepatan gerak partikel menjadi rendah (tenang/laminer), ukuran

partikel yang besar-besar mengendap lebih dahulu, kemudian diikuti oleh

ukuran-ukuran yang lebih kecil, sedang yang terhalus (antara lain slimes)

akan tidak sempat mengendap.

Peralatan yang umum dipakai dalam proses klasifikasi adalah :

a. Scrubber

b. Log washer

c. Sloping tank classifier (rake, spiral & drag)

d. Hydraulic bowl classifier

e. Hydraulic clindrical tank classifier

f. Hydraulic cone classifier

g. Counter current classifier

h. Pocket classifier

i. Hydrocyclone

j. Air separator

k. Solid bowl centrifuge

l. Elutriator

2.3. PENINGKATAN KADAR ATAU KONSENTRASI (CONCENTRATION)

Agar bahan galian yang mutu atau kadarnya rendah (marginal) dapat diolah

lebih lanjut, yaitu diambil (di-ekstrak) logamnya, maka kadar bahan galian itu

harus ditingkatkan dengan proses konsentrasi. Sifat-sifat fisik mineral yang

dapat dimanfaatkan dalam proses konsentrasi adalah :


- Perbedaan berat jenis atau kerapatan untuk proses konsentrasi gravitasi

dan media berat.

- Perbedaan sifat kelistrikan untuk proses konsentrasi elektrostatik.

- Perbedaan sifat kemagnetan untuk proses konsentrasi magnetik.

- Perbedaan sifat permukaan partikel untuk proses flotasi.

Proses peningkatan kadar itu ada bermacam-macam, antara lain :

2.3.1. Pemilahan (Sorting)

Bila ukuran bongkahnya cukup besar, maka pemisahan dilakukan dengan

tangan (manual), artinya yang terlihat bukan mineral berharga dipisahkan

untuk dibuang.

2.3.2. Konsentrasi Gravitasi (Gravity Concentration)

Yaitu pemisahan mineral berdasarkan perbedaan berat jenis dalam suatu

media fluida, jadi sebenarnya juga memanfaatkan perbedaan kecepatan

pengendapan mineral-mineral yang ada.

Ada 3 (tiga) cara pemisahan secara gravitasi bila dilihat dari segi gerakan

fluidanya, yaitu :

- Fluida tenang, contoh dense medium separation (DMS) atau heavy

medium separation (HMS).

- Aliran fluida horisontal, contoh sluice box, shaking table dan spiral

concentration.

- Aliran fluida vertikal, contoh jengkek (jig).

Bila jumlah partikel (mineral) di dalam fluida relatif sedikit, maka akan terjadi

pengendapan bebas (free settling). Tetapi bila jumlah partikel banyak

gerakannya akan terhambat sehingga terbentuk stratifikasi yang terdiri dari 3

(tiga) tahap sebagai berikut :

a. Hindered settling classification ; klasifikasi pengendapannya terhalang.


b. Differential acceleration pada awal pengendapan ; artinya partikel yang

berat mengendap lebih dahulu.

c. Consolidation trickling pada akhir pengendapan ; partikel-partikel kecil

berusaha mengatur diri di antara partikel-partikel besar sesuai dengan

berat jenisnya.

Produk dari proses konsentrasi gravitasi ada 3 (tiga), yaitu :

- Konsentrat (concentrate) yang terdiri dari kumpulan mineral berharga

dengan kadar tinggi.

- Amang (middling) yaitu konsentrat yang masih kotor.

- Ampas (tailing) yang terdiri dari mineral-mineral pengotor yang harus

dibuang.

Peralatan konsentrasi gravitasi yang banyak dipakai adalah :

a. Jengkek (jig) dengan bermacam-macam rekacipta (design).

b. Meja goyang (shaking table).

c. Konsentrator spiral (Humprey spiral concentrator).

d. Palong / sakan (sluice box).

2.3.3. Konsentrasi dengan Media Berat (Dense/Heavy Medium Separation)

Merupakan proses konsentrasi yang bertujuan untuk memisahkan mineral-

mineral berharga yang lebih berat dari pengotornya yang terdiri dari mineral-

mineral ringan dengan menggunakan medium pemisah yang berat jenisnya

lebih besar dari air (berat jenisnya > 1).

Produk dari proses konsentrasi ini adalah :

- Endapan (sink) yang terdiri dari mineral-mineral berharga yang berat.

- Apungan (float) yang terdiri dari mineral-mineral pengotor yang ringan.

Media pemisah yang pernah dipakai antara lain :

- Air + magnetit halus dengan kerapatan 1,25 - 2,20 ton/m3.

- Air + ferrosilikon dengan kerapatan 2,90 - 3,40 ton/m3.

- Air + magnetit + ferrosilikon dengan kerapatan 2,20 - 2,90.


- Larutan berat seperti tetra bromo ethana (b.j. = 2,96), bromoform (b.j. =

2,85) dan methylene jodida (b.j. = 3,32). Tetapi larutan berat ini harganya

mahal, oleh sebab itu hanya dipakai untuk percobaan-percobaan di

laboratorium.

Peralatan yang biasa dipakai adalah gravity dense/heavy medium separators

yang berdasarkan bentuknya ada 2 (dua) macam, yaitu :

a. Drum separator karena bentuknya silindris.

b. Cone separator karena bentuknya seperti corongan.

2.3.4. Konsentrasi Elektrostatik (Electrostatic Concentration)

Merupakan proses konsentrasi dengan memanfaatkan perbedaan sifat

konduktor (mudah menghantarkan arus listrik) dan non-konduktor (nir

konduktor) dari mineral.

Kendala proses konsentrasi ini adalah :

- Hanya sesuai untuk proses konsentrasi dengan jumlah umpan yang tidak

terlalu besar.

- Karena prosesnya harus kering, maka timbul masalah dengan debu yang

berterbangan.

Mineral-mineral yang bersifat konduktor antara lain adalah :

- Magnetit (Fe3 O4)

- Kasiterit (Sn O2)

- Ilmenit (Fe Ti O3)

- Molibdenit (Mo S2)

- Wolframit [(Fe, M) WO4]

- Galena (Pb S)

- Pirit (Fe S2)

Produk dari proses konsentrasi ini adalah :

- Mineral-mineral konduktor sebagai konsentrat.

- Mineral-mineral non-konduktor sebagai ampas (tailing).


Peralatan yang biasa dipakai adalah :

a. Electrodynamic separator (high tension separator).

b. Electrostatic separator yang terdiri dari :

- plate electrostatic separator

- screen electrostatic separator

2.3.5. Konsentrasi Magnetik (Magnetic Concentration)

Adalah proses konsentrasi yang memanfaatkan perbedaan sifat kemagnetan

(magnetic susceptibility) yang dimiliki mineral. Sifat kemagnetan bahan

galian ada 3 (tiga) macam, yaitu :

- Ferromagnetic, yaitu bahan galian (mineral) yang sangat kuat untuk ditarik

oleh medan magnet. Misalnya magnetit (Fe3 O4).

- Paramagnetic, yaitu bahan galian yang dapat tertarik oleh medan magnet.

Contohnya hematit (Fe2 O3), ilmenit (Se Ti O3) dan pyrhotit (Fe S).

- Diamagnetic, yaitu bahan galian yang tak tertarik oleh medan magnet.

Misalnya : kwarsa (Si O2) dan feldspar [(Na, K, Al) Si3 O8].

Jadi produk dari proses konsentrasi yang berlangsung basah ini adalah :

- Mineral-mineral magnetik sebagai konsentrat.

- Mineral-mineral non-magnetik sebagai ampas (tailing).

Peralatan yang dipakai disebut magnetic separator yang terdiri dari :

a. Induced roll dry magnetic separator.

b. Wet drum low intensity magnetic separator yang arah aliran dapat :

- concurrent

- countercurrent

- counter rotation

Sedang letak magnetnya bisa :

- Suspended magnets

- Suspended magnets with continuous removal

- Cobbing drum


2.3.6. Konsentrasi Secara Flotasi (Flotation Concentration)

Merupakan proses konsentrasi berdasarkan sifat “senang terhadap udara”

atau “takut terhadap air” (hydrophobic). Pada umumnya mineral-mineral

oksida dan sulfida akan tenggelam bila dicelupkan ke dalam air, karena

permukaan mineral-mineral itu bersifat “suka akan air” (hydrophilic). Tetapi

beberapa mineral sulfida, antara lain kalkopirit (Cu Fe S2), galena (Pb S), dan

sfalerit (Zn S) mudah diubah sifat permukaannya dari suka air menjadi suka

udara dengan menambahkan reagen yang terdiri dari senyawa hidrokarbon.

Sejumlah reagen kimia yang sering digunakan dalam proses flotasi adalah :

a. Pembuih (frother) yang berfungsi sebagai pen-stabil gelembung-

gelembung udara. Misalnya : methyl isobuthyl carbinol (MIBC), minyak

pinus, dan terpentin.

b. Kolektor / pengumpul (collector) yang bisa mengubah sifat permukaan

mineral yang semula suka air menjadi suka udara. Contohnya : xanthate,

thiocarbonilid, asam oleik, dll.

c. Penekan / pencegah (depresant) yang berguna untuk mencegah agar

mineral pengotor tidak ikut menempel pada udara dan ikut terapung.

Misalnya : Zn SO4 untuk menekan Zn S.

d. Pengatur keasaman (pH regulator) yang berfungsi untuk mengatur

tingkat keasaman proses flotasi. Misalnya : HCl, HNO3, Ca (OH)3, NH4

OH, dll.

Produk flotasi ada 3 (tiga) macam, yaitu :

- Konsentrat (concentrate) yang berupa mineral-mineral yang ikut terapung

(mineral-mineral apungan) dengan gelembung-gelembung udara.

- Amang (middling) yang merupakan mineral-mineral apungan yang masih

mengandung banyak mineral-mineral pengotor.

- Ampas (tailing) yang tenggelam terdiri dari mineral-mineral pengotor.



a. Mechanical flotation yang terdiri dari berbagai variasi antara lain :

- Agitair cell

- Denver cell

- Krupp cell

- Outokumpu cell

- Wemco-Fagregren cell

b. Pneumatic flotation yang terdiri dari variasi :

- Column cell

- Cyclo cell

- Davcra cell

- Flotaire cell

2.4. PENGURANGAN KADAR AIR / PENGAWA-AIRAN (DEWATERING)

Kegiatan ini bertujuan untuk mengurangi kandungan air yang ada pada

konsentrat yang diperoleh dengan proses basah, misalnya proses

konsentrasi gravitasi dan flotasi.

Cara-cara pengawa-airan ini ada 3 (tiga), yaitu :

2.4.1. Cara Pengentalan / Pemekatan (Thickening)

Konsentrat yang berupa lumpur dimasukkan ke dalam bejana bulat. Bagian

yang pekat mengendap ke bawah disebut underflow, sedangkan bagian

yang encer atau airnya mengalir di bagian atas disebut overflow. Kedua

produk itu dikeluarkan secara terus menerus (continuous).


a. Rake thickener.

b. Deep cone thickener.

c. Free flow thickener.

2.4.2. Cara Penapisan / Pengawa-airan (Filtration)


Dengan cara pengentalan kadar airnya masih cukup tinggi, maka bagian

yang pekat dari pengentalan dimasukkan ke penapis yang disertai dengan

pengisapan, sehingga jumlah air yang terisap akan banyak. Dengan

demikian akan dapat dipisahkan padatan dari airnya.

Peralatan yang dipakai adalah :

a. Vacuum (suction) filters yang terdiri dari :

- intermitten, misalnya Moore leaf filter.

- Continuous ada beberapa tipe, yaitu :

* bentuk silindris / tromol (drum type), misalnya : Oliver filter, Dorrco

filter.

* bentuk cakram (disk type) berputar, contohnya : American filter.

* bentuk lembaran berputar (revolving leaf type), contohnya : Oliver

filter.

* bentuk meja (desk type), misalnya : Caldecott sand table filter.

b. Pressure filter, misalnya :

- Merrill plate and frame filter

- Kelly pressure filter

- Burt revolving filter

2.4.3. Pengeringan (Drying)

Yaitu proses untuk membuang seluruh kandung air dari padatan yang

berasal dari konsentrat dengan cara penguapan (evaporization/evaporation).

Peralatan atau cara yang dipakai ada bermacam-macam, yaitu :

a. Hearth type drying/air dried/air baked, yaitu pengeringan yang dilakukan

di atas lantai oleh sinar matahari dan harus sering diaduk (dibolak-balik).

b. Shaft drier, ada dua macam, yaitu :

- tower drier, material (mineral) yang basah dijatuhkan di dalam saluran

silindris vertikal yang dialiri udara panas (80o - 100o).


- rotary drier, material yang basah dialirkan ke dalam silinder panjang

yang diputar pada posisi agak miring dan dialiri udara panas yang

berlawanan arah.

c. Film type drier (atmospheric drum drier) ; silinder baja yang di dalamnya

dialiri uap air (steam). Jarang dipakai.

d. Spray drier, material halus yang basah dan disemburkan ke dalam

ruangan panas ; material yang kering akan terkumpul di bagian bawah

ruangan. Cara ini juga jarang dipakai.

2.5. PENANGANAN MATERIAL (MATERIAL HANDLING)

Bahan galian (mineral/bijih) yang mengalami PBG harus ditangani dengan

cepat dan seksama, baik yang berupa konsentrat basah dan kering maupun

yang berbentuk ampas (tailing).

2.5.1. Penanganan Material Padat Kering (Dry Solid Handling)

Bila masih berupa bahan galian hasil penambangan (ROM), maka harus

ditumpuk di tempat yang sudah ditentukan yang di sekelilingnya telah

dilengkapi dengan saluran penyaliran (drainage system). Tetapi jika sudah

berupa konsentrat, maka harus disimpan di dalam gudang yang tertutup

sebelum sempat diproses lebih lanjut.

2.5.2. Penanganan Lumpur (Slurry Handling)

Bila lumpur itu sudah mengandung mineral berharga yang kadarnya tinggi,

maka dapat segera dimasukkan ke pemekat (thickener) atau penapis (filter).

Jika masih agak kotor (middling), maka harus diproses dengan alat khusus

yang sesuai.

2.5.3. Penanganan / Pembuangan Ampas (Tailing Disposal)

Kegiatan ini yang paling sulit penanganannya karena :

a. Jumlahnya (volumenya) sangat banyak, antara 70% - 90% dari material

yang ditambang.


b. Kadang-kadang mengandung bahan berbahaya dan beracun (B-3).

c. Sulit mencarikan lahan yang cocok untuk menimbun ampas bila metode

penambangan timbun-balik (back fill mining method) tak dapat segera

dilakukan, sehingga kadang-kadang harus dibuatkan kolam pengendap.

Oleh sebab itu pembuangan ampas ini seringkali menjadi komponen

kegiatan penambangan yang meminta pemikiran khusus sepanjang

umur tambang.

3. METALURGI EKSTRAKTIF (EXTRACTIVE METALLURGY) DAN PEMURNIAN (REFINING)

Tahapan proses (process aims) pada metalurgi ekstraktif (lihat Lampiran B,

C dan D) adalah :

a. Pemisahan (separation), yaitu pembuangan unsur, campuran

(compounds) atau material yang tidak diinginkan dari bijih (sumber metal

= source of metal).

b. Pembentukan campuran (compound foramtion), yaitu cara memproduksi

material yang secara struktur dan sifat-sifat kimianya berbeda dari

bijihnya (sumbernya).

c. Pengambilan/produksi metal (metal production), yaitu cara-cara

memperoleh metal yang belum murni.


d. Pemurnian metal (metal purification), yaitu pembersihan, metal yang

belum murni (membuang unsur-unsur pengotor dari metal yang belum

murni), sehingga diperoleh metal murni.

Metalurgi ekstraktif terdiri dari :

a. Pirometalurgi (pyrometallurgy), menggunakan energi panas sampai

2.000o C.

b. Hidrometalurgi (hydrometallurgy), menggunakan larutan dan reagen

organik.

c. Elektrometalurgi (electrometallurgy), memanfaatkan teknik elektro-kimia.

3.1. PIROMETALURGI (PYROMETALLURGY)

Suatu proses ekstraksi metal dengan memakai energi panas. Suhu yang

dicapai ada yang hanya 50o - 250o C (proses Mond untuk pemurnian nikel),

tetapi ada yang mencapai 2.000o C (proses pembuatan paduan baja).

Yang umum dipakai hanya berkisar 500o - 1.600o C ; pada suhu tersebut

kebanyakan metal atau paduan metal sudah dalam fase cair bahkan kadang-

kadang dalam fase gas.

Umpan yang baik adalah konsentrat dengan kadar metal yang tinggi agar

dapat mengurangi pemakaian energi panas. Penghematan energi panas

dapat juga dilakukan dengan memilih dan memanfaatkan reaksi kimia

eksotermik (exothermic).

Sumber energi panas dapat berasal dari :

a. Energi kimia (chemical energy = reaksi kimia eksotermik).

b. Bahan bakar (hydrocarbon fuels) : kokas, gas dan minyak bumi.

c. Energi listrik.

d. Energi terselubung/tersembunyi (conserved energy = sensible heat),

panas buangan dipakai untuk pemanasan awal (preheating process).


Peralatan yang umumnya dipakai adalah :

a. Tanur tiup (blast furnace).

b. Reverberatory furnace.

Sedangkan untuk pemurniannya dipakai :

a. Pierce-Smith converter.

b. Bessemer converter.

c. Kaldo cenverter.

d. Linz-Donawitz (L-D) converter.

e. Open hearth furnace.

3.2. HIDROMETALURGI (HYDROMETALLURGY)

Yaitu proses ekstraksi metal dengan larutan reagen encer (< 1 gramol) dan

pada suhu < 100o C. Reaksi kimia yang dipilih biasanya yang sangat selektif;

artinya hanya metal yang diinginkan saja yang akan bereaksi (larut) dan

kemudian dipisahkan dari material yang tak diinginkan.

Kondisi yang baik untuk hidrometalurgi adalah :

a. Metal yang diinginkan harus mudah larut dalam reagen yang murah.

b. Metal yang larut tersebut harus dapat “diambil” dari larutannya dengan

mudah dan murah.

c. Unsur atau metal lain yang ikut larut harus mudah dipisahkan pada

proses berikutnya.

d. Mineral-mineral pengganggu (gangue minerals) jangan terlalu banyak

menyerap (bereaksi) dengan zat pelarut yang dipakai.

e. Zat pelarutnya harus dapat “diperoleh kembali” untuk didaur ulang.

f. Zat yang diumpankan (yang dilarutkan) jangan banyak mengandung

lempung (clay minerals), karena akan sulit memisahkannya.

g. Zat yang diumpankan harus porous atau punya permukaan kontak yang

luas agar mudah (cepat) bereaksi pada suhu rendah.

h. Zat pelarutnya sebaiknya tidak korosif dan tidak beracun (non-corrosive

and non-toxic), jadi tidak membahayakan alat dan operator.


Peralatan yang dipergunakan adalah :

a. Electrolysis / electrolytic cell.

b. Bejana pelindian (leaching box).

3.3. ELEKTROMETALURGI (ELECTROMETALLURGY)

Suatu proses ekstraksi logam yang memakai teknik elektro-kimia, misalnya :

baterai dan elektrolisa (electrolysis = electrorefining). Pada proses ini kecuali

diperlukan arus listrik sebagai sumber energi juga diperlukan elektroda

(electrodes) dan cairan elektrolit (electrolyte).

Elektroda harus memiliki sifat-sifat :

a. Konduktor listrik yang baik.

b. Potensial yang terbentuk di sekitar elektroda harus rendah.

c. Tidak mudah bereaksi dengan metal yang lain dan tidak membentuk

campuran yang dapat mengganggu proses elektrolisa.

Bila elektroda itu padat, ada syarat tambahan agar proses elektrolisa

berlangsung memuaskan, yaitu harus :

a. Mudah diperoleh atau disiapkan dengan murah.

b. Tahan korosi dalam zat larut.

c. Stabil, kuat dan tidak mudah terkikis (resistance to abrasion).

d. Harus murah harganya.

Elektrolit harus memiliki sifat-sifat :

a. Memiliki daya hantar ion yang tinggi.

b. Tidak mudah terurai atau bereaksi (high chemical stability).

c. Memiliki daya larut yang tinggi bagi metal yang diinginkan.

Peralatan yang biasa dipakai electric arc furnace.


4. DAMPAK NEGATIF DARI KEGIATAN PENGOLAHAN BAHAN GALIAN (PBG)

Tidak semua tahap-tahap utama kegiatan PBG menimbulkan dampak

penting negatif, walaupun demikian harus tetap diwaspadai.

4.1. PENGECILAN UKURAN / KOMINASI (COMMINUTION)

Pada tahap ini belum ada bagian bahan galian yang sengaja dibuang. Kalau

prosesnya kering, yang timbul adalah debu yang lolos di sekitar titik-titik

perpindahan (transfer points) material. Oleh sebab itu di daerah tersebut

agar ditutup dan dipasangi pengisap debu (dust collector). Tetapi jika

prosesnya basah, biasanya tak ada masalah, kecuali ceceran-ceceran

lumpur (slurry) di titik-titik perpindahan. Berarti dampak negatifnya tidak ada.

4.2. PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)

Pada tahap inipun belum ada bagian dari proses yang disengaja dibuang,

sehingga dampak negatifnya juga tidak ada.

4.3. PENINGKATAN KADAR ATAU KONSENTRASI (CONCENTRATION)

Produk dari proses konsentrasi adalah :

a. Konsentrat yang harus ditangani dengan sebaik-baiknya jangan ada

yang tertumpah, karena mengandung mineral berharga dengan kadar

tinggi.

b. Amang (middling) harus diproses lebih lanjut untuk “menangkap” sisa-

sisa mineral berharga yang masih dikandungnya.

c. Ampas (tailing) yang harus dibuang dan banyak menimbulkan masalah

pencemaran lingkungan lebih-lebih bila mengandung bahan-bahan


berbahaya dan beracun. Tetapi kadang-kadang ampas bisa berguna bila

dapat dimanfaatkan sebagai bahan pengisi (filling material) lubang-

lubang bekas penambangan.

4.4. PENGURANGAN KADAR AIR / PENGAWA-AIRAN (DEWATERING)

Yang harus diwaspadai adalah pencemaran karena pembuangan air, karena

belum tentu air buangan itu sudah bersih dan jernih, sehingga perlu

dipersiapkan kolam pengendap (settling pond) untuk mengurangi jumlah

padatan yang terkandung dalam air buangan sebelum dialirkan ke badan air

bebas. Jika dalam proses pengeringan (drying) ada gas-gas berbahaya atau

beracun yang menguap (CO, NO2, CN, dll), maka ventilasi pabrik

pengolahan harus baik sekali disamping para pekerja juga harus memakai

penutup hidung (masker).

4.5. PENANGANAN MATERIAL (MATERIAL HANDLING)

Yang terpenting, tetapi juga yang tersulit, adalah penanganan ampas (tailing)

agar jangan sampai terlalu mencemari dan merusak lingkungan hidup.

Penanganan yang terbaik adalah bila ampas dapat dikembalikan ke bekas

lubang penambangan, walaupun terkadang dapat mencemari air tanah bila

ampas tersebut mengandung bahan berbahaya dan beracun yang dapat

menembus ke lapisan batuan di sekeliling lubang bekas tambang itu. Jika

ampas harus dibuang ke daerah penampungan yang tidak berbentuk tandon

(cekungan atau kolam atau bendungan), maka ampas tersebut akan

menyebar ke daerah yang luas, sehingga merusak daerah yang luas

tersebut ; flora dan fauna akan musnah untuk jangka waktu yang lama,

karena upaya reklamasinya kecuali sulit juga memakan waktu lama. Bila

langsung dibuang ke sungai juga akan merusak ekosistem sungai dan

daerah aliran sungai (DAS) tersebut, karena volume ampas yang dibuang

sangat besar.


5. DAMPAK NEGATIF DARI METALURGI EKSTRAKTIF DAN PEMURNIAN

Karena peralatan dan proses ekstraksi logamnya berlainan maka dampak

negatif yang ditimbulkan juga berlainan.

5.1. PIROMETALURGI

Pencemaran lingkungan yang terjadi adalah :

a. Panas yang terasa oleh para pekerja yang berada di sekitar peralatan

lebur.

b. Gas buangan yang mengandung racun (CO, NO2, SO2, dll).

c. Debu dan padatan yang beterbangan di sekitar pabrik.

d. Terak (slag) yang bisa mengotori atau merusak lahan, walaupun dapat

juga dimanfaatkan sebagai material pengisi (land fill), pengeras jalan

(road aggregate) dan campuran beton ringan (light weight concrete

aggregate).

5.2. HIDROMETALURGI

Dampak negatifnya berupa pencemaran lingkungan oleh :

a. Pembuangan sisa reagen yang beracun (sianida, air raksa, dll).

b. Pembuangan ampas cair (liquid waste / liquid tailing) yang mengandung

metal berat yang berbahaya.

c. Pembuangan ampas padat (solid waste / solid tailing) dapat mencemari

badan air bebas (sumur, sungai, danau dan laut) bila tidak diproses di

dalam kolam pengendap.

d. Gas beracun yang timbul dari reaksi kimia (CO, NH3, SO2, CN, dll)

walaupun jumlahnya tidak banyak.


5.3. ELEKTROMETALURGI

Pencemaran lingkungan hanya terjadi pada saat membuang sisa-sisa

elektroda dan elektrolit yang kadang-kadang masih mengandung kadar

logam berat dan keasaman yang tinggi (pH rendah).


DAFTAR PUSTAKA

1. Gaudin, A.M., “Flotation”, Mc Graw Hill Book Co., Inc., New York, 1957.

2. Hayes, P.C., “Process Selection in Extractive Metallurgy”, Hayes

Publishing Co., Brisbane, Australia, 1985.

3. Taggart, A.F., “Elements of Ore Dressing”, John Wiley & Sons, Inc., New

York, 1954.

4. Taggart, A.F., “Handbook of Mineral Dressing”, John Wiley & Sons, Inc.,

New York, 1956.

LAMPIRAN A

DIAGRAM ALIR PENGOLAHAN BAHAN GALIAN


LAMPIRAN B

DIAGRAM ALIR PELEBURAN TEMBAGA


LAMPIRAN C

DIAGRAM ALIR PELEBURAN BESI


LAMPIRAN D

DIAGRAM ALIR PELEBURAN SENG


diktat pengolahan bahan galian

Documents