PENGOLAHAN MINERAL

MINERAL TAMBANG

Sumber Daya Alam Mineral/Bahan TambangMineral adalah sebagian besar zat-zat hablur (kristal) yang ada dalamkerak bumi dan bersifat homogen, baik fisik maupun kimiawi. Mineral merupakan persenyawaan anorganik asli yang mempunyai susunan kimia yang tetap. Mineral terdapat dalam bentuk padat, cair dan gas. Sumber daya alam mineral/bahan tambang tergolong sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui/pulih (non renewable resource). Termasuk ke dalam golongan ini antara lain batu bara, minyak bumi, dan gas.

PENGOLAHAN MINERALPengolahan mineral (mineral dressing) adalah :• pengolahan mineral secara fisik yang bertujuan untuk meningkatkan kadar

logam berharga dengan cara memisahkan logam-logam berharga dari bagian-bagian dari bijih yang tidak diinginkan atau pengotor (gaunge mineral).

• Hasil dari proses mineral dressing :– Konsentrat, dimana logam-logam berharga terkumpul dan dengan

demikian kadarnya menjadi tinggi– Tailing, dimana bahan-bahan tidak berharga (bahan ikutan, gangue

mineral) terkumpul. – Middling, yang merupakan bahan pertengahan antara konsentrat dan

tailing.

• Teknik pengolahan mineral bermacam-macam. Pengaplikasiannya sangat tergantung pada jenis bijih atau mineral yang akan ditingkatkan konsentrasinya. Pemilihan teknik didasarkan pada perbedaan sifat-sifat fisik dari mineral-mineral yang ada dalam bijih tersebut

PENGOLAHAN MINERAL

TEKNIK PENGOLAHAN MINERAL1. PENGOLAHAN AWAL/PREPARASI

Bijih logam yang masih mengandung pengotor dihancurkan dan digiling hingga terbentuk partikel-partikel berukuran kecil. Dengan proses sebagai berikut :

- komunisi : proses mereduksi ukuran butir menjadi lebih kecil dari ukuran semula (dilakukan dgn crushing atau grinding).

Selain untuk pengecilan ukuran butir, komunisi ini juga dilakukan untuk memisahkan/melepaskan ikatan mineral dari gaunge mineral.- Sizing : Proses pengelompokan mineral, Hal ini dilakukan dengan

Screening dan classifying. Screening : pemisahan mineral dengan lubang ayakan

sehingga diperoleh utir dengan ukuran seragam.Classifying : Proses pemisahan dengan perbedaan kecepatan turun dalam suatu media (air, udara)

sehingga hasilnya tdk seragam.

2. KONSENTRASITahap proses pemisahan mineral berharga dari mineral tidak berharga, sehingga didapatkan mineral dengan kadar yang lebih tinggi.Pemisahan ini dilakukan mendasarkan pada sifat fisik mineral.

• Konsentrasi gravitasiTeknik ini memanfaatkan perbedaan berat jenis antara mineral-mineral. Mineral-mineral dipisahkan dengan peralatan yang berprinsip pada pemisahan berat jenis seperti jigging, rake classifier, spiral classifier, vibrating table, dll.

TEKNIK PENGOLAHAN MINERAL

TEKNIK PENGOLAHAN MINERAL• Flotasi

Teknik ini memanfaatkan perbedaan sifat permukaan mineral-mineral. Dengan menambahkan reagen kimia yang bisa membuat permukaan salah satu mineral menjadi hidrofil sementara bagian reagen itu sendiri memiliki sifat hidrofob, maka mineral bersangkutan dapat diangkat oleh gelembung yang ditiupkan ke permukaan untuk dipisahkan. Biasnya mineral-mineral sulfida dipisahkan dengan cara ini.

• Magnetic SeparationCara ini memanfaatkan sifat magnet dari mineral-mineral. Mineral yang bersifat feromagnetik dipisahkan dari mineral yang bersifat diamagnetik.

• Dan teknik-teknik lainnya, seperti electric separator, dll.

Metalurgi Ekstraksi

Ekstraksi :• untuk memisahkan logam berharga dalam konsentrat

dari material lain.• Proses pemisahan logam dari bijih logam (konsentrat)

Diperlukan karena :• Bijih logam umumnya dalam bentuk oksida dan sulfida

Proses pemisahan/ekstraksi :dilakukan dengan reaksi oksidasi dan reduksi

Klasifikasi Metalurgi EkstraksiKlasifikasi Proses Ekstraksi Metalurgi :• Pirometalurgi

Proses pirometalurgi ini merupakan pengambilan logam dari bijihnya yang umurnya paling tua. Proses ini berhubungan dengan temperatur tinggi dan sebagian besar berlangsung sampai terjadi peleburan. Sifat dari proses pirometalurgi ini cepat (jam).

• Hidrometalurgi• Proses ekstraksi logam yang biasanya berlangsung pada temperatur

kamar dan melibatkan reaksi air. Proses hidrometalurgi ini lebih mampu untuk mengolah bijih-bijih yang berkadar rendah. Proses yang terjadi biasanya pelarutan. Sifat dari proses hidrometalurgi ini adalah lamabt (proses berlangsung antara hari sampai bulan)

Klasifikasi Metalurgi Ekstraksi

Klasifikasi Proses Ekstraksi Metalurgi :• Elektrometalurgi

Proses-proses ekstraksi dan pemurnian yang melibatkan energi listrik sebagai dasar-dasar ekstraksinya. Prinsip yang digunakan adalah elektrolisis dan elektrokimia.

Proses-proses hidrometalurgi umumnya berhubungan dengan elektrometalurgi baik secara fisik maupun kepada penggunaannya. Sedangkan suatu proses pirometalurgi yang pembangkit panasnya dari energi listrik disebut proses elektrothermik.

Hidrometalurgy• Hidrometalurgi merupakan cabang tersendiri dari metalurgi. Secara harfiah

hidrometalurgi dapat diartikan sebagai cara pengolahan logam dari batuan atau bijihnya dengan menggunakan pelarut berair (aqueous solution). Atau secara detilnya proses Hydrometalurgi adalah suatu proses atau suatu pekerjaan dalam metalurgy, dimana dilakukan pemakaian suatu zat kimia yang cair untuk dapat melarutkan suatu partikel tertentu.

• Proses Hidrometalurgi menggunakan larutan reagen encer (< 1 gram/mol) 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.

• Peralatan yang dipergunakan adalah :• a. Electrolysis / electrolytic cell.• b. Bejana pelindian (leaching box).

• Secara garis besar, proses hidrometalurgi terdiri dari tiga tahapan yaitu:1. Leaching atau pengikisan logam dari batuan dengan bantuan reduktan organik.2. Pemekatan larutan hasil leaching dan pemurniannya.3. Recovery yaitu pengambilan logam dari larutan hasil leaching.

Hidrometalurgy

Kondisi yang baik untuk hidrometalurgi adalah :• 1. Metal yang diinginkan harus mudah larut dalam reagen yang murah.• 2. Metal yang larut tersebut harus dapat “diambil” dari larutannya dengan

mudah dan murah.• 3. Unsur atau metal lain yang ikut larut harus mudah dipisahkan pada proses

berikutnya.• 4. Mineral-mineral pengganggu (gangue minerals) jangan terlalu banyak

menyerap (bereaksi) dengan zat pelarut yang dipakai.• 5. Zat pelarutnya harus dapat “diperoleh kembali” untuk didaur ulang.

Zat yang diumpankan (yang dilarutkan) jangan banyak mengandung lempung (clay minerals), karena akan sulit memisahkannya.

• 6. Zat yang diumpankan harus porous atau punya permukaan kontak yang luas agar mudah (cepat) bereaksi pada suhu rendah.

• 7. Zat pelarutnya sebaiknya tidak korosif dan tidak beracun (non-corrosive and non-toxic), jadi tidak membahayakan alat dan operator.

Hidrometalurgy

Hidrometalurgi memberikan beberapa keuntungan:• 1. Bijih tidak harus dipekatkan, melainkan hanya harus dihancurkan

menjadi bagian-bagian yang lebih kecil.• 2. Pemakaian batubara dan kokas pada pemanggangan bijih dan

sekaligus sebagai reduktor dalam jumlah besar dapat dihilangkan.• 3. Polusi atmosfer oleh hasil samping pirometalurgi sebagai belerang

dioksida, arsenik (III) oksida, dan debu tungku dapat dihindarkan.• 4. Untuk bijih-bijih peringkat rendah (low grade), metode ini lebih

efektif.• 5. Suhu prosesnya relatif lebih rendah.• 6. Reagen yang digunakan relatif murah dan mudah didapatkan.• 7. Produk yang dihasilkan memilki struktur nanometer dengan

kemurnian yang tinggi.

Hidrometalurgy

Pirometalurgy• 2.2 Pirometalurgi• • 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 :• 1. Energi kimia (chemical energy = reaksi kimia eksotermik).• 2. Bahan bakar (hydrocarbon fuels) : kokas, gas dan minyak bumi.• 3. Energi listrik.• 4. Energi terselubung/tersembunyi, panas buangan dipakai untuk pemanasan awal

(preheating process).

• Proses pirometalurgi terbagi atas 5 proses, yaitu :•

1. Drying (Pengeringan)• Adalah proses pemindahan panas kelembapan cairan dari material. Pengeringan biasanya sering

terjadi oleh kontak padatan lembap denganpembakaran gas yang panas oleh pembakaran bahan bakar fosil. Pada beberapa kasus, panas pada pengeringan bisa disediakan oleh udara panas gas yang secara tidak langsung memanaskan.

• Biasanya suhu pengeringan di atur pada nilai diatas titik didih air sekitar 120ºC.pada kasus tertentu, seperti pengeringan air garam yang dapat larut, suhu pengeringan yang lebih tinggi diperlukan.

• 2. Calcining (Kalsinasi)• Kalsinasi adalah dekomposisi panas material. Contohnya dekomposisi hydrate seperti ferric

Hidroksida menjadi ferric oksida dan uap air atau dekomposisi kalsium karbonat menjadi kalsium oksida dan karbon diosida dan atau besi karbonat menjadi besi oksida.Proses kalsinasi membawa dalam variasi tungku/furnace termasuk shaft furnace, rotary kilns dan fluidized bed reactor.

• 3. Roasting (Pemanggangan)• Adalah pemanasan dengan kelebihan udara dimana udara dihembuskan pada bijih yang dipanaskan

disertai penambahan regen kimia dan pemanasan ini tidak mencapai titik leleh (didih).

Pirometalurgy

• 4. Smelting• Adalah proses peleburan logam pada temperatur tinggi

sehingga logam ,leleh dan mecair setelah mencapai titik didihnya.

• 5. Refining (Pemurnian)• Pemunian adalah pemindahan kotoran dari material

dengan proses panas.Contoh Proses Ekstraksi Metaluri Secara Pirometalurgi

Pirometalurgy

Elektrometalurgy• 2.3 Elektrometalurgy• Elektrometalurgi merupakan proses ekstraksi metalurgi yang menggunakan sumber listrik sebagai sumber

panas. Tujuan dari proses ini adalah untuk mengendapkan logam dari suatu larutan sebagai hasil pelindian.• • Prinsip Elektro Metalurgy• Untuk prinsip elektro metalurgy ini adalah suatu elektrolisa dimana penggunaan tenaga listrik untuk

mengendapkan suatu metal atau logam pada salah satu elektrodanya.• Proses elektrometalurgi terdiri atas lima macam, yaitu :• 1. Suatu elektrolisa di dalam larutan air,terbagi atas :• · Elektrowinning,merupakan tahap pemerolehan kembali suatu logam dari larutannya dengan

menggunakan arus listrik yang diberikan dari luar. Logam yang dihasilkan murni, maka pengendapan dengan cara ini lebih disukai.

• · Elektrorefining,untuk mengekstraksi logam-logam sehingga diperoleh logam dengan tingkat kemurnian yang tinggi.

• · Elektrodissolution• 2. Elektrolisa di dalam larutan garam.• Biasanya digunakan untuk mengekstraksi logam-logam yang sangat reaktif, seperti Al dan Mg.• 3. Elektrolisa di dalam larutan zat organik.• 4. Elektroplating dan Anodisasi.• 5. Korosi logam dan teknik penanggulangannya.

• Yang banyak digunakan pada elektrolisa metal adalah elektrolisa dalam larutan air dan elektrolisa dalam larutan garam, sedangkan elektrolisa dalam larutan zat organik sedikit sekali digunakan.

• Pekerjaan elektrolisa ini terdiri atas 2 tingkatan, yaitu elektro Winning dan elektro Refinary. Hasil dari elektro Winning selanjutnya dimurnikan melalui elektro Refinery. Pekerjaan di dalam elektrolisa dilakukan dengan arah arus DC, dimana daerah elektrolisa positif disebut anoda, sedangkan daerah elektrolisa negative disebut katoda. Banyaknya penempelan logam pada plat katoda adalah berbanding lurus dengan elektrisitet pada larutan. Kekuatan elektrisitet = joule coulomb.Sifat Proses Elektro Metalurgy

• 1. Pada daerah katoda (reduksi), yang lebih mulia mengalami pengendapan.• 2. Pada anoda (oksidasi), yang kurang mulia tidak mengalami

pengendapan. • Jika tidak terjadi keseimbangan, maka reaksi akan terjadi sebaliknya.

Elektrometalurgy