nikel rahmat 1-5
DESCRIPTION
nickelTRANSCRIPT
BAB I
PENDAHULUAN
Endapan laterit nikel Indonesia telah diketahui sejak tahun 1937.Informasi
mengenaiendapan laterit nikel yang tertera pertama kali dalam literatur adalah
Pomalaa padatahun 1916 oleh pemerintah Belanda. Pomalaa adalah sebuah distrik
yang terletak diSulawesi Tenggara. Sejak itu, endapan-endapan laterit nikel lainnya baru
disebut-sebut,seperti Gunung Cycloops (1949) dan Pulau Waigeo (1956) di Irian Jaya (Papua
Barat),Sorowako di Sulawesi (1968), Pulau Gebe (1969), Maluku (Tanjung Buli) dan
Obi diPulau Halmahera (1969) serta Pulau Gag (1982). Pada pertengahan kedua
abad ini,melalui prospeksi yang sistematis telah ditemukan beberapa endapan lain [1,2].
Penambangan dan pengolahan laterit nikel di Indonesia didominasi oleh PT INCO Tbk
dan PT Aneka Tambang Tbk (PT Antam). Pada saat ini PT INCO mengolah laterit nikel untuk
memproduksi nikel dalam bentuk nickel matte(Ni3S2) yang seluruh
produksinyadiekspor ke Jepang, sedangkan PT Antam mengolah laterit nikel untuk
memproduksi n ike l da l am ben tuk ferro-nickel ( l ogam paduan FeNi ) , s e l a i n i t u
j uga mengekspo r l a n g s u n g b i j i h n y a k e l u a r n e g e r i . B e b e r a p a
p e r u s a h a n l a i n y a n g m e m i l i k i l u a s pertambangan lebih kecul di Sulawesi dan
Maluku hanya melakukan penambangan danmengekspor langsung bijih laterit nikel ke Cina
untuk pembuatan nickel pig iron. Ekspor l a n g s u n g b i j i h m e m p u n y a i n i l a i
t a m b a h k e c i l d a n b e l u m s e s u a i d e n g a n y a n g diamanatkan dalam UU nomor
4/2009.
Laterit nikel selain sebagai salah satu sumber utama nikel juga mengandung
unsur-u n s u r i k u t a n ( m i n o r ) s e p e r t i k o b a l ( C o ) y a n g t e l a h
d i k e t a h u i d e n g a n b a i k keterdapatannya, dan juga beberapa unsur minor
lain yang mempunyai nilai ekonomi.Namun unsur minor yang terkandung dalam
bijih laterit belum menjadi produk yangbernilai ekonomi tinggi disebabkan jalur proses
pengolahan laterit nikel yang digunakanoleh PT INCO dan PT Antam menggunakan jalur
proses pirometalurgi dengan produkakhir masing-masing berupa nickel matte dan
ferronickel (FeNi). Melalui jalur prosespengolahan laterit nikel dengan pirometalurgi, unsur
minor seperti kobal (Co) dianggapsebagai unsur pengotor yang harus dibuang menjadi terak atau
dihitung setara denganunsur nikel, sehingga unsur-unsur minor yang seharusnya
bernilai ekonomi menjaditidak ekonomis.
Pengembangan teknologi pengolahan laterit nikel melalui jalur proses
hidrometalurgiy a n g b a r u d e n g a n p e l i n d i a n a s a m b e r t e k a n a n
t i n g g i ( H P A L - high-pressure acid leaching ) telah memungkinkan mengekstraksi tidak
hanya nikel tetapi juga unsur minor seperti kobal, krom, vanadium, titanium, dan unsur
minor lain yang sangat dibutuhkan o l eh i ndus t r i komponen e l ek t ron ik dengan
pe ro l ehan h ingga >90%. J a lu r p ro se s hidrometalurgi dengan HPAL telah
memberikan strategi berbeda untuk mengekstraksidan memisahkan unsur-unsur minor
berharga dari larutan pelindian.
HPAL telah merupakan teknologi yang umum dipakai untuk proyek nikel baru
secarahidrometalurgi selama 15 tahun terakhir, seperti yang telah diterapkan di tiga (3)
proyeknikel di Australia: Cawse, Murrin-Murrin, dan Bulong, dan proyek nikel di
KaledoniaBaru: Goro Nickel.
BAB II
PEMBAHASAN
A. Genesa umum nikel laterit
Endapan nikel laterit merupakan hasil pelapukan lanjut dari batuan ultramafik pembawa Ni-
Silikat. Umumnya terdapat pada daerah dengan iklim tropis sampai dengan subtropis. Pengaruh
iklim tropis di Indonesia mengakibatkan proses pelapukan yang intensif, sehingga beberapa
daerah di Indonesia bagian timur memiliki endapan nikel laterit. Proses konsentrasi nikel pada
endapan nikel laterit dikendalikan oleh beberapa faktor yaitu, batuan dasar, iklim, topografi,
airtanah, stabilitas mineral, mobilitas unsur, dan kondisi lingkungan yang berpengaruh terhadap
tingkat kelarutan mineral. Dengan kontrol tersebut akan didapatkan tiga tipe laterit yaitu oksida,
lempung silikat, dan hidrosilikat.
Air permukaan yang mengandung CO2 dari atmosfer dan terkayakan kembali oleh material
– material organis di permukaan meresap ke bawah permukaan tanah sampai pada zona
pelindihan, dimana fluktuasi air tanah berlangsung. Akibat fluktuasi ini air tanah yang kaya akan
CO2 akan kontak dengan zona saprolit yang masih mengandung batuan asal dan melarutkan
mineral – mineral yang tidak stabil seperti olivin / serpentin dan piroksen. Mg, Si dan Ni akan
larut dan terbawa sesuai dengan aliran air tanah dan akan memberikan mineral – mineral baru
pada proses pengendapan kembali (Hasanudin dkk, 1992).
Boldt (1967), menyatakan bahwa proses pelapukan dimulai pada batuan ultramafik
(peridotit, dunit, serpentin), dimana pada batuan ini banyak mengandung mineral olivin,
magnesium silikat dan besi silikat, yang pada umumnya banyak mengandung 0,30 % nikel.
Batuan tersebut sangat mudah dipengaruhi oleh pelapukan lateritik. Air tanah yang kaya akan
CO2 berasal dari udara luar dan tumbuh – tumbuhan, akan menghancurkan olivin. Terjadi
penguraian olivin, magnesium, besi, nikel dan silika kedalam larutan, cenderung untuk
membentuk suspensi koloid dari partikel – partikel silika yang submikroskopis. Didalam larutan
besi akan bersenyawa dengan oksida dan mengendap sebagai ferri hidroksida. Akhirnya endapan
ini akan menghilangkan air dengan membentuk mineral – mineral seperti karat, yaitu hematit dan
kobalt dalam jumlah kecil, jadi besi oksida mengendap dekat dengan permukaan tanah.
Proses laterisasi adalah proses pencucian pada mineral yang mudah larut dan silika pada
profil laterit pada lingkungan yang bersifat asam dan lembab serta membentuk konsentrasi
endapan hasil pengkayaan proses laterisasi pada unsur Fe, Cr, Al, Ni dan Co (Rose et al., 1979
dalam Nushantara 2002) . Proses pelapukan dan pencucian yang terjadi akan menyebabkan unsur
Fe, Cr, Al, Ni dan Co terkayakan di zona limonit dan terikat sebagai mineral – mineral oxida /
hidroksida, seperti limonit, hematit, dan Goetit (Hasanudin, 1992).
Gambar : Skema profil laterit, komposisi kimia dan jalur proses ekstraksi
Umumnya endapan nikel terbentuk pada batuan ultrabasa dengan kandungan Fe di olivine yang
tinggi dan nikel berkadar antara 0,2% - 0,4%.
Secara mineralogi nikel laterite dapat dibagi dalam tiga kategori (Brand et al,1998).
1. Hydrous Silicate Deposits
Profil dari type ini secara vertikal dari bawah ke atas: Ore horizon pada lapisan saprolite (Mg -
Ni silicate), kadar nikel antara 1,8% - 2,5%. Pada zona ini berkembang box-works, veining, relic
structure, fracture dan grain boundaries dan dapat terbentuk mineral yang kaya dengan nikel;
Garnierite (max. Ni 40%). Ni terlarut (leached) dari fase limonite (Fe-Oxyhydroxide) dan
terendapkan bersama mineral silika hydrous atau mensubstitusi unsur Mg pada serpentinite yang
teralterasi (Pelletier,1996). Jadi, meskipun nikel laterit adalah produk pelapukan, tapi dapat
dikatakan juga bahwa proses meningkatkan supergene sangat penting dalam pembentukan
formasi dan nilai ekonomis dari endapan hydrous silicate ini. Tipe ini dapat ditemui di beberapa
tempat seperti di New Caledonia, Indonesia, Philippina, Dominika, dan Columbia.
2. Clay Silicate Deposits
Pada jenis endapan ini, Si hanya sebagian terlarut melalui air tanah, sisanya akan bergabung
dengan Fe, Ni, dan Al membentuk mineral lempung (clay minerals) seperti Ni-rich Nontronite
pada bagian tengah profil saprolite (lihat profil). Ni-rich serpentine juga dapat digantikan oleh
smectite atau kuarsa jika profil deposit ini tetap kontak dalam waktu lama dengan air tanah.
Kadar nikel pada endapan ini lebih rendah dari endapan Hydrosilicate yakni sekitar 1,2% (Brand
et al,1998).
3. Oxide Deposits
Tipe terakhir adalah Oxide Deposit. Berdasarkan profil yang ditampilkan, bagian bawah
profil menunjukkan protolith dari jenis harzburgitic peridotite (sebagian besar terdiri dari mineral
jenis olivin, serpentine dan piroksen). Endapan ini angat rentan terhadap pelapukan terutama di
daerah tropis. Di atasnya terbentuk saprolite dan mendekati permukaan terbentuk limonite dan
ferricrete. Kandungan nikel pada tipe Oxide deposit ini berasosiasi dengan goethite (FeOOH)
dan Mn-Oxide. Sebagai tambahan, nikel laterit sangat jarang atau sama sekali tidak terbentuk
pada batuan karbonat yang mengandung mineral talk.
B. Faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan bijih nikel laterit
v Batuan asal.
Adanya batuan asal merupakan syarat utama untuk terbentuknya endapan nikel laterit,
macam batuan asalnya adalah batuan ultra basa. Dalam hal ini pada batuan ultra basa tersebut: -
terdapat elemen Ni yang paling banyak di antara batuan lainnya - mempunyai mineral-mineral
yang paling mudah lapuk atau tidak stabil, seperti olivin dan piroksin - mempunyai komponen-
komponen yang mudah larut dan memberikan lingkungan pengendapan yang baik untuk nikel.
v Iklim.
Adanya pergantian musim kemarau dan musim penghujan dimana terjadi kenaikan dan
penurunan permukaan air tanah juga dapat menyebabkan terjadinya proses pemisahan dan
akumulasi unsur-unsur. Perbedaan temperatur yang cukup besar akan membantu terjadinya
pelapukan mekanis, dimana akan terjadi rekahan-rekahan dalam batuan yang akan
mempermudah proses atau reaksi kimia pada batuan.
Reagen-reagen kimia dan vegetasi. Yang dimaksud dengan reagen-reagen kimia adalah unsur-
unsur dan senyawa-senyawa yang membantu mempercepat proses pelapukan. Air tanah yang
mengandung CO2 memegang peranan penting di dalam proses pelapukan kimia. Asam-asam
humus menyebabkan dekomposisi batuan dan dapat mengubah pH larutan. Asam-asam humus
ini erat kaitannya dengan vegetasi daerah.
Dalam hal ini, vegetasi akan mengakibatkan: • penetrasi air dapat lebih dalam dan lebih
mudah dengan mengikuti jalur akar pohon-pohonan • akumulasi air hujan akan lebih banyak •
humus akan lebih tebal Keadaan ini merupakan suatu petunjuk, dimana hutannya lebat pada
lingkungan yang baik akan terdapat endapan nikel yang lebih tebal dengan kadar yang lebih
tinggi. Selain itu, vegetasi dapat berfungsi untuk menjaga hasil pelapukan terhadap erosi
mekanis.
v Struktur
Struktur yang sangat dominan yang terdapat didaerah Polamaa ini adalah struktur kekar
(joint) dibandingkan terhadap struktur patahannya. Seperti diketahui, batuan beku mempunyai
porositas dan permeabilitas yang kecil sekali sehingga penetrasi air sangat sulit, maka dengan
adanya rekahan-rekahan tersebut akan lebih memudahkan masuknya air dan berarti proses
pelapukan akan lebih intensif.
v Topografi
Keadaan topografi setempat akan sangat memengaruhi sirkulasi air beserta reagen-reagen
lain. Untuk daerah yang landai, maka air akan bergerak perlahan-lahan sehingga akan
mempunyai kesempatan untuk mengadakan penetrasi lebih dalam melalui rekahan-rekahan atau
pori-pori batuan. Akumulasi andapan umumnya terdapat pada daerah-daerah yang landai sampai
kemiringan sedang, hal ini menerangkan bahwa ketebalan pelapukan mengikuti bentuk topografi.
Pada daerah yang curam, secara teoritis, jumlah air yang meluncur (run off) lebih banyak
daripada air yang meresap ini dapat menyebabkan pelapukan kurang intensif.
v Waktu
Waktu yang cukup lama akan mengakibatkan pelapukan yang cukup intensif karena
akumulasi unsur nikel cukup tinggi.
C. Profil Nikel Laterit
Profil secara keseluruhan dari nikel laterit terdiri dari 5 zona gradasi sebagai berikut :
v Iron Capping
Merupakan bagian yang paling atas dari suatu penampang laterit. Komposisinya adalah akar
tumbuhan, humus, oksida besi dan sisa-sisa organik lainnya. Warna khas adalah coklat tua
kehitaman dan bersifat gembur. Kadar nikelnya sangat rendah sehingga tidak diambil dalam
penambangan. Ketebalan lapisan tanah penutup rata-rata 0,3 s/d 6 m. berwarna merah tua,
merupakan kumpulan massa goethite dan limonite. Iron capping mempunyai kadar besi yang
tinggi tapi kadar nikel yang rendah. Terkadang terdapat mineral-mineral hematite, chromiferous.
v Limonite Layer
Merupakan hasil pelapukan lanjut dari batuan beku ultrabasa. Komposisinya meliputi oksida
besi yang dominan, goethit, dan magnetit. Ketebalan lapisan ini rata-rata 8-15 m. Dalam limonit
dapat dijumpai adanya akar tumbuhan, meskipun dalam persentase yang sangat kecil.
Kemunculan bongkah-bongkah batuan beku ultrabasa pada zona ini tidak dominan atau hampir
tidak ada, umumnya mineral-mineral di batuan beku basa-ultrabasa telah terubah menjadi
serpentin akibat hasil dari pelapukan yang belum tuntas. fine grained, merah coklat atau kuning,
lapisan kaya besi dari limonit soil menyelimuti seluruh area. Lapisan ini tipis pada daerah yang
terjal, dan sempat hilang karena erosi. Sebagian dari nikel pada zona ini hadir di dalam mineral
manganese oxide, lithiophorite. Terkadang terdapat mineral talc, tremolite, chromiferous, quartz,
gibsite, maghemite.
v Silika Boxwork
putih – orange chert, quartz, mengisi sepanjang fractured dan sebagian menggantikan zona
terluar dari unserpentine fragmen peridotite, sebagian mengawetkan struktur dan tekstur dari
batuan asal. Terkadang terdapat mineral opal, magnesite. Akumulasi dari garnierite-pimelite di
dalam boxwork mungkin berasal dari nikel ore yang kaya silika. Zona boxwork jarang terdapat
pada bedrock yang serpentinized.
v Saprolite
Zona ini merupakan zona pengayaan unsur Ni. Komposisinya berupa oksida besi, serpentin
sekitar <0,4% kuarsa magnetit dan tekstur batuan asal yang masih terlihat. Ketebalan lapisan ini
berkisar 5-18 m. Kemunculan bongkah-bongkah sangat sering dan pada rekahan-rekahan batuan
asal dijumpai magnesit, serpentin, krisopras dan garnierit. Bongkah batuan asal yang muncul
pada umumnya memiliki kadar SiO2 dan MgO yang tinggi serta Ni dan Fe yang rendah.
campuran dari sisa-sisa batuan, butiran halus limonite, saprolitic rims, vein dari endapan
garnierite, nickeliferous quartz, mangan dan pada beberapa kasus terdapat silika boxwork,
bentukan dari suatu zona transisi dari limonite ke bedrock. Terkadang terdapat mineral quartz
yang mengisi rekahan, mineral-mineral primer yang terlapukkan, chlorite. Garnierite di lapangan
biasanya diidentifikasi sebagai kolloidal talc dengan lebih atau kurang nickeliferous serpentin.
Struktur dan tekstur batuan asal masih terlihat.
v Bedrock
bagian terbawah dari profil laterit. Tersusun atas bongkah yang lebih besar dari 75 cm dan
blok peridotit (batuan dasar) dan secara umum sudah tidak mengandung mineral ekonomis
(kadar logam sudah mendekati atau sama dengan batuan dasar). Batuan dasar merupakan batuan
asal dari nikel laterit yang umumnya merupakan batuan beku ultrabasa yaitu harzburgit dan dunit
yang pada rekahannya telah terisi oleh oksida besi 5-10%, garnierit minor dan silika > 35%.
Permeabilitas batuan dasar meningkat sebanding dengan intensitas serpentinisasi.Zona ini
terfrakturisasi kuat, kadang membuka, terisi oleh mineral garnierite dan silika. Frakturisasi ini
diperkirakan menjadi penyebab adanya root zone yaitu zona high grade Ni, akan tetapi posisinya
tersembunyi.
D. Potensi Sumberdaya Mineral Nikel Laterit di Indonesia
Sebagian besar sumber nikel dunia yang telah diketahui terkandung dalam tipe depositlaterit.
Sekitar 72% sumber nikel dunia ditemukan terutama di daerah tropis sepertiIndonesia, Kuba,
Kaledonia Baru, Filipina dan Australia. Sisanya sebesar 28% adalah tipe deposit sulfida terutama
terdapat di Kanada dan Rusia.Walaupun mayoritas sumber nikel dunia yang diketahui
terkandung dalam laterit, produksi nikel dari sulfida lebih dominan karena kadar nikel yang lebih
tinggi dan pengolahan yang lebih mudah dibandingkan dengan tipe deposit laterit. Kadar nikel
dalam tipe deposit sulfida secara komersial bervariasi antara 0,5-8,0%, sedangkan dari tipe
deposit laterit sekitar 1,0-2,0%.
Saat ini, Indonesia mempunyai cadangan laterit nikel terindetifikasi sekitar 1.576 juta ton
dengan total kandungan nikel sebanyak 25 juta ton. Hal ini menjadikan Indonesia sebagai
sumber laterit nikel terbesar ketiga dunia setelah Kaledonia Baru dan Filipina (Gambar 1).
Distribusi deposit laterit nikel Indonesia dapat dilihat pada Gambar 2 dan untuk penyebaran
deposit nikel utama dunia disajikan pada Gambar 3.
Gambar 1. Sumberdaya laterit nikel dunia
Gambar 2. Distribusi deposit laterit nikel Indonesia
Gambar 3. Penyebaran deposit nikel utama dunia
Mineral-mineral terpenting yang mengandung nikel dan komposisi kimianya dapat dilihat pada
Tabel 1. Beberapa di antaranya tidak dikenal umum, dan hanya pentlandit, garnierit dan
nickelferous limonit yang mempunyai nilai ekonomi signifikan.
E. Produksi Nikel
Variasi sumber nikel dan produk serta ketersediaan teknologi proses pengolahan menghasilkan
beberapa alternatif proses pengolahan yang berbeda tergantung pada bahan baku dan produk
yang ingin dihasilkan. Umumnya produk nikel dapat dibagi menjadi tiga (3) kelompok:
1. Nikel murni (kelas I), mengandung 99% atau lebih nikel, seperti nikelelektrolitik, pelet, briket,
granul, rondel dan serbuk.
2. Charge nickel (kelas II), mengandung nikel lebih kecil dari 99%, seperti ferronickel,nickel
matte, sinter nikel oksida.
3. Bahan kimia, seperti nikel oksida, sulfat, klorid, karbonat, asetat hidroksid, danlain-lain.
BAB III
PENGOLAHAN NIKEL LATERIT
A. Teknologi dan keekonomian proses pengolahan nikel laterit.
Untuk memperoleh nikel dari tipe deposit laterit terdapat beberapa jalur proses pengolahan
dan dapat diklasifikasikan seperti ditunjukkan pada Gambar 4 dan 5. Komposisi deposit laterit
nikel akan bergantung pada tipe batuan induk, iklim tempat deposit terbentuk dan proses
pelapukan. Hal ini memberikan hubungan yang spesifik antara komponen deposit dan pilihan
proses pengolahannnya disertai kendalakendalanya.
Gambar
4. Skema profil laterit, komposisi kimia dan jalur proses ekstraksi
Jalur proses pengolahan laterit nikel yang diterapkan secara komersial didasarkan pada
kandungan magnesium (Mg) dan rasio nikel-besi (Ni/Fe). Saat ini terdapat dua (2) pilihan jalur
proses ekstraksi, yaitu pirometalurgi dan hidrometalurgi (Gambar 5). Jalur proses ekstraksi
pirometalurgi menggunakan tipe laterit nikel saprolit dengan produk nikel berupa ferro-
nickel (FeNi), nickel pig iron, dan nickel sulfide matte (nickel matte). Sedangkan proses
hidrometalurgi paling umum diterapkan untuk laterit limonit.
Walaupun laterit saprolit mengandung kadar nikel lebih tinggi (≤3%) daripada lapisan
limonit tetapi kandungan magnesium yang tinggi dalam saprolit menjadikannya kendala,
menyebabkan konsumsi asam lebih banyak.
Gambar 5. Bagan alir proses pengolahan laterit nikel
v Proses Pirometalurgi
· Pembuatan Ferro-Nickel
Pembuatan ferro-nickel dilakukan melalui dua rangkaian proses utama yaitu reduksi
dalam tungku putar (rotary kiln, RK) dan peleburan dalam tungku listrik (electric furnace, EF)
dan lazim dikenal denganRotary kiln Electric Smelting Furnace Process atau ELKEM Process.
Bijih yang telah dipisahkan, baik ukuran maupun campuran untuk mendapatkan
komposisi kimia yang diinginkan, diumpankan ke dalam pengering putar (rotary dryer) bersama-
sama dengan reductant danflux. Selanjutnya dilakukan pengeringan sebagian (partical
drying) atau pengurangan kadar air (moisture content), dan kemudian dipanggang pada tanur
putar (rotary kiln) dengan suhu sekitar 700 -1000°C tergantung dari sifat bijih yang diolah.
Maksud utama pemanggangan (calcination) adalah untuk mengurangi kadar air, baik yang
berupa air lembab (moisture content) maupun yang berupa air kristal (crystalized water), serta
mengurangi zat hilang bakar(loss of ignition) dari bahan-bahan baku lainnya. Selain itu,
pemanggangan dimaksudkan juga untuk memanaskan (preheating) dan sekaligus mencampur
bahan-bahan baku tersebut. Dalam tanur putar juga dilakukan reduksi
pendahuluan (prereduction) secara selektif untuk mengatur kualitas produk dan meningkatkan
efisiensi/produktivitas tanur listrik, sesuai dengan pasaran dan kadar bijih yang diolah. Sekitar
20% dari kandungan nikel bjiih tereduksi, reduksi terutama dilakukan untuk merubah Fe3+
menjadi Fe2+, sehingga energi yang dibutuhkan dalam tanur listrik menjadi lebih rendah. Bijih
terpanggang dan tereduksi sebagian dari tanur putar ini dimasukkan ke dalam tanur listrik secara
kontinu dalam keadaan panas (diatas 500°C), agar dapat dilakukan pereduksian dan peleburan.
Dari hasil peleburan diperoleh feronikel (crude ferronickel) yang selanjutnya dimurnikan pada
proses pemurnian. Crude ferronickel memiliki kandungan 15-25% Ni dan terkandungan
pengotor yang tinggi seperti karbon, silikon dan krom. Pemurnian dilakukan dengan oxygen
blowing untuk menghilangkan karbon, krom dan silikon juga ditambahkan flux berupa kapur,
dolomit, flouspar, aluminium, magnesium, ferosilikon dsb., untuk menghasilkanslag yang
memungkinkan sulfur dapat terabsorb pada saat pengadukan dengan injeksi nitrogen. Hasil
proses pemurnian dituang menjadi balok feronikel(ferronickel ingot) atau digranulasi menjadi
butir-butir feronikel(ferronickel shots), dengan kadar nikel di atas 30%. Diagram alir pembuatan
ferronickel disajikan pada Gambar 6. Sedangkan diagram alir pemurnian disajikan pada Gambar
7.
Gambar 6. Tipikal pembuatan ferronickel
Gambar 7. Tipikal pemurnian ferronickel
Bagan alir proses pengolahan mineral laterit nikel komersial di PT Antam dapat dilihat pada
Gambar 8 dengan produknya sebagai berikut.
Produk utama:
· Logam paduan ferronickel
· Komposisi kimia:
o High carbon Fe-Ni: 23.4%-Ni; 1.75%-C;
o Low carbon Fe-Ni: 24.4%-Ni; 0.01%-C
Produk samping:
· Terak; campuran logam oksida
Kondisi proses:
·Mempunyai kadar nikel tinggi (>2.2%Ni)
·Rasio Fe/Ni rendah (5-6)
·Kadar MgO tinggi
·Rasio SiO2/MgO >2.5
Gambar 8. Bagan alir proses ferronikel di PT. Aneka Tambang Tbk
· Pembuatan Ni Matte
Nikel matte dibuat secara komersial pertama kali di Kaledonia Baru dengan
menggunakan blast furnace sebagai tanur peleburan dan gipsum sebagai sumber belerang
sekaligus sebagai bahan flux.Tetapi dewasa ini pembuatan matte dari bijih oksida dilakukan
dengan menggunakan tanur putar dan tanur listrik. Bagan alir yang disederhanakan dari proses
ini digambarkan pada Gambar 8. Gambar tersebut menunjukkan bahwa sebagian besar dari
tahap-tahap proses yang dilakukan dalam proses pembuatan ferronikel juga dilakukan dalam
proses ini. Bijih yang kandungan airnya dikurangi, dimasukkan ke dalam tanur putar Kemudian
berlangsung kalsinasi, pereduksian sebagian besar oksida nikel menjadi nikel, Fe2O3 menjadi
FeO logam Fe(sebagian kecil). Logam-logam yang dihasilkan kemudian bersenyawa
denganbelerang, baik yang berasal dari bahan bakar maupun bahan belerang yang sengaja
dimasukan untuk maksud tersebut. Produk tanur putar diumpankan ke dalam tanur listrik, untuk
menyempurnakan proses reduksi dan sulphurisasi sehingga menghasilkan matte. Furnace
Matte ini yang mengandung nikel kira-kira 30 - 35%, belerang kira-kira 10 - 15%, dan sisanya
besi, dimasukkan ke dalam converter untuk menghilangkan/mengurangi sebagian besar kadar
besi. Hasil akhir berupa matte yang mengandung nikel kira-kira 77%, belerang 21%, serta
kobaldan besi masing-masing kira-kira 1%. Dalam sejarah pembuatan nikel -matte di Kaledonia
Baru, selain dengan proses blast furnace, dibuat juga melalui ferronikel. Ke dalam feronikel
kasar cair dihembuskan belerang bersama-sama udara di dalam sebuah converter, sehingga
berbentuk matte primer (primary matte) dengan kandungan nikel kira-kira 60%, besi kira-kira
25%, karbon kira-kira 1,5%, dan sisanya belerang. Matte ini kemudian diubah (convert) dengan
cara oksida besi, sehingga diperoleh matte hasil akhir dengan kadar nikel 75 - 80% dan belerang
kira-kira 20%. Berbeda dengan feronikel, pada umumnya nikel dalam bentuk matte diproses
terlebih dahulu menjadi logam nikel atau nickel oxidic sinter sebelum digunakan pada industri
yang lebih hilir. Produknya adalah sebagai berikut.
Produk utama:
· Nickel matte
· Komposisi kimia: 70-78%-Ni; 0.5-1-%Co; 0.2-06%-Cu; 0.3-0.6%-Fe; 18-22%-S
Produk samping:
· Terak; campuran logam oksida
Kondisi proses:
· Mempunyai kadar nikel tinggi (>2.2%Ni)
· Rasio Fe/Ni rendah (>6)
· Kadar MgO tinggi
· Rasio SiO2/MgO antara 1.8-2.2
Gambar 8. Proses pembuatan nickel matte
· Pembuatan Nikel Pig Iron (NPI)
Nickel pig iron adalah logam besi wantah dengan kandungan Ni sekitar 5-10% Ni yang
merupakan hasil dari proses peleburan bijih nikel kadar rendah di bawah 1.8% Ni. Pada saat ini
NPI dihasilkan dari proses peleburan bijih nikel kadar rendah dengan menggunakan tungku
tegak,blast furnace. NPI digunakan sebagai bahan baku pembuatan stainless steel.
Proses pembuatan NPI dengan jalur terdiri dari tahapan sintering dan peleburan dalam
tungku tegak. Biaya produksi pembuatan NPI melalui rute peleburan dalam tungku tegak adalah
$17,637 per ton sedangkan melalui rute peleburan dalam tungku listrik(electric arc furnace)
adalah $15,430 per ton (Macquarie Bank analysis).
Struktur biaya pembuatan NPI melalui peleburan dalam electric furnace adalah 37% dari
pembelian bijih nikel laterit, 9% untuk pembiayaan pekerja, pajak, refraktori,elektroda dsb, 1%
untuk pembiayan konsumsi lime flux, 6% untuk pembiyaan batubara sebagai reduktor, 8% untuk
pembiyaan batubara sebagai reduktor, struktur biaya disajikan pada Gambar 9.
Gambar 9. Struktur biaya pembuatan NPI dengan rute elektrik furnace
Rute lain untuk mengurangi konsumsi energi listrik adalah melalui jalurdead
reduction dalam rotary kiln. Tahapan terdiri dari sizing kemudian mengalami proses
pengeringan kemudian direduksi dalam rotary kilnsehingga baik nikel oksida dan besi
oksida terreduksi menjadi logam masing-masing dan membentuk nickel-ferro alloy.
Untuk memisahkan dari pengotor maka kalsin dari rotary kiln dilakukan penggerusan
danselanjutnya mengakami pemisahan dengan separator magnetik sehingga
dihasilkan konsentrat ferronickel. Konsentrat crude ferronickelkemudian dibriket/dipellet
dan dipasarkan. Proses ini dapat mengolah bijih nikel kadar rendah 0,8-1,5% Ni.
Gambar 10 memperlihatkan bagan alir pembuatan NPI/crude ferronickel dengan rute
reduksi dalam rotary kiln. Nilai investasi untuk menghasilkan 7000 tpn NPI adalah $7-10 juta.
Gambar 10. Pembuatan NPI dengan rute rotary kiln
v Proses Hydrometalurgi
Dalam memilih jalur proses yang tepat untuk jenis endapan laterit tertentu dapat
digunakan bagan pada Gambar 11.
Gambar 11. Pemilihan proses berdasarkan jenis laterit
· Proses PAL (Pressure Acid Leaching)-HPAL
Proses ini didasarkan kepada proses pelarutan pada suhu dan tekanan tinggi, masing-
masingsekitar 245°C dan 35 atm. Pabrik pengolahan nikel di Kuba merupakan pabrik pertama
yang menggunakan proses ini pada tahun 1959, dengan mengolah bijih nikellimonit yang
mengandung nikel kira-kira 1,3%, magnesium l%,dan besi sekitar 47%. Bagar alir yang
disederhanakan dari proses tersebut digambarkan pada Gambar 6. Bijih nikel diumpankan dalam
pabrik dalam bentuk lumpur (slurry) disamakan ukurannya (sizing) menjadi -20 mesh, dan
dilindi.. Hasilnya kira-kira 95% Ni+Co dalam bijih terlarut,sedang besi tertinggal dalam residu.
Setelah pemisahan/pencucian dengan decantation, asam yang berlebihan dinetralkan
dengan batu kapur. Kemudian nikel dan kobal diendapkan dengan menggunakan H2S. Presipitat
ini yang mengandung 55% nikel, 6% kobal, 0,3% besi, dan 30% belerang, awalnya diproses dan
dimurnikan menjadi serbuk atau briket nikel dan kobal pada pabrik pemurnian.
Pada mulanya proses ini dianggap sebagai mahal (high cost).Tetapi dengan adanya krisis
energi, dan atas dasar hasil-hasil penelitian dan pengembangan dalam bidang pengolahan nikel,
maka proses ini akhirnya dianggap salah satu proses pengolahan nikel yang mempunyai prospek
sangat baik. Sebab selain hanya memerlukan sedikit energi yang berasal dari fossil fuel, juga
dapat mengolah bijih nikel dari bermacam-macam jenis dan kadar nikel/kobal yang tinggi.
Amax proses adalah salah satu proses yang berhasil dikembangkan seperti dikemukakan
di atas. Pada tahap persiapan dilakukan pemisahan antara bijih halus yang terdiri atas jenis
limonit, dan bijih kasar yang terdiri atas jenis slikat. Bijih limonit langsung diumpankan pada
sistem high pressure leaching, sedangkan bijih silikat, setelah digiling, dimasukkan pada
sistem atmospheric pressure leachcing dengan menggunakan acidic pregnant
solution dari limonit leaching. Di lain pihak, residu atmospheric leaching diumpankan ke
dalam high pressure leaching system.
Dengan cara ini, nikel yang berada dalam kedua jenis bijih tersebut akan dapat diekstrak,
sementara MgO dalam bijih silikat dapat berfungsi untuk menetralkan asam yang masih tersisa
sebagai pengganti batu kapur yang dipakai dalam proses Moa Bay. Memang konsumsi asam
sulfat akan semakin tinggi dengan bertambahnya kadar magnesium dalam bijih, tetapi hal ini
dapat diimbangi oleh kadar nikel yang cukup tinggi. Selain itu magnesium yang terlarut akan
dapat diambil lagi (recover) untuk menghasilkan magnesia dengan kemurnian yang tinggi, dan
SO2 dapat digunakan kembali dalam proses. Cara ini didukung lagi dengan modifikasi di bidang
lain yang banyak dilakukan, misalnya pengaturan tekanan dan suhu yang lebih baik, cara
penambahan asam sulfat, cara presipitasi dengan H2S yang lebih baik, dan Iain-lain.
Gambar 12. Bagan alir proses PAL (pressure acid leaching)
Proses pemisahan nikel dan kobal daoat dilanjutkan melalui tahapan proses seperti pada bagan
alir pada Gambar 13.
Gambar 13. Proses pemisahan nikel dan kobal
· Proses AL (Atmospheric Leaching)
Proses ini erupakan kombinasi proses piro dan hidrometalurgi (Proses Caron), mulamula
bijih direduksi pada temperatur tinggi, kemudian di leaching pada tekanan atmosfer.
Pemilihan teknologi proses yang akan diambil salah satunya tergantung pada jenis bijih
nikel, seperti yang dirangkum pada Tabel 5.
Tabel 5 . JENIS BIJIH VS TEKNOLOGI PROSES
BAB IV
PENUTUP
v Kesimpulan
Endapan nikel laterit merupakan hasil pelapukan lanjut dari batuan ultramafik pembawa
Ni-Silikat. Umumnya terdapat pada daerah dengan iklim tropis sampai dengan subtropis.
Pengaruh iklim tropis di Indonesia mengakibatkan proses pelapukan yang intensif, sehingga
beberapa daerah di Indonesia bagian timur memiliki endapan nikel laterit. Proses konsentrasi
nikel pada endapan nikel laterit dikendalikan oleh beberapa faktor yaitu, batuan dasar, iklim,
topografi, airtanah, stabilitas mineral, mobilitas unsur, dan kondisi lingkungan yang berpengaruh
terhadap tingkat kelarutan mineral. Dengan kontrol tersebut akan didapatkan tiga tipe laterit
yaitu oksida, lempung silikat, dan hidrosilikat.
Untuk memperoleh nikel dari tipe deposit laterit terdapat beberapa jalur proses
pengolahan dan dapat diklasifikasikan seperti ditunjukkan pada Gambar 4 dan 5. Komposisi
deposit laterit nikel akan bergantung pada tipe batuan induk, iklim tempat deposit terbentuk dan
proses pelapukan. Hal ini memberikan hubungan yang spesifik antara komponen deposit dan
pilihan proses pengolahannnya disertai kendala kendalanya.
Jalur proses pengolahan laterit nikel yang diterapkan secara komersial didasarkan pada
kandungan magnesium (Mg) dan rasio nikel-besi (Ni/Fe). Saat ini terdapat dua (2) pilihan jalur
proses ekstraksi, yaitu pirometalurgi dan hidrometalurgi (Gambar 5). Jalur proses ekstraksi
pirometalurgi menggunakan tipe laterit nikel saprolit dengan produk nikel berupa ferro-
nickel (FeNi), nickel pig iron, dan nickel sulfide matte (nickel matte). Sedangkan proses
hidrometalurgi paling umum diterapkan untuk laterit limonit.