HIDROMETALURGI

TUGAS IIOleh

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

FAKULTAS TEKNIK

2008

HIDROMETALURGIPENGANTAR METALURGI

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 :

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.HIDROMETALURGI

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.Hidrometalurgi dapat juga diartikan sebagai 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.Peralatan yang dipergunakan adalah :

a.Electrolysis / electrolytic cell.

b.Bejana pelindian (leaching box).Saat ini hidrometalurgi adalah teknik metalurgi yang paling banyak mendapat perhatian peneliti. Hal ini terlihat dari banyaknya publikasi ilmiah semisal jurnal kimia berskala internasional yang membahas pereduksian logam secara hidrometalurgi. Logam-logam yang banyak mendapat perhatian adalah nikel (Ni), magnesium (Mg), besi (Fe) dan mangan (Mn).

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.Pada prinsipnya hidrometalurgi melewati beberapa proses yang dapat disederhanakan tergantung pada logam yang ingin dimurnikan. Salah satu yang saat ini banyak mendapat perhatian adalah logam mangan dikarenakan aplikasinya yang terus berkembang terutama sebagai material sel katodik pada baterai isi ulang. Baterial ion litium konvensional telah lama dikenal dan diketahui memiliki kapasitas penyimpanan energi yang cukup besar. Namum jika katodanya dilapisi lagi dengan logam mangan oksida maka kapasitas penyimpanan energi baterai tersebut menjadi jauh lebih besar.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.

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

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

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

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.Leaching adalah proses pelarutan selektif dimana hanya logam-logam tertentu yang dapat larut. Pemilihan metode pelindian tergantung pada kandungan logam berharga dalam bijih dan karakteristik bijih khususnya mudah tidaknya bijih dilindi oleh reagen kimia tertentu. Secara hidrometalurgi terdapat beberapa jenis leaching, yaitu :

1. Leaching in Place (In-situ Leaching)2. Heap Leaching3. Vat Leaching /Percolation Leaching4. Agitation Leaching5. AutoclavingReduktan organik adalah hal yang sangat penting dalam proses ini. Reduktan yang dipilih diusahakan tidak berbahaya bagi lingkungan, baik reduktan itu sendiri maupun produk hasil oksidasinya. Kebanyakan reduktan yang digunakan adalah kelompok monomer karbohidrat, turunan aldehid dan keton karena punya gugus fungsi yang mudah teroksidasi. Contohnya adalah proses reduksi mangan dengan adanya glukosa sebagai reduktan:

C6H12O6 + 12MnO2 + 24H+ = 6CO2 + 12Mn2+ + 18H2OLarutan hasil leaching tersebut kemudian dipekatkan dan dimurnikan. Ada tiga proses pemurnian yang umum digunakan yaitu evaporasi, ekstraksi pelarut dan presipitasi (pengendapan). Di antara ketiganya, presipitasi adalah yang paling mudah dilakukan, juga lebih cepat. Namun cara ini kurang efektif untuk beberapa logam.

Logam hasil pemurnian biasanya diaktivasi dengan asam tertentu terlebih dahulu sebelum diambil dari larutannya. Cara ini menjamin didapatkannya logam dalam struktur nanometer dengan tingkat kemurnian yang lebih tinggi. Logam yang berstruktur nanometer harganya bisa puluhan kali lipat dibandingkan dengan logam yang berstruktur biasa.

Suhu selama proses leaching, konsentrasi reaktan, ukuran partikel sampel dan PH larutan merupakan faktor-faktor yang paling menentukan keberhasilan proses hidrometalurgi. Apabila kita mampu menemukan kombinasi yang tepat dari keempat faktor ini maka proses hidrometalurgi akan semakin optimal. Kedepan diharapkan para ahli teknik kimia dapat menciptakan teknologi yang mampu mengaplikasikan hidrometalurgi agar terpakai lebih luas dalam dunia industri.Ekstraksi hidrometalurgi, yang meliputi pelarutan emas (sianidasi). Serta pengujian pelarutan yang membutuhkan kondisi temperatur dan tekanan tinggi.Peralatan pengujian proses pelarutan meliputi:1. Bottle roller cyanidation

2. Percolation leaching

3. Autoclave.Pengolahan emas menghasilkan limbah yang berbahaya diantara yang terpenting adalah limbah sianida. Limbah sianida dari proses leaching emas dapat diolah dengan berbagai macam cara pemisahan dan oksidasi. Proses pemisahan terdiri dari membranes, electrowinning dan hydrolysis/distillation; metode kompleksi terdiri dari acidification/ volatilization, metal addition, flotation dan solvent extraction; dan metode adsorpsi dengan berbagai mineral minerals, activated carbonsdan resins. Metode ini digunakan untuk memurnikan dan merwcycle limbah sianida. Di sisi lain, proses oksidasi juga dapat dilakukan untuk mentreatment sianida, yaitu terdiri dari various biological, catalytic, electrolytic, chemicaldan metode photolyticDampak negatif dari ekstraksi metalurgi dan pemurnian Karena peralatan dan proses ekstraksi logamnya berlainan maka dampak negatif yang ditimbulkan juga berlainan.Dampak negatifnya berupa pencemaran lingkungan oleh :

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

2. Pembuangan ampas cair (liquid waste / liquid tailing) yang mengandung metal berat yang berbahaya.

3. Pembuangan ampas padat (solid waste / solid tailing) dapat mencemari badan air bebas (sumur, sungai, danau dan laut) bila tidak diproses di dalam kolam pengendap.

4. Gas beracun yang timbul dari reaksi kimia (CO, NH3, SO2, CN, dll) walaupun jumlahnya tidak banyak.Hal-hal pokok yang perlu mendapatkan perhatian pada kegiatan ekstraksi dan pembuangan limbah/waste agar sejalan dengan upaya reklamasi adalah : 1. Luas dan kedalaman zona mineralisasi 2. Jumlah batuan yang akan ditambang dan yang akan dibuang yang akan menentukan lokasi dan desain penempatan limbah batuan. 3. Kemungkinan sifat racun limbah batuan 4. Potensi terjadinya air asam tambang 5. Dampak terhadap kesehatan dan keselamatan yang berkaitan dengan kegiatan transportasi, penyimpanan dan penggunaan bahan peledak dan bahan kimia racun, bahan radio aktif di kawasan penambangan dan gangguan pernapasan akibat pengaruh debu. 6. Sifat-sifat geoteknik batuan dan kemungkinan untuk penggunaannya untuk konstruksi sipil (seperti untuk landscaping, dam tailing, atau lapisan lempung untuk pelapis tempat pembuangan tailing). 7. Pengelolaan (penampungan, pengendalian dan pembuangan) lumpur (untuk pembuangan overburden yang berasal dari sistem penambangan dredging dan semprot). 8. Kerusakan bentang lahan dan keruntuhan akibat penambangan bawah tanah. 9. Terlepasnya gas methan dari tambang batubara bawah tanah. DAFTAR PUSTAKAhttp://www.chem-is-try.org/?sect=fokus&ext=45http://danibrek.wordpress.com/metalurgi/http://firmanj.blog.com/2008/2/