GEOLOGI ENDAPAN NIKEL LATERIT

TEKNIK PENAMBANGAN NIKEL

 

AHMAD RIFAI FACHRUDDIN

KARTINI

ALPANSAH

SUDARMAN DASRI

ARIFANDI

KELOMPOK EMPAT

ANDRIANI

EKA WIDYA WISUDA MOITA PRADITYA

PENDAHULUAN

Bijih nikel pada umumnyan terbentuk sebagai endapan nikel laterit dan nikel sulfide. Endapan laterit biasanya tersebar cukup dangkal pada kedalaman 15 sampai dengan 20 meter. Cadangan nikel laterit umumnya besar namun kadarnya rendah dan memiliki ketebalan batuan penutup yang tidak terlalu tebal. Metode penambangan yang digunaan dalam menambang yang banyak digunakan dalam menambang endapan ini adalah metode tambang kupas (open cast). 

Endaan nikel sulfide umumnya ditemukan ratusan meter dibawah permukaan sehingga sistem penambangan yang banyak digunakan adlah metode tambang bawah tanah tetapi di beberapa tempat, endapan nikel sulfide ditemukan dekat dengan permukaan sehingga digunakan metode tambang cekung (open pit)Keterdapatan cadangan nikel terbesar dunia berasal dari nikel laterit. Data USGS pada 2012 menyebutkan bahwa jumlah sumber daya nikel laterit adalah 60% dan sisanya berasal dari nikel sulfide. Sumber daya nikel laterit terbesar terdapat di Kaledonia Baru selain itu, Negara yang memiliki cadangan nikel laterit yang cukup besar antara lain Filipina, Indonesia dan Australia.

 

Bijih nikel Indonesia banyak ditemukan di bagian timur terutama di Sulawesi. Sejarah pertambangan nikel di Indonesia telah dimulai sejak zaman Hindia Belanda yang menemukan deposit nikel Pomalaa dan Soroako. Pemerintah Hindia Belanda kemudian melakukan kegitan eksploitasi dan mulai mengekspor hasil tambang tersebut yang dimulai pada 1938, antara lain jepang. Kegiatan penambangan nikel di Indonesia kemudian  diambil alih oleh jepang yang juga mealukan kegiatan penyelidikan untuk bahan galian baru dan membangun kilang pengolahan nikel di pomalaa

 Setelah era kemerdekaan pemerintah mulai mengambil alih kegiatan pertambangan nikel, dengan melakukan survey geologi secara menyeluruh pada 1966. Setelah itu, pemerintah mulai memgusahakan kegiatan penambangan nikel dengan mendirikan PT (Negara) Pertambangan Nikel Indonesia di Pomalaa yang selanjutnya dilebur menjadi perusahaan Negara (PN) ANTAM yang sampa sekarang berkembang menjadi PT. Aneka Tambang. Indonesia juga mulai mengumumkan tender internasional untuk penambangan dan pengolahan nikel di Malili, Soroako yang dimenangkan oleh Inco, Canada pada 1967. Pada 2006, Inco Ltd. Diakuisisi oleh Vale (www.vale.com, 2013). Hingga saat ini kedua perusahaan tersebut merupakan perusahaan tambang nikel terbesar di Indonesia yang memiliki kontrak karya jangka panjang dan masih melakukan pengembangan-ppengembangan dalam kegiatan penambangannya.

Sebelum melakukan kegiatan penambangan perlu diketahui  tahapan  kegiatan  uasah  pertambangan  nikel seperti yang terlihat pada Gambar 1. Tahap awal dimulai dengan  kegiatan  eksplorasi  yang  sangat  diperlukan karena sifat endapan nikel  laterit yang bervariasi. Hal  ini menjadi  dasar  dalam  melakukan  perencanaan  dalam menentukan rancangan penambangan agar sumber daya yang diperoleh dari kegiatan eksplorasi dapat ditambang secara  efektif  dan  efisien  dengan  menerapkan  metode penambangan  yang  baik  dan  benar  (good  mining practice). Tujuan perencanaan tambang adalah membuat suatu  rencana  produksi  tambang  untuk  suatu  cebakan bijih  sehingga  dihasilkan  tonase  bijih  pada  tingkat produksi tertentu dengan biaya yang seminimal mungkin.

•  

PENAMBANGAN NIKEL LATERIT

Tahap  selanjutnya  adalah  penambangan yang  dimulai  dari  kegiatan  pembersihan  lahan (land  clearing),  pengupasan  tanah  penutup, pembongkaran  dan  penggalian  serta penimbunan  tanah  penutup  ke  lokasi  yang telah  ditambang  atau  ke  tempat  penimbunan. Kegiatan selanjutnya adalah pemisahan bijih di stasiun  penyaring  (screening  station)  dan penyimpanan  bijih  untuk  kemudian  dilakukan pengolahan  bijih.Selama  kegiatan penambangan hal penting yang harus disimpan dan ditempatkan pada lokasi khusus yang tidak boleh  terganggu  untuk  selanjutnya  digunakan dalam  kegiatan  rehabilitasu  lahan  pasca tambang.

Gambar 1. Tahapan kegiatan usaha penambangan nikel (Inco,2008)

Proses pembentukan nikel laterit pada daeran dengan iklim yang berbeda menyebabkan terbentuknya profil endi, 2004)apan khusus (gambar 2). Pada daerah beriklim kering kandungan nikel pada zona limonit berkisar 0,6-1,4% selain itu terdapat lapisan notronit dengan kadar nikel 1,2 % sedangkan pada daerah dengan iklim tropis kandungan nikel pada zona limonit berkisar antara 1,2 – 1,7%. Kandungan nikel pada zona saprolit pada daerah dengan iklim tropis berkisar antara 1,5 – 3% sedangkan pada daerah beriklim kering hanya sebesar 0,4% (dalvi,2004).

Gambar 2. Profil nikel laterit (dalvi, A D.2004)

Kegiatan penambangan dilakukan secara bertahap terhadap setiap lapisan profil nikel seperti terlihat pada gambar 3 menggunakan metode tambang kupas pada kedalaman bijih dangkal. Teknik penambangan ini dilakukan untuk daerah berlereng atau berbukit. Penambangan dilakukan dengan cara memotong bagian sisi bukit dari puncak menuju kebawah sesuai dengan garis konturnya. Peralatan yang digunakan dalam penambangan nikel laterit cukup menggunakan peralatan konvesional yaitu backhoe untuk panggilan dan truk untuk pengangkutan.

1. Pembersihan lahan (land clearing)

Pada proses ini, vegetasi yang terdapat di area yang akan ditambang dibersihkan terlebih dahulu untuk memisahkan pepohonan dari tanah tempat pohon tersebut tumbuh (tanah pucuk). Kegiatan pembersihan lahan ini baru dilaksanakan pada lahan yang segera akan ditambang; untuk lahan yang belum akan ditambang diharuskan untuk tetap mempertahankan pepohonannya agar tetap tumbuh. Hal ini sebagai wujud bahwa perusahaan tambang tetap memperhatikan aspek pengelolaan atau lindungan lingkungan tambang. Gambar 4 menunjukkan kondisi awal lahan sebelum dilakukan kegiatan penambangan.

 

Gambar 3. Metode penambangan nikel laterit(sumber.http://www.om/akelassia.com/html)

Gambar 4. Lahan yang akan ditambang.

2.Pengupasan dan penyimpanan tanah pucuk (top solling)

Pada tahap ini, lapisan tanah pucuk yang mengandung humus dan unsur  hara yang penting untuk kesuburan tanah dikupas,diangkut lalu ditimbun pada suatu lokasi khusus yang telah dipersiapkan untuk menimbun tanah pucuk (top soil bank) dan dipisahkan dari material tanah penutup. Hal ini dilakukan dengan harapan kondisi dan komposisi tanah pucuk  tersebut tidak berubah  dan dapat digunakan kembali ketika proses reklamasi dan revegetasi dilakukan setelah operasi penambangan pada suatu lokasi selesai dilakukan.

3. Pengupasan lapisan tanah penutup (Stipping) Pada tahapn ini dilakukan pengupasan terhadap 

lapisan tanah yang    tidak mengandung atau memiliki kadar nikel yang rendah yang menutupi badan bijih (ore body ). Ketebalan lapisan tanah penutup  berkisar antara 15-20 meter, kemudian ditimbun pada area penimbunan (disposal area) atau digunakan langsung untuk menutupi area bekas penambangan (mine out area) yang sudah tidak ada aktifitas penambangan lagi. Proses ini menggunakan kombinasi peralatan tambang yang sederhana berupa alat muat (loader) berupa backhoe atau shovel dan dump truck.

4. Penimbunan (disposal)

Penimbunan  lapisan  tanah  penutup  pada  lokasi  penimbunan dilakukan secara bertahap   yang dimulai dengan membuat  lapisan tanah  penutup  dasar  seluas  area  penimbunan  yang  telah ditentukan. Kegiatan penimbunan yang  telah ditentukan. Kegiatan penimbunan  lapisan  tanah  penutup  selanjunya  dilakukan  kearah atas secara bertahap atau berjenjang dengan luasan yang semakin mengecil,  hingga  membentuk  sebuah  bukit  atau  gunung berjenjang.  Permukaan  jenjang  kemudian  diberi  lapisan  tanah pucuk  (diambil  dari  top  soil  bank)  setebal  50-100  cm.  Permukaan akhir dibentuk kontur landai membentuk kontur landai membentuk bukit yang rata (tidak berjenjang). Derajat kemiringan kontur bukit dibuat  sekitar  14°.  Hal  tersebut  untuk menghindari  terkumpulnya air  limpasan  di  area  penimbunan  yang  dapat menimbulkan  erosi. Luas  daerah  yang  perlu  disiapkan  sebagai  tempat  penimbunan adalah  2-3  kali  luas  daerah  penambangan  (bukaan).  Hal  tersebut disebabkan oleh mineral yang telah dibongkar (loose material) akan mengembang sebesar 30-45% dibandingkan material asal/insitu.

` Kegiatan penambangan bijih nikel (run off mine/ROM) dilakukan setelah lapisan  tanah penutup dikupas dan lapisan yang mengandung bijih telah tersingkap. Persiapan penambangan dilakukan dengan membuat jalan menuju level yang telah direncanakan, kemudian dilakukan penggalian bijih nikel menggunakan alat gali muat backhoe dan power shovel serta alat angkut  dump truck. Bijih nikel dengan kadar menengah (medium grade limonite) yang telah ditambang kemudian diangkut ke lokasi stockpille untuk di timbun sementara dilokasi tambang selanjutnya dilakukan penggalian lapisan tanah berkadar nikel tinggi (Saprolite ore) untuk diangkut menuju stasiun penyaringan

5. Kegiatan penambangan bijih nikel

Gambar 5. Kegiatan gali dan muat endapan nikel laterit

6. Penyaringan bijihPenyaringan ini dilakukan untuk menapatkan bijih dengan ukuran -8 cm. Bijih yang telah tersaring disimpan sementara di tempat penimbunan bijih (ore stockpile) yang kemudian akan diproses di pabrik pengolahan.Batuan yang tertahan dengan ukuran -30 +8 cm mendapatkan proses tambahan di unit peremukan (crushing) hingga ukuran -1,25 cm. Buangan tersebut digunakan sebagai material sipil (civil material) untuk pembuatan kontruksi jalan, timbunan tanah penutup (waste dump) dan pembuatan landasan peralatan berat pada muka tambang. Batuan dengan ukuran lebih dari 30 cm dibuang ke area pembuangan (disposal area).

3. PENAMBANGAN NIKEL SULFIDA Bijih sulfide terbentuk dari kegiatan vulkanik 

atau hidrotermal. Nikel dalam bijih ini biasanya terbentuk  bersama dengan tembaga dan/atau kobalt dan kadang-kadang berasosisi dengan logam mulia seperti emas,palladium, dan platina (Mudd, 2009). Jenis nikel sulfida memiliki kemudahan dalam proses pengolahannya,tetapi memerlukan biaya yang lebih tinggi dalam kegiatan penambangannya karena keterdapatannya yang cukup. dalam dari permukaan. Urutan proses penambangan bijih Sulfida terdiri atas eksplorasi, persiapan lokal, penambangan bijih, benefisiasi, penimbunan dan reklamasi.Sebelum melakukan kegiatan penambangan terlebih dahulu dilakukan beberapa persiapan pendukung kegiatan penambangan, antara lain persiapan infrastruktur. (Paulu, 2008).

3.1 Metode Tambang Terbuka

Langkah pertama dalam kegatan tambang terbuka adalah melakukan penggalian terhadap batuan penutup. Batuan penutup kemudian disimpan dan ditimbun ditempat penimbunan yang telah disiapkan dengan luas area yang cukup besar. Tahapan ini dapat menghasilkan timbunan batuan sisa dalam jumlah yang sangat besar. Bentuk bukaan tambang sangat tergantung pada keberadaan bijih dengan bentuk jenjang dan jalan tambang (ramp) yang dibuat sedemikian rupa agar memungkinan peralatan dapat mencapai dasar tambang. Skema dimensi lereng pada metode tambang terbuka dapat dilihat pada gambar 6.

Gambar 6. Skema dimensi lereng pada tambang terbuka.

Endapan nikel sulfida merupakan endapan primer yang berasosiasi dengan batuan beku. Dalam kegiatan penggalian bijihnya diperlukan aktifitas peledakan.Langkah pertama kegiatan penambangan adalah membuat lubang ledak dengan diameter 15 – 30 cm terlebih dahulu, kemudian dilakukan kegiatan peledakan sehingga batuan yang mengndung bijih tersebut terberai. Kegiatan pemuatan mengguankan shovel, kemudian bjih nikel diangkut ke area pemrosesan dengan dump truck.(Gambar 7 ).

Gambar 7. Aktifitas penambangan bijih sulfida (sumber:

http://www.talvivaara.com/media-en/picture-gallery/picture_bank)

Jenjang tunggal dirancang sesuai dengan peralatan mekanis yang digunakan. Tinggi jenjang dibatasi oleh jankauan excavator/shovel, sedangkan lebar jenjang harus cukup luas bagi peralatan gali-muat dan truk untuk bermauver. Kemiringan lereng ditentukan berdasarkan perhitungan kemantapan lereng dengan memasukan data sifat fisik dan kuat geser material pembentuk lereng tersebut.

Salah satu tambang nikel sulfida terbuka adalah tambang Aguablanca yang terletak di Spanyol (gambar 8). Metode penambangan yang dilakukan adalah tambang cekung menggunakan metode konvensional berupa pengeboran, peledakan dan kegiatan muat – angkut dengan shovel dan dump truck. Selain itu juga terdapat tambang terbuka Talvivaara yang terletak di Finlandia.

Gambar 8. Lubang buka pada tambang ceku aguablance di spanyol

(Sumber.htt://www.golder.com/fren/modules.php.?

name=newsletters&op=viewarticle&sp_id=117&page,,id=1148&article_id=164)

3.2 Metode Tambang Bawah Tanah

Tambang bawa tanah digunakan untuk lokasi dfengan keterdapatan  bijih yang jauh dari  permukaan.  Keuntungan  metode  ini adalah  dampak  lingkungan  dipermukaan akan  lebih  kecil  bila  dibandingan  dengan metode  tamvbang  terbuka.  Metode  ini sangat tergantung kep[ada bentuk dan arah bijih. Salah satu tambang nikel bawah tanah yerbesar  adalah  tambang    Creighton  yang berada di kanada.

Tambang  bawah  tanah  ini    sudah mulai pada  tahun 1901 dengan Kedalaman tambang  pada  2008  telah mencapai  2.400 meter  sehingga  merupakan  salah  satu tambang bawah  tanah  terdalam di kanada. Jalan  masuyk  utama  tambang  merupakan lubang  vertical  dengan  lubang-lubang horizontal  pada  setiap  level  dengan keadaan

Gambar 9. Profil badan bijih ditambang nikel bawah tanah

(sumber.http://www.sno.phy.queensu.ca/ca/sno/

sno2.html)

Selain di kanada, tambang nikel sulfida terbesar dunia adalah Norilsk-talnakh di rusia. Keberadaan bijih yang ditambang pada lokasi ini berada di kedalaman  1.200 meter di permukaan. Metofe tambang bawah tanah yang digunakan adalah  sub-level caving. lumbung yang telah di tambang berukuran panjang 120 meter dan diisi kembali sebagai pemyangga. Proses penambangan menggunakan alat bor mekanis antara lain jumbo drill, raise borers dan mesin gali-muat angkut (www.mining-technology.com)’

Menurut paulu 2008, terdapat tiga metode tambang bawah tanah yang banyak digunakan dalam menambang mineral sulfide yaitu gali timbun (cut and fill stopping), ruang dan pilar (room and pillar) dan ambrukan bongkah (block caving).

Menurut paulu 2008, terdapat tiga metode tambang bawah tanah yang banyak digunakan 

dalam menambang mineral sulfide 

Gali timbun (cut and fill stopping)

Ambrukan bongkah (block caving).

Ruang dan pilar (room and pillar)

1. Metode gali timbum (cut and fill stopping)

Pada metode ini akses menuju bijih terdiri  atas terowongan vertical dan horizontal kemajuan penambangan mengikuti urat bijih (vein). Bijih kemudian dipisahkan diangkut kepermukaan . metode ini menggunakan system penyanggan  dengan material pengisi (filling material) dan peyanggaan buatan. Bijih ditambang dalam arah horizontal untuk tiap bloknya, dimulai dari bagian bawah lombong danbergerak ke atas. Bijih yang sudah diledakkan lalu dimuat dan ditransportasikan keluar lombong. Ketika satu blok sudah ditambang habis, volume blok yang kosong kemudian diisi oleh waste material.

Gambar 10. Metode tambang bawah tanah gali timbun sumber

Pada kebanyakan gali timbun, kemajuan penambangan dilakukan naik sepanjang badan bijih. Kemajuan pemanbangan dilakukan di dalam suatu siklus yang meliputi tahapan aktivitas sebagai berikut : 

a. Pemboran dan peledakan untuk batuan berlapis dengan ketebalan 3 m dilakukan pada atap lombong (stope);

b. Pengerakan (scalling) dan penyanggaan meliputi pemindahan material lepas dari atap dan dinding lombong serta cara penempatan penyanggaan;

c. Pemuatan dan pengangkutan bijih. Bijih secara mekanis dipindahkan dari dalam lombong ke lorong bijih (ore pass), kemudian jatuh ke jalan pengangkutan oleh gravitasi;

d. Pengisian kembali (back filling) lombong yang telah kosong diisi kembali dengan material pengisi

4. METODE PENAMBANGAN RUANG DAN PILAR

Pada metode penambangan ini pembuatan lubang bukaan tambang diawali dengan pengendalian horizontal membentuk ruangan (rooms) yang sejajar satu sama lain. Lalu dibuat lorong (drift) bukaan yang lebih kecil yang tegak lurus terhadap ruangan. Sebagai penyangga antar ruang dibuat pilar yang dibuat dari batuan itu sendiri. Pilar tersebut masih mengandung 30 – 60 % bijih. Ukuran pilar(rasio antara lebar pilar dengan lebar penggalian) harus diperhitungkan secara cermat. 

Lebar pilar ditentukan berdasarkan beban atap atau berat overburden di atas penggalian, lebar penggalian dan kekuatan bantuan di sekitar penggalian. Setelah ruang ditambang, lalu dilakukan penambangan bijih pada pilar dan penyanggaannya diganti dengan kayu. Proses penggalian dilakukan dari belakang ke depan. Pada akhir penambangan, terkadang dilakukan ekstraksi pilar, yaitu mengambil endapan yang semula sebahai pilar, dengan maksud untuk meningkatkan perolehan tambang (recovery).

Pada  metode  ini,pengambilan  endapan  dilakukan denganmeningggalkan  pilar  pilar  yang  letak  dan  ukurannya beraturan.  Fungsi  pilar  disini  adalah  menjamin  agar  rongga penambangan  tidak  runtuh.  Sebagai  alat  gali  dapat  digunakan system nonmekanis  (garpu,  sekop) dan mekanis penuh  (continuous miner, road header).  Ukuran  pilar  atau  rasio  antara  lebar  pilar dengan lebar penggalian harus diperhitungkan secara cermat.

Gambar 11. Metode penamangan ruang dan pilar(sumber:http://www.ilo.org/safework_bookshelf/English?content&nd=857170921)

5. METODE PENAMBANGAN AMBRUKAN BONGKAH

Ambrukan bongkah merupakan suatu metode penambangan yang dimulai dengan membuat suatu undercut (potong bawah) terhadap suatu blok endapan bijih. Tinggi undercut dibuat antara 2,5 – 6,0 meter agar pengembangan blok baru berjalan lancer. Sebelum undercut diruntuhkan, blok akan runtuh secara perlahan. Corongan bijih (ore chutr) harus banyak agar pengambilan pecahan bijih (broken ore) dapat merata dan batas antara bijih dan lapisan penutup teratur, sehingga kemungkinan terjadinya pengotoran (dilution) karena bercampurnya bijih dengan lapisan penutup dapat dibatasi atau dikurangi. 

Gambar 12. Metode penambangan ambrukan bongkah(Sumber:http://egeology.blogfa.com/post-40.aspx)

Corongan bijih pada bagian bawah tiap blok dibuat terlebih dahulu untuk kemudian diledakkan dan menimbulkan efek ambrukkan terhadap material diatasnya. Setelah peledakan terjadi, batuan samping akan pecah membentuk bongkah dan ukurannya lebih besar dari pada bijih yang ikut hancur. Oleh karena itu, bijih akan mengalir kelubang penarikan (drawpoint), sedangkan batuan samping akan tertahan diatas sebagai penyangga.

KESIMPULAN

Kegiatan penambangan merupakan kegiatan yang dilakukan dengan perencanaan yang efektif dan efesien dengan tujuan untuk menghasilkan bijih dengan biaya produksi seminimal mungkin yang menerapkan metode penambangan yang baik dan benar (goog mining practice). Metode penambangan nikel akan selalu mengikuti arah penyebaran bijih nikel baik itu pada nikel laterit maupun nikel sulfida, semakin berkurangnya cadangan nikel sulfida yang merupakan nikel dengan kadar yang tinggi saat ini menyebabkan berkembangnya ekslorasi dan penambangan nikel laterit.

DAFTAR PUSTAKA  Caterpillar Inc, 2008, Vale Inco’s Creighton Mine, Viewpoint; perfectifes on modern

mining, a pubication of caterpillar global mining; issue 4, https:// mining,cat .com/cda/files/2785508/7/creinghton_ENG.pdf, diunduh tanggal 12 Agustus 2013.

 Dalvi, A.D., Bacon, W.G., Osborne, R, C., 2004, The past and the future of Nickel Laterites,

PDAC 2004 international convention, trade Show & Investor Exchange, Marcs, 7-10, 2004 Inco Limited ,ontario, canada.

 Golder Associates, stabilizing the slippery slopes of Spain’s Aguablanca mine, Strong

Foundations(Issue),htpp://www.golder.com/fr/en/modules,php?namviewarticle&sp_id =117&page_id=1148&article_id=164, diunduh tanggal 23 Oktober 2013

 Mudd, G M., 2009 Nikel Sulfide versus laterite: The Hard Sustainabillity Challengge

Remains.Proc.”48th Annual Converence of Metallurgists”, Canadian Metalullurgical Society, Sudbury, Ontario, Canada. 

Nikel Asia Corp., 2013, Opertaion – Min http://www.nickelasia.com/operations,htmling Method, diunduh tanggal 12 juli 2013.