Bab 5 Metode Tambang Terbuka

DASAR-DASAR TAMBANG TERBUKA

BAB 5 METODE TAMBANG TERBUKA

Klasifikasi metode penambang di Sub bab 2.2 Tabel 1 dinyatakan bahwa metode tambang terbuka (Hartman, 1987) dibagi dalam klas mekanika dan aqueous. Klas Mekanik terdiri dari ; open pit mining, quarry, open cast mining dan auger mining. Klas Aqueous terdiri dari ; hidraulicking, dredging, borehole dan leaching.

5.1 METODE EKSTRAKSI MEKANIK Metode ekstraksi mekanik merupakan penambangan yang menggunakan proses mekanik pada lingkungan yang kering. Empat metode ini diterapkan 90% dari produksi tambang terbuka. Secara luas metode open pit dan open cast menggunakan siklus operasi penambangan yang konvensional ; pemecahan batuan menggunakan pemboran dan peledakan, diikuti operasi penanganan material penggalian, pemuatan dan pengangkutan.

5.1.1 Open Pit Mining Open pit adalah cara-cara penambangan terbuka yang dilakukan untuk menggali endapan-endapan bijih metal seperti endapan bijih besi, nikel, bijih tembaga dan sebagainya. Variasi penambangan open pit dapat dilakukan tergantung dari letak dan bentuk endapanya misalnya ; 1. Endapan dengan lapisan atau seam yang mendatar atau terrain flat (Gambar 3.1a). 2. Endapan masif mendatar (Gambar 5.1b). 3. Endapan tersingkap dengan kemiringan yang relatif besar (bed pitching) misalnya antrachite dan batubara (Gambar 5.1c). 4. Deposite masif dengan relief topografi yang tinggi (Gambar 5.1d). 5. Endapan lapisan tebal atau lapisan batubara (Gambar 5.1e). Penambangan dengan metoda open pit dapat juga disebut dengan open cut. Hal ini tergantung dari bentuk tambang berdasarkan letak endapan bijih. Dikatakan Open pit, jika penambangan untuk endapan terletak pada daerah yang datar atau lembah. Dengan demikian medan kerja digali ke arah bawah sehingga membentuk semacam cekungan atau pit . Sedangkan Open cut adalah cara penambangan terbuka yang dilakukan untuk menggali endapan bijih yang terletak pada lereng bukit. Dengan demikian medan kerja digali dari arah bawah ke atas atau sebaliknya.

Bab 5. Metode Tambang Terbuka, hal. 39


Bentuk tambang dapat pula melingkari bukit atau undakan. Hal ini tergantung dari letak endapan dan penambangan yang diiginkan (seperti yang terlihat pada gambar 5.1d).

Overbudden

Overbudden Ore

Ore

(a)

Underground

(b)

Overbudden Overbudden Ore

Ore Kemajuan bench

(c)

(d)

Overbudden Coal

(e) Gambar 5.1 Variasi penambangan open pit

Dalam kegiatan penambangan open pit / open cut ada beberapa faktor yang harus menjadi perhatian yang serius adalah : 1. Kesehatan dan keamanan ; seperti pengendalian debu, beban bench, jalan, limbah dan dumping area, kebisingan dan pencegahan kebarakan spontan. 2. Pengendalian lingkungan ; perlindungan air dan udara, pengelolaan limbah. 3. Pengendalian tanah ; stabilitas kemiringan dan pengendalian erosi tanah. 4. Pendistribusian dan Power suplai ; substasiun listrik. 5. Pemeliharaan dan perbaikan ; fasilitas bengkel. 6. Komunikasi ; radio dan telefon. 7. Kontruksi jalan dan pengangkutan (transportasi) Bentuk tambang berdasarkan letak endapan bijih itu sendiri ada 2 macam, yaitu: open pit dan open cut. Bab 5. Metode Tambang Terbuka, hal. 40


Open pit Open pit merupakan bentuk penambangan untuk endapan bijih yang terletak pada suatu lembah. Dengan demikian front kerja digali ke-arah bawah sehingga membentuk semacam cekungan atau pit.

Open cut Open cut merupakan bentuk penambangan untuk endapan bijih yang terletak pada lereng bukit. Dengan demikian front kerja digali dari arah bawah ke atas atau sebaliknya (side hill type). Bentuk tambang dapat melingkari bukit atau undakan, hal tersebut tergantung dari letak endapan dan penambangan yang diinginkan (lihat Gambar 5.2) Cara pengangkutan pada open cut tergantung dari kedalaman endapan bijih dan topografinya. Pada dasarnya cara pengangkutan ada 2 macam yaitu: a.

cara konvensional atau cara langsung yaitu hasil galian atau peledakan diangkut oleh truck/belt conveyor/mine car/tread wagon/dump type rail cars, dsb lansung dari tempat penggalian ke tempat dumping dengan menelurusuri tebing-tebing sepanjang bukit (lihat Gambar 5.3).

Gambar 5.2 Open cast mine di Grasberg Freepot Indonesia



Gambar 5.3 Cara pengangkutan konvensional

b. Cara inkonvensional atau cara tak langsung adalah cara pengangkutan hasil galian/peledakan ke tempat dumping dengan menggunakan cara kombinasi alatalat angkut. Misalnya dari front ke tempat crusher digunakan truk dan selanjutnya melalui ore pass ke loading point dari sini diangkut ke ore bin dengan memakai belt conveyor, adan akhirnya diangkut keluar tambang.

Gambar 5.4 Cara pengangkutan inkonvensional



Keuntungan penambangan open pit / open cut : 1. Produksi tinggi, karena alat-alat berat (alat-alat mekanis) dapat dipergunakan sesuai dengan keinginan. 2. Kebutuhan tenaga kerja rendah, karena banyak menggunakan alat-alat mekanis. 3. Relatif fleksibel ; dapat menyesuaikan produksi dengan permintaan pasar. 4. Biaya penghancuran batu jauh lebih rendah, jika dibandingkan dengan tambang bawah tanah. 5. Perencanaan yang lebih tepat, sehingga pemeliharaan bench jauh lebih stabil. 6. Kesehatan dan keamanan yang lebih baik, tidak ada bahaya seperti pada tambang bawah tanah. Kerugian penambangan open pit / open cut : 1. Kedalaman penggalian terbatas (<300m) ; keterbatasan teknologi alat-alat mekanis. 2. Dibatasi oleh stripping ratio. 3. Kerusakan permukaan bumi yang membutuhkan reklamasi, sehingga menjadi penambahan biaya. 4. Kebutuhan cadangan deposit yang besar untuk merealisasikan biaya yang rendah, jika tidak ada perubahan nilai bahan galian. 5. Iklim dan cuaca dapat mempengaruhi operasi penambangan, sehingga dapat mempengaruhi produksi. 6. Stabilitas dan pemeliharaan bench harus dipertahankan dengan baik. 7. Harus disediakan penanganan limbah. Berikut ini, diberikan contoh tambang terbuka Grasberg. Tubuh bijih Grasberg ditambang dengan menggunakan cara penambangan terbuka, yang cocok untuk Grasberg karena keberadaannya yang dekat dengan permukaan (Gambar 5.5). Dengan penambangan terbuka, maka dimungkinkan pengerahan peralatan berat untuk pekerjaan tanah yang sangat besar, yang mampu mencapai tingkat penambangan yang tinggi pada biaya satuan yang paling rendah.

Gambar 5.5 Tubuh Bijih Grasberg Bab 5. Metode Tambang Terbuka, hal. 43


Pada tambang terbuka Grasberg digunakan peralatan shovel dan truk besar untuk menambang bahan. Bahan tersebut termasuk klasifikasi bijih atau limbah, tergantung dari nilai ekonomis bahan tersebut. Alat shovel menggali bahan pada daerah-daerah berbeda di dalam tambang terbuka, dan memuat bahan ke atas truk angkut untuk dibawa keluar tambang terbuka. Bijih ditempatkan ke dalam alat penghancur bijih dan diangkut ke pabrik pengolahan (mill) untuk diproses. Batuan limbah (overburden) dibuang dengan truk ke daerahdaerah penempatan yang telah ditentukan, atau ke dalam alat penghancur OHS pada jalan HEAT untuk ditempatkan di Wanagon Bawah di samping alat penimbun (stacker). Sarana-sarana utama yang ada pada lokasi tambang terbuka termasuk bengkelbengkel perawatan, tambang batu gamping dan pabrik pemrosesan, serta fungsi pendukung lainnya dan perkantoran. Lazimnya, bahan-bahan dan perlengkapan dibawa ke lokasi tambang terbuka dengan menggunakan tram. Alat berat diangkut dengan menggunakan wheeled lowboy melalui Jalan HEAT, yang merupakan infrastruktur yang terbukti sangat vital untuk pengangkutan jenis peralatan yang diperlukan di tambang terbuka Grasberg yang sangat besar.

Gambar 5.6 Layout Tambang Terbuka Grasberg

Pengembangan tambang terbuka Grasberg dilakukan dengan menambang sejumlah daerah (pushback) secara bersamaan. Setiap pushback merupakan bagian dari sebuah rencana pengembangan berjangka lebih panjang untuk menambang cadangan. Beberapa pushback perlu waktu bertahun-tahun untuk memindahkan overburden sebelum bijih terpapar. Di Grasberg, pushback yang utama yang menghasilkan bijih adalah 6N. Jadwal pelepasan bijih berkadar tinggi didasarkan atas pemindahan overburden tepat sebelum Bab 5. Metode Tambang Terbuka, hal. 44


bijih ditambang. Ketika satu pushback selesai dikerjakan, maka pushback berikutnya, overburdennya telah dikupas sehingga bisa mulai menghasilkan bijih. Jadwal keseluruhan tambang terbuka dirancang guna memaksimalkan nilai bersih terkini (net present value) dari sumber daya tersebut. Sepanjang masa Grasberg, sekitar 3,4 miliar ton metrik overburden akan ditambang guna menyingkap 1,4 miliar ton metrik bijih yang bernilai ekonomis. Overburden terdiri dari sejumlah jenis batu alam yang berbeda, termasuk batu gamping. Overburden ditempatkan di daerah-daerah yang memungkinkan tambang terbuka dikembangkan sedekat mungkin untuk mengurangi biaya. Daerah-daerah utama tersebut berada di padang rumput Carstensz dan daerah Wanagon di sebelah barat dan utara. Overburden tersebut diangkut menuju daerahdaerah tersebut terutama di atas truk. Di Wanagon Bawah, truk tersebut menuang batuan tersebut ke dalam alat penghancur yang ada pada jalan HEAT, dan bahan tersebut di kirim ke alat penimbun (stacker) yang akan menempatkan bahan di Wanagon Bawah. Sepanjang masa tambang terbuka, rasio pengupasan (perbandingan overburden yang dipindahkan terhadap bijih) adalah 2,5 di mana dari 1990 - 2005 rasionya adalah 2,8 dan diperkirakan dari saat ini hingga akhir masa tambang terbuka, rasionya 2,2. Saat tambang terbuka selesai dikerjakan, daerah-daerah overburden kelak sudah dihijaukan kembali.

Gambar 5.7 Rencana Produksi bijih dan Overburden pada Tahun 2006-2015



Gambar 5.8 Daerah Penempatan Overburden (Lubang Akhir)

Saat ini Grasberg ditambang dengan metode tambang terbuka. Namun karena bukaan yang semakin dalam, sekitar tahun 2015, cara penambangan akan diubah menjadi tambang bawah tanah (Gambar 5.9). Jika semua terwujud, tambang bawah tanah Grasberg akan menjadi salah satu yang terbesar. Tambang tembaga terbesar di Indonesia adalah yang diusahakan PT Freeport Indonesia di area Grasberg, Papua. Freeport juga mengoperasikan beberapa tambang bawah tanah besar, meski dengan kemampuan produksi yang masih berada di bawah Grasberg.

Gambar 5.9 Tubuh bijih pada Distrik Grasberg



5.1.2 Quarry Quarry adalah cara-cara penambangan terbuka yang dilakukan untuk menggali endapan-endapan bahan galian industri atau mineral industri, seperti: batu marmer, batu granit, batu andesit, batu gamping, dan lainnya. Quarry dapat menghasilkan material atau hasil tambang dalam bentuk loose/broken materials ataupun dalam bentuk dimensional stones. Berdasarkan letak endapan yang digali atau arah penambangan atau penggalian, secra garis besar quarry dapat dibagi menjadi dua golongan, yaitu: Side hill type danPit type.

Side Hill Type Side hill type merupakan bentuk penambangan untuk batuan atau bahan galian industri yang terletak dilereng-lereng bukit atau endapannya berbentuk bukit (Gambar 5.10). Front kerja dibuat mengikuti arah dari pada lereng-lereng bukit itu dengan dua kemungkinan: Bila seluruh lereng bukit itu akan digali adari atas ke bawah, maka front kerja dibuat melingkar bukit dengan jalan masuk (access road) berbentuk spiral (lihat Gambar 5.11). Jika hanya sebagian lereng bukit saja yang akan di tambang atau bentuk bukit memanjang, maka front kerja dibuat memanjang pula dengan jalan masuk dari salah satu sisinya atau dari depan yang disebut straight ramp (lihat Gambar 5.12).

Gambar 5.10 Side hill type dengan endapan berbentuk bukit



Gambar 5.11 Side hill type dengan jalan masuk berbentuk spiral

Gambar 5.12 Side hill type dengan jalan masuk straight ram

Keuntungan side hill type ;  

Dapat diusahakan adanya cara penirisan alamiah, dengan membuat front kerja sedikit miring ke arah luar dan tepi jalan masuk dibuatkan saluran air. Alat angkut yang bermuatan bergerak ke arah bawah yang berarti mendapat bantuan gaya gravitasi. Dengan demikian waktu pengangkutannya (cycle time) menjadi lebih singkat. Bab 5. Metode Tambang Terbuka, hal. 48


Kerugian side hill type :  

Material penutup harus dikupas dan dibuang sekaligus sebelum penambangan dilakukan, berarti diperlukan modal yang besar untuk mengongkosi pengupasan material penutup. Karena jalan masuknya miring, kalau pengemudi-pengemudi alat angkut kurang hati-hati karena ingin mengejar premi produksi, maka hal ini akan dapat menyebabkan kecelakaan, terutama pada jalan masuk yang berbentuk spiral.

Pit type/Subsurface type Pit type merupakan bentuk penambangan untuk batuan atau bahan galian industri yang terletak pada suatu daerah yang mendatar. Dengan demikian front kerja harus digali ke arah bawah sehingga akan membentuk semacam cekungan (pit). Berdasarkan jalan masuk ke front kerja, pit type dapat dibuat dengan kemungkinan, yaitu ; Jalan masuk berbentuk spiral, Jalan masuk langsung dan Jalan masuk zig-zag. 

Kalau bentuk endapan kurang lebih bulat atau lonjong (oval), maka front kerja dan jalan masuknya dibuat berbentuk spiral (lihat Gambar 5.13)

Gambar 5.13 Pit type dengan jalan masuk berbentuk spiral



Gambar 5.14 Pit type dengan jalan masuk lansung



Bila bentuk endapan kurang lebih empat persegi panjang atau bujur sangkar, maka front kerjapun dibuat seperti bentuk-bentuk tersebut di atas dengan jalan masuk salah satu sisi yang disebut straight ramp (Gambar 5.15), atau berbentuk zig-zag (Gambar 5.16).

Gambar 5.15 Pit type dengan jalan masuk straight ram



Gambar 5.16 Pit type dengan jalan masuk zig-zag

Keuntungan metode penambangan kuari  Investasi modal rendah/sedikit  Aksesbilitas mudah  Dinding lereng/bench stabil  Selektivitas tinggi (baik)  Tingkat keamanan dan kesehatan cukup baik Kerugian metode penambangan kuari  Batas kedalaman biasanya <300 ft (<90 m), maksimum <1000 ft (<300 m)  Produktivitas sangat rendah  Sangat membutuhkan pekerja yang mempunyai skill  Tidak feksibel, metode penambangan tidak dapat berubah ke meode lain  Biaya penambangan sangat tinggi

5.1.3 Open Cast Penambangan dengan metoda open cast adalah penambangan terbuka yang dilakukan untuk menggali bahan galian batubara dan bahan galian nonmetal yang juga membentuk pit dengan skala besar. Tetapi mempunyai perbedaan yang signifikan, seperti tidak adanya angkutan ke limbah, tetapi diarahkan ke bekas penambangan, sehingga kegiatan operasinya meliputi penggalian, pemuatan dan pengangkutan. Dengan kata lain dalam penambangan open cast untuk batubara kegiatan pengeboran dan peledakan relatif tidak ada, karena umumnya mempunyai sifat fisik dan mekanik batuan yang lunak hingga sedang, sehingga penambangan dilakukan dengan alat-alat mekanis. Dalam open cast yang menjadi keuntungan utama adalah penambangan yang berskala besar, sehingga akan memungkin penggalian batubara secara terbuka dan mempunyai Bab 5. Metode Tambang Terbuka, hal. 51


produksi yang tinggi. Namun persoalan yang serius yang dihadapi adalah perhitungan stripping atau pengupasan tanah penutup (lihat Gambar 5.17 dan 5.18).

Gambar 5.17 Penambangan open cast dalam penambangan batubara dengan satu seam (Anom 1982).



Gambar 5.18 Stripping multi seam dengan penambangan open cast (Anom, 1976)

Keuntungan penambangan open cast adalah ;  Produksi tinggi, apalagi penambangan yang dilakukan dengan skala besar, mendekati produksi maksimum yang disesuaikan dengan laju produksi dan mempunyai produksi awal.



     

Biaya rendah jika dibandingkan dengan penambangan open pit, umumnya biaya relatif 10% untuk biaya pengupasan. Tenaga kerja relatif rendah, tetapi membutuhkan tenaga kerja yang terampil sebagai operator alat-alat mekanis seperti dragline dan shovel. Produksi relatif fleksibel ; operasi produksi disesuaikan dengan permintaan. Pemakaian peralatan mekanis untuk penambangan sangat sesuai. Perolehan recovery penambangan dapat mendekati 100%. Kondisi kesehatan dan keamanan baik.

Kerugian penambangan open cast adalah ;  Keterbatasan ekonomi dan teknologi peralatan, sehingga kedalaman penggalian tergantung dari jangkuan alat-alat mekanis, umumnya hingga kedalaman <90 m.  Investasi modal tinggi, karena sering menggunakan alat-alat mekanis.  Kerusakan permukaan dan kebutuhan reklamasi, sehingga membutuhkan pertambahan biaya.  Membutuhkan endapan atau deposit yang yang besar.  Membutuhkan rangkaian operasi penambangan yang optimal, khususnya selama kegiatan stripping. Dalam open cast ada dua variasi sistem penambangan yaitu area mining dan contour mining (Harmat, 1987, hal 207). Area mining adalah sistem penambangan yang dilakukan pada bentuk endapan flat terrain dengan lapisan (seam) flat lying. Penggalian dilakukan dengan straight, paralel panel. Kegiatan pengupasan tanah penutup dapat dilakukan dengan cara cut and fill mining/back filling method (Gambar 5.17) atau dapat menggunakan alat continuous miner seperti Bucket Whell Excavator (BWE).

Gambar 5.17 Back Filling Digging Method Bab 5. Metode Tambang Terbuka, hal. 54


Contour mining adalah cara penambangan mengikuti arah kontur. Hal ini dilakukan karena posisi endapan mendatar atau sedikit miring dan terletak dilereng bukit. Cara penambangannya adalah dengan membuat tempat kerja terlebih dahulu pada bagian lereng, yaitu dengan cara mengupas tanah penutup sampai didapat lebar yang cukup untuk melakukan penambangan. Tanah penutup hasil penggalian dibuang ke lereng sebelah bawahnya. Penambangan selanjutnya dilakukan dengan cara side hill type dengan bentuk tambang undakan dan searah dengan kontur (lihat Gambar 5.18).

Gambar 5.18 Contour Mining Method

5.1.4 Auger Mining Auger Mining adalah suatu metode penambangan yang dilakukan dengan menambang bahan galian (dalam hal ini batubara) di dinding-dinding open pit yang sudah mencapai ultimate pit limit. Sehingga nantinya akan membentuk lubang-lubang di dinding. Sepintas memang mirip dengan tambang-tambang batubara liar. walau bagaimanapun ini adalah salah satu alternatif dari metode penambangan. Untuk di Indonesia, yang pernah melakukan metode penambangan ini adalah PT. Indominco di Kalimantan. Metode untuk permukaan yang berdinding tinggi atau outcrop recovery dari batubara dengan pemboran auger, atau penggalian ke dalam lapisan/endapan batubara dilakukan di bawah lapisan penutup (lapisan penutup tidak dipindahkan). Batubara diekstrasi oleh alat mekanisasi Auger, dimana pekerja tetap berada di permukaan (berhubungan langsung dengan udara luar). Lebih jelasnya cara penambangan ini dapat dilihat pada Gambar 5.19.



Gambar 5.19 Auger Mining

Gambar 5.20 Auger Mining dengan belt conveyor



Pada Gambar 5.20 alat mekanisasi Auger berproduksi langsung dan didukung alat transportasi belt conveyor. Hasil penambangan batubara di letakkan pada stock file sebelum diangkut untuk dipasarkan. Pada Auger mining dengan kondisi ; deposit tabular, bedded dan hampir horizontal, bijih kuat, batuan kuat, ukuran deposit tipis dan kecil, ore grade rendah, dan kedalam sangat tinggi. Adapun keuntungan dan kerugian Auger Mining adalah ; Keuntungan Auger Mining adalah ;  Produksi tinggi  Biaya penambang rendah/murah  Produksi rata-rata sedang (100 – 2500 tons atau 90 – 2200 tons per shift).  Pengembangan ore/coal sedikit hampir tidak ada  Tenaga kerja sedikit (pekerja ;3 atau 4 orang)  Tidak ada reklamasi  Loses rendah (hampir tidak ada)  Keamanan sangat baik dan kesehatan baik Kerugian Auger Mining adalah ;  Kondisi deposit jarang diketemukan  Batas Pit Limit tidak dapat ditentukan (panjang maksimum 300 ft atau 90 m, tinggi maksimum 8 ft atau 2,4 m).  Recovery rendah (40 – 60%).  Kapabilitas produksi tergantung dari ekstraksi setiap unit alat.

5.2 METODE EKSTRAKSI EQUEOUS Metode ini berhubungan dengan air atau cairan untuk memperoleh mineral dari dalam bumi, baik aksi hidraulik maupun dengan tekanan cairan. Ada dua jenis penambangan dalam metode ini yaitu placer mining dan solution mining. Placer mining menggunakan air untuk menggali, mengangkut dan mengkonsentrasikan mineral-meneral berat. Solution mining adalah metode mencairkan mineral-mineral, sehingga dapat diangkut dengan menggunakan air atau cairan pelarut. Placer mining terdiri dari hydraulicking dan dredging, sedangkan solution mining terdiri dari borehole extration dan leaching.

5.2.1 Placer Mining ; Hidraulicking Secara geologi, endapan placer adalah suatu konsentrasi mineral-mineral berat yang dapat menjadi suatu endapan bijih yang bernilai (menguntungkan bila ditambang). Pada umumnya endapan bijih ini adalah emas, intan, timah (cassiterite), titanium (rutile), platina, tungsten (scheelite), kromite, magnetite dan phospat. Placer diklasifikasikan sebagai aluvial (continental detrital), eolian (angin), marine dan glacial. Dari segi lokasi, endapan ini dikategorikan sebagai residual (aluvial), jenjang (samping bukit), stream (fluvial), pantai, burried atau padang pasir. Bab 5. Metode Tambang Terbuka, hal. 57


Kualitas yang berbeda dari endapan placer sehingga memungkinkan dikategorikan sebagai ekstraksi aqueous adalah (Daily, 1968) ; 1. Material di tempat memungkinkan terdesintegrasi oleh aksi tekanan air (atau aksi mekanik ditambah hidraulik). 2. Ketersediaan /supply air pada head yang diperlukan. 3. Ketersediaan ruang untuk penempatan waste. 4. Konsentrasi berat adalah mineral yang berharga, memungkinkan ke pengolahan mineral yang sederhana. 5. Pada umumnya gradien alamiah dan rendah memungkinkan transportasi hidraulik mineral. 6. Dapat memenuhi peraturan-peraturan lingkungan yang berhubungan dengan air dan pembuangan waste.

Gambar 5.21 Metode Hydraulicking

Tinggi jenjang yang disemprot pada umumnya berkisar antara 5 – 15 m tetapi dapat mencapai 60 m (Morrison dan Russell, 1973). Salah satu rancangan monitor adalah ;  Diameter nozzle : 40 – 150 mm  Tekanan head : 30 = 140 atau 300 – 1400 Wa  Kecepatan air volume : 30 – 250 l/detik  Kecepatan waterjet o Pasir : 0,15 m/detik o Krikil : 1,5 m/detik o Boulders : 3,0 m/detik Bab 5. Metode Tambang Terbuka, hal. 58


Keuntungan metode hidraulicking ;  Produktivitas tinggi  Biaya penambangan rendah  Investasi modal sedikit/rendah  Dapat disebut sebagai operasi penambangan otomatis Kerugian metode hidraulicking ;  Perusakan lingkungan  Membutuhkan air yang sangat besar  Tidak effisien dalam penambangan, sehingga pengawasan sangat sulit.  Batas deposit unconsolidated terintegrasi dengan aktivitas hidraulik.

5.2.2 Placer Mining ; Dredging Dredging adalah mesin tambang menerus yang ditemukan pertama kali. Dredging adalah penggalian bawah air dari endapan placer. Dredges dapat diklasifikasikan sebagai berikut (Turner, 1975) : 1) Mekanik  Bucket line (endless chian of buckets revolving along ladder).  Bucket –wheel suction (buckets discharge in suction pipeline).  Dripper (showel, grapple, or dragline mounted on barge). 2) Hidraulik  Suction (open intake suction line).  Cutter head (evcaration by rotating cutter on suction line). Apabila endapan bijin aluvial terdapat dibawah permukaan air misalnya dilepas pantai (off-shore), danau, sungai, rawa dan sebagainya, maka penambangan dilakukan dengan menggunakan kapal keruk. Terdapat beberapa jenis kapal keruk yang dapat digunakan untuk kegiatan penambangan, antara lain : Bucket Dreger (Gambar 5.22), yaitu kapal keruk dengan alat gali berupa rangkaian mangkok (bucket). Cutter Suction Dredge (Gambar 5.23), yaitu kapal keruk dengan alat gali berbentuk pisau pemotong. Dilihat dari cara geraknya, kapal keruk dibedakan menjadi 2 (dua) yaitu : 1. Head-line dredge, bergerak dengan pertolongan kabel-kabel. 2. Speed dredge, yang bergerak dengan bantuan Speed Cara Pengerukan :  Cara trap (benches) adalah suatu cara pengerukan dengan membentuk trap-trap.  Cara tekan, adalah suatu cara pengerukan dengan menekankan ladder sampai pada kedalaman yang dikehendaki kemudian maju secara bertahap tanpa membentuk trap.  Cara kombinasi, merupakan gabungan dari cara trap dan cara tekan. Pontoon kapal keruk adalah bagian yang sangat penting mengingat fungsinya, dimana semua peralatan terletak diatas pontoon tersebut. Pontoon tersebut dibagi menjadi beberapa bagian yang dipisahkan dengan sekat antara bagian yang satu dengan lainnya, dan bagian ini disebut compartement. Compartemen dimaksudkan untuk Bab 5. Metode Tambang Terbuka, hal. 59


membantu kapal keruk dalam hal bila ada kebocoran-kebocoran lokal sehingga masih tetap dapat terapung. Berikut ini akan diberikan beberapa jenis kapal keruk diantaranya ;

Backhoe/dipper dredger Backhoe/dipper dredger (Gambar 5.22) memiliki sebuah backhoe seperti excavator. Backhoe dredger dapat pula menggunakan excavator untuk darat, diletakkan di atas tongkang. Biasanya backhoe dredger ini memiliki tiga buah spudcan, yaitu tiang yang berguna sebagai pengganti jangkar agar kapal tidak bergerak, dan pada backhoe dredger yang high-tech, hanya memerlukan satu orang untuk mengoperasikannya. Dua backhoe dredger terbesar di dunia adalah milik dari Bean L.L.C. yaitu TAURACAVOR dan milik dari Great Lakes Dredge & Dock Co. yaitu NEW YORK. Keduanya dilengkapi dengan Excavator Liebherr 996.

Gambar 5.22 Bucket dredger (Backhoe/dipper dredge)



Cutter-Suction Dredger (CSD) Pada CSD ada tabung penghisap memiliki kepala pemotong di pintu masuk penghisap. Pemotong dapat pula digunakan untuk material keras seperti kerikil atau batu. Material yang dikeruk biasanya diisap oleh pompa pengisap sentrifugal dan dikeluarkan melalui pipa atau ke tongkang. CSD dengan pemotong yang lebih kuat telah dibangun beberapa tahun terakhir, digunakan untuk memotong batu. CSD memiliki dua buah spud can di bagian belakang serta dua jangkar di bagian depan kiri dan kanan. Spud can berguna sebagai poros bergerak CSD, dua jangkar untuk menarik ke kiri dan kanan. Dua CSD terbesar di dunia adalah CSD milik Dredging International CSD D'Artagnan (28.200 kW) dan Jan De Nul CSD J.F.J. DeNul (27.240 kW).

Gambar 5.23 Cutter-suction dredger



Water injection dredger Water injection dredger (Gambar 5.24) menembakkan air di dalam sebuah jet kecil bertekanan rendah (tekanan rendah karena material seharusnya tidak bertebaran kemanapun, karena harus secara hati-hati agar material dapat dipindah) ke sedimen di dasar air agar air dapat mengikat sedimen sehingga melayang di air, selanjutnya di dorong oleh arus dan gaya berat keluar dari lokasi pengerukan. Biasanya digunakan untuk maintenance dredging di pelabuhan. Beberapa pihak menyatakan bahwa WID adalah bukan pengerukan sementara pihak lain menyatakan sebaliknya. Hal ini terjadi karena pengukuran yang seksama harus dibuat untuk mengukur kedalaman air, sedangkan beberapa alat ukur untuk itu (seperti single beam echosounder) kesulitan untuk mendapat hasil yang akurat dan harus menggunakan alat ukur yang lebih mahal (multibeam echosounder) untuk mendapat hasil ukuran yang lebih baik.

Gambar 5.24 Water injection dredger

Trailing Suction Hopper Dredger Sebuah trailing suction hopper dredger atau TSHD menyeret pipa penghisap ketika bekerja, dan mengisi material yang diisap tersebut ke satu atau beberapa penampung (hopper) di dalam kapal. Ketika penampung suda penuh, TSHD akan berlayar ke lokasi pembuangan dan membuang material tersebut melalui pintu yang ada di bawah kapal atau dapat pula memompa material tersebut ke luar kapal. TSHD terbesar di dunia adalah milik perusahaan Belgia yaitu Jan De Nul TSHD. Vasco Da Gama (33.000 m3 penampung, 37,060 kW total tenaga yang ada) dan perusahaan Belanda Boskalis TSHD. W.D. Fairway (35.000 m3 penampung). PT Pengerukan Indonesia memiliki pula kapal keruk jenis ini seperti TSHD. Halmahera dan TSHD. Irian Jaya. Digunakan untuk melakukan maintenance dredging di pelabuhanpelabuhan seluruh Indonesia.



Gambar 5.25 Trailing Suction Hopper Dredger

Sumber bahaya yang kemungkinan dapat terjadi dalam penambangan dengan kapal keruk ini adalah:  Orang tenggelam,  Orang jatuh ke bandar batu,  Adanya bagian-bagian peralatan yang berputar,  Perlistrikan,  Tergelincir dikarenakan adanya lantai-lantai yang kotor dengan olie pelumas,  Kejatuhan benda, kepala terantuk,terjepit, dll. Keuntungan penambangan kapal keruk ;  Produktivitas tinggi  Biaya penambangan rendah  Investasi modal sedikit/rendah  Operasi penambangan kontiniu  Recovery baik (mendekati 90%)  Tenaga kerja sedikit Kerugian penambangan kapal keruk ;  Invertasi modal tinggi/banyak  Perusakan lingkungan  Membutuhkan air yang sangat besar  Tidak effisien dalam penambangan, sehingga pengawasan sangat sulit.  Batas deposit unconsolidated terintegrasi dengan aktivitas hidraulik.

5.2.3 SOLUTION MINING ; BOREHOLE EXTRACTION Bila produksi bijih konvensional menjadi lebih sulit dan lebih mahal, maka daya tarik solution mining sebagai metoda eksploitasi meningkat. Solution mining adalah salah satu metode eksatrasi aqueous dimana mineral diperoleh biasanya ditempat dengan dilarutkan, dicairkan, diluluhkan atau slurrying meskipun beberapa persiapan atau Bab 5. Metode Tambang Terbuka, hal. 63


eksploitasi di bawah tanah, tetapi hampir semua operasi dilakukan di permukaan. Pada borehole mining air diinjeksi melalui lubang bor ke dalam formasi mineral yang kemudian dilarutkan, dicairkan atau slurries menjadi mineral berharga dan dipompakan ke permukaan melalui lubang bor. Kadang-kadang suatu reagen ditambahkan ke air, yang membentuk leaching kimia. Pada borehole mining, mineral yang dapat diperoleh dengan cara ini adalah :  Proses evaporasi : garam dan potash (kalium karbonat)  Proses pelarutan dengan metode frasch (frasch process) : sulfur  Proses slurry, mineral yang diperoleh fospat, kaolin, oil sand, batubara dan uranium.  Chemical leaching : untuk uranium

Gambar 5.26 Solution Mining ; Borehole



Gambar 5.27 Konsep Slurry Borehole Mining untuk Uranium (Lang & Archibaid, SME, 1976)

Keuntungan penambangan borehole ;  Produktivitas tinggi  Biaya penambangan rendah  Aplikasi untuk deposit yang dalam  Relatif tidak merusak lingkungan permukaan  Operasi penambangan kontiniu Kerugian penambangan borehole ;  Spesialis metode penambangan ; batas deposite bercampur dalam bentuk cairan atau slurry dalam air  Kontrol proses penambangan relatif sulit  Recovery rendah – sedang  Kemungkinan kontaminasi terhadap airtanah

5.2.4 SOLUTION MINING ; LEACHING Leaching adalah ekstraksi kimia dari metal atau mineral dari ikatan suatu cadangan bijih sebaik dari material yang telah digali dan ditambang (Schlitt, 1982). Proses pada dasarnya adalah kimiawi tetapi dapat juga proses bakteri (beberapa bakteri beraksi sebagai katalis untuk mempercepat reaksi pada leaching sulfida). Jika ekstraksi dilakukan di tempat mineral tersebut maka dinamakan leaching insitu, dan bila dilakukan di tempat penimbunan disebut leaching timbunan (heap leaching) yang dan termasuk kategori metoda penambangan sekunder. Leaching pada saat ini adalah proses kombinasi, karena ditambahkan pada ekstraksi, hal itu dilengkapi benefication Bab 5. Metode Tambang Terbuka, hal. 65


dalam tahap awal dari pengolahan mineral (Lastra dan Chase, 1984). Akibatnya, biaya produksi cenderung relatif lebih rendah daripada metode penambangan konvensional. Sebagai perbandingan (Bhappu, 1982), menunjukkan untuk tambang tembaga, biaya produksi total yang diperkirakan untuk metoda open pit sekitar US$ 5,00–US$ 6,80/ton sedangkan leaching insitu sekitar US$ 3,60–US$ 4,40/ton.

Gambar 5.28 Solution Mining ; Leaching, Heap Leaching (atas), Insitu Leaching (bawah)

Aplikasi dari leaching insitu sejauh ini dibatasi pada tembaga dari uranium, dengan emas dan perak dengan leaching timbunan. Studi percobaan mengindikasikan bahwa banyak logam seperti mangan, emas-perak, aluminium, dan cobalt-nikel, adalah kandidat utama untuk leaching insitu (Porter et. al., 1982). Leaching insitu dari lignite juga sedang diteliti (Sadler dan Huang, 1981). Metode leaching merupakan suatu proses ekstraksi secara kimia dari metal atau mineral dari ore deposit (bijih) secara terbatas pada material yang sudah ditambang. Prosesnya pada dasarnya adalah dilakukan secara kimiawi dan dapat juga dari bakteri Bab 5. Metode Tambang Terbuka, hal. 66


(bakteri tertentu dapat bertindak sebagai katalis dan mempercepat reaksi pada leaching sulfida. jika ekstraksi dilakukan pada tempat mineral berada, dinamakan insitu leaching. Jika dilakukan pada bekas material pada tumpukan material buangan, tailing maka dinamakan heap leaching. Pada umumnya metode insitu leaching ini digunakan pada tembaga dan uranium. Sekarang dengan kemajuan teknologi penambangan yang signifikan metode solution mining menjadi metode terpakai di Amerika Serikat untuk memproduksi lebih dari 15% tembaga dan 25% emas. Keuntungan penambangan Leaching ;  Produktivitas tinggi  Biaya penambangan rendah  Aplikasi untuk deposit yang dalam dan kadar deposit rendah  Keamanan dan kesehatan terjaga Kerugian penambangan Leaching ;  Spesialis metode penambangan ; proses kimiawi  Kontrol proses penambangan relatif sedang - sulit  Dilusi relatif tinggi  Kemungkinan kontaminasi terhadap airtanah Extraksi emas dalam skala industri yang paling umum dilakukan yaitu :  Liquation Separation  Amalgamasi  Sianidasi

Liquation Separation / pencairan Pemisahan pencairan ( liquation separation ), adalah proses pemisahan yang dilakukan dengan cara memanaskan mineral di atas titik leleh logam, sehingga cairan logam akan terpisahkan dari pengotor. Yang menjadi dasar untuk proses pemisahan metode ini, yaitu :  Density (berat jenis)  Melting point (titik cair) Tabel 5.1 Contoh : memisahkan emas dan perak



Titik cair emas pada suhu 1064.18 oC, sedangkan titik cair perak pada suhu 961.78 oC. Ini artinya perak akan mencair lebih dulu dari pada emas. Namun untuk benar-benar terpisah, maka perak harus menunggu emas mencair 100%. Kemudian bila dilihat dari berat jenisnya, maka berat jenis emas cair sebesar 17.31 gram per cm3 sedangkan berat jenis perak sebesar 9.32 gram per cm3. Hal ini berarti berat jenis emas lebih besar dari pada berat jenis perak. Dari hukum alam fisika, maka bila ada dua jenis zat cair yang berbeda dan memiliki berat jenis yang berbeda pula, maka zat cair yang memiliki berat jenis lebih kecil dari zat satunya, ia akan mengapung. Dengan demikian, cairan perak akan terapung diatas lapisan cairan emas, seperti halnya cairan minyak mengambang diatas lapisan air. Dari sana, perak dipisahkan dari emas, sampai tidak ada lagi perak yang terapung. Dengan metode akan dihasilkan Au bullion dan Ag bullion.

Amalgamasi Amalgamasi merupakan proses ekstraksi emas dengan cara mencampur bijih emas dengan merkuri (Hg). Produk yang terbentuk adalah ikatan antara emas-perak dan merkuri yang dikenal sebagai amalgam (Au – Hg). Amalgam adalah sebuah kombinasi atau campuran air raksa dengan logam lain atau dengan alloy. Merkuri akan membentuk amalgam dengan semua logam kecuali besi dan platina.

Gambar 5.29 Amalgam Au - Hg

Penggunaan raksa alloy atau amalgam pertama kali pada 1828, meskipun penggunaan secara luas teknik baru ini dicegah karena sifat air raksa yang beracun. Sekitar 1895



eksperimen yang dilakukan oleh GV Black menunjukkan bahwa amalgam aman digunakan, meskipun 100 tahun kemudian ilmuwan masih diperdebatkannya. Amalgam masih merupakan proses ekstraksi emas yang paling sederhana dan murah, namun demikian amalgamasi akan efektif pada emas yang terliberasi sepenuhnya maupun sebagian pada ukuran partikel yang lebih besar dari 200 mesh ( 0.074 mm ) dan dalam membentuk emas murni yang bebas (free native gold). Tiga bentuk utama dari amalgam adalah AuHg2, Au2Hg and Au3Hg. Proses amalgamasi merupakan proses kimia fisika, apabila amalgamnya dipanaskan, maka akan terurai menjadi elemen-elemen yaitu air raksa dan bullion emas. Amalgam dapat terurai dengan pemanasan di dalam sebuah retort, air raksanya akan menguap dan dapat diperoleh kembali dari kondensasi uap air raksa tersebut. Sementara Au-Ag tetap tertinggal di dalam retort sebagai logam.

Gambar 5.30 Lokasi Proses Amalgam

Selain sederhana cara pengolahannya dan murah biaya operasionalnya, pengolahan bijih emas dengan metoda amalgamasi ini juga mudah dalam pemasaran produknya karena baik dalam bentuk amalgam, bullion maupun berupa logam emas sudah bisa dipasarkan dengan harga standar berdasarkan kualitas produk dan harga pasar logam emas murni internasional yang berlaku saat itu. Oleh sebab itu, metoda ini menjadi pilihan utama bagi pertambangan rakyat pada umumnya. Tahapan amalgamasi secara sederhana sebagai berikut : 1. Sebelum dilakukan amalgamasi hendaknya dilakukan proses kominusi dan konsentrasi gravitasi, agar mencapai derajat liberasi yang baik sehingga permukaan emas tersingkap. Bab 5. Metode Tambang Terbuka, hal. 69


2. Pada hasil konsentrat akhir yang diperoleh ditambah merkuri (amalgamasi) dilakukan selama + 1 jam 3. Hasil dari proses ini berupa amalgam basah (pasta) dan tailing. Amalgam basah kemudian ditampung di dalam suatu tempat yang selanjutnya didulang untuk pemisahan merkuri dengan amalgam 4. Terhadap amalgam yang diperoleh dari kegiatan pendulangan kemudian dilakukan kegiatan pemerasan (squeezing) dengan menggunakan kain parasut untuk memisahkan merkuri dari amalgam (filtrasi). Merkuri yang diperoleh dapat dipakai untuk proses amalgamasi selanjutnya. Jumlah merkuri yang tersisa dalam amalgan tergantung pada seberapa kuat pemerasan yang dilakukan. Amalgam dengan pemerasan manual akan mengandung 60 – 70 % emas, dan amalgam yang disaring dengan alat sentrifugal dapat mengandung emas sampai lebih dari 80 %. 5. Retorting yaitu pembakaran amalgam untuk menguapkan merkuri, sehingga yang tertinggal berupa alloy emas.

Gambar 5.31 Lokasi Proses Amalgamasi

Ekstraksi Amalgamasi yang baik : 1. Lokasi ekstraksi bijih harus terpisah dari lokasi kegiatan penambangan. 2. Dilakukan pada lokasi khusus baik untuk amalgamasi untuk meminimalkan penyebab pencemar bahan berbahaya akibat peresapan kedalam tanah, terbawa aliran air permukaan maupun gas yang terbawa oleh angin. Bab 5. Metode Tambang Terbuka, hal. 70


3. Dilengkapi dengan kolam pengendap yang berfungsi baik untuk mengolah seluruh tailing hasil pengolahan sebelum dialirkan ke perairan bebas. 4. Lokasi pengolahan bijih dan kolam pengendap diusahakan tidak berada pada daerah banjir. 5. Hindari pengolahan dan pembuangan tailing langsung ke sungai.

Sianidasi Leaching Sianida adalah proses pelarutan selektif oleh sianida dimana hanya logamlogam tertentu yang dapat larut, misalnya Au, Ag, Cu, Zn, Cd, Co dan lain-lain.

Gambar 5.32 Sodium Cyanide

Ekstraksi emas dengan menggunakan leaching sianida ditemukan pertama kali oleh J. S. Mac Arthur di Glasgow, Scotland tahun 1887, dan sekarang telah dipakai sebagian besar produksi emas dunia, Walaupun sesungguhnya banyak lixiviants (leaching agen) lainnya yang dapat digunakan, antara lain :  Bromides ( Acid and Alkaline )  Chlorides  Thiourrea / Thiocarbamide (CH4N2S)  Thiosulphate (Na2S2O3)  Iodium-Iodida Proses Sianidasi terdiri dari dua tahap penting, yaitu proses pelarutan / pelindian (leaching) dan proses pemisahan emas (recovery) dari larutan kaya. Pelarut yang biasa digunakan dalam proses cyanidasi adalah Sodium Cyanide (NaCN), Potassium Cyanide (KCN) , Calcium Cyanide [Ca(CN)2], atau Ammonium Cyanide (NH4CN). Pelarut yang paling sering digunakan adalah NaCN, karena mampu melarutkan emas lebih baik dari pelarut lainnya.



Gambar 5.33 Diagram Alir Proses Sianidasi Au dan Ag

Ada banyak teori tentang pelarutan emas mulai dari Teori Oksigen Elsner, Teori Hidrogen Janin, Teori Hidrogen Peroksida Bodlanders, Teori korosi Boonstra, sampai Teori Pembuktian Kinetika dari Habashi. Teori yang paling banyak dipakai adalah Teori Oksigen Elsner dan Pembuktian Kinetika Habashi. Teori Oksigen Elsner, reaksi pelarutan Au dan Ag dengan sianida adalah sebagai berikut : 4Au + 8CN- + O2 + 2 H2O → 4Au(CN)2- + 4NaOH4Ag + 8CN- + O2 + 2 H2O → 4Ag(CN)2- + 4NaOHTeori Pembuktian Kinetika ( Habashi. 1970 ), reaksi pelarutan Au dan Ag adalah : 2Au + 4CN- + O2 + 2 H2O → 2Au(CN)2- + 2OH- + H2O2 2Ag + 4CN- + O2 + 2 H2O → 2Ag(CN)2- + 2OH- + H2O2 Mekanisme reaksi ini adalah mekanisme elektrokimia. Walaupun penggunaan metode ini sama halnya dengan metode ekstraksi yang lain yang masih memiliki potensi dampak berupa efek beracunnya bagi pekerja dan lingkungan, ekstraksi emas dengan menggunakan metode leaching sianida saat ini telah menjadi proses utama ekstraksi emas dalam skala industri, karena metode ini menawarkan tehnologi yang lebih efektif dan efisien, antara lain adalah :



Heap Leaching (Pelindian Tumpukan) Pelindian emas dengan cara menyiramkan larutan sianida pada tumpukan bijih emas (diameter bijih < 10 cm) yang sudah dicampur dengan batu kapur. Air lindian yang mengalir di dasar tumpukkan yang kedap kemudian di kumpulkan untuk kemudian dilakukan proses berikutnya. Efektifitas ekstraksi emas berkisar 35 – 65%.

Gambar 5.34 Heap Leaching

VAT Leaching (Pelindian Rendaman ) Pelindian emas yang dilakukan dengan cara merendam bijih emas (diameter bijih < 5 cm) yang sudah dicampur dengan batu kapur dengan larutan sianida pada bak kedap. Air lindian yang dihasilkan kemudian dikumpulkan untuk dilakukan proses berikutnya. Proses pelindian berlangsung antara 3 – 7 hari dan setelah itu tangki dikosongkan untuk pengolahan bijih yang baru. Efektifitas ekstraksi emas berkisar 40 – 70 %

Gambar 5.35 VAT lLeaching Bab 5. Metode Tambang Terbuka, hal. 73


Agitated Tank Leaching (Pelindian Adukan ) Pelindian emas yang dilakukan dengan cara mengaduk bijih emas yang sudah dicampur dengan batu kapur dengan larutan sianida pada suatu tangki dan diaerasi dengan gelembung udara. Lamanya pengadukan biasanya selama 24 jam untuk menghasilkan pelindian yang optimal. Air lindian yang dihasilkan kemudian dikumpulkan untuk kemudian dilakukan proses berikutnya. Efektifitas ekstraksi emas dapat mencapai lebih dari 90 %.

Gambar 5.36 Tank leaching

Tank leaching (tong pengolahan emas) dapat menggunakan beberapa model, selain model tangki silinder dilengkapi propeler sebagai agitator (pengaduk), dapat pula menggunakan tong kerucut dengan menggunakan tenaga angin dari kompresor sebagai aerator sekaligus agitator.

Gambar 5.37 Tong pengolahan emas terbuat dari plat besi dengan rangka besi sebagai penyangga



Tong pengolahan emas model kerucut dapat terbuat dari plat besi dengan rangka besi sebagai penyangga sehingga posisi tong menjulang tinggi, atau membuat sumur yang dengan konstruksi bata dan semen atau dilapisi terpal plastik agar kedap air.

Gambar 5.38 Sumur dengan konstruksi bata dan semen atau dilapisi terpal plastik agar kedap air


Bab 5 Metode Tambang Terbuka

Recommend Documents