BAHAN TAMBANG NIKEL NIKE L PENGOLAHA PENGO LAHAN N DAN PEMANFAA PEMANFAAT TAN DALAM INDUSTRI 1. Pendahuluan Nikel adalah komponen yang yan g ditemukan banyak dalam meteorit meteo rit dan menjadi ciri komponen kompon en yang membedakan meteorit dari mineral lainnya. Meteorit besi atau siderit, dapat mengandung alloy besi dan nikel berkadar 5-25%. Nikel diperoleh secara komersial dari pentlandit dan pirotit piro tit di kawasan Sudbury Ontario , sebuah daerah yang menghasilkan 30% kebutuhan dunia akan nikel. Unsur nikel berhubungan dengan batuan basa yang disebut norit. Nikel ditemukan dalam mineral pentlandit, dalam bentuk lempeng-lempeng halus dan butiran kecil bersama pyrhotin dan kalkopirit. Nikel biasanya terdapat dalam tanah yang terletak di atas batuan basa. Nikel yang dijumpai berhubungan erat dengan batuan peridotit. Logam yang tidak ditemukan dalam peridotit itu sendiri, sendi ri, melainkan sebagai hasil lapukan la pukan dari batuan tersebut. ter sebut. Mineral nikelnya nikeln ya adalah garnerit. Nikel ditemukan oleh A. F. Cronstedtpada tahun 1751, merupakan logam berwarna putih keperak-perakan yang berkilat, keras dan mulur, tergolong dalam logam peralihan, sifat tidak berubah bila terkena udara, ud ara, tahan terhadapoksidasi terhadapoks idasi dan kemampuan mempertahankan mempe rtahankan sifat aslinya di bawah suhu yang ekstrim (Cotton dan Wilkinson, 1989). Nikel digunakan dalam berbagai aplikasi komersial kom ersial dan industri, seperti sep erti :pelindung baja stainless ), pelindung (stainless steel ), tembaga, industri baterai, elektronik, aplikasi industri pesawat terbang, industri tekstil, turbin pembangkit listrik bertenaga be rtenaga gas, pembuat magnet kuat,pembuatan ku at,pembuatan alat-alat laboratorium (nikrom), kawat lampu listrik, katalisator lemak, pupuk pertanian, dan berbagai fungsi lain (Gerberding J.L., 2005).
1. Tambang Nikel di Indonesia Tambang Nikel di Indonesia terdapat di Kalimantan Barat, Maluku, Papua, Sulawesi Selatan, Sulawesi Tengah, dan Sulawesi Tenggara. Di alam, proses penambangan nikel dimulai dengan mengupas tanah permukaan (10-20 meter) kemudian dibuang ketempat tertentu atau digunakan untuk menutup lokasi purnatambang. Lapisan tanah mengandung nikel berkadar tinggi selanjutnya diambil dengan menggunakan alat mekanis atau non mekanis dan diangkut untuk diolah di pabrik dan sebagaianditimbun di sekitar wilayah perairan pesisir untuk selanjutnya dalam bentuk mentah di ekspor keluar negeri. Nikel terbentuk bersama dengan belerang dalam millerite (NiS), dengan den gan arsenikdalam galian nikolit n ikolit (NiAs), dan dengan arsenik dan belerang dalam (nikel glance). Nikel juga terbentuk bersama-sama dengan chrom dan platina dalam batuan ultrabasa. Terdapat dua jenisendapan nikel, yaitu sebagai hasil konsentrasi residu silika dan pada proses pelapukan batuan beku ultra basa serta sebagai endapan nikel-tembaga sulfida, yang biasanya berasosiasi dengan pirit, pirotit, dan kalko pirit.
Di perairan nikel ditemukan dalam bentuk koloid. Garam-garam nikel misalnya nikelamonium sulfat, nikel nitrat, dan nikel klorida bersifat larut dalam air. Pada kondisi aerob dan pH< 9, nikel membentuk senyawa kompleks dengan hidroksida, karbonat, dan sulfat dan selanjutnya mengalami presipitasi. Demikian juga pada kondisi anaerob, nikel bersifat tidak larut(Moore, 1990dalam Effendi, 2003). Di muara sungai, nikel menunjukan konsentrasi yang semakin meningkat dengan peningkatan kekeruhan. Peningkatan konsentrasi nikel terlarut pada tingkat kekeruhan yang tinggi terjadi karena proses desorpsi dari partikel-partikel yang ada dimuara sungai dan proses resuspensi.
Proses Pengolahan dan Sistem Penambangan Nikel
Sumber daya (resouces) dan cadangan (reserve) nikel umumnya keterdapatannya di alam terletak tidak terlalu dalam dari permukaan. Oleh karena itu, sistem penambangan yang yang biasa digunakan pada penambangan nikel di indonesia adalah dengan sistem tambang terbuka seperti sistem open cast dan atau sistem open pit . Pada kedua sistem tersebut terdiri beberapa tahapan, antara lain. 1. Land Clearing Proses land clearing merupakan proses awal sebelum penggalian mareial bijih nikel dilakukan. Pada proses ini, vegetasi yang terdapat diatas cadangan nikel dibersihkan terlebih dahulu untuk memudahkan pembongkaran dan penggalian material tanah penutup dan bijih nikel yang akan dilakukan kemudian. 1. Top soiling Top soiling merupakan tahapan selanjutnya yang akan dilakukan setelah tahap land clearing telah selesai dilakukan. Pada tahap ini, lapisan tanah pucuk (top soil ) yang mengandung humus dan unsur hara yang penting untuk kesuburan tanah dikupas, diangkut lalu ditimbun pada suatu lokasi khusus (dipisahkan dari mateial tanah penutup/overburden) yang telah dipersiapkan untuk menimbun tanah pucuk ini (top soil bank ). Hal ini dilakukan dengan harapan kondisi dan komposisi tanak pucuk tersebut tidak berubah dan dapat digunakan kembali ketika proses reklamasi dan revegetasi dilakukan setelah operrasi penambangan selesai dilakuakan. 1. Pengupasan dan pengangkutan tanah penutup ( Overburden) Tahapan ini dilakukan bila tahapan land clearing dan top soiling telah selesai dilakukan. Endapan cadangan timah (saprolit dan limonit) biasanya terletak dibawah lapisan tanah yang tidak mengandung atau memiliki kadar nikel yang rendah. Sehingga untuk menambangnya diperlukan pengupasan dan pengangkutan lapisan tanah penutup (overburden) terlebih dahulu. Proses ini akan menggunkan kombinasi peralatan tambang berupa back hoe dan dump truk. Tanah penutup yang telah dikupas tersebut kemudian akan ditimbun pada lokasi penimbunan (disposal area). 1. Pengupasan dan penganguktan bijih nikel
Setelah pengupasan lapisan tanah penutup selesai dilakukan, maka penambangan nijih nikel (saprolit dan limonit) dapat dilakuakn. Tahapan penambangan ini dikakukan dengan dengan mengunakan kombinasi peralatan back hoe dan dump truk . Bijih nikel yang telah ditambnag kemudian akan diangkut ke stock pile untuk di timbun sementara pada lokasi tambang, atau langsung menuju lokasi pabrik pengolahan maupun dikirim ke pelabuhan untuk dikrim ke lokasi yang telah ditentukan. 1. Penimbunan Kegiatan penambangan akan menghasilkan perubahan bentuk muka bumi jika yang berupa cekungan-cekungan pada bekas lokasi penambangan. Oleh karena itu, perusahaan tambnagn memiliki kewajiban untuk melakukan kegiatan penimbunan pada lokasi bekas tambang sehingga berubahan bentang alam yang terjadi dapat diminimalisasi. Kegiatan penimbunan menggunakan kombinasi peralatan back hoe dan bulldozer . 1. Pengangkutan Setelah ditambang, mateial bijih nikel selanjutnya akan diangkut menuju lokasi pengolahan untuk diolah untuk menghasilkan bahan olahan nikel maupun pelabuhan untuk dikirm meuju pihak pembeli. Proses pengangkutan bijih nikel maupun bahan olahan nikel menggunakan kombinasi peralatan dump truck dan kapal tongkang (tug boat ).
1. Teknologi Pengolahan Bijih Nikel Secara umum teknologi pengolahan bijih bikel untuk menjadi bahan olahan nikel dapat dibagi menjadi dua macam yang terdiri dari Pirometalurgi dan Hidrometalurgi, yang dijelaskan sebagai berikut : 1. Pirometalurgi Proses pengolahan bijih nikel dengan menggunakan teknologi pengolahan pirometalurgi yaitu proses ekstraksi bijih nikel dengan menggunakan suhu tinggi. Biasanya teknologi ini digunakan untuk kriteria bijih dengan kadar nikel yang tinggi (kadar Ni > 1,5 %). Hasil akhir pengolahan dengan menggunkan teknologi ini berupa ferronikel dalam bentuk ingot danatau granular nikel matte. 1. Hidrometalurgi Proses pengolahan bijih nikel dengan penggunkan teknologi hidrometalurgi adalah proses ekstraksi bijih nikel dengan menggunakan proses pelindian (leaching ) dengan menggunakan reagent-reagent tertentu. Teknologi ini biasanya digunakan untuk pengelohan bijih nikel dengan kadar rendah. Hasil akhir pengolahan ini berupa nikel (Ni). Diagram Alir Pengolahan Bijih Nikel
Diagram alir pengolahan bijih nikel dengan metode pirometalurgi dapat dilihat pada skema sebagai berikut ini :
source image : bahan presentasi kuliah program studi t. metalurgi itb Sedangkan pengolahan bijih nikel dengan menggunakan metode hidrometalurgi dapat dilihaat pada skema berikut:
source image : bahan presentasi kuliah program studi t. metalurgi itb 1. Proses Kimia Pembentukan Nikel Nikel terbentuk bersama mineral silikat kaya akan unsur Mg (ex: olivin). Olivin adalah jenis mineral yang tidak stabil selama pelapukan berlangsung. Saprolite adalah produk pelapukan pertama, meninggalkan sedikitnya 20% fabric dari batuan aslinya (parent rock). Batas antara batuan dasar, saprolite dan wathering front tidak jelas dan bahkan perubahannya gradasional. Endapan nikel laterite dicirikan dengan adanya speroidal weathering sepanjang joints dan fractures ( boulder saprolite). Selama pelapukan berlangsung, Mg larut dan Silika larut bersama groundwater. Ini menyebabkan fabric dari batuan induknya is totally change. Sebagai hasilnya, Fe-Oxide mendominasi dengan membentuk lapisan horizontal diatas saprolite yang sekarang kita kenal sebagai Limonite. Benar bahwa Nikel berasosiasi dengan Fe-Oxide terutama dari jenis Goethite. Rata-rata nikel berjumlah 1.2 %. Proses kimia dan fisika dari udara, air serta pergantian panas dingin yang bekerja kontinu, menyebabkan disintegrasi dan dekomposisi pada batuan induk. Pada pelapukan kimia khususnya, air tanah yang kaya akan CO2 berasal dari udara dan pembusukan tumbuhtumbuhan menguraikan mineral-mineral yang tidak stabil (olivin dan piroksin) pada batuan ultra basa, menghasilkan Mg, Fe, Ni yang larut; Si cenderung membentuk koloid dari partikel-partikel silika yang sangat halus. Didalam larutan, Fe teroksidasi dan mengendap sebagai ferri-hydroksida, akhirnya membentuk mineral-mineral seperti geothit, limonit, dan
haematit dekat permukaan. Bersama mineral-mineral ini selalu ikut serta unsur cobalt dalam jumlah kecil. Larutan yang mengandung Mg, Ni, dan Si terus menerus kebawah selama larutannya bersifat asam, hingga pada suatu kondisi dimana suasana cukup netral akibat adanya kontak dengan tanah dan batuan, maka ada kecenderungan untuk membentuk endapan hydrosilikat . Nikel yang terkandung dalam rantai silikat atau hydrosilikat dengan komposisi yang mungkin bervariasi tersebut akan mengendap pada celah-celah atau rekahan-rekahan yang dikenal dengan urat-urat garnierit dan krisopras. Sedangkan larutan residunya akan membentuk suatu senyawa yang disebut saprolit yang berwarna coklat kuning kemerahan. Unsur-unsur lainnya seperti Ca dan Mg yang terlarut sebagai bikarbonat akan terbawa kebawah sampai batas pelapukan dan akan diendapkan sebagai dolomit, magnesit yang biasa mengisi celah-celah atau rekahan-rekahan pada batuan induk. Di lapangan urat-urat ini dikenal sebagai batas petunjuk antara zona pelapukan dengan zona batuan segar yang disebut dengan akar pelapukan (root of weathering )
Kondisi Mineralogy
Endapan nikel laterite terbentuk baik pada mineral jenis silicate atau oxide. Kemiripan radius ion Ni2+ dan Mg2+ memungkinkan substitusi ion diantara keduanya. Umumnya, mineral bijih dari jenis hidrous silicate seperti talc, smectite, sepiolite, dan chlorite terbentuk selama proses metamorphisme temperature rendah dan selama proses pelapukan dari batuan induk. Umumnya, mineral – mineral tersebut mempunyai variasi ratio Mg dan Ni. Mineral garnierite dari jenis silicate mempunyai ciri poor kristalin, texture afanitik, dan berstuktur seperti serpentinite (Brindley,1978).
Kondisi Topografi dan Morfologi
Dua faktor tersebut sangat penting dalam endapan nikel laterit karena kaitannya dengan posisi water table, stuktur dan drainage. Zona enrichment nikel laterite berada di topografi bagian atas (upper hill slope,crest, plateau, atau terrace ). Kondisi water table pada zona ini dangkal,apalagi ditambah dengan adanya zona patahan n shear or joint . In consequence, akan mempercepat proses palarutan kimia (leaching processes) yang pada akhirnya akan terbentuk endapan saprolite mengandung nikel yang cukup tebal. Kondisi seperti ini dapat dijumpai di beberapa tempat sepeti Indonesia, New Caledonia, Ural (Russia) dan Columbia. Sebaliknya, pada topografi yang rendah, water table yang dalam akan menghambat proses pelarutan unsur – unsur dari batuan induk (baca: enrichment proses).
Pengaruh Iklim
Tempat – tempat yang beriklim tropis seperti Indonesia, Columbia memungkinkan untuk terjadinya endapan Nikel laterite. Kondisi curah hujan yang tinggi,temperatur yang hangat ditambah dengan aktivitas biogenic akan mempercepat proses pelapukan kimia, dimana Nikel laterite bisa mudah terbentuk. 1. Produk Olahan Nikel Seperti yang telah dijelaskan diatas, bahwa teknologi pengolahan bijih nikel dapat dibagi menjadi dua macam teknologi yang mempunyai produk akhir yang berbeda-beda. Produk olahan dari bijih nikel yang umumnya dihasilkan diindonesia adalah sebagai berikut.
Ferronikel (menggunakan teknologi pirometalurgi) Nikel Matte (menggunakan teknologi pirometalurgi) Nikel (menggunakan teknologi hidrometalurgi)
Proses pengolahan biji Nikel dilakukan untuk menghasilkan Nikel matte yaitu produk dengan kadar Nikel di atas 75 %. Tahap-tahap utama dalam proses pengolahan adalah sebagai berikut:
Pengeringan di Tanur Pengering bertujuan untuk menurunkan kadar air bijih laterit yang dipasok dari bagian Tambang dan memisahkan bijih yang berukuran 25 mm. Kalsinasi dan Reduksi di Tanur untuk menghilangkan kandungan air di dalam bijih, mereduksi sebagian Nikel oksida menjadi Nikel logam, dan sulfidasi. Peleburan di Tanur Listrik untuk melebur kalsin hasil kalsinasi/reduksi sehingga terbentuk fasa lelehan matte dan terak Pengkayaan di Tanur Pemurni untuk menaikkan kadar Ni di dalam matte dari sekitar 27 % menjadi di atas 75 % Granulasi dan Pengemasan untuk mengubah bentuk matte dari logam cair menjadi butiran-butiran yang siap diekspor setelah dikeringkan dan dikemas.
1. Sifat-Sifat Nikel Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki simbol Ni dan nomor atom 28. Nikel mempunyai sifat tahan karat. Dalam keadaan murni, nikel bersifat lembek, tetapi jika dipadukan dengan besi, krom, dan logam lainnya, dapat membentuk baja tahan karat yang keras, mudah ditempa, sedikit ferromagnetis, dan merupakan konduktor yang agak baik terhadap panas dan listrik. Nikel tergolong dalam grup logam besi-kobal, yang dapat menghasilkan alloy yang sangat berharga.
1. Sifat Fisik Nikel merupakan unsur logam dengan fasa padat, memiliki massa jenis sekitar 8,908 g/cm3 serta massa jenis cair saat melewati titik didihnya 7,81 g/cm3. Titik lebur dari Nikel adalah 1455oC, sedangkan titik didihnya adalah 2913oC. Kalor peleburan Nikel adalah 14,48 kJ/mol, sedangkan kalor penguapan Nikel adalah 377,5 kJ/mol, dan kapasitas kalor saat suhu ruang adalah 26,07 J/(molK).
1. Sifat Kimia Informasi dasar Nama
: Nikel
Simbol
: Ni
Nomor Atom
: 28
Massa Atom
: 58.6934 amu
Titik Leleh
: 1453.0 °C (1726.15 K, 2647.4 °F)
Titik Didih
: 2732.0 °C (3005.15 K, 4949.6 °F)
Jumlah Protons/Elektron
: 28
Jumlah Neutron
: 31
Klasifikasi
: Transition Metal
Struktur kristal
: Cubic
Massa jenis @ 293 K
: 8.902 g/cm3
Warna
: Putih dasar
Jumlah Tingkat Energi
:4
Energi pertama level
:2
Energi Kedua Level
:8
Energi Ketiga Level
: 16
Energi Keempat Level
:2
Isotopes
I sotope
H alf Life
Ni-56 Ni-57 Ni-58
6.1 days 35.6 hours Stable
Ni-59 Ni-60 Ni-61
76000.0 years Stable Stable
Ni-62 Ni-63 Ni-64 Ni-65
Stable
Fakta.
100.0 years Stable 2.51 hours
Tanggal Penemuan
: 1751
Penemu
: Alex Cronstedt
Nama Asal
: Dari kata kupfernickel Jerman (Tembaga Palsu)
Kegunaan
: Paduan Logam Elektroplating, nikel-kadmium baterai
Di peroleh dari
: pentlandit
Keterangan unsur:
Volume Atom : 6.6 cm3/mol Struktur Kristal : fcc Massa Jenis : 8.9 g/cm3 Konduktivitas Listrik : 14.6 x 106 ohm-1cm-1 Elektronegativitas : 1.91 Konfigurasi Elektron : [Ar]3d8 4s2 Formasi Entalpi : 17.2 kJ/mol Konduktivitas Panas : 90.7 Wm-1K-1 Potensial Ionisasi : 7.635 V Bilangan Oksidasi : 2,3 Kapasitas Panas : 0.444 Jg-1K-1 Entalpi Penguapan : 377.5 kJ/mol
Manfaat dan Penggunaan Nikel
Nikel digunakan dalam berbagai aplikasi komersial dan industri, seperti : pelindung baja ( stainless steel ), pelindung tembaga, industri baterai, elektronik, aplikasi industri pesawat terbang, industri tekstil, turbin pembangkit listrik bertenaga gas, pembuat magnet kuat,pembuatan alat-alat laboratorium (nikrom), kawat lampu listrik, katalisator lemak, pupuk pertanian, dan berbagai fungsi lain (Gerberding J.L., 2005)
Paduan Nikel
Nikel (Ni) adalah logam perak-putih yang ditemukan pada tahun 1751 dan unsur paduan utama yang memberikan kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan korosi. Yang biasanya digunakan secara luas pada baja stainless dan paduan berbasis nikel (yang biasa disebut superalloy). Paduan nikel digunakan pada aplikasi temperatur tinggi (seperti komponen mesin jet, roket, dan pembangkit listrik tenaga nuklir), dalam penanganan makanan dan peralatan pengolahan kimia, koin, dan dalam perangkat kapal laut. Karena nikel mempunyai sifat magnetik, paduan nikel juga digunakan dalam aplikasi elektromagnetik, seperti solenoida. Penggunaan utama nikel yaitu sebagai logam untuk electroplating dari part untuk permukaannya dan untuk peningkatan ketahanannya terhadap korosi dan keausan. Paduan nikel memiliki kekuatan tinggi dan tahan korosi pada temperatur tinggi. Pemaduan unsur nikel kromium, kobalt, dan molibdenum. Sifat paduan nikel dalam mesin, pembentuk, casting, dan pengelasan dapat dimodifikasi dengan berbagai unsur paduan lainnya. Berbagai paduan nikel, memiliki berbagai kekuatan pada temperatur yang berbeda, telah dikembangkan .Meskipun nama dagang masih digunakan secara umum, paduan nikel sekarang diidentifikasi dalam sistem UNS dengan huruf N. Jadi, hastelloy G yang sekarang adalah N06007. Monel adalah paduan nikel-tembaga. Inconel adalah paduan nikel-kromium dengan tegangan tarik hingga 1400 MPa. Hastelloy (paduan nikel-kromium) memiliki ketahanan korosi yang baik dan kekuatan tinggi pada suhu yang tinggi. Nichrome (paduan nikel, kromium, dan besi) memiliki ketahanan listrik tinggi dan ketahanan yang tinggi terhadap oksidasi dan digunakan untuk elemen pemanas listrik. Invar dan kovar (paduan besi dan nikel) memiliki sensitivitas yang relatif pada suhu rendah
1. Superalloy
Superalloy sangat penting untuk aplikasi temperatur tinggi, oleh karena itu, mereka juga dikenal sebagai paduan tahan suhu panas atau tinggi. Superaloy umumnya memiliki ketahanan yang baik terhadap korosi, kelelahan mekanis dan termal, getaran mekanik dan termal, rambatan, dan erosi pada temperatur tinggi. Aplikasi utama dari superalloy adalah untuk mesin jet dan turbin gas. Aplikasi lain mesin torak, mesin roket, alat-alat dan cetakan untuk perlakuan panas logam, nuklir, kimia, dan industri petrokimia. Secara umum, superalloy diidentifikasi dengan nama dagang atau sistem penomoran khusus, dan mereka tersedia dalam berbagai bentuk. Kebanyakan superalloy memiliki ketahanan suhu maksimum sekitar 1000o C dalam aplikasi struktural. Suhu dapat setinggi 1.200o C untuk komponen bantalan non beban. Superaloy terdiri dari berbasis besi, berbasis kobalt, atau berbasis nikel: Superalloy berbasis Besi pada umumnya mengandung 32-67% Fe, dari 15 sampai dengan 22% Cr, dan 9-38% Ni. Paduan umum dalam kelompok ini adalah seri incoloy.
Superalloy berbasis Cobalt pada umumnya mengandung 35-65% Co, dari 19 menjadi 30% Cr, dan naik 35% Ni. Superalloy ini tidak sekuat superalloy berbasis nikel, tetapi mereka mampu mempertahankan kekuatan mereka pada suhu yang lebih tinggi. Superalloy berbasis Nikel adalah yang paling umum dari superalloy, dan mereka tersedia dalam berbagai macam komposisi (tabel 6.9). komposisi nikel adalah 38-76%. Mereka juga mengandung 27% Cr dan 20% paduan Co. Biasanya paduan dalam kelompok ini adalah Hastelloys, Inconel, Nimonic, Rene, udimet, astroloy, dan seri waspaloy . 1. Stainless Steel
Stainless Steel (SS) adalah baja dengan sifat ketahanan korosi yang sangat tinggi di berbagai kondisi lingkungan. Nikel digunakan sebagai unsur penstabil austenit, yang berarti penambahan nikel pada besi paduan mempromosikan perubahan struktur kristal dari BCC (ferritic) ke fcc (austenitic). Jadi nikel digunakan untuk menaikkan kekuatan, memperbaiki sifat kelelahan dan meningkatkan keuletan besi. Penambahan nikel menunda pembentukan fasa intermetalik yang merusak pada austenitic SS tetapi nikel kurang efektif dibanding nitrogen pada DSS. Sruktur fcc membuat austenitic stainless steels memiliki ketangguhan tinggi. Kehadirannya dari sekitar setengah struktur mikro duplex meningkatkan ketangguhan duplex dibanding Ferritic SS.
1. Copper-Nikel-Si likon Alloys “Nickel Silicon Bronze Alloys, which is an age-hardening alloy, higher alloyed in comparison with CuNi1.5Si, for current-carrying formed parts. It has an a-structure with very fine precipitations and recommends itself both for lead frames which require a high rigidity of the pins and for connector with high demands on the electrical conductivity, strength and relaxation behavior. In addition, the CuNi2Si can also be used for currentcarrying formed parts and contact springs due to its good fatigue strength, forming and spring properties.”(ecplaza.com,2010)
Jika Nikel dan Silikon dalam perbandingan 4 : 1, yaitu 4 bagian Nikel dan 1 bagian Silikon dipadukan di dalam Copper (Tembaga) pada Temperatur tinggi maka akan terbentuk sebuah unsur yang disebut Nikel Silicide (Ni2Si) dan pada Temperatur rendah paduan ini akan sesuai untuk pengendapan dalam perlakuan panas, dimana proses pelarutan akan diperoleh dalam proses Quenching dari Temperatur 7000C dan akan diperoleh sifat paduan Tembaga yang lunak dan ulet, kemudian dilanjutkan dengan memberikan pemanasan pada Temperatur 4500C maka akan meningkatkan kekerasan serta tegangan dari paduan Tembaga tersebut. %tase kadar Nikel dan Silikon ini disesuaikan dengan kebutuhan dari sifat yang dihasilkannya, biasanya diberikan antara 1 % hingga 3 % . Paduan Tembaga Sehingga akan memiliki sifat Thermal dan electrical Conductivity yang baik dan tahan terhadap pembentukan kulit dan oxidasi serta dapat mempertahankan sifat mekaniknya pada Temperatur tinggi dalam jangka waktu yang lama. 1. Nikel – Si lver known as German silver , paktong , newsilver or alpacca (or alpaca ), is a copper alloy with nickel and often zinc. The usual formulation is 60% copper, 20% nickel and 20% zinc.” (wikipedia.org,2010). ,also “Nickel silver
Nikel – Silver sebenarnya tidak mengandung unsur Silver, penamaan ini dikarenakan penampilan dari paduan ini menyerupai silver. Komposisinya terdiri atas Copper, Nikel dan Seng (Zinc). Semua paduan dari jenis ini dapat dikerjakan atau dibentuk dengan pengejaan dingin (cold working), akan tetapi dengan meminimalkan tingkat kemurniannya paduan ini juga memungkinkan untuk pengerjaan panas (hot working). Nikel Silver mengandung kadar Tembaga antara 55 % sampai 68 % dan paduan dengan kadar Nikel antara 10 % hingga 30 % banyak digunakan dalam pembuatan sendok dan garpu. Paduan yang dibuat dalam bentuk plat dengan type EPNS sebagai derajat kesatu dengan kadar Nikel 18 % digunakan sebagai bahan pegas pada kontaktor peralatan listrik.
1. Bahaya Toksik Nikel Logam berat adalah istilah yang digunakan secara umum untuk kelompok logam berat dan metaloid yang densitasnya lebih besar dari 5 g/cm3 (Hutagalung et al., 1992). Logam beratadalah unsur-unsur kimia dengan bobot jenis lebih besar dari 5 gr/cm3, terletak di sudut kananbawah sistem periodik, mempunyai afinitas yang tinggi terhadap unsur S dan biasanya bernomoratom 22 sampai 92 dari perioda 4 sampai 7 (Miettinen, 1977). Afinitas yang tinggi terhadap unsur S menyebabkan logam ini menyerang ikatan belerang dalam enzim, sehingga enzim bersangkutan menjadi tak aktif. Gugus karboksilat (-COOH) dan amina (-NH2) juga
bereaksi dengan logam berat. Kadmium, timbal, dan tembaga terikat pada sel-sel membran yang menghambat proses transformasi melalui dinding sel (Manahan, 1977). Di perairan, logam berat dapat ditemukan dalam bentuk terlarut dan tidak terlarut. Logamberat terlarut adalah logam yang membentuk senyawa kompleks dengan senyawa organik dan anorganik, sedangkan logam berat yang tidak terlarut merupakan partikel partikel yang berbentuk koloid dan senyawa kelompok metal yang teradsorbsi pada partikelpartikel yang tersuspensi. Sedikitnya terdapat 80 jenis dari 109 unsur kimia di muka bumi ini yang telah teridentifikasi sebagai jenis logam berat. Berdasarkan sudut pandang toksikologi, logam beratdapat dibagi dalam dua jenis.Pertama, logam berat esensial, di mana keberadaannya dalamjumlah tertentu sangat dibutuhkan oleh organisme hidup, namun dalam jumlah yang berlebihan dapat menimbulkan efek racun. Contoh logam berat ini adalah Zn, Ni, Cu, Fe, Co, Mn dan lain sebagainya. Sedangkan jenis kedua, logam berat tidak esensial atau beracun, dimana keberadaannya dalam tubuh masih belum diketahui manfaatnya atau bahkan dapat bersifat racun,seperti Hg, Cd, Pb, Cr dan lain-lain (Connel dan Miller 1995). Logam berat umumnya ditemukan dalam bentuk %yawaan dengan unsur lain, dan sangat jarang ditemukan dalam elemen tunggal. Unsur ini dalam kondisi suhu kamar tidak selalu berbentuk padat melainkan ada yang berbentuk cair. Logam berat di perairan memiliki sifat konserfatif dan nonkonservatif. Sifat konservatif menunjukan kestabilan konsentrasi suatu komponen, hal ini berarti bahwa konsentrasi suatu komponen cenderung tetap dan tidakterpengaruh dengan proses-proses fisik dan biologi yang ada di perairan, ditunjukkan dengan proses pergerakan (removal), peningkatan konsentrasi (addition), dan pergerakan sekaligus peningkatan konsetrasi (removal dan addition) (Hutagalung dan Razak, 1992). Sebagian dari logam berat bersifat essensial bagi organisme air untuk pertumbuhan dan perkembangan hidupnya, antara lain dalam pembentukan haemosianin dalam sistem darah dan enzimatik pada biota (Darmono, 1995). Berdasarkan sifat kimia dan fisikanya, maka tingkat ataudaya racun logam berat terhadap hewan air dapat diurutkan (dari tinggi ke rendah) sebagai berikut merkuri (Hg), kadmium (Cd), seng (Zn), timah hitam (Pb), krom (Cr), nikel (Ni), dan kobalt (Co) (Sutamihardja dkk, 1982). Menurut Darmono (1995) daftar urutan toksisitas logam paling tinggi ke paling rendah terhadap manusia yang mengkomsumsi ikan adalah sebagai berikut Hg2+ > Cd2+ >Ag2+ > Ni2+ > Pb2+ > As2+ > Cr2+ Sn2+ > Zn2+. Sedangkan menurut Kementrian Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup (1990) sifat toksisitas logam beratdapat dikelompokkan ke dalam 3 kelompok, yaitu:
Bersifat toksik tinggi (Hg, Cd, Pb, Cu, dan Zn) Bersifat toksik sedang (Cr, Ni, dan Co) Bersifat tosik rendah (Mn dan Fe).
Kadar nikel di perairan tawar alami adalah 0,001 – 0,003 mg/liter (Scoullos dan Hatzianestis, 1989,in Moore,1990 in Effendi 2003); sedangkan pada perairan laut berkisar antara 0,005 – 0,007 mg/liter (Mc Neely et al., 1979). Adanya logam berat di perairan, berbahaya baik secara langsung terhadap kehidupan organisme, maupun efeknya secara tidak langsung terhadap kesehatan manusia. Hal ini berkaitandengan sifat-sifat logam berat ( PPLH-IPB, 1997; Sutamihardja dkk, 1982) yaitu :
Sulit didegradasi, sehingga mudah terakumulasi dalam lingkungan perairan dan keberadaannya secara alami sulit terurai (dihilangkan) Dapat terakumulasi dalam organisme termasuk kerang dan ikan, dan akan membahayakan kesehatan manusia yang mengkomsumsi organisme tersebut Mudah terakumulasi di sedimen, sehingga konsentrasinya selalu lebih tinggi dari konsentrasi logam dalam air Mudah tersuspensi karena pergerakan masa air yang akan melarutkan kembali logam yang dikandungnya ke dalam air, sehingga sedimen menjadi sumber pencemar potensial dalamskala waktu tertentu
Walaupun terjadi peningkatan sumber logam berat, namun konsentrasinya dalam air dapat berubah setiap saat. Hal ini terkait dengan berbagai macam proses yang dialami oleh senyawa tersebut selama dalam kolom air. Parameter yang mempengaruhi konsentrasi logam berat di perairan adalah suhu, salinitas, arus, pH dan padatan tersuspensi total atau seston. Nikel dalam jumlah kecil dibutuhkan oleh tubuh, tetapi bila terdapat dalam jumlah yang terlalu tinggi dapat berbahaya untuk kesehatan manusia, Yaitu : menyebabkan kanker paru paru, kanker hidung, kanker pangkal tenggorokan dan kanker prostat, merusak fungsi ginjal,meyebabkan kehilangan keseimbangan, menyebabkan kegagalan respirasi, kelahiran cacat,menyebabkan penyekit asma dan bronkitis kronis serta merusak hati. Gerberding J.L (2005) melaporkan bahwa dalam konsentrasi tinggi nikel di tanah berpasir merusak tanaman dan di permukaan air dapat mengurangi tingkat pertumbuhan algae. Lebih lanjut dikatakan bahwa nikel juga dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme, tetapimereka biasanya mengembangkan perlawanan terhadap nikel setelah beberapa saat. Ketoksikan nikel pada kehidupan akuatik bergantung pada spesies, pH, kesadahan dan faktor lingkungan lain (Blaylock dan Frank, 1979).
1. Inovasi Produk atau Manfaat dari Bahan Dasar Nikel Teknologi pengolahan biji nikel menjadi sponge iron content nickel. Cadangan biji nikel Indonesia mencapai lebih dari 1 milyar ton. Biji nikel tersebut saat ini sebagian besar dijual dalam bentuk raw material sebanyak lebih dari 6.5 juta ton/tahun dengan harga hanya ± 30 US$/ton. Padahal setelah menjadi nickel matt harganya lebih dari 24.000 US$/ton. Untuk bisa memproduksi nickel matt diperlukan investasi yang mencapai milyaran dolar dan didukung Power Plant dengan daya lebih dari 200 megawatt. Karena itulah diperlukan inovasi pengolahan biji nikel menjadi sponge iron content nickel dengan peralatan yang dibuat di dalam negeri dan berbasis bahan bakar batubara. Biji nikel diolah dengan menggunakan tepung batubara untuk menjadi sponge iron lalu bisa diolah lagi menjadi nickle matt dengan kopula hot blast batubara. 1. Perspektif: Dengan pasokan persediaan biji nikel yang sangat besar di Indonesia maka industri pengolahan barang jadi dari nikel sangat potensial untuk digarap karena bisa mendatangkan added value sampai ribuan kali
1. Keunggulan Inovasi:
Teknologi kopula hot blast bisa dibuat di dalam negeri. Menggunakan batubara yang tersedia banyak di Indonesia. Hasil produk memiliki nilai tambah sangat tinggi.
1. Potensi Aplikasi Inovasi metode pengolahan biji nikel alternatif ini dapat dikembangkan, untuk membangun kemampuan nasional dalam mengolah hasil-hasil tambang bernilai tinggi, tapi dengan investasi yang tidak terlalu besar. 1. Ide lain dari bahan Nikel Bijih nikel dibagi dalam dua tipe, bijih sulfida dan oksida atau laterit. Hingga saat ini, sebagian besar nikel yang digunakan di dunia bersumber dari pengolahan bijih nikel sulfida. Pengolahan nikel dari bijih laterit membutuhkan energi yang tinggi dikarenakan kadarnya yang relatif rendah (1-2% Ni), di mana bijih nikel laterit ini sangat sulit untuk dikonsentrasi sebagaimana bijih sulfida. Kenyataannya, cadangan bijih nikel terbesar di bumi adalah bijih nikel laterit, termasuk di Indonesia. Secara konvensional, proses ekstraksi nikel dari bijih nikel laterit dilakukan melalui jalur pirometalurgi dan hidrometalurgi. Secara umum, pengolahan dengan cara konvensional tersebut membutuhkan biaya investai yang tinggi dan biaya operasi yang mahal serta dampak lingkungan yang harus dikendalikan dengan ketat. Hingga saat ini, teknologi yang efektif dan efisien serta ramah lingkungan masih terus diteliti. Salah satu alternatif teknologi pengolahan bijih nikel laterit adalah dengan bioleaching . Bioleaching merupakan proses ekstraksi nikel dengan memanfaatkan aktivitas bakteri. Dengan metode ini, tidak diperlukan asam sulfat anorganik sehingga tidak diperlukan pendirian pabrik asam sulfat (acid plant ) yang akan dengan sendirinya menurunkan biaya modal dan biaya operasi pabrik. Selain itu, bakterinya pun mudah untuk dikembangbiakkan dengan bioteknologi yang ada sekarang. Dari aspek lingkungan, bioleaching juga lebih ramah lingkungan karena kuantitas limbahnya sedikit dan bersifat organik. Bakteri yang dimanfaatkan untuk pelindian (leaching ) dikembangkan dari daerah asal bijih. Bila teknologi bioleaching berhasil diterapkan pada ekstraksi nikel dari bijih laterit maka akan memberikan keuntungan berupa reduksi kebutuhan energi, reduksi biaya dan ramah lingkungan. Tahap-tahap yang dilakukan untuk implementasi teknologi ini dimulai dengan uji berskala laboratorium. Dari serangkaian percobaan yang dilakukan, akan didapatkan beberapa parameter yang terkait dengan proses bioleaching , seperti media dan nutrisi yang paling cocok untuk bakteri, ukuran partikel bijih, persen padatan, suhu, dan laju pengadukan yang paling optimal, spesies bakteri, serta persen ekstraksi nikel. Setelah tahap ini dilalui, maka dilanjutkan dengan pilot project yang merupakan uji yang berskala lebih besar dari laboratorium ( scale u p). Teknologi ini dapat diterapkan di industri setelah dinyatakan layak melalui studi aspek teknis, ekonomi dan lingkungan.
