MAKALAH TUGAS BESAR LABORATORIUM METALURGI I
MINERAL MANGAN
Disusun oleh : Aldy Kurnia Azhari
3334120903
Annisa Nur Fitriyani
3334121206
Bunga Rani Elvira
3334121577
Dikki Purwantoni
3334121352
Dodi Fitriyadi
3334121597
Egi Anwar
3334120588
Galih Purwasito Ardhi
3334121753
Rahadian Darmawansyah
3334120601
Zilla Mala Arti
3334120052
LABORATORIUM METALURGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA CILEGON-BANTEN 2014
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL ............................................ ................................................................. ........................................... ............................. ....... i
.............................................................. ............................................ ........................................... .................... ii DAFTAR ISI ......................................... .................................................................. ........................................... .............................. ......... iii DAFTAR TABEL ............................................ DAFTAR GAMBAR .............................................................. .................................................................................. .............................. ......... iv BAB I
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ............................ .................................................. ............................................ ................................ ..........1 1.2 Tujun Penulisan ....................................................... .............................................................................. ......................... ..1 1.3 Ruang Lingkup ........................................................ ............................................................................... ......................... ..2
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Karakteristik Mangan ......................................................... ....................................................................... ..............3 2.1.1 Sifat Umum .......................................................... ............................................................................ ..................5 2.1.2 Sifat Fisika ........................ .............................................. ............................................ ................................ ..........5 2.1.3 Sifat Kimia .......................................... ................................................................. .................................... .............5 2.1.4 Sifat Mekanik ....................................................... ......................................................................... ..................7 2.1.5 Sifat Metalurgi ........................................... .................................................................. ............................. ......7 2.2 Persebaran Mangan....................................... Mangan............................................................. .................................... ..............8 2.3 Proses Pengolahan Mangan ..................................... ........................................................... ........................10 2.3.1 Pirometalurgi ................................................. ........................................................................ .......................10 2.3.2 Hidrometalurgi .......................................... ................................................................. ............................. ......5
BAB III KESIMPULAN 3.1 Kesimpulan.............................................................. ..................................................................................... .......................23 23
................................................................ ........................................... ........................... .....22 DAFTAR PUSTAKA ...........................................
ii
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
Tabel 2.1 Persebaran Mangan [Ansori Chusni, 2010] …………………………. 15
iii
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
Gambar 2.1 Mangan .............................................................................................. 9 Gambar 2.2 Pirolusit dan Manganit ...................................................................... 10 Gambar 2.3 Kriptomelan dan Psilomelan ............................................................. 11 Gambar 2.4 Persebaran Mangan di Indonesia....................................................... 14 Gambar 2.5 Diagram Alir Pengolahan Bijih Mangan Metoda Pirometalurgi ...... 17 Gambar 2.6 Diagram Alir Pengolahan Bijih Mangan Metoda Hidrometalurgi .... 22
iv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesian merupakan negeri yang kaya akan sumber daya alam termasuk pula dalam hal mineral tambang. Mangan adalah salah satu contoh mineral tambang yang keberadaannya sangat melimpah. Kebutuhan barang tambang mangan dewasa ini meningkat dengan seiring dengan peningkatan ternologi dan kebutuhan mangan. Mangan merupakan mineral logam yang digunakan sebagai salah satu unsur untuk campuran logam yang menghasilkan baja, baterai dan kebutuhan industri lainnya. Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam kerak bumi. Mangan sendiri merupakan suatu unsur kimia yang mempunyai nomor atom 25 dan memiliki symbol Mn (Mn 4+). Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam endapan sedimenter dan residu. Sekitar 90% mangan didunia digunakan untuk tujuan metalurgi yaitu untuk proses produksi besi-baja, sedangkan penggunaan mangan untuk tujuan non-metalurgi adalah untuk produksi baterai, keramik, gelas dan lain-lain.Potensi cadangan bijih mangan di Indonesia cukup besar, namun terdapat dibeberapa lokasi yang tersebar diseluruh Indonesia. Potensi tersebut terdapat di Pulau Sumatera, Kepulauan Riau, Pulau Jawa, Pulau Kalimantan, Pulau Sulawesi dan masih banyak lagi. Oleh karena itu, sebagai mahasiswa metalurgi kita harus dapat mengeksplorasi dan mengolah kekayaan alam tambang kita dengan baik, namun kita pun harus menjaga agar pengolahan yang kita lakukan tidak merusak alam sekitar [Sukandarrumidi,1999].
1.2 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini adalah untuk mengetahui karakteristik mineral bijih mangan, penyebaran mineral bijih mangan dan proses pengolahan mineral bijih mangan.
1.3 Ruang Lingkup
Adapun ruang lingkup dari makalah ini meliputi karakteristik mineral bijih mangan, penyebaran mineral bijih mangan, proses pengolahan mineral bijih mangan dan flowchat pengolahan mineral bijih mangan.
2
BAB II MANGAN
2.1 Karakteristik Mangan
Mangan barasal dari kata magnes kata latin yang berarti magnet. Mangan adalah suatu unsur kimia yang mempunyai nomor atom 25 dan memiliki simbol Mn (Mn4+) [Anonimous, 2008].
Gambar 2.1 Mangan
Mangan pertama kali ditemukan oleh Johann Gahn pada tahun 1774 di Swedia. Mangan memiliki karakteristik menyerupai besi. Dikenal 4 jenis mineral bijih yang mengandung Mn sebagai berikut [Sukandarrumidi,199]. 1. Pirolusit Pirolusit (MnO2) merupakan mineral oksida berwarna abu-abu kilap metalik, kekerasan 2 – 2.5, BD 4.4 – 4.8 gr/cc. Sistem kristal tetragonal, belahan prismatik, merupakan mineral hasil oksidasi. Umumnya pirolusit adalah mineral hasil oksidasi sekunder atau vein. Pirolusit yang terbentuk sebagai pseudomorf dari manganit biasanya bersifat masif ataupun reniform terkadang berstruktur berserabut dan radial. Selain ditemukan sebagai kumpulan kristal yang kasar, pirolusit juga terdapat dalam bentuk kristal berbentuk jarum halus 2. Manganit Manganit (Mn2O3.H2O) berkomposisi oksida dan merupakan mineral terhidrasi yang berwarna hitam besi atau abu-abu baja. Manganit memiliki struktur kristal monoklin dengan belahan prismatik. Kekerasan dari manganit
bernilai 4 dengan berat jenis 4,2 - 4,4gr/cc. Belahan yang terbentuk sempurna dan bersifat brittle. Manganit, umumnya dijumpai dalam bentuk urat yang terbentuk pada temperatur cukup tinggi pada batuan basa
(a)
(b)
Gambar 2.2(a) Pirolusit (b) Manganit
3. Kriptomelan Kriptomelan (K 2Mn8O16 = K 2(MnO2)8). Dibawah mikroskop bijih mineral ini terlihat dalam bermacam-macam bentuk di antaranya berbentuk urat-urat kecil atau massa berserabut, kristal seperti jarum berwarna abu-abu kebiruan atau lapisan koloidal konsetris berselan seling dengan lapisan yang berbeda warna, struktur bunga es. 4. Psilomelan Rumus kimia dari psilomelan adalah (BaH 2O)2.Mn5O10. Psilomelan merupakan deposit mineral sekunder terhidrasi berwarna abu-abu dengan kilap submetalik. Kekerasan psilomelan berkisar antara 5 – 6. Sebagai mineral amorf, psilomelan bersifat massif, reniform botroidal atau stalak titik. Sehingga lebih umum dijumpai dalam endapan sekunder. Berat jenis psilomelan adalah 3,3 - 4,7gr/cc dengan pecahan bersifat brittle dan sistem kristal ortorombik. Dibawah mikroskop, bijih psilomelan sulit dibedakan dari kriptomelan. Baik bentuk maupun warna dari kedua mineral tersebut hampir sama dengan kriptomelan. Perbedaan dari kedua mineral itu terletak pada sifat anisotropi dimana psilomelan lebih lemah disbanding kriptomelan.
4
(a)
(b)
Gambar 2.3(a) Kriptomelan (b) Psilomelan
Karakteristik umum dari mangan ini meliputi sifat umum, sifat fisika, sifat kimia dan sifat mekanik. 2.1.1 Sifat Umum
Mangan memiliki warna abu-abu silver. Mangan adalah bagian dari logam transisi yang bersifat sangat keras tetapi sangat rapuh, susah untuk disatukan, tetapi mudah untuk dioksidasi [Slamet, 2009]. 2.1.2 Sifat Fisika
Mangan merupakan unsur yang dalam keadaan normal memiliki bentuk padat(solid). Massa jenis mangan pada suhu kamar yaitu sekitar 7,21 g/cm3, sedangkan massa jenis cair pada titik lebur sekitar 5,95 g/cm3. Titik lebur mangan terjadi pada suhu sekitar 1246 oC, sedangkan titik didih mangan terjadi pada suhu 2061 oC. Kapasitas kalor pada suhu ruang adalah sekitar 26,32 J/mol.K. kalor lebur mangan adalah 12,19 kJ.mol dan kalor penguapannya sebesar 221 kJ.mol [Slamet, 2009]. 2.1.3 Sifat Kimia
Mangan termasuk kedalam jenis logam transisi dengan golongan VII, periode 4 dan blok 7. Elektronegativitas mangan yaitu 1,55 (skala Pa). Mangan memiliki jari-jari atom 127 pm dengan jari-jari kovalen 139±5 untuk low spin dan 161±8 pm. Konfigurasi elektron dari mangan yaitu [Ar] 4s 2 3d. Bilangan oksidasi mangan adalah +2, +3, +4, +6, dan +7. Senyawa mangan dengan Mn7+, seperti senyawa Mn2O7 dan senyawa anion permanganate MnO4- merupakan oksidator yang sangat kuat [Widowati, 2008].
5
Bilangan oksidasi yang paling stabil diantara bilangan oksidasi mangan yang lain adalah +2. Beberapa contoh Mn 2+ yaitu Mangan (II) sulfat (MnSO 4) dan Mangan (II) klorida (MnCl 2). Bilangan oksidasi ini selalu ditemukan di dalam mineral Mangan (II) karbonat. Bilangan oksidasi +2 ini, seringkali digunakan oleh makhluk hidup untuk kebutuhan yang penting dan mendasar, karena mangan dengan bilangan oksidasi selain +2 bisa menyebabkan keracunan pada tubuh manusia. Penyerapan cahaya tampak dari ion ini terjadi hanya karena transisi spin yang tak seharusnya terjadi didalam subkulit d. Dalam subkulit d, semua elektron harus berpasangan dan untuk itu terjadi pelepasan dua elektron. Bilangan oksidasi +3 ini dikenal pada senyawa Mangan (III) asetat. Mangan dengan bilangan oksidasi +3 dapat menjadi oksidator yang cukup baik dan juga cenderung berdisproporsionasi atau berautoredoks menjadi Mangan (II) dan Mangan (IV). Senyawa padat dari Mangan (III) mempunyai ciri – ciri khusus yaitu koordinasinya berdistorsi oktahedral karena efek JahnTeller. Bilangan oksidasi +5 bisa diperoleh jika mangan dioksida dilarutkan ke dalam larutan natrium nitrit. Mangan (V) juga bisa dihasilkan dengan cara melarutkan senyawa mangan seperti mangan dioksida dilarutkan ke dalam larutan alkali yang dibiarkan bereaksi dengan udara. Permanganat (biloks +7) seperti potassium permanganat, natrium permanganat, dan barium permanganate adalah oksidator yang kuat. Potassium permanganat yang biasa disebut Condy’s crystals, sering kali digunakan sebagai reaktan dalam eksperimen yang dilakukan di dalam laboratorium. Hal ini dikarenakan kelebihannya dalam mengoksidasi dan berguna dalam pengobatan. Mangan dapat bereaksi dengan air, udara, halogen dan logam sebagai berikut. 1. Reaksi dengan air Mangan yang bereaksi dengan air dapat berubah menjadi basa secara perlahan dan gas hidrogen akan dibebaskan sesuai reaksi berikut. Mn(s) + 2H2O → Mn(OH)2 +H2
6
2. Reaksi dengan udara Logam mangan dapat terbakar di udara sesuai dengan reaksi berikut. 3Mn(s) + 2O2 → Mn3O4(s) 3Mn(s) + N2→ Mn3 N2(s) 3. Reaksi dengan halogen Mangan bereaksi dengan halogen membentuk mangan (II) halida, sesuai dengan reaksi berikut. Mn(s) +Cl2→ MnCl2 Mn(s) + Br 2 → MnBr 2 Mn(s) + I2 → MnI2 Mn(s) + F2→ MnF2 Selain bereaksi dengan flourin membentuk mangan (II) flourida, mangan juga menghasilkan mangan (III) flourida sesuai reaksi berikut. 2Mn(s) + 3F2 → 2MnF3(s) 4. Reaksi dengan larutan asam Mangan
bereaksi
dengan
asam-asam
encer
secara
cepat
menghasilkan gas hidrogen sesuai reaksi: Mn(s) + H2SO4 → Mn2+(aq) + SO42-(aq) + H2(g) 2.1.4 Sifat Mekanik
Mangan merupakan mineral dengan yang bersifat paramagnetik. Mangan memiliki konduktivitas termal 7,81 W.m -1 dan ekspansi termal pada suhu ruangan sebesar 21,7 µm. Modulus young dari mangan yaitu 198 GPa dengan bulk modulus
120 GPa. Berdasarkan pengujian kekerasannya,
mangan memiliki kekerasan Mohs 6.0 dan kekerasan brinell sebesar 196 MPa [US.EPA.2003]. 2.1.5 Sifat Metalurgi
Penambahan mangan pada suatu paduan dapat menurunkan sifat mampu las (weldability), meningkarkan sifat permesinan (machineability) dan menurunkan sifat mampu tekuk suatu material [Kamiluddin Mohammad, 2008].
7
2.2 Persebaran Mangan
Potensi cadangan bijih mangan di Indonesia cukup besar, namun terdapat di berbagai lokasi yang tersebar di seluruh Indonesia. Potensi tersebut terdapat di Pulau Sumatera, Kepulauan Riau, Pulau Jawa, Pulau Kalimantan, Pulau Sulawesi, Nusa Tenggara dan Maluku. Endapan biji mangan banyak terdapat beberapa lokasi di berbagai provinsi di Indonesia. Beberapa daerah memiliki cadangan mangan yang cukup berlimpah serta masih banyak wilayah diperlukan penelitian lebih lanjut. Lebih dari 80% dari sumber daya dunia yang dikenal mangan ditemukan di Afrika Selatan dan Ukraina. Deposit mangan yang penting di Cina, Australia, Brasil, Gabon, India dan Meksiko. Mangan yang ditemukan didalam tanah memiliki konsentrasi berkisar antara 2 sampai 7000 ppm dengan konsentrasi ratarata geometrik 330 ppm. Estimasi konsentrasi rata-rata aritmatik adalah 550 ppm. Penumpukan mangan lebih banyak terjadi pada lapisan di bawah tanah daripada dipermukaan tanah, 60 – 90% mangan ditemukan pada fraksi pasir pada lapisan tanah. Konsentrasi mangan secara signifikan dipengaruhi pada tipe senyawasenyawa yang terkandung dalam tanah dan pada karakteristik tanah seperti pH dan potensi reduksi oksidasi. Berikut ini adalah tabel persebaran mangan [Ansori Chusni, 2010].
Gambar 2.4 Persebaran Mangan di Indonesia
8
Tabel 2.1 Persebaran Mangan [Ansori Chusni, 2010] Provinsi
Lokasi
DI. Aceh
LhoKruet, Pantai Timur Aceh, Karang Igeuh dan Kapi
Sumatera Utara
Pantai Timur dan 23 km timur laut Natal
Sumatera Barat
Mangani dan Ulu Aer
Riau
Sungai Lumut dan Balangbeo
Sumatera Selatan
Pesawaran Ratai
Bangka Belitung
S Selan
Bengkulu Lampung Banten Jawa Barat
Jawa Tengah
Tambang Sawah, Gebang Ilir, Tambang Sawah Gunung Pesawaran Ratai, Gunung Waja, Gunung Kasih dan Gunung Kedondong Cikotok Cibadeng,
Karangnunggal,
Cibadong,
Cigempor,
Salopa dan Cikatomas Peg. Karang Bolong, Klaten, Ngargoretno, Salaman, Bapangsari, Semanggung dan Cangkerep Puger, Nambakan, Tamban, Ngradu, Sempor, Gunung Gede,
Dawung,
Klumpit,
Banyumuntah,
Bukul,
Gunung Kembar, Cikuli, Goro, Blimbing, Panggul, JawaTimur
Gunung Kuncung, Tumpak telor, Serut, Sukorejo, Tenggong, Gunung Jambe, Gunung Puncak Asem, Gunung Cemerung, Wlingi, Gunung Rajak, Kalirejo, Bedug I, Puger, Gunung Marondon Sekunir Puger, Jambe dan Gunung Sadeng
D.I. Yogyakarta Kalimantan Barat Kalimantan Selatan Kalimantan Timur
Kliripan, Samigaluh, Gedad, Batuwarno, Eromoko dan Gunung Kidul Gunung Sekereh, Jelatok dan Lumar Gunung Besi, Pasir, Tanah Laut, . Tawon dan Birayang Gunung Bambu dan Muara Ancalong
9
Maluku Sulawesi Utara
Laloda, Galela, P. Batanta, Waturen, Tanjung Fatufat, P. Doi, P. Dongasuli danWaigeo Tanjung Torawitan, Tewangko dan S. Molosipat
Sulawesi Tengah
Tawangko
Sulawesi Selatan
Wonomulyo, Liburung danTanene
Sulawesi Tenggara Nusa Tenggara Barat
S. Rumu Teluk Maja, Panda dan Binoa Oil Manonok, Tanini, Amarasi, Kupang, P. Roti, Nggorang 8 Km Selatan Reo, Atar Punda, Bukit Golorawang, Ngrawang, Wangkung, Kajong, Lante,
Nusa Tenggara Timur
Wangkal, Meas, Kadung, Ngampur, Bajak, Wancang, Riung, Metang, Weibuka, Nangasu, Melana, Mena, Lake, Rokap, Manggarai, sebelah timur Kupang, Ole Manenok, Tanimi, sebelah selatan Kupang, Ikan Foti, Niuk Baum, Moil Tobe, Buleo, Desa Ponu dan Kaubelah, Oe Ekam, Oe Baki, Babuin dan Kalbano
2.3 Proses Pengolahan Mangan
Mangan merupakan logam yang paling sering digunakan setelah besi, alumunium, dan tembaga. Setelah ditambang, bijih mangan diproses lebih lanjut untuk menghasilkan paduan mangan atau mangan murni. Metoda ekstraksi yang dapat digunakan adalah pirometalurgi dan hidrometalurgi. 2.3.1 Pirometalurgi
Dalam pirometalurgi, logam atau paduan logam dihasilkan pada temperatur tinggi dengan menggunakan oksidasi atau reduksi. Pemanasan dan pemurnian dilakukan di dalam blast furnace menggunakan kokas sebagai reduktor. Reduksi dengan karbon (batubara) atau silikon adalah metoda untuk menghasilkan ferromangan (FeMn) dengan kandungan karbon tinggi, karbon medium, atau karbon rendah [Jouni, 2011].
10
Temperatur yang dibutuhkan untuk proses reduksi sempurna mangan cukup tinggi, yaitu 1267˚C. Metoda pirometalurgi dapat digunakan hanya untuk bijih kadar tinggi dengan kandungan pengotor yang rendah. Presentase kandungan phospor dan arsenik pada umpan saay peleburan tidak boleh melebihi 0,5%. Senyawa lain yang memengaruhi kualitas dari produk metal adalah Al2O3, SiO2, CaO, MgO, dan S. Pirometalurgi digunakan untuk merubah lelehan bijih mejadi lebih cair untuk proses leaching [Jouni, 2011]. Pada
proses
pemanggangan
dan
pemurnian
karbon,
keduanya
menghasilkan gas yang menyebabkan efek rumah kaca. Berikut adalah persamaan dari kedua proses tersebut [Jouni, 2011] 7MnO + 10C → Mn 7C3 + 7C(g) .................................................................... (1) 2MeS + 3O2 → 2MeO +2SO2(g) ..................................................................... (2) Permasalahan SO2 dapat diselesaikan dengan merubah SO 2 menjadi H2SO4 dengan metoda oksidasi katalis yang biasanya digunakan sebagai reagen dalam industri kimia. Berikut adalah diagram alir untuk proses pembuatan ferromangan dengan prosses pirometalurgi.
Bijih Mangan
Kapur
Kokas
Kapur
Proses kalsinasi
Proses aglomerasi
Proses reduksi dengan furnace
Proses pencetakan atau casting
11
Slag
MC FeMn
HC FeMn
LC FeMn
Proses peremukan
Proses pengayakan
Produk FeMn Gambar 2.5 Diagram Alir Proses Pengolahan Bijih Mangan Metoda
Pirometalurgi
2.3.2 Hidrometalurgi
Proses hidrometalurgi merupakan proses metalurgi dimana digunakan suatu zat kimia yang cair untuk dapat melarutkan suatu partikel tertentu, contohnya adalah proses leaching . Salah satu metoda hidrometalurgi yang digunakan dalam proses ekstraksi bijih mangan adalah leaching dengan menggunakan asam sulfat. Proses ekstraksi logam dari bijihnya tergantung dari sifat bijih dan logam itu sendiri. Tidak ada metoda operasional yang universal dalam ekstraksi logam termasuk mangan. Berikut adalah langkah umum dalam proses metalurgi, yaitu [Alafara, 2014]: 2.3.2.1 Penambangan
Penambangan adalah proses mengambil bijih di tambang dengan menggalinya secara langsung. Penambangan tersebut disebut dengan open-pit minning. Jika bijih diambil dari kedalaman tertentu, maka penambangan disebut deep mining.
12
2.3.2.2 Peremukan
Bijih yang telah diambil dari tambang biasanya dalam bentuk bongkahan yang besar. Sehingga bijih harus dihancurkan menjadi potongan kecil. Bongkahan dihancurkan hingga berukuran kecil dengan alat jaw crusher atau hammer mill.
2.3.2.3 Penghalusan
Bijih yang telah diremuk kemudian dihaluskan hingga menjadi bubuk halus dengan stamp mill atau pulveriser.
2.3.2.4 Konsentrasi
Penghilangan pengotor yang tidak diinginkan. Metoda yang digunakan untuk konsentrasi antara lain adalah: a. Gravity separation b. Magnetic separation c. Froth flotation process
2.3.2.5 Leaching
Ini merupakan proses terpenting dari hidrometalurgi. Proses ini menggunakan larutan berair yang mengandung asam sulfat. 1. Leaching dengan Asam Sulfat Bijih mangan oksida tidak dapat dilakukan proses leaching secara langsung dengan asam sulfat. Mangan oksida harus direduksi terlebih dahulu menjadi oksida kadar rendah yang dapat larut. Maka dari itu, dilakukan proses pemanggangan pada atmosfir reduksi di dalam tanur putar. Jika reduksi berlangsung baik,
semua
oksida
dapat
tereduksi.
Dengan
demikian,
setidaknya 98% mangan dapat diperoleh dengan proses leaching dengan asam sulfat encer [Madingan, 1965]. Setelah dilakukan proses leaching , cairan leaching umunya mengandung konsentrasi ion logam yang harus dihilangkan.
13
Beberapa logam yang tidak diinginkan dapat ikut terlarut saat proses
leaching .
Larutan
dimurnikan
untuk
mengurangi
komponen yang tidak diinginkan. Proses konsentrasi dan pemurnian terdiri dari: pengendapan, sementasi, ekstraksi pelarut, petukaran ion dan lainnya. 2. Pengendapan Senyawa Mangan Pengendapan dalam hidrometalurgi melingkupi pengendapan kimia
logam
Pengendapan
atau
pengotor
dilakukan
lainnya
dengan
di
larutan
menambahkan
berair. reagen,
penguapan, perubahan pH atau manipulasi temperatur sampai setiap senyawa melebihi batas kelarutannya. Proses pengendapan dapat dilakukan dengan beberapa metoda, antara lain: a. Pengendapan Hidroksida Mangan b. Pengendapan oksidatif MnO 2 c. Pengendapan sulfida dari larutan Mn + d. Pengendapan amonia atau karbonat MnCO 3 Pengendapan logam dalam larutan sebagai logam hidroksida merupakan cara paling umum untuk menghilangkan logam dari suatu larutan dalam proses hidrometalurgi. Akan tetapi, pada suhu 25˚C Co+ dan Ni+ sulit untuk dipisahkan dari Mn + karena posisi mereka yang berdekatan pada diagram kelarutan. Maka dari itu, pada proses pemisahan hidrometalurgi, pengendapan hidroksida tidak efisien untuk pemisahan dan peningkatan kadar mangan. Pengendapan hidroksida pada pemisahan dan peningkatan kadar mangan dapat dilakukan dengan kombinasi dengan metoda lain pada kasus tertentu. Maka dari itu, dilakukan metoda lain yang lebih efektif, yaitu pengendapan oksidatif pada mangan sebagai mangan dioksida tidak terlarut, umumnya MnO2, karena dapat menghilangkan pengotor mangan seperti Zn +, Co + dan Ni+.
14
Namun yang akan dibahas kali ini adalah proses pengendalapan karbonat MnCO3. Berikut adalah reaksi pengendapan yang terjadi [Kemetco, 2010]: MnSO4 + Na2CO3 → MnCO3 + Na2SO4 Dalam pengendapan MnCO 3 terdapat produk samping berupa larutan Na2SO4. Padatan MnCO 3 yang diperoleh kemudian masuk ke proses selanjutnya, yaitu proses elektrolisis. 3. Elektrolisis Electro-winning dan electro-refining terlibat dalam proses pemurnian dan peningkatan kadar logam menggunakan logam elektro dekomposisi sebagai katoda dan larutan logam sebagai anoda [Alafara, 2014]. MnCO 3 dilarutkan dalam elektrolit. Elektrolit mengandung (NH4)2SO4 sebagai penyeimbang pH dan sulfida sebagai agen pereduksi untuk mencegah oksidasi Mn. Elektrolit dimurnikan dengan dua proses untuk menghilangkan pengotor
yang
mungkin
terkonsentrasi
di
MnCO 3 saat
pengendapan. Pertama, Al, As, dan Fe dihilangkan dengan mengatur besar pH hingga sebesar 6. Pemurnian tahap kedua adalah dengan menambahkan NaHS untuk menghilangkan Zn sebagai ZnS. Larutan yang telah dimurnikan akan menjadi katoda. yang terjadi pada proses ini [Kemetco, 2010]: Reaksi katoda: Mn2+ + 2e- → Mn Reaksi anoda: H2O → ½ O 2 + 2H+ + 2eRekasi total: MnSO4 + H2O → Mn + H 2SO4 + ½ O2
15
Reaksi
Bijih Mangan
H2SO4
H2SO4
Proses leaching
Filtrasi
Larutan Murni MnSO4
Na2CO3
Pengendapan
Endapan MnCO3
(NH4)2SO4
Pemurnian
NaHS
Al, As, Fe, Zn
Elektrolisis
Mn murni Gambar 2.5 Diagram Alir Proses Pengolahan Bijih Mangan Metoda
Hidrometalurgi
16
BAB III KESIMPULAN
3.1 Kesimpulan
Berdasarkan informasi yang diperoleh dari literatur maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut. 1. Mangan barasal dari kata magnes kata latin yang berarti magnet.Mangan adalah suatu unsur kimia yang mempunyai nomor atom 25 dan memiliki symbol Mn (Mn 4+). 2. Potensi penyebaran mangan di Indonesia terdapat di Pulau Sumatera, Kepulauan Riau, Pulau Jawa, Pulau Kalimantan, Pulau Sulawesi, Nusa Tenggara dan Maluku. 3. Proses ekstraksi mangan dapat dilakukan dengan menggunakan metoda ekstraksi pirometalurgi maupun hidrometalurgi.
DAFTAR PUSTAKA Baba, Alafara A. 2014. Hydrometallurgical Processing of Manganese Ores: A. Review. Journal of Mineral and Material Characterization and Engineering. 2014; 2: 230-247. Gordon, Yakov. Methods of Manganese Ore Thermal-Treatment Prior to Smelting-What to Choose?. Canada. Kemetco Research Inc. 2010. The Recovery of Manganese From Low Grade Resources: Bench Scale Metallurgical Test Program Completed. Canada. Madigan, D.C. 1965. Bureau of Mineral Resources Geology and Geophysics. Commonwealth of Australia. Pakarinen, Jouni. 2011. Recovery And Refining Of Manganese As By-Product From Hydrometallurgical Processes. Finland.
