BAHAN GALIAN INDUSTRI KAOLIN
TUGAS MAKALAH Diajukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Bahan Galian Industri pada Semester II tahun Akademik 2017-2018
Oleh Renaldy
122.15.018
JURUSAN EKSPLORASI TAMBANG
INSTITUT TEKNOLOGI DAN SAINS BANDUNG KOTA DELTAMAS 2018
vii
ABSTRAK
Makalah ini yang berjudul “ Bahan Galian Industri Kaolin” Kaolin ” ditulis untuk mengetahui potensi bahan galian kaolin di Indonesia, mengetahui proses pengolahan bahan galian kaolin, serta mengetahui pemanfaatan kaolin dalam bidang industri. Indonesia mempunyai cadangan kaolin yang besar. Namun sampai saat ini untuk kebutuhan dalam negeri masih impor. Indonesia sudah mengekspor kaolin tetapi dalam bentuk raw material. Kondisi ini merupakan kerugian mematikan industri dalam negri. Pemerintah telah mengeluarkan Peraturan Menteri mengenai nilai tambah tambang mineral, bahan tambang yang belum diolah tidak bisa diekspor ke luar negeri. Untuk menjembatani hal tersebut, tersebut , Geoteknologi-LIPI telah melakukan penelitian bahan tambang mineral bukan logam seperti identifikasi, karakterisasi dan pengolahan kaolin. Pengolahan kaolin adalah untuk membuang mineral pengganggu, seperti oksida besi, pasir kuarsa, oksida titanium dan mika. Dalam penelitian disini akan dilakukan pengolahan kaolin untuk menghilangkan kadar kuarsa. Pengotor kaolin terutama kuarsa mempunyai komposisi SiO2 dan berukuran hampir sama dengan kaolin sehingga proses pemurnian dengan menggunakan pengayakan kurang efektif (Murray, 2000) maka dicoba dengan metoda pelarutan HF dengan konsentrasi dan waktu kontak yang terkontrol agar tidak merusak kristal kaolin. Kata kunci: Pengolahan kaolin di Indonesia.
vii
PRAKATA
Puji syukur kehadirat Allah SWT karena atas limpahan rahmatnya dapat menyelesaikan makalah ini dengan judul “ Bahan Galian Industri Kaolin dalam ”
rangka memenuhi salah satu tugas mata kuliah Bahan Galian Industri, tujuan penulisan ini untuk u ntuk mengetahui potensi pote nsi bahan galian pasir besi, proses pengolahan bahan galian pasir besi, besi , serta pemanfaatan bahan galian pasir besi. Makalah ini baik digunakan sebagai acuan khususnya mahasiswa untuk mempelajari proses pengolahan pasir besi. Namun, kami menyadari bahwa makalah ini masih banyak kekurangan. Kendala dalam pembuatan makalah ini dikarenakan tidak adanya waktu dalam melakukan observasi ke lapangan. Demi perbaikan makalah ini diharapkan pembaca dapat memberikan saran atau dapat melakukan observasi langsung ke lapangan demi sempurnanya makalah ini. Penyusunan makalah ini tidak lepas dari bantuan beberapa pihak . Oleh karena itu, dalam kesempatan ini kami menyampaikan terima kasih kepada:
1.
Allah SWT yang telah memberikan kemudahan dan kelancaran kepada kami dalam mengerjakan makalah ini hingga selesai
2.
Bapak Peny Supriatno, Selaku dosen mata kuliah bahan galian industri
3.
Semua Pihak yang telah membantu penyusunan makalah ini, baik secara langsung maupun tidak langsung
vii
DAFTAR ISI
ABSTRAK .......................... ........................................ ........................... .......................... ........................... ........................... ............. iii PRAKATA........................ ...................................... ........................... .......................... .......................... ........................... ................ iv DAFTAR ISI......................... ....................................... ........................... ........................... ........................... ....................... .......... vi
.......................................................................... .......................... .... 1 BAB I PENDAHULUAN ..................................................... 1.1 Latar Belakang .......................................... ................................................................. ................................. .......... 1 1.2 Potensi Cadangan Bahan Galian Kaolin Kaolin di Indonesia ... 1
............................ .... 3 BAB II GENESA DAN KARAKTERISTIK KARAKTERISTIK KAOLIN KAOLIN ........................ 2.1 Genesa Genes a Kaolin Kaol in .......................................... ................................................................. ................................. .......... 3 2.1.1 Geologi Pembentukan Kaolin .......................................... ................................................. ....... 3 2.1.2 Proses Hidrotermal ........................................... ................................................................. ...................... 4 2.1.3 Proses Pelapukan ................................... ......................................................... ................................. ........... 7 2.2 Karateristik Kaolin ............................................................. .....................................................................8 ........8 2.2.1 Sifat Fisik Kaolin .......................................... ................................................................. ...........................8 ....8 2.2.2 Sifat Kimia Kaolin ............................................ .................................................................11 .....................11 2.3 Mineralogi Mi neralogi Kaolin ........................................... .................................................................. .........................13 ..13 2.4 Potensi dan Sebaran Kaolin di Indonesia ........................... .................................15 ......15 2.5 Eksplorasi Kaolin ........................................................... .....................................................................18 ..........18
BAB III PENAMBANGAN DAN PENGOLAHAN KAOLIN .................20
3.1 Studi Cadangan dalam Penentuan Teknik Penambangan ........20 3.2 Teknik Penambangan Bahan Galian Kaolin .............................23 .............................23 3.3 Peralatan Pengolahan Bahan Galian Kaolin .............................24 .............................24 3.4 Tahapan Pengolahan Pen golahan Bahan Galian Kaolin. Kaolin . .............................26 .............................26 3.5 Peningkatan Peningk atan Kualitas Kuali tas Kaolin. Kaoli n. .............................. ...................................................28 .....................28 3.6 Pengolahan Tailing ................................... ......................................................... ................................29 ..........29
vii
BAB IV KEGUNAAN DAN SPESIFIKASI KAOLIN ..............................31
4.1 Pemanfaatan Bahan Galian Kaolin ...........................................31 4.1.1 Industri Keramik ....................................................................31 4.1.2 Industri Kertas .......................................................................32 4.1.3 Industri Karet .........................................................................32 4.1.4 Industri Cat ............................................................................33 4.2 Perkembangan Pemanfaatan Kaolin .........................................34
BAB V REKLAMASI LAHAN TAMBANG KAOLIN ............................36
5.1 Landasan Teori .........................................................................36 5.1.1 Prinsip Reklamasi ..................................................................36 5.1.2 Perincian Program Reklamasi ...............................................37 5.1.3 Biaya Langsung .....................................................................37 5.1.4 Biaya Tidak Langsung ...........................................................38 5.2 Rencana Kegiatan dan Aggaran Reklamasi..............................39
DAFTAR PUSTAKA
vii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Potensi sumberdaya kaolin di Indonesia cukup besar terutama di Bangka dan Belitung serta beberapa lokasi di Jawa seperti di Tasikmalaya, Yogyakarta, Wonogiri, Trenggalek, dan lain-lain. Dalam kurun tahun 1990-1999 perimbangan pemasokan dan
kebutuhan
kaolin
di
Indonesia
menunjukkan
kelebihan
pemasokan yang cukup besar, yaitu dari pemasokan sebesar 285.414 ton pada tahun 1990 hanya terserap sebesar 258.727 ton dan pada tahun 1999 dari 482.083 ton yang dipasok hanya terserap 251.997 ton. Prospek pengembangan usaha pertambangan kaolin dari sisi pemasokan dan kebutuhan kurang begitu mengembirakan. Kelebihan pemasokan yang terus terjadi dalam kurun 1990-1999 dapat menurunkan harga kaolin domestik yang pada akhirnya dapat mematikan pengusaha kaolin dalam negeri. Perlu upaya dari Pemerintah guna meningkatkan pengusahaan kaolin hasil dalam negeri di masa mendatang baik melalui kebijakan berupa kemudahan ekspor maupun menghambat laju impor (peningkatan bea masuk). Perlu upaya untuk meningkatkan peranan lembaga penelitian dan pengembangan guna membantu para pengusaha dalam peningkatan kualitas hasil produknya.
1.2 Potensi Cadangan Bahan Galian Kaolin di Indonesia Kaolin adalah satu mineral industri yang berpotensi cukup di Indonesia yang terbesar dan mungkin terbaik berada di Pulau Bangka dan Belitung. Eksploitasi potensi
ini belum optimal. Untuk itu, informasi
yang terkait
dengan
pengembangan usaha pertambangan kaolin mutlak harus dilakukan. Produksi kaolin Indonesia dapat dikatakan sebagian besar sudah dapat memasok keperluan
vii
di dalam negeri kecuali untuk keramik bermutu tinggi yang mengharuskan persyaratan ketat. Potensi Cadangan kaolin di Indonesia sekitar 66,21 juta ton yang terdiri dari 12,95 juta ton cadangan terbukti, 26,57 juta ton cadangan terunjuk dan 26,70 juta ton cadangan tereka. Potensi cadangan tersebut tersebar di beberapa daerah, seperti Kalimantan Barat, Kalimantan Selatan, Bangka dan Belitung dengan mutu cukup baik terutama untuk digunakan sebagai bahan baku keramik dan pengisi filler ( ). Daerah lainnya terdapat di Sumatera, Jawa dan Sulawesi Utara.
vii
BAB II GENESA DAN KARAKTERISTIK KAOLIN
2.1 Genesa Kaolin 2.1.1 Geologi Pembentukan Kaolin Mula Jadi Kaolin diambil dari nama sebuah gunung di dekat Jauchau Fa, Cina, yaitu kauling yang berarti pegunungan tinggi. Istilah kauling ini telah muncul sejak beberapa abad yang lampau dan diambil oleh masyarakat Cina untuk tanah lempung yang dimanfaatan untuk membuat guci atau patung porselen, keramik, peralatan rumah tangga khususnya peralatan makan dan minum (seperti piring, teko, cangkir, dll.).
Kaolin termasuk kelompok mineral lempung dengan kandungan besi rendah. Pada umumnya berwarna putih atau agak keputih-putihan. Kaolin mempunyai komposisi hidrous alumunium silikat (2H2O.Al2O3.2SiO2), dan beberapa material penyerta. Secara geologi, mula jadi kaolin karena proses pelapukan dan alterasi hidro-thermal pada batuan beku felspatik. Mineral-mineral potash alumunium silika dan feldspar diubah menjadi kaolin. Proses kaolinisasi berlangsung
vii
pada kondisi tertentu, sehingga elemen-elemen selain silika,
alumunium, oksigen dan hidrogen akan mengalami pertukaran seperti terlihat pada persamaan reaksi sebagai berikut : 2KAlSi3O8 + 2H2O -→ Al2(OH)4(SiO5) + K2O + 4SiO2 Felspar.
Kaolinit
Proses pelapukan terjadi pada atau dekat dengan permukaan tanah yang sebagian besar terjadi pada batuan beku. Sementara proses alterasi hidrothermal terjadi karena larutan hidrothermal mengalir melalui rekahan, patahan, dan daerah permeabel lainnya sambil mengubah batuan gamping menjadi endapan kaolin. Endapan kaolin terdiri dari dua macam, yaitu residual dan sedimen. Di Indonesia, endapan kaolin residual yang merupakan hasil alterasi hidrothermal pada batuan granit terdapat dalam jumlah yang besar di Propinsi Bangka dan Belitung. Mineralogi Mineral yang tergabung dalam kelompok kaolin adalah mineral kaolinit, nakrit, dikrit dan halloysit. Di antara mineral-mineral tersebut, kaolinit merupakan mineral utama, sedangkan halloysit (Al2(OH)4SiO52H2O) memiliki kandungan air lebih besar seringkali membentuk endapan tersendiri. Biasanya dalam endapan kaolin yang ekonomis, tidak ditemukan mineral nakrit dan dikrit.
2.1.2 Proses Hidrotermal
Definisi larutan hidrothermal menurut Bateman (1960) adalah suatu cairan panas yang berasal dari dalam kulit bumi yang bergerak ke atas dengan membawa komponen-komponen mineral logam. Cairan panas tersebut merupakan larutan sisa hasil akhir proses pembekuan magma. Deposisi hidrothermal menurut Bateman (1980) akan dipengaruhi oleh faktor-faktor sebagai berikut yaitu adanya cairan pembentuk mineral yang dapat melarutkan dan mentransportasi material mineral, adanya celah atau rongga batuan sebagai jalan bergeraknya larutan, adanya tempat untuk mengendapkan mineral, adanya reaksi kimia yang mengakibatkan terjadinya pengendapan, konsentrasi yang cukup tinggi dari larutan mineral sehingga dapat menjadi deposit. Proses alterasi hidrothermal ditandai oleh pengaruh larutan hidrothermal yang dapat menyebabkan terjadinya perubahan mineralogi dan tekstur batuan dinding. Proses yang terjadi karena
vii
alterasi hidrothermal merupakan yang banyak berperan dalam proses terbentuknya kaolin (kaolinisasi), sebagai contoh reaksi adalah sebagai berikut:
Pada reaksi pembentukan kaolin dari feldpar akibat pengaruh larutan hidrothermal seperti reaksi di atas dapat dilihat bahwa komponen H2O masuk ke feldspar dan K2O (+ sebagian SiO2) keluar. Transfer unsur dari larutan hidrothermal pada suhu dan tekanan tertentu akan menyebabkan perubahan mineralogi dan tekstur batuan dinding. Alterasi hidrothermal merupakan suatu proses ikutan yang selalu menyertai proses deposisi atau pembentukan deposit hidrothermal. Proses ini pada prinsipnya adalah proses penggantian unsur-unsur tertentu dari mineral yang ada pada batuan dinding yang kemudian digantikan oleh unsur lain yang berasal dari larutan hidrothermal. Proses ini menuju kondisi stabil melalui mekanisme pertukaran ion yang dikontrol oleh temperatur, tekanan, kedalaman, dan komposisi cairan yang mengakibatkan perubahan tekstur dan mineralogi pada batuan dinding. Pengertian alterasi sendiri adalah proses ubahan mineralogis baik perubahan bentuk, warna ataupun komposisinya. Bateman dan Jensen (1981) menyebutkan faktor pengontrol proses perubahan tersebut diantaranya adalah adanya disintegrasi mekanis, adanya dekomposisi kimia, pelarutan dari beberapa unsur, masuknya unsur-unsur baru dan kombinasi dari proses-proses tersebut di atas. Alterasi hidrothermal merupakan salah satu tipe metamorfisme yang meliputi proses rekristalisasi dri batuan induk membentuk mineral baru yang lebih stabil akibat kontrol perubahan tertentu, dan dapat diartikan juga sebagai proses penggantian unsur-unsur dari mineral batuan dinding yang digantikan unsur lain dari luar. Salah satu ciri utama dari alterasi hidrothermal adalah adanya perubahan sekumpulan mineral essensial menjadi mineral-mineral baru yang lebih stabil di bawah kondisi suhu, tekanan dan komposisi larutan hidrothermal yang tertentu (Rose & Burt dalam Barnes, 1979 dalam Bateman & Jansen, 1981). Faktor-faktor yang mempengaruhi intensitas dan hasil alterasi hidrothermal antara lain adalah karakteristik dan komposisi batuan asal (host rock), komposisi larutan hidrothermal,
vii
kondisi
temperatur,
tekanan
serta
perubahan
fase
larutan
hidrothermal serta perubahan unsur tertentu yang paling awal (seperti pelepasan H2S menjadi asam kuat). Adapun jenis alterasi penghasil mineral kaolin yaitu: 1. Alterasi argilik Menurut Bateman & Jansen (1981) alterasi ini membentuk mineral mineral lempung pada batuan dinding oleh aktivitas cairan hidrothermal pada mineral-mineral karbonat, selain itu alterasi argilik merupakan istilah yang dipakai untuk menyebutkan pembentukan mineralmineral lempung pada batuan dinding oleh proses alterasi terhadap mineral-mineral karbonat, apabila yang terbentuk berupa mineral kaolinit, montmorilonit dan amorphous clay yang dihasilkan dari alterasi terhadap plagioklas umumnya disebut sebagai argilik 11 menengah (intermediate argilic), sedangkan argilik lanjut (advance argilic) digunakan untuk menyebutkan alterasi yang menghasilkan mineral dickit, kaolinit, propilit, alunit, diaspore dan mineral alumina lainnya sebagai hasil perubahan dari feldspar. 2. Alterasi propilitik, alterasi ini menghasilkan mineral lempung jenis kaolinit sebagai mineral yang paling melimpah, yang membedakan dengan tipe alterasi argiliki adalah kehadiran mineral karbonat seperti kalsit, klorit dan epidot, sedangkan mineral yang berasosiasi dengan zona alterasi propilitik ini antara lain: mineral albit, serisit, zeolit, pirit. CaAl2(SiO4)2 + 2H2O + CO2 Al2SiO2O3 (OH)4 + CaCO3 Anorthit kaolinit kalsit. 3. Alterasi potasik tipe alterasi ini dicirikan oleh melimpahnya serisit yaitu mineral mika putih yang mempunyai ukuran butir halus, yang biasanya akan berasosiasi dengan mineral kaolin, kuarsa dan pirit dalam jumlah yang tidak begitu banyak. Serisit akan terbentuk oleh proses perubahan terhadap potasium feldspar dan plagioklas. 3KAlSi3O8 + H+ K AlSi3O10(OH)2 + 4K+ + 6SiO2 potas feldspar mika silika 12 Sebagian ahli membedakan antara alterasi potasik dengan serisitisasi, dalam hal ini alterasi potasik akan membentuk mineral biotit ataupun potasium feldspar sebagai hasil alterasi terhadap mineral-mineral mafik ataupun plagioklas.
vii
Pembentukan kaolin melalui proses hidrothermal umumnya terjadi pada batuan beku feldspartik dimana mineral-mineral potas aluminium silika dan feldspar diubah menjadi kaolin. Kaolin tersusun sebagian besar oleh mineral kaolinit, proses terbentuknya kaolin disebut juga proses kaolinisasi sehingga di dalam pembentukan endapan kaolin sebagai produk dari alterasi hidrothermal akan identik dengan pembentukan mineral kaolinit walaupun bisa juga terbentuk oleh mineral halloysit, sedikit dickit maupun nakrit.
2.1.3 Proses Pelapukan
Kaolin hasil dari proses pelapukan sama halnya dengan proses pembentukan kaolin melalui proses alterasi hidrothermal. Kaolin hasil dari proses pelapukan juga terjadi sebagian besar pada batuan beku yang banyak mengandung potasium feldspar. Proses pembentukan kaolin ini dapat terjadi secara langsung akibat pelapukan batuan beku tersebut dan juga akibat pelapukan dari dua jenis mineral yang saling bereaksi selama proses pelapukan berlangsung, hal ini sama dengan proses-proses yang terjadi pada mineral lempung biasa, yaitu bisa berupa solution dan karbonatisasi, berikut ini reaksi pembentukan kaolinit akibat pelapukan potasium feldspar dan juga akibat reaksi yang terjadi antara ortoklas dan karbonat:
Proses pelapukan (insitu weathering ) akan terjadi dekat dengan permukaan tanah atau sangat dekat dengan permukaan tanah, dalam pembentukannya kaolin akan sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan tempat pelapukan, dimana kaolin efektif terbentuk pada kondisi hidrous yang memungkinkan rendahnya kadar Fe dan Mg dalam tanah.
vii
2.2 Karakteristik Kaolin 2.2.1 Sifat Fisik Kaolin
Secara umum kaolin berwarna putih atau agak keputih-putihan, kekerasan 2-2.5, bersifat plastis bila tercampur air, dengan daya hantar listrik dan panas yang rendah dan berat jenis antara 2,60-2,63. Sifat-sifat kaolin akan sangat dipengaruhi oleh komposisi mineral tanah lempung yang ada dalam kaolin, maka untuk mengetahui sifat-sifat fisik yang lain seperti plastisitas, kekuatan, tekstur dan lainlain yang dibahas adalah sifat-sifat dari mineral penyusunnya yaitu mineral lempung. Menurut Kirsch (1968) sifat-sifat fisik tersebut antara lain: 1. Flokulasi dan deflokulasi Flokulasi adalah proses penggumpalan butir-butir lempung menjadi gumpalan yang lebih besar, sedangkan deflokulasi adalah proses dispersi gumpalan-gumpalan yang berukuran lebih besar menjadi bagian-bagian yang lebih kecil. Flokulasi dan deflokulasi menggambarkan keadaan agresi dari butir-butir lempung bila bercampur dengan air, dimana mineral lempung dengan cepat menyerap air dan untuk kaolin air yang terserap itu 0
0
akan menguap pada pemanasan pada suhu 100 C-200 C. Proses dispersi dapat diperkuat dengan penambahan elektrolit atau deflokulan seperti waterglass, Na CO , Na PO 2
3
2
4
, dan lain-lain. Jumlah penggunaan
deflokulan untuk proses dispersi ini tergantung pada beberapa faktor (Grim, 1968) diantaranya adalah oleh kadar butir-butir halus yang menunjukkan sifat-sifat koloid, jumlah dan jenis garam-garaman terlarut yang ada dalam lempung, silikat-silikat dan elektrolit atau deflokulan yang dipakai, sifat-sifat mineral lempung yang ada dalam flokulan. 2. Plastisitas Plastis adalah sifat yang memungkinkan lempung dapat diberi bentuk tanpa retakan dan bentuk itu akan tetap setelah gaya pembentuknya hilang atau dihilangkan. Lempung akan menjadi plastis beberapa saat kemudian jika lempung tersebut bercampur dengan cairan yang mempunyai susunan kutub seperti air. Lempung tidak akan berubah secara plastis apabila
vii
berinteraksi dengan cairan yang bersusunan bukan kutub seperti CCl . 4
Menurut Grim (1968), faktor-faktor yang mempengaruhi derajat plastisitas dari lempung diantaranya oleh adanya pengaruh air, bahan-bahan padat dan gejala koloid yang mempengaruhi, ukuran partikel-partikel padat dan gaya tarik antar molekul, adanya bahan-bahan lain yang mempengaruhi sifat-sifat partikel, orientasi partikel-partikel di dalam massa, sejarah sebelum yang telah dialami oleh bahan. Menurut Grim (1968), kaolin memiliki batas plastisitas 25-36,3 jauh lebih kecil dibandingkan dengan montmorilonit yang plastisitasnya 86-700. 3. Thiksotropi Thiksotropi atau daya suspensi adalah suatu sifat-sifat dari mineral lempung yang bila tercampur dengan suatu cairan akan membentuk suspensi. Sifat ini berkaitan dengan keplastisan. Kaolin berbutir halus akan tetap tinggal tersuspensi di dalam air berjam-jam tanpa menunjukkan tanda-tanda akan mengendap, bila di dalamnya ditambahkan flokulan seperti asam, borak, MgSO dan lain-lain, maka terjadi penggumpalan atau 4
flokulasi dengan pengendapan yang berlangsung cepat, jika ke dalam larutan ditambahkan elektrolit seperti waterglass atau Na CO 2
3
akan
menambah proses dispersi dan menghasilkan suatu suspensi yang lebih permanen. 4. Tekstur Tekstur mineral lempung meliputi ukuran dan bentuk partikel mineral lempung
yang
mempengaruhi
keplastisannya,
kekuatan
mekanis,
kemudahan dalam pengeringan dan karakter produk setelah dibakar dan kaolin umumnya memiliki dua jenis tekstur (Grim, 1968), yaitu tekstur mineral-mineral non plastis yang umumnya sebagai impurities bertekstur kasar sampai halus dan tekstur mineral-mineral yang sangat halus. 5. Susut kering Pada waktu proses pengeringan terjadi pengeluaran air sehingga memungkinkan butir-butir lempung melekat satu dengan yang lainnya, ini
vii
diistilahkan sebagai susut kering, yang masih terdapat air sisa dinamakan 0
air pori, bisa bertahan hingga pemanasan sampai dengan 110 C. Lempung sangat bervariasi susut keringnya. Derajat variasi susut kering lempung identik dengan variasi jumlah air yang diperlukan untuk menimbulkan keplastisannya, makin tinggi keplastisan lempung makin banyak air terabsorbsi maka makin besar pula susut keringnya. Lempung yang memiliki susut kering tinggi sukar dikeringkan tanpa timbulnya retak-retak atau pecah-pecah, untuk mengurangi timbulnya retak atau pecah dapat dilakukan dengan penambahan bahan non plastis seperti pasir kuarsa, flint dan feldspar. Menurut Uun dan Asril (1990), susut kering kaolin dibagi menjadi 3, yaitu kaolin kasar susut kering lini air 5,0-7,6 , untuk kaolin tercuci berkisar 3,3-10,8 , dan untuk kaolin sedimenter berkisar 4,5-12,8. 6. Warna Warna kaolin akan dipengaruhi oleh warna dari mineral lempung penyusunnya, dimana warna mineral lempung akan ditentukan oleh kandungan senyawa-senyawa besi atau bahan-bahan karbon, kadangkadang juga mineral-mineral mangan dan titan dalam jumlah yang cukup untuk mempengaruhi warna pada lempung. Warna kaolin yang putih atau agak keputih-putihan diakibatkan oleh mineral lempung penyusunnya bebas dari pengotoran di atas. Warna dari mineral lempung sebelum dan sesudah pembakaran kadang-kadang mengalami perubahan, untuk kaolin sebelum dan sesudah pembakaran umumnya akan tetap sama putih, namun juga bisa berubah sedikit menjadi putih kekuningan.
vii
2.2.2 Sifat Kimiawi Kaolin
Seperti halnya sifat fisik yang dimiliki oleh kaolin, sifat kimiawi yang dimiliknya juga sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat kimiawi mineral lempung penyusunnya. Salmag (1961) menyebutkan sifat-sifat kimiawi tersebut antara lain: 1. Pertukaran ion Salah satu sifat yang penting dari mineral lempung adalah pertukaran elektrik pada partikel-partikelnya dimana mineral-mineral lempung akan menarik kation dan anion dengan cara pertukaran untuk netralisir, artinya dengan mudah digantikan oleh anion dan kation lain saat kontak dengan ion lain pada larutan yang encer, kecuali kalau di bawah kondisi asam yang ekstrim, pertukarannya lebih bersifat negatif. Mineral lempung cenderung menyerap kation yang sering disebut Cation Exchange Capacity (CEC) atau Kapasitas Pertukaran Kation, yang dapat dinyatakan
sebagai jumlah ekuivalen per satuan berat pada keadaan kering (mili ekuivalen per seratus gram). Kegunaan pertukaran ion pada mineral lempung antara lain adalah sebagai sumber nutrisi pada soil untuk pertumbuhan tanaman terutama sekali pada kalsium, magnesium dan kalium, walaupun ada beberapa tanaman yang dapat memanfaatkan kalium tanpa adanya pertukaran ion pada soil; sifat fisik dari soil lempung +
(kekuatan, plastisitas dan lain-lain) yang sangat tergantung pada unsur Na +
dan Ca
; proses pertukaran ion memainkan peranan penting pada
penghentian kation yang tidak diinginkan seperti sebagai pembubuh organik atau dari pembuangan komponen radioaktif; dapat diketahui simulasi cara pembentukan mineral lempung dari reaksi antar muatannya, sehingga memudahkan dalam penyesuaian sifat katalisator dan molekuler pada lempung untuk penggunaan tertentu (Grim, 1968). Harga CEC pada kaolin adalah 2%-15% (Milens & King, 1955 dalam Grim, 1968), harga CEC ini adalah termasuk paling kecil dibandingkan dengan mineral
lempung lainnya.
vii
2. Interaksi dengan air Sifat interaksi dengan air pada mineral lempung khususnya kaolin dapat dihubungkan dengan hal-hal berikut: sifat hidrasi pada kandungan air yang relatif rendah. Sifat mineral lempung dalam air sangat kompleks dan penting. Pada umumnya sifat ini mempertimbangkan penyerapan air oleh mineral lempung dari suatu keadaan yang relatif kering, yaitu interaksi terjadi ketika molekul air menjadi lengket pada permukaan partikel dan atau berhubungan dengan kation yang dapat berpindah. Hidrasi mineral lempung pada keadaan kering merupakan proses eksoterm, ini dapat diuji dengan mudah oleh panas yang ditimbulkan pada sisi gelas kimia yang dihasilkan ketika sejumlah bubuk mineral lempung dibasahi. Penyerapan air oleh mineral lempung dapat terjadi baik oleh hidrasi permukaan kristal ataupun oleh pertukaran kation. Pada kaolin, air hanya dapat diserap pada permukaan luar, dimana ada dua macam yaitu siloksan dan gibsit, dan pada ujung partikel. Entalpi penyerapan air ini sangat kecil dan dapat dihilangkan oleh kenaikan panas yang kecil.
3. Interaksi dengan bahan organik Beberapa molekul organik, seperti pada air dapat dengan mudah diserap oleh mineral lempung. Pada beberapa kejadian, terutama untuk molekul organik tak berkutub, kekuatan interaksinya relatif lemah, hanya sesuai untuk penyerapan secara fisik. Namun demikian, spesies organik berkutub atau berion dapat menjadi variasi yang luas dari reaksi kimia dengan mineral lempung. Kelompok mineral kaolinit, smektit dan vermikulit dapat berkembang oleh penetrasi molekul antar lapisan untuk membentuk suatu interkalasi yang komplek
vii
2.3 Mineralogi Kaolin Kaolin termasuk dalam subklas phyllosilicate, dimana dasar dari semua kenampakan struktur dari mineral-mineral pada subklas ini terdiri dari SiO
4
tetrahedrall yang terdiri dari 3 atau 4 rantai oksigen dan dengan cara yang serupa membentuk perlapisan pseudohexagonal , meskipun beberapa dari phyllosilicate stabil pada temperatur sedang, yang terlihat pada beberapa kenampakan temperatur pada saat proses sedimentasi (mineral lempung) ditunjukkan oleh struktur yang lebih sederhana yang terbentuk di bawah kondisi serupa pada tipetipe silikat yang lain (Salmang, 1961). Syarat dari penggolongan lempung di atas permukaan bumi adalah material yang berbutir halus dan memiliki plastisitas ketika bercampur dengan air dalam jumlah yang terbatas. Analisis kimia dari lempung menunjukkan bahwa lempung terbentuk dari hidrous aluminium silikat dalam frekuensi yang cukup besar dengan kandungan besi, kalsium, sodium dan potasium. Lempung selalu berukuran halus yang terbentuk pada pelarutan colloid . Batas ukuran dari lempung memiliki diameter sampai 0,004 mm yang secara genetik terbentuk sebagai hasil pelapukan dan sedimentasi dari batuan beku yang kaya akan feldspar dan juga terbentuk sebagai hasil aktifitas hidrothermal (Grim, 1953 dalam Bateman, 1959). Karakteristik dari mineral lempung dari subklas phyllosilicate terdiri dari 4 grup, yaitu grup kaolin, grup montmorilonit, grup lempung mika dan grup klorit. Mineral dari grup kaolin memiliki komposisi kimia yang sama yaitu Al Si O (OH) . mineral lempung memiliki beberapa kenampakan fisik yang 4
4
10
8
sama, mineral ini sukar diamati secara makroskopis maupun mikroskopis kecuali dengan menggunakan defraksi sinar X untuk mengetahui komposisi mineral dan dengan SEM untuk mengetahui bentuk strukturnya (Hunt, Kraus, Ramsdel, 1951). Tiga tipe grup kaolin yang dikenal adalah kaolinit, nakrit dan dickit. Mineralmineral ini dapat terpisah ataupun bersatu, namun umumnya pada endapan kaolin yang bernilai ekonomis tidak ditemukan mineral-mineral nakrit dan dickit. Kaolinit merupakan massa mineral yang sangat dominan dalam grup kaolin,
vii
karena merupakan mineral utama penyusun kaolin (80%), komposisi kimianya dengan formula Al Si O (OH) , terbentuk dengan atau tanpa adanya substitusi 4
4
10
8
atom (Kerr, 1959). Percobaan menggunakan x-ray dan analisa dengan SEM menunjukkan perbedaan yang cukup jelas pada molekul-molekul dasar ketiga mineral ini, dimana molekul dasar dari nakrit terdiri dari 6 lapisan, dickit 2 lapisan dan kaolinit satu lapisan. 0
0
Hilangnya kandungan air pada kaolinit terjadi pada temperatur 400 C-450 C, 0
0
0
pada dickit 510 C-575 C dan nakrit >600 C, pecah secara alami dan mengalami perusakan fisik akan sangat mudah terjadi pada saat kering, hal ini diakibatkan ukuran yang halus dan mudah tergores. Mineral kaolinit berwarna putih, namun seringkali berwarna coklat atau abu-abu karena adanya material pengotor, cerat putih, dengan kilap mutiara pada kristal yang besar tapi sering kali memiliki kilap tanah dan memiliki kilap tanah (dull ), memiliki
sistem
kristal
triklin,
umumnya
berupa
earthy
aggregat ,
pseudohexagonal dan platy crystal yang kadang-kadang dapat diamati di bawah SEM , memiliki belahan (001), sempurna, tapi tidak dapat dilihat secara
megaskopis karena ukurannya yang kecil, kekerasan 1-2, densitas 2,6 , memiliki sifat optik α = 1.553 -1.565 ; β = 1.959 -1.569 ; γ = 1.560 -1.570, perlapisan kaolin
terdiri dari tetrahedralll layer .
vii
Pada sekuen yang sama satu, dua, atau enam perlapisan kaolin akan terdiri kaolinit, dickit dan nakrit. Dilihat dari genesanya kaolinit terbentuk dari dekomposisi alumino silikat, khususnya feldspar akibat proses pelapukan atau aktifitas hidrothermal. Deposit yang cukup besar umumnya terbentuk oleh alterasi hidrothermal feldspa di dalam granit dan granit pegmatit seperti di Cornwall (England), Ukraina-Czech Rep., USSR dan China.
2.4 Potensi dan Sebaran Kaolin di Indonesia Hasil eksplorasi yang tercatat dalam Pusat Sumber Daya Geologi menampilkan mineral kaolin dalam kategori sumberdaya bahan keramik didapatkan peta persebaran mineral kaolin di Indonesia baik dalam sumberdaya hipotetik maupun sumberdaya terukur mayoritas di pulau Sumatera, Bangka, dan Kalimantan serta tersebar tidak merata pada daerah lainnya di Indonesia.
Gambar peta potensi kaolin di Indonesia. (http://webmap.psdg.bgl.esdm.go.id)
Klasifikasi sumber daya mineral berdasarkan tingkat penyelidikannya terbagi menjadi empat kategori yaitu hipotetik, tereka, tertunjuk, dan terukur. Sedangkan klasifikasi cadangan mineral terbagi menjadi dua bagian yaitu terkira dan terbukti (SNI 130-5014-1998).
vii
Sumber daya mineral hipotetik ( Hypothetical Mineral Resource) adalah sumber daya mineral yang kuantitas dan kualitasnya diperoleh berdasarkan perkiraan pada tahap Survai Tinjau.
Sumber daya mineral tereka ( Inferred Mineral Resource) adalah sumber daya mineral yang kuantitas dan kualitasnya diperoleh berdasarkan hasil tahap Prospeksi.
Sumber daya mineral tertunjuk ( Indicated Mineral Resource) adalah sumber daya mineral yang kuantitas dan kualitasnya diperoleh berdasarkan hasil tahap Eksplorasi Umum.
Sumber daya mineral terukur ( Measured Mineral Resources) adalah sumber daya mineral yang kuantitas dan kualitasnya diperoleh berdasarkan hasil tahap Eksplorasi Rinci.
Cadangan mineral terkira ( Probable Reserve ) adalah sumber daya mineral terunjuk dan sebagian sumber daya mineral terukur yang tingkat keyakinan geologinya masih lebih rendah, yang berdasarkan studi kelayakan tambang semua faktor yang terkait telah terpenuhi, sehingga penambangan dapat dilakukan secara ekonomi.
Cadangan mineral terbukti ( Proved Reserve) adalah sumber daya mineral terukur yang berdasarkan studi kelayakan tambang semua faktor yang terkait telah terpenuhi sehingga penambangan dapat dilakukan secara ekonomik.
Tabel neraca sumberdaya mineral bukan logam tahun 2015
vii
