PENG PENGOL OLAH AHAN AN BAHA BAHAN N GALI GALIAN AN TIMAH TIMAH
MATA MA TA KULI KULIAH AH PENG PENGOL OLAH AHAN AN SUMB SUMBER ER DAYA DAYA MINE MINERA RAL L DAN DAN ENERGI
OLEH: HAMDAN
(03021181320018)
FAISAL SUMANTRI
(03021181320074)
SULI SULIST STIY IYO O NUR NUR HIDA HIDAYA YAT T
(030 (03021 2118 1813 1320 2006 066) 6)
JURUSA JURUSAN N TEKNIK TEKNIK PERTAM PERTAMBAN BANGAN GAN FAKULTAS FAKULTAS TEKNIK TEKNIK UNIVERSITA UNIVERSITAS S SRIWIJAYA SRIWIJAYA 2016
KATA PENGANTAR
Puji Puji dan syuku syukurr penuli penuliss sampai sampaikan kan kehadi kehadirat rat Allah Allah SWT, SWT, karena karena berkat berkat rahmat rahmat dan kharunia-Ny kharunia-Nyaa penulis penulis dapat menyelesaikan menyelesaikan makalah makalah ini. Makalah ini dibuat untuk memenuhi tugas pengolahan sumber daya mineral dan energi pada Jurusan Teknik Pertambangan. Penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Hj. Rr. Harminuk Harminukee Eko Handay Handayani ani ST., MT sebaga sebagaii Ketua Ketua Jurusa Jurusan n Teknik Teknik Pertambangan 2. Ir. A. Taufik Taufik Arief, Arief, MS, DR. Ir. Restu Juniah Juniah,, MT, dan Prof. Ir. H. Machmud Machmud Hasjim, Hasjim, MME selaku selaku dosen dosen pengaj pengajar ar mata kuliah kuliah pengo pengolaha lahan n sumber sumber daya daya mineral dan energi. 3. Serta semua pihak pihak yang membantu membantu proses proses pembuatan pembuatan makalah ini yang tidak tidak dapat disebutkan satu per satu. Penulis Penulis menyadari menyadari betul makalah makalah ini masih memiliki memiliki banyak banyak kesalahan, kesalahan, untuk itu penulis dengan berbesar hati menerima kritik dan saran pada semua pembaca yang sifatnya membangun untuk kemajuan bersama.
Indralaya, April 2016
Penulis
i
DAFTAR ISI
Hal. KATA PENGANTAR . DAFTAR ISI .
.................................
i
............. ..........................
ii
DAFTAR GAMBAR . BAB 1
BAB 2
BAB 3
BAB 4
..................................
iii
.............................
I-1
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I-1
1.2.
Tujuan Makalah.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I-2
TINJAUAN PUSTAKA .
........................
II-1
2.1. Konsep Dasar Pengolahan Bahan Galian . . . . . . . . .
II-1
2.2.Preparasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
II-1
2.3.Konsentrasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
II-4
2.4.Dewatering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
II-12
...............
III-1
3.1. Genesa Pembentukan Bijih Nikel . . . . . . . . . . . . . .
III-1
3.2. Penambangan Nikel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
III-2
3.3. Pengolahan Bijih Nikel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
III-3
3.4. Bagan Alir Pengolahan Nikel . . . . . . . . . . . . . . . . . .
III-7
KESIMPULAN
IV-1
4.1. Kesimpulan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
IV-1
PROSES PENGOLAHAN NIKEL
DAFTAR PUSTAKA
ii
DAFTAR GAMBAR
HALAMAN GAMBAR 1 Nickel
Process Ilustration.............................................
III-3
GAMBAR 2
Pengeringan di Tanur Pengering (driyer).....................
III-4
GAMBAR 3
Peleburan di Tanur Listrik............................................
III-6
GAMBAR 4
Bagan Alir Pengolahan Nikel.......................................
III-7
iii
v
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang
Pengolahan bahan galian adalah suatu proses pemisahan mineral berharga secara ekonomis berdasarkan teknologi yang ada sekarang. Berdasarkan tahapan proses, pengolahan bahan galian dapat dibagi menjadi tiga tahapan proses, yaitu Tahap Preparasi, Tahap Pemisahan, dan Tahap Dewatering. Kegiatan pengolahan bahan galian ini bertujuan untuk membebaskan dan memisahkan mineral berharga dari mineral yang tidak berharga atau mineral pengotor sehingga setelah dilakukan proses pengolahan bahan galian dihasilkan konsentrat yang bernilai tinggi dan tailing yang tidak berharga. Metode pengolahan bahan galian yang dipakai bermacam-macam tergantung dari sifat kimia, sifat fisika, sifat mekanik dari mineral itu sendiri. Salah satu bahan galian yang memiliki nilai ekonomis yang tinggi yaitu Nickel yang merupakan baja nirkarat yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Adapun sifat-sifat nickel merupakan logam berwarna putih keperak – perakan, ringan, kuat antin karat, mempunyai daya hantar listrik dan panas yang baik. Spesifik gravity nya 8,902 dengan titik lebur 14530C dan titik didih 27320C, resisten terhadap oksidasi, mudah ditarik oleh magnet, larut dalam asam nitrit, tidak larut dalam air dan amoniak, sedikit larut dalam hidrokhlorik dan asam belerang. Memiliki berat jenis 8,8 untuk logam padat dan 9,04 untuk kristal tunggal.
II-1
1.2. Tujuan Makalah
Tujuan dari penulisan makalah ini yaitu untuk dapat memahami proses proses pengolahan yang dilakukan untuk memperoleh nikel yang ekonomis
II-2
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Konsep Dasar Pengolahan Bahan Galian
Pengolahan bahan galian adalah suatu proses pemisahan mineral berharga secara ekonomis berdasarkan teknologi yang ada sekarang. Berdasarkan tahapan proses, pengolahan bahan galian dapat dibagi menjadi tiga tahapan proses, yaitu tahap preparasi, tahap pemisahan dan tahap dewatering. Tujuan dilakukannya kegiatan Pengolahan bahan galian ini yaitu untuk Membebaskan mineral berharga dari mineral pengotornya (meliberasi), Memisahkan mineral berharga dari pengotornya, Mengontrol ukuran partikel agar sesuai dengan proses selanjutnya (reduksi ukuran), Mengontrol agar bijih mempunyai ukuran yang relatif seragam, Mengontrol agar bijih mempunyai kadar yang relative seragam, Membebaskan mineral berharga, Menurunkan kandungan pengotor (menaikkan kadar mineral berharga). Dengan demikian kita akan mendapatkan keuntungan-keuntungan berupa Mengurangi ongkos / biaya pengangkutan, Mengurangi ongkos / biaya peleburan, serta Mengurangi kehilangan mineral berharga pada saat peleburan. 2.2. Preparasi
Preparasi merupakan proses tahap awal dalam pengolahan bahan galian yang meliputi: 2.2.1. Sampling Sampling merupakan pengidentifikasian bahan galian baik sifat fisik, kimia, kemagnetan, serta kelistrikan dari mineral yang terkandung dalam bahan galian diantaranya Macam dan komposisi mineral dalam bahan galian, Kadar masing-masing mineral dalam bahan galian, Besar ukuran dan distribusi ukuran, Distribusi mineral-mineralnya, Macam dan tipe ikatan mineral-mineralnya, Derajat liberasi mineral-mineralnya,
II-1
Sifat-sifat fisik mineralnya seperti berat jenis, kemagnetan, konduktivitas listrik, sifat-sfat permukaan mineralnya dan sebagainya. 2.2.2. Kominusi Kominusi adalah suatu proses untuk mengubah ukuran suatu bahan galian menjadi lebih kecil, hal ini bertujuan untuk memisahkan atau melepaskan bahan galian tersebut dari mineral pengotor yang melekat bersamanya. Kominusi bahan galian meliputi kegiatan berikut: a. Crusher yaitu suatu proses yang bertujuan untuk meliberalisasi mineral yang diinginkan agar terpisah dengan mineral pengotor yang lain. Dimana proses ini bertujuan juga untuk reduksi ukuran dari bahan galian / bijih yang langsung dari tambang (ROM = run of mine) dan berukuran besar-besar (diameter sekitar 100 cm) menjadi ukuran 20-25 cm bahkan bisa sampai ukuran 2,5 cm. Alat yang digunakan pada Primary Crusher dan Secondery Crusher yaitu antara lain : 1. Jaw crusher 2. Gyratory crusher 3. Cone crusher 4. Roll crusher 5. Impact crusher 6. Rotary breaker 7. Hammer mill b. Grinding Merupakan tahap pengurangan ukuran dalam batas ukuran halus yang diinginkan. Tujuan Grinding yaitu Mengadakan liberalisasi mineral berharga, Mendapatkan ukuran yang memenuhi persyaratan
industri,
Mendapatkan
ukuran
yang
memenuhi
persyaratan proses selanjutnya. Alat yang digunakan meliputi ball mill, rod mill, hammer mill, serta impactor. 2.2.3. Sizing Merupakan proses pemilahan bijih yang telah melalui proses kominusi sesuai ukuran yang dibutuhkan. Kegiatan Sizing meliputi Screening yaitu Salah satu pemisahan berdasarkan ukuran adalah proses pengayakan (screening). Sizing dibagi menjadi dua antara lain :
II-2
a. Pengayakan / Penyaringan (Screening / Sieving) Pengayakan atau penyaringan adalah proses pemisahan secara mekanik berdasarkan perbedaan ukuran partikel. Pengayakan (screening) dipakai dalam skala industri, sedangkan penyaringan (sieving) dipakai untuk skala laboratorium. Produk dari proses pengayakan/penyaringan ada 2 (dua), yaitu antara lain : 1. Ukuran lebih besar daripada ukuran lubang-lubang ayakan (oversize). 2. Ukuran yang lebih kecil daripada ukuran lubang-lubang ayakan (undersize). Saringan (sieve) yang sering dipakai di laboratorium yaitu antara lain : 1. Hand sieve 2. Vibrating sieve series / Tyler vibrating sive 3. Sieve shaker / rotap 4. Wet and dry sieving Sedangkan ayakan (screen) yang berskala industri yaitu antara lain : 1. Stationary grizzly 2. Roll grizzly 3. Sieve bend 4. Revolving screen 5. Vibrating screen (single deck, double deck, triple deck, etc.) 6. Shaking screen 7. Rotary shifter b. Klasifikasi (Classification) Klasifikasi adalah proses pemisahan partikel berdasarkan kecepatan pengendapannya dalam suatu media (udara atau air). Klasifikasi dilakukan dalam suatu alat yang disebut classifier. Produk dari proses klasifikasi ada 2 (dua), yaitu antara lain: 1. Produk yang berukuran kecil/halus (slimes) mengalir di bagian atas disebut overflow.
II-3
2. Produk yang berukuran lebih besar/kasar (sand) mengendap di bagian bawah (dasar) disebut underflow. Proses pemisahan dalam classifier dapat terjadi dalam tiga cara (concept), yaitu : 1. Partition concept 2. Tapping concept 3. Rein concept 2.3. Kosentrasi
Merupakan proses pengambilan kosentrasi mineral berharga dari percampuran berbagai mineral dalam suatu bahan galian. Pengambilan kosentrat tersebut dapat dilakukan dengan berdasarkan tegangan permukaan (Flotasi), Sifat kelistrikan (HTS), sifat kemagnetan (MS), hand sorting (Kilap), serta berdasarkan gravitasinya (jigging, tabling, sharking table, sluice box, DMS, HMS). Sifat-sifat fisik mineral yang dapat dimanfaatkan dalam proses konsentrasi adalah : a. Perbedaan berat jenis atau kerapatan untuk proses konsentrasi gravitasi dan media berat. b. Perbedaan sifat kelistrikan untuk proses konsentrasi elektrostatik. c. Perbedaan sifat kemagnetan untuk proses konsentrasi magnetik. d. Perbedaan sifat permukaan partikel untuk proses flotasi. Proses peningkatan kadar atau pengambilan konsentrat itu ada bermacammacam, yaitu antara lain : 1. Pemilahan (Sorting) Bila ukuran bongkahnya cukup besar, maka pemisahan dilakukan dengan tangan (manual), artinya yang terlihat bukan mineral berharga dipisahkan untuk dibuang. 2. Konsentrasi Gravitasi (Gravity Concentration)
II-4
Yaitu pemisahan mineral berdasarkan perbedaan berat jenis dalam suatu media fluida, jadi sebenarnya juga memanfaatkan perbedaan kecepatan pengendapan mineral-mineral yang ada. Ada 3 (tiga) cara pemisahan secara gravitasi bila dilihat dari segi gerakan fluidanya, yaitu : a. Fluida tenang, contoh dense medium separation (DMS) atau heavy medium separation (HMS). b. Aliran fluida horisontal, contoh sluice box, shaking table dan spiral concentration c. Aliran fluida vertikal, contoh jengkek (jig). Bila jumlah partikel (mineral) di dalam fluida relatif sedikit, maka akan terjadi pengendapan bebas (free settling). Tetapi bila jumlah partikel banyak gerakannya akan terhambat sehingga terbentuk stratifikasi yang terdiri dari 3 (tiga) tahap sebagai berikut : 1. Hindered settling classification ; klasifikasi pengendapannya terhalang. 2. Differential acceleration pada awal pengendapan ; artinya partikel yang berat mengendap lebih dahulu. 3. Consolidation trickling pada akhir pengendapan ; partikel-partikel kecil berusaha mengatur diri di antara partikel-partikel besar sesuai dengan berat jenisnya. Produk dari proses konsentrasi gravitasi ada 3 (tiga), yaitu antara lain: a. Konsentrat (concentrate) yang terdiri dari kumpulan mineral berharga dengan kadar tinggi. b. Amang (middling) yaitu konsentrat yang masih kotor. c. Ampas (tailing) yang terdiri dari mineral-mineral pengotor yang harus dibuang. Peralatan konsentrasi gravitasi yang banyak dipakai adalah : 1. Jig.
II-5
Jigging adalah suatu proses pemisahan bijih dalam medium liquid berat yang tergantung daripada kesanggupan penetrasi suatu bed yang semi stationary yang disebabkan karena perbedaan Specific Gravity. Prinsip Kerja Alat ini adalah semakin besar perbedaan Specific Gravitasi, semakin baik jalan mineral-mineral yang mengalami proses tersebut. Bila dalam bijih menpunyai Specific Gravity yang berbeda-beda maka untuk meramalkan pemisahan baik dengan bantuan CC (Concentration Criteria). CC lebih besar dari 2,s pemisahan makin baik. Tiga gaya yang bekerja pada proses jigging adalah : a. Hindred Setting Classifier, formasi jatuh atau pengendapan dari material yang Specific Gravitasinya besar dengan ukuran kecil akan sama dengan material dengan SG kecil tapi ukuranyya besar. b. Differential Trickling : Partikel berat atau SG tinggi akan mempunyai kecepatan jatuh lebih tinggi, maka partikel berat akan lebih cepat mengendap daripada material ringan. c. Consolidation Trackling adalahsuatu proses dimana partikel halus menerobos melalui bed pada waktu akhir portion. 2. Meja goyang (shaking table). Salah satu metode Konsentrasi Gravitasi adalah Tabling. Tabling merupakan pemisahan material dengan cara mengalirkan air yang tipis pada suatu meja bergoyang, denghan menggunakan media aliran tipis dari air (Flowing Film Concentration). Alat yang digunakan disebut “Shaking Table” atau “Meja Goyang”. Prinsip Kerja Shaking Table adalah berdasarkan perbedaan berat dan ukuran partikel terhadap gaya gesek akibat aliran air tipis. Partikel dengan diameter yang sama akan memiliki gaya dorong
II-6
yang sama besar. Sedangkan apabila ssspecific Gravitynya berbeda maka gaya gesek pada partikel berat akan lebih besar daripada partikel ringan. Karena pengaruh gaya dari aliran, maka partikel ringan akan terdorong / terbawa lebih cepat dari partikel berat searah aliran. Karena gerakan relative Horizontaldari motor maka partikel berat akan bergerak lebih cepat daripada material ringan dengan arah horizontal. Untuk itu perlu dipasang riffle (penghalang) untuk membentuk turbulensi dalam aliran sehingga partikel ringan diberi kesempatan berada diatas dan partikel berat relative dibawah. 3. Konsentrator spiral (Humprey spiral concentrator). Prinsip Kerja Alat Humprey Spiral adalah Gaya sentrifugal, Gaya ini arahnya kebagian luar dari area yang berputar, sehingga akan memberikan pengaruh kepada mineral-mineral ringan untuk terlempar keluar dan terkumpul sebagai tailing. 4. sluice box Sluice box merupakan suatu alat kosentrat mineral bijih berdasarkan atas perbedaan “specific Gravity” diharapkan dalam proses ini mineral yang mempunyai SG tinggi akan mengendap yang nantinya kan diambil sebagai konsentrat, sedang minera yang ringan akan ikut terbawa aliran air sebagai tailing prinsip Kerja Sluice Box adalah Pada dasarnya, operasi mineral-mineral dengan menggunakan sluice box dipegaruhi oleh factor-faktor sebagi berikut : a. Kecepatan aliran Pada dasar aliran, krecepatan nya nol, semakin mendekati permukaan maka kecepatan aliran akan bertambah. Kecepatan
II-7
maksimum akan terjadi di bawah permukaan aliran, sebab pada permukaan aliran kecepatannya di pengaruhi oleh gaya gaya gesek antara fluida dengan udara. Dengan prinsip kecepatan aliran inilah maka mineral yang mempunayi spesifik gravity yang berlainan akan di pisahkan b. Kemiringan dari Lounder Kemiringan semakin besar, kosentrat yang dihasilkan semakin bersih c. Lebar dan panjang Lounder Semakin sempit Lounder maka konsentrat makin bersih , semakin panjang lounder maka recovery makin tinggi tetapi kadanya akan rendah. d. Perbedaan Density Mineral Perbedaan density yang besar, maka operasi pemisahan akan semakin mudah dan mengakibatykan kadar konsentrat semakin tinggi e. Kekentalan Semakin kental fluida, maka kadar konsentrat yang dihasilkan semakin renda, tetapi jumlah konsentrat semakin tinggi f. Tinggi Riffle Riffle yang rendah akan menghasilkan konsentrat yang berkadar tinggi g. Kekasaran butir partikel maupun kekasaran dari deck
II-8
Semakin kasar deck, maka gaya gesek semakin besar, sehingga partikel berat akan tertahan, untuk feed yang kasar atau berdiameter besar maka akan digunakan air yang cukup banyak, kemiringan deck juga cukup besar, bila feednya halus untuk mengatur tebal aliran harus diperhatikan ukuran besar butirnya dan harus seragam. . 5. Konsentrasi dengan Media Berat (Dense/Heavy Medium Separation) Merupakan
proses
konsentrasi
yang
bertujuan
untuk
memisahkan mineral-mineral berharga yang lebih berat dari pengotornya yang terdiri dari mineral-mineral ringan dengan menggunakan medium pemisah yang berat jenisnya lebih besar dari air (berat jenisnya > 1). Produk dari proses konsentrasi ini adalah : a. Endapan (sink) yang terdiri dari mineral-mineral berharga yang berat. b. Apungan (float) yang terdiri dari mineral-mineral pengotor yang ringan. Media pemisah yang pernah dipakai antara lain : a. Air + magnetit halus dengan kerapatan 1,25 – 2,20 ton/m3. b. Air + ferrosilikon dengan kerapatan 2,90 – 3,40 ton/m3. c. Air + magnetit + ferrosilikon dengan kerapatan 2,20 – 2,90. d. Larutan berat seperti tetra bromo ethana (b.j. = 2,96), bromoform (b.j. = 2,85) dan methylene jodida (b.j. = 3,32). Tetapi larutan berat ini harganya mahal, oleh sebab itu hanya dipakai untuk percobaan-percobaan di laboratorium. Peralatan yang biasa dipakai adalah gravity dense/heavy medium separators yang berdasarkan bentuknya ada 2 (dua) macam, yaitu : 1. Drum separator karena bentuknya silindris. 2. Cone separator karena bentuknya seperti corongan. 6. Konsentrasi Elektrostatik (Electrostatic Concentration)
II-9
Merupakan proses konsentrasi dengan memanfaatkan perbedaan sifat konduktor (mudah menghantarkan arus listrik) dan nonkonduktor (nir konduktor) dari mineral. Kendala proses konsentrasi ini adalah : a. Hanya sesuai untuk proses konsentrasi dengan jumlah umpan yang tidak terlalu besar. b. Karena prosesnya harus kering, maka timbul masalah dengan debu yang berterbangan. Produk dari proses konsentrasi ini adalah antara lain : a. Mineral-mineral konduktor sebagai konsentrat. b. Mineral-mineral non-konduktor sebagai ampas (tailing). Peralatan yang biasa dipakai adalah : a. Electrodynamic separator (high tension separator). b. Electrostatic separator 7. Konsentrasi Magnetik (Magnetic Concentration) Adalah proses konsentrasi yang memanfaatkan perbedaan sifat kemagnetan (magnetic susceptibility) yang dimiliki mineral. Sifat kemagnetan bahan galian ada 3 (tiga) macam, yaitu : a. Ferromagnetic, yaitu bahan galian (mineral) yang sangat kuat untuk ditarik oleh medan magnet. Misalnya magnetit (Fe3 O4). b. Paramagnetic, yaitu bahan galian yang dapat tertarik oleh medan magnet. Contohnya hematit (Fe2 O3), ilmenit (Se Ti O3) dan pyrhotit (Fe S). c. Diamagnetic, yaitu bahan galian yang tak tertarik oleh medan magnet. Misalnya : kwarsa (Si O2) dan feldspar [(Na, K, Al) Si3 O8]. Jadi produk dari proses konsentrasi yang berlangsung basah ini adalah : a. Mineral-mineral magnetik sebagai konsentrat.
II-10
b. Mineral-mineral non-magnetik sebagai ampas (tailing). 8. Konsentrasi Secara Flotasi (Flotation Concentration) Merupakan proses konsentrasi berdasarkan sifat “senang terhadap udara” atau “takut terhadap air” (hydrophobic). Pada umumnya mineralmineral oksida dan sulfida akan tenggelam bila dicelupkan ke dalam air, karena
permukaan mineral-mineral itu
bersifat “suka akan air”
(hydrophilic). Tetapi beberapa mineral sulfida, antara lain kalkopirit (Cu Fe S2), galena (Pb S), dan sfalerit (Zn S) mudah diubah sifat permukaannya dari suka air menjadi suka udara dengan menambahkan reagen yang terdiri dari senyawa hidrokarbon. Sejumlah reagen kimia yang sering digunakan dalam proses flotasi adalah : a. Pembuih (frother) yang berfungsi sebagai pen-stabil gelembunggelembung udara. Misalnya : methyl isobuthyl carbinol (MIBC), minyak pinus, dan terpentin. b. Kolektor / pengumpul (collector) yang bisa mengubah sifat permukaan mineral yang semula suka air menjadi suka udara. Contohnya : xanthate, thiocarbonilid, asam oleik, dll. c. Penekan / pencegah (depresant) yang berguna untuk mencegah agar mineral pengotor tidak ikut menempel pada udara dan ikut terapung. Misalnya : Zn SO4 untuk menekan Zn S. d. Pengatur keasaman (pH regulator) yang berfungsi untuk mengatur tingkat keasaman proses flotasi. Misalnya : HCl, HNO3, Ca (OH)3, NH4 OH, dll. Produk flotasi ada 3 (tiga) macam, yaitu : 1. Konsentrat (concentrate) yang berupa mineral-mineral yang ikut terapung (mineral-mineral apungan) dengan gelembung-gelembung udara. 2. Amang (middling) yang merupakan mineral-mineral apungan yang masih mengandung banyak mineral-mineral pengotor.
II-11
3. Ampas (tailing) yang tenggelam terdiri dari mineral-mineral pengotor. 2.4. Dewatering
Dewatering merupakan kegiatan akhir dari pengolahan bahan galian setelah kosentrat didapatkan. Kegiatan ini meliputi Thickening (Pengkayaan unsure), Filtering (Pemilihan), Drying (Pengeringan). Cara-cara pengawa-airan ini ada 3 (tiga), yaitu : 1. Cara Pengentalan / Pemekatan (Thickening) Konsentrat yang berupa lumpur dimasukkan ke dalam bejana bulat. Bagian yang pekat mengendap ke bawah disebut underflow, sedangkan bagian yang encer atau airnya mengalir di bagian atas disebut overflow. Kedua produk itu dikeluarkan secara terus menerus (continuous). Peralatan yang biasa dipakai adalah : 1. Rake thickener. 2. Deep cone thickener. 3. Free flow thickener. 2. Cara Penapisan / Pengawa-airan (Filtration) Dengan cara pengentalan kadar airnya masih cukup tinggi, maka bagian yang pekat dari pengentalan dimasukkan ke penapis yang disertai dengan pengisapan, sehingga jumlah air yang terisap akan banyak. Dengan demikian akan dapat dipisahkan padatan dari airnya. Peralatan yang dipakai adalah : Vacuum (suction) filters yang terdiri dari : 1. intermitten, misalnya Moore leaf filter. 2. Continuous ada beberapa tipe, yaitu antara lain : a. bentuk silindris / tromol (drum type), misalnya : Oliver filter, Dorrco filter. b. bentuk cakram (disk type) berputar, contohnya : American filter. c. bentuk lembaran berputar (revolving leaf type), contohnya : Oliver filter. d. bentuk meja (desk type), misalnya : Caldecott sand table filter.
II-12
3. Pengeringan (Drying) Yaitu proses untuk membuang seluruh kandung air dari padatan yang
berasal
dari
konsentrat
dengan
cara
penguapan
(evaporization/evaporation). Peralatan atau cara yang dipakai ada bermacam-macam, yaitu antara lain: a. Hearth type drying/air dried/air baked, yaitu pengeringan yang dilakukan di atas lantai oleh sinar matahari dan harus sering diaduk (dibolak-balik). b. Shaft drier, ada dua macam, yaitu : 1. tower drier, material (mineral) yang basah dijatuhkan di dalam saluran silindris vertikal yang dialiri udara panas (80o – 100o). 2. rotary drier, material yang basah dialirkan ke dalam silinder panjang yang diputar pada posisi agak miring dan dialiri udara panas yang berlawanan arah.
II-13
BAB III PEMBAHASAN
3.1. Genesa Pembentukan Bijih Nickel
Nickel ore adalah bijih nikel, yaitu mineral atau agregat mineral yang mengandung nikel. Ferronickel adalah produk metalurgi berupa alloy (logam paduan) antara besi (ferrum) dan nikel. Baja menggunakan produk alloy ini Nickel bisa berasal dari Laterite (Ni Oxides) hasil proses pelapukan batuan Ultramafik dan Sulfida (Ni Sulphides) hasil dari proses magmatisme. Sumber batual Ultramafik bisa dari Dunite, Peridotite, Lherzolite,Serpentinite, dll. Orebody dengan Ni grade yg tinggi umumnya didapat dari proses pelapukan batuan (bedrock) yg kaya Olivine karena memang kandungan Ni di Olivine lebih tinggi dibanding mineral mafik yg lain. Kandungan Ni di bedrock sebenar nya kecil sekali (<0.7%), kandungan dibedrock didominasi oleh silica (>40%) dan magnesia (>30%), proses pengkayaaan Ni terjadi karena adanya proses Leaching dimana elemen-elemen yg mudah larut dan punya mobilitas tinggi terutama SiO2 dan MgO dilarutkan oleh air sehingga %Ni yg tinggal di profile jadi tinggi (>2%). Proses leaching yg efektif biasanya terjadi pada Daerah tropis dimana curah hujan tinggi dan banyak vegetasi yang membentuk lingkungan asam. Morfologi yg "gentle" termasuk plateua karena sirkulasi air bagus untuk "mencuci/mengeluarkan" Silica dan magnesia, jika terlalu terjal hasil pelapukan akan tererosi sehingga profile yang akan dihasilkan tipis. Kalo terlalu landai seperti di lembah/dataran rendah sirkulasi air kurang bagus. Struktur geologi yang intensif karena penetrasi air ke bedrock akan lebih efektif.
III-1
Proses leaching membentuk profile Limonite (bagian atas/zona oksidasi) dan Saprolite (bagian bawah/zona reduksi) dimana pada lapisan limonite proses pelapukan sudah sangat lanjut sehingga hampir semua Silica dan magnesia sudah tercuci dan sisa-sisa struktur/tekstur batuan sudah boleh dikatakan hilang (semua lapisan bedrock sudah jadi tanah), lapisan limonite mengandung Fe yang sangat tinggi karena memang Fe sangat suka lingkungan oksidasi. Kalo saprolite boleh dikatakan setengah lapuk dimana masih ditemukan sisa-sisa batuan dasar. Kandungan Ni tertinggi akan didapat pada zona saprolite karena Ni lebih stabil di zona reduksi. 3.2. Penambangan Nikel
Endapan nikel laterit terbentuk karena proses pelapukan dari batuan ultramafik yang terbentang dalam suatu singkapan tunggal terbesar di dunia seluas lebih dari 120 km x 60 km. Sejumlah endapan lainnya tersebar di provinsi Sulawesi Tengah dan Tenggara. Operasi penambangan nikel biasanya digolongkan sebagai tambang terbuka dengan tahapan sebagai berikut: 1. Pemboran pada jarak spasi 25 - 50 meter untuk mengambil sample batuan dan tanah guna mendapatkan gambaran kandungan nikel yang terdapat di wilayah tersebut. 2. Pembersihan dan pengupasan lapisan tanah penutup setebal 10– 20 meter yang kemudian dibuang di tempat tertentu ataupun dipakai langsung untuk menutupi suatu wilayah purna tambang. 3. Penggalian III-2
lapisan bijih nikel yang berkadar tinggi setebal 5-10 meter dan dibawa ke tempat pengolahan. 3.3. Pengolahan Bijih Nickel
Setelah bahan galian ditambang dan lalu di dangkut dengan alat muat (wheel loader) menuju ke stockfile. Dan setelah diangkut sebaiknya melakukan proses pengolahan nickel. Dalam proses pengolahan bijih nickel meliputi beberapa tahapan proses utama (Gambar 3.2.) yaitu :
GAMBAR 1 NICKEL PROCESS ILLUSTRATION Setelah bahan galian ditambang dan lalu di dangkut dengan alat muat (wheel loader) menuju ke stockfile. Dan setelah diangkut sebaiknya melakukan proses pengolahan nickel. Adapun tahap-tahap yang dilakukan untuk melakukan proses pengelolahan nikel melalui beberapa tahap utama yaitu, crushing, Pengering, Pereduksi, peleburan, Pemurni, dan Granulasi dan Pengemasan.
III-3
1. Crushing Dimana proses ini bertujuan untuk reduksi ukuran dari ore agar mineral berharga bisa terlepas dari bijihnya. Berbeda dengan pengolahan emas, dalam tahap ini untuk nikel ore ini hanya dibutuhkan ukuran maksimal 30 mm sehingga hanya dibutuhkan crusher saja dan tidak dibutuhkan grinder. 2. Pengeringan di Tanur Pengering (Dryer) Dari stockpile, hasil tambang (ore) diangkut menuju apron feeder. Di apron feeder ore mengalami penyaringan dan pengaturan beban sebelum diangkut dengan belt conveyor menuju dryer atau tanur pengering. Diruang pembakaran tersebut terdapat alat pembakar yang menggunakan high sulphur oil atau yang biasa disebut minyak residu sebagai bahan bakar. Dalam tahap pengeringan ini hanya dilakukan penguapan sebagian kandungan air dalam bijih basa dan tidak ada reaksi kimia. Ore kemudian dihancurkan dan kemudian dikumpulkan di gudang bijih kering (Dry Ore Storage).
GAMBAR 2.
III-4
TANUR PENGERING DAN GUDANG BIJIH KERING
3. Kalsinasi dan Reduksi di Tanur Pereduksi Tujuannya untuk menghilangkan kandungan air di dalam bijih, mereduksi sebagian nikel oksida menjadi nikel logam, dan sulfidasi. Setelah proses drying, bijih nikel yang tersimpan di gudang bijih kering pada dasarnya belumlah kering secara sempurna, karena itulah tahapan ini bertujuan untuk menghilangkan kandungan air bebas dan air kristal serta mereduksi nikel oksida menjadi nikel logam. Proses ini berlansung dalam tanur reduksi. Bijih dari gudang dimasukkan dalam tanur reduksi dengan komposisi pencampuran menggunakan ratio tertentu untuk menghasilkan komposisi silika magnesia dan besi yang sesuai dengan operasional tanur listrik. Selain itu dimasukkan pula batubara yang berfungsi sebagai bahan pereduksi pada tanur reduksi maupun pada tanur pelebur. Untuk mengikat nikel dan besi reduksi yang telah tereduksi agar tidak teroksidasi kembali oleh udara maka ditambahkanlah belerang. Hasil akhir dari proses ini disebut kalsin yang bertemperatur sekitar 700oC 4. Peleburan di Tanur Listrik Untuk melebur kalsin hasil kalsinasi/reduksi sehingga terbentuk fasa lelehan matte dan Slag. Kalsin panas yang keluar dari tanur reduksi sebagai umpan tanur pelebur dimasukkan kedalam surge bin lalu kemudian dibawa dengan transfer car ke tempat penampungan. Furnace bertujuan untuk melebur kalsin hingga terbentuk fase lelehan matte dan slag. Dinding furnace dilapisi dengan batu tahan api yang didinginkan dengan media air melalui balok tembaga.
III-5
Matte dan slag akan terpisah berdasarka berat jenisnya. Slag kemudian diangkut kelokasi pembuangan dengan kendaraan khusus.
GAMBAR 3 PELEBURAN DITANUR LISTRIK
5. Pengkayaan di Tanur Pemurni Bertujuan untuk menaikkan kadar Ni di dalam matte dari sekitar 27 persen menjadi di atas 75 persen. Matte yang memiliki berat jenis lebih besar dari slag diangkut ke tanur pemurni / converter untuk menjalani tahap pemurnian dan pengayaan. Proses yang terjadi dalam tanur pemurni adalah peniupan udara dan penambahan sililka. Silika ini akan mengikat besi oksida dan membentuk ikatan yang memiliki berat jenis lebih rendah dari matte sehingga menjadi mudah untuk dipisahkan. 6. Granulasi dan Pengemasan Untuk mengubah bentuk matte dari logam cair menjadi butiran butiran yang siap diekspor setelah dikeringkan dan dikemas. Matte dituang kedalam tandis sembari secara terus menerus disemprot III-6
dengan air bertekanan tinggi. Proses ini menghasilkan nikel matte yang dingin yang berbentuk butiran-butiran halus. Butiran-butiran ini kemudian disaring, dikeringkan dan siap dikemas. 3.4. Bagan Alir Pengolahan Nikel
Dari mekanisme pengolahan nikel di atas dapat dibuat bagan alir pengolahan nikel seperti pada gambar di bawah ini.
GAMBAR 4 BAGAN ALIR PENGOLAHAN NIKEL
III-7
BAB IV
PENUTUP
4.1. Kesimpulan Adapun hal-hal yang dapat disimpulkan dari makalah ini meliputi : A. Pengolahan bahan galian adalah suatu proses pemisahan mineral berharga secara ekonomis berdasarkan teknologi yang ada sekarang. B. Berdasarkan tahapan proses, pengolahan bahan galian dapat dibagi menjadi tiga tahapan proses, yaitu Tahap Preparasi, Tahap Pemisahan, dan Tahap Dewatering. C. Adapun sifat-sifat nickel merupakan logam berwarna putih keperak – perakan, ringan, kuat antin karat, mempunyai daya hantar listrik dan panas yang baik. Spesifik gravity nya 8,902 dengan titik lebur 14530C dan titik didih 27320C, resisten terhadap oksidasi, mudah ditarik oleh magnet, larut dalam asam nitrit, tidak larut dalam air dan amoniak, sedikit larut dalam hidrokhlorik dan asam belerang. Memiliki berat jenis 8,8 untuk logam padat dan 9,04 untuk kristal tunggal. D. Nickel ore adalah bijih nikel, yaitu mineral atau agregat mineral yang mengandung nikel. Ferronickel adalah produk metalurgi berupa alloy (logam paduan) antara besi (ferrum) dan nikel. E. Adapun tahap-tahap yang dilakukan untuk melakukan proses pengelolahan nikel melalui beberapa tahap utama yaitu, crushing, Pengering, Pereduksi, peleburan, Pemurni, dan Granulasi dan Pengemasan.
IV-1
DAFTAR PUSTAKA
Ardra.2015. Pengolahan Mineral. (online). http://ardra.biz/sainteknologi/mineral/pengolahan-mineral/tahap-proses-pengolahan-bijih-nikellaterite/. Di akses pada tanggal 18 April 2016 Aryadi. 2010. Makalah Tentang Nikel. (online) https://aryadie.wordpress.com/2010/03/13/malakah-tentang-nikel/. Di akses pada tanggal 18 April 2016 Bates, R.L., 1960. Geology of The Industrial Rocks And Minerals, Harper And Raw Publisher, New York.
V
