PENGOLAHAN CALCITE Kalsit merupakan mineral utama pembentuk batu gamping, dengan unsur kimia pembentuknya terdiri dari kalsium (Ca) dan karbonat (CO3), mempunyai sistem kristal Heksagonal dan belahan rhombohedral, tidak berwarna dan transparan. Unsur kalsium dalam kalsit dapat tersubtitusi oleh unsur logam sebagai pengotor yang dalam prosentasi berat tertentu membentuk mineral lain. Mineral pengotor ini terbentuk karena adanya subtitusi unsur Ca oleh unsur logam, seperti Mg, Fe, Mn. Dalam prosentase berat tertentu, mineral pengotor kalsit tersebut akan membentuk mineral kapur yang lain, seperti dolomit, ankerit dan kunakorit. Kalsit merupakan fase PCC ( Precipitate Precipitate Calcium Carbonate) yang paling stabil dan banyak digunakan dalam industri cat, kertas, magnetic recording , industri tekstil, detergen, plastik, dan kosmetik. Berbeda dengan kalsit, aragonit mempunyai aplikasi sebagai filler kertas yang menjadikan sifat-sifatnya lebih baik seperti high bulk , kecerahan, tak tembus cahaya, dan kuat. Sebagai filler aragonit lebih baik dari pada kalsit dalam polivinil alkohol atau polipropilen komposit. komposit . Kalsit dan Aragonit adalah polymorphous satu sama lain. Meskipun Kalsit dan Aragonit mengandung komposisi kimia yang sama, sama , mereka berbeda dalam struktur kristal. Kalsit membentuk kristal trigonal, sedangkan Aragonit membentuk kristal ortorombik. Terbentuknya kristal kalsit dan aragonit ini dipengaruhi oleh beberapa unsur diantaranya temperatur, pH larutan, derajat saturasi, kecepatan aliran CO2 apabila menggunakan metode karbonasi, serta adanya bahan aditif. Kalsit memiliki struktur kristal trigonal yang biasanya berbentuk rhombohedral dengan densitas teoretik 2,7 gr/cm3. Kalsit merupakan fasa yang paling stabil pada variabel temperatur dan tekanan. Ditinjau dari konstanta kelarutannya, fase kalsit memiliki sifat termodinamika yang paling stabil (log Ksp = -8,47). Kalsit akan mengalami transformasi menjadi fasa lain dengan re-kristalisasi. Sedangkan Aragonit dapat terbentuk secara alami dari proses biologi dan fisika. Aragonit adalah termodinamika tidak stabil pada suhu dan tekanan standar, dan cenderung berubah menjadi kalsit. Magnesium mempunyai pengaruh yang signifikan pada presipitasi kalsium karbonat. Rasio Mg : Ca yang rendah pada larutan dapat mengakibatkan tergabungnya ion Mg2+ ke dalam kisi kalsit, sedangkan bila Mg diberikan pada konsentrasi yang tinggi dalam larutan maka akan menginduksi presipitasi aragonit. Sintesis dengan temperatur 80oC dan laju karbonasi 2 SCFH menghasilkan ketiga polimorf kalsium karbonat yaitu aragonit, vaterit, dan kalsit . Menurut Han, sintesis
aragonit membutuhkan supersaturasi rendah sehingga digunakan laju karbonasi yang rendah. Temperatur merupakan salah satu parameter yang berpengaruh dalam pembentukan polimorf kalsium karbonat. Perubahan polimorf akibat perubahan temperatur dianggap karena adanya vibrasi termal. Munculnya fasa kalsit dimungkinkan disebabkan karena perubahan fasa aragonit ke fasa kalsit ketika temperatur lebih dari 80oC, hal ini dipengaruhi karena sulitnya menjaga temperatur agar konstan sehingga pada saat karbonasi berlangsung dimungkinkan temperatur melebihi 80 oC walaupun pemanasan telah dihentikan. Seperti yang diketahui bahwa fraksi aragonit maksimum akan terbentuk pada 80 oC, jika melebihi temperatur tersebut maka fraksi aragonit akan semakin berkurang dan bisa bertransformasi ke fasa kalsi t yang lebih stabil. Bila disintesis dari batu kapur, fasa kalsit dominan terbentuk pada sintesis dengan temperatur 30oC dan laju karbonasi 2 SCFH, fasa vaterit dominan terbentuk pada sintesis dengan temperatur 30 o C dan laju karbonasi 7 SCFH, sedangkan fasa aragonit terbentuk pada sintesis dengan temperatur 80oC dan laju karbonasi 2 SCFH. Sintesis kalsium karbonat presipitat dari dolomit menghasilkan fasa kalsit pada semua perlakuan sintesis. Untuk menghasilkan kalsium karbonat dengan kualitas yang lebih bagus maka salah satu yang mempengaruhi adalah ukuran kristal. Ukuran kristal yang cukup kecil untuk morfologi tertentu dapat diperoleh dengan mendoping atom Mg ke dalam sintesis kalsium karbonat dari batu kapur. Berikut merupakan perubahan fase kalsit, vaterit dan aragonit pada suhu 30oC, 50oC dan 70oC.
Ada beberapa metode pembentukan PCC ( Precipitate Calcium Carbonate ) yaitu metode solvay, kaustik soda, dan karbonasi (Aziz, 1997). Pada metode karbonasi, batu kapur
dikalsinasi yang lebih dari 900 oC sehingga terbentuk kalsium oksida (CaO), kemudian CaO dilarutkan dengan air sehingga terbentuk kalsium oksida (Ca(OH)2). Proses selanjutnya Ca(OH)2 dialiri gas CO2 sampai pH 8 dan endapan yang terbentuk adalah endapan putih kalsium
karbonat/
PCC. Namun
kelarutan
CaO
untuk
menjadi
Ca(OH)2
kecil
sehingga rendemen PCC yang dihasilkan kecil (putri, 2005). Oleh karena itu, pe rlu di car i su atu pe ng emb an ga n metod e lai n ya ng dapa t leb ih me ni ngk at ka n kelarutan CaO. Salah satu pengembangan metode tersebut adalah modifikasi pr os es slak ing me tod a kar bon as i den ga n men am bah kan ga ram-ga ram ano rga ni k dengan asam, sehingga terbentuk garam kalsium yang mudah larut dan dihasilkan PCC dalam jumlah yang banyak (Wiwit, 2007). Pengolahan kalsit hanya bertujuan untuk memperoleh ukuran butir dan tingkat kadar CaCO3 sesuai dengan spesifikasi pasar. Pengolahan dapat dilakukan secara sederhana, yaitu dengan menghilangkan kotoran yang melekat. Kemudian dilakukan penghancuran dan diayak sesuai dengan ukuran yang diiginkan. Untuk mendapatkan ukuran butir halus (<12 mesh) dipecahkan dengan menggunakan hammer mill dan untuk mendapatkan ukuran yang sangat halus (-200 mesh) digunakan super mill ( pulverizer ). Produk kalsit hasil penambangan yang dapat dikonsumsi langsung oleh industri, dikenal dengan nama heavy calcite. Proses pengolahan yang lain adalah melalui proses kalsinasi terhadap batu gamping sebagai bahan baku. Produk dari proses ini merupakan kalsit jenis light calcite. Berikut Rumus umum reaksi pembuatan light calcite adalah sebagai berikut:
Dalam reaksi tersebut yang pertama adalah proses pembakaran batu kapur (kalsinasi), lalu dimasukan kedalam tungku dan dipanaskan pada suhu lebih dari 900 oC yang menghasilkan kapur tohor (quicklime) dan gas CO2. kemudian CaO yang terbentuk dicampur dengan air dan diaduk. Maka terbentuklah senyawa kalsium hidroksida atau Ca(OH)2. Kalsium hidroksida yang telah kemudian disaring untuk memisahkan senyawasenyawa pengotor. Ca(OH)2 y a n g t e l a h d i s a r i n g k e m u d i a n d i r e a k s i k a n d e n g a n
CO2 untuk membentuk CaCO3 dan air (H2O). Endapan CaCO 3 hasil reaksi diatas kemudian disaring dan dikeringkan. Selanjutnya kalsium hidroksida dihaluskan menjadi powder CaCO3. inilah yang dikenal dengan light calcite.
