TUGAS EKSTRAKSI METALURGI PENGOLAHAN DAN EKSTRAKSI BIJIH NIKEL
Dibuat sebagai syarat untuk memenuhi tugas mata kuliah Ekstraksi Metalurgi pada Jurusan Teknik Teknik Pertambangan Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya
Oleh Muha Muhamm mmad ad !de "im "imawan awan
#$#% #$#%&% &%'& '&$% $%## ###( #(
Erlangga )*pri+a
#$#%&%'&$%##&,
Fitria -amadh*na
#$#%&%'&$%##&.
M/ -*yan Firdaus
#$#%&$'&$%###&
M/ 0r1an 0nsani
#$#%&$'&$%##&,
-aka )ugraha Pratama
#$#%&$'&$%##%&
2elas !
U)03E-S0T! U)03E-S0 T!S S S-040J!5 S-040J !5! ! F!2U6T!S TE2)02
%#&7 2!T! PE)8!)T!-
Puji dan syukur syukur kami panjatkan panjatkan atas kehadirat !llah !llah S4T9 S4T9 tuhan semesta alam yang telah memberikan memberikan rahmatnya kepada kepada kami sehingga dapat menyelesaikan makalah ini yang berjudul :Peng*lahan dan Ekstraksi Metalurgi ;ijih )ikel< dan tak lupa pula kami selaku penulis mengu=apkan shalawat serta salam kepada )abi Muhammad S!4 beserta pengikutnya hingga akhir +aman/ Tugas Tugas makalah makalah ini dibuat dibuat sebaga sebagaii syarat syarat untuk untuk memenu memenuhi hi tugas tugas mata mata kuliah kuliah Ekstraksi Metalurgi/ Dalam penyusunan dan penulisan makalah ini kami selaku penulis banyak sekali mendapatkan arahan dan bantuan9 *leh karena itu penulis mengu=apkan terima kasih kepada &/ "j/ -r/ -r/ "arminuke "arminuke Ek*9 ST9 ST9 MT selaku selaku 2etua Jurusan Jurusan Teknik Teknik Pertamban Pertambangan gan Fakultas Fakultas Teknik Teknik Universitas Sriwijaya/ %/ 0r/ Makmur Makmur !syik9 !syik9 M/S9 0r/ 0r/ !/ !/ Tau1ik Tau1ik !rie19 !rie19 M/S9 Dr/ Dr/ 0r/ 0r/ -estu Juniah9 Juniah9 M/T M/T9 dan Eva Oktarinasari9 S/T/9 S/T/9 M/T selaku d*sen pembimbing mata kuliah Ekstraksi Metalurgi/ $/ Teman>te Teman>teman man seperjuang seperjuangan an yang yang telah bersama>sa bersama>sama ma menyelesaika menyelesaikan n tugas ini/ ini/ ?/ Seluru Seluruh h pihak pihak yang telah memban membantu tu penyu penyusun sunan9 an9 sehingga sehingga dapat dapat menye menyelesa lesaika ikan n lap*ran ini sesuai yang diharapkan/ Dalam penulisan makalah ini9 kami selaku penulis menyadari bahwa masih ada kekurangan kekurangan > kekurangan kekurangan99 untuk untuk itu kami selaku penulis dengan senang hati menerima menerima segala segala kritik kritik dan saran saran yang yang bersi1a bersi1att memban membangun gun// Demiki Demikianl anlah ah sem*ga sem*ga makala makalah h ini dapat dapat berman berman1aat 1aat bagi bagi kita kita semua semua dan dapat dapat menamb menambah ah penget pengetahu ahuan an kita kita mengen mengenai ai peng*lahan dan ekstraksi metalurgi dari bijih nikel/
Palembang9 September %#&7
Penulis9
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Pada umumnya9 jenis bijih nikel di dunia adalah sul1ida dan mineral *ksida/ Di 0nd*nesia Timur9 kita sering melihat mineral *ksida nikel yang disebut laterit nikel/ ;ijih nikel laterit terbentuk *leh pelapukan batuan tr*pis intensi1 ultrabasa di atas semua serpentinites9 yang sebagian besar terdiri dari magnesium silikat serpentin dan berisi appr*@/ #9$A nikel/ 2*nten nikel awal sangat diperkaya dalam lateritisasi/ Dua jenis laterit bijih nikel harus dibedakan yaitu jenis lim*nit dan jenis silikat/ Pertama9 sapr*lit yaitu nikel yang memiliki kandungan besi yang rendah/ Umumnya9 sapr*lit mengandung nikel &9,>%9,A dan sebagian besar terdiri Magnesium/ Dalam kant*ng dan =elah dari batuan serpentinit garnierite hijau bisa hadir dalam jumlah ke=il9 namun dengan isi nikel yang tinggi > Sebagian besar %#>?#A/ Salah satu bahan galian yang memiliki nilai ek*n*mis yang tinggi yaitu )ikel yang merupakan baja nirkarat yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari>hari/ !dapun si1at>si1at nikel merupakan l*gam berwarna putih keperak B perakan9 ringan9 kuat anti karat9 mempunyai daya hantar listrik dan panas yang baik/ Spesi1ik gravity nya '9.#% dengan titik lebur &?,$ #C dan titik didih %($% #C9 resisten terhadap *ksidasi9 mudah ditarik *leh magnet9 larut dalam asam nitrit9 tidak larut dalam air dan am*niak9 sedikit larut dalam hidr*khl*rik dan asam belerang/ Memiliki berat jenis '9' untuk l*gam padat dan .9#? untuk kristal tunggal/ ;atuan ultra basa yang mengandung unsur nikel adalah gabr*9 basalt9 perid*tit dan n*rit/ Endapan ni=kel tembaga sul1ide dihasilkan dari pemisahan lelehan sul1ida *ksida dari lelehan silikat bersul1ur pada sebelum9 selama atau sesudah pr*ses alihan pada suhu diatas .###C9 mineral utamanya adalah pentlandit Fe9)igS'/ mineral lainnya antara lain nik*lit )i!s9 skuterudit C*9 Fe9 )i!s$ dan vi*lurit Fe)i%S?.
Di 0nd*nesia endapan ;ijih )ikel banyak terdapat didaerah sulawesi/ ;ijih )ikel berbeda dengan bahan tambang lainnya dikarenakan ;ijih )ikel tidak dapat diketahui se=ara sp*ntanitas dengan pengamatan mata biasa/ 2eserbagunaan dan k*mbinasi si1at> si1at yang khas dari nikel membuatnya ada di mana>mana dalam kehidupan sehari>hari/ Selain keras9 nikel sekaligus juga dapat ditempa9 tahan karat dan tetap mempertahankan =iri mekanis dan 1isiknya walaupun ditempatkan pada suhu yang sangat tinggi/
1.2 TUJUAN MAKALAH
!dapun tujuan dari pembuatan makalah ini yaitu &/ %/ $/ ?/
Mengetahui genesa pembentukan bijih )ikel Mengetahui karakteristik bijih )ikel Mengetahui pr*ses peng*lahan bijih )ikel Mengetahui pr*ses ekstraksi metalurgi l*gam )ikel
1.3 PERMASALAHAN !dapun permasalahan dalam makalah ini yaitu &/ ;agaimana genesa pembentukan bijih )ikel %/ ;agaimana karakteristik bijih )ikel $/ ;agaimana pr*ses peng*lahan bijih )ikel ?/ ;agaimana pr*ses ekstraksi metalurgi l*gam )ikel 1.4 Batasan Masalah Penulis hanya membahas se=ara umum mengenai peng*lahan dan ekstraksi metalurgi
pada bijih nikel/
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pene!t"an N"#el
)ikel adalah k*mp*nen yang banyak ditemukan dalam mete*rit dan menjadi =iri k*mp*nen yang membedakan mete*rit dari mineral lainnya/ Mete*rit besi atau siderit9 dapat mengandung all*y besi dan nikel berkadar ,>%,A/ )ikel diper*leh se=ara k*mersial dari pentlandit dan pir*tit di kawasan Sudbury Ontari*9 sebuah daerah yang menghasilkan $#A kebutuhan nikel dunia/ Unsur nikel berhubungan dengan batuan basa yang disebut n*rit/ )ikel ditemukan dalam mineral pentlandit9 dalam bentuk lempeng> lempeng halus dan butiran ke=il bersama pyrh*tin dan kalk*pirit/ )ikel biasanya terdapat dalam tanah yang terletak di atas batuan basa/ 2.2 Genesa Pe$%ent&#an B"'"h N"#el
;ijih nikel merupakan mineral atau agregat mineral yang mengandung nikel/ Ferr*nikel adalah pr*duk metalurgi berupa all*y l*gam paduan antara besi 1errum dan nikel/ )ikel ini bisa berasal dari 6aterite )i O@ides hasil pr*ses pelapukan batuan Ultrama1ik dan Sul1ida )i Sulphides hasil dari pr*ses magmatisme/ Sumber batual Ultrama1ik bisa dari Dunite9 Perid*tite9 6her+*lite9Serpentinite9 dll/ )ikel berwujud se=ara gabungan dengan belerang dalam millerite9 dengan arsenik dalam galian ni==*lite9 dan dengan arsenik dan belerang dalam ni=kelglan=e/ )ikel juga terbentuk bersama>sama dengan kr*mit dan platina dalam batuan ultrabasa seperti perid*tit9 baik termetam*r1kan ataupun tidak/ Terdapat dua jenis endapan nikel yang bersi1at k*mersil9 yaitu sebagai hasil k*nsentrasi residu sili=a dan pada pr*ses pelapukan batuan beku ultrabasa serta sebagai endapan nikel>tembaga sul1ida9 yang biasanya beras*siasi dengan pirit9 pir*tit9 dan kalk*pirit/ Ore b*dy dengan )i grade yg tinggi umumnya didapat dari pr*ses pelapukan batuan bedr*=k yg kaya Olivine karena memang kandungan )i di Olivine lebih tinggi dibanding mineral ma1ik yg lain/ 2andungan )i di bedr*=k sebenar nya ke=il sekali G#/(A9 kandungan dibedr*=k did*minasi *leh sili=a H?#A dan magnesia H$#A9 pr*ses pengkayaaan )i terjadi karena adanya pr*ses 6ea=hing dimana elemen>elemen yg mudah larut dan punya m*bilitas tinggi terutama SiO% dan MgO dilarutkan *leh air sehingga A)i yg tinggal di pr*1ile jadi tinggi H%A/
Pr*ses lea=hing yg e1ekti1 biasanya terjadi pada Daerah tr*pis dimana =urah hujan tinggi dan banyak vegetasi yang membentuk lingkungan asam/ Pr*ses lea=hing membentuk pr*1ile 6im*nite bagian atasI+*na *ksidasi dan Sapr*lite bagian bawahI+*na reduksi dimana pada lapisan lim*nite pr*ses pelapukan sudah sangat lanjut sehingga hampir semua Sili=a dan magnesia sudah ter=u=i dan sisa>sisa strukturItekstur batuan sudah b*leh dikatakan hilang semua lapisan bedr*=k sudah jadi tanah9 lapisan lim*nite mengandung Fe yang sangat tinggi karena memang Fe sangat suka lingkungan *ksidasi/ 2al* sapr*lite b*leh dikatakan setengah lapuk dimana masih ditemukan sisa> sisa batuan dasar/ 2andungan )i tertinggi akan didapat pada +*na sapr*lite karena )i lebih stabil di +*na reduksi/
2.3
S"(at )an Ka!a#te!"st"# N"#el *N"+
8ambar %/&/ )ikel
a/ Si1at kimia )ikel !dapun si1at>si1at kimia dari nikel yaitu antara lain -
Pada suhu kamar nikel bereaksi lambat dengan udara/ Jika dibakar9 reaksi berlangsung =epat membentuk *ksida )iO/ ; e r e a k s i d e n g a n C l % membentuk 2l*rida )iCl %/ ; e r e a k s i d e n g a n s t e a m " %O membentuk Oksida )iO/ ; er ea ks i d en ga n " Cl e n= er d an a sa m s ul 1a t e n= er 9 ya ng
r e a k s i n ya berlangsung lambat/ - ;ereaksi dengan asam nitrat dan auaregia9 )i segera larut - )i K ")O$ L )i)O$%K )O K " %O
-
Tidak beraksi dengan basa alkali ; e r e a k s i d e n g a n " %S menghasilkan endapan hitam/
b/ Si1at 1isika )ikel !dapun si1at>si1at 1isika dari nikel yaitu antara lain =/
6*gam putih keperak>perakan yang berkilat9 keras Dapat ditempa dan ditarik/ Fer*magnetik T6 &?%#C9 TD %.##C 2arakteristik )ikel Tabel %/& 2arakteristik )ikel
N, Ka!a#te!"st"# Kete!anan 1 )ama )ikel 6ambang )i 2 )*m*r at*m %' 3 4 Deret kimia 6*gam transisi 8*l*ngan 3000 ; Peri*de ? ;l*k D / Penampilan 2emilau9 metalik 0 Massa at*m ,'97.$?% gIm*l 2*n1igurasi ele=tr*n N!r $d' ?s% 1 !dapun mineral>mineral utama pada l*gam bijih nikel yaitu antara lain
a/ b/ =/ d/ e/
Millerit9 )iS Smaltit Fe9C*9)i!s )ik*lit )i!s Pentlandite )i9 Cu9 FeS 8arnierite )i9 MgSiO$/@"%O
Man(aat )an Ke&naan
)ikel digunakan dalam berbagai aplikasi k*mersial dan industri9 seperti pelindung baja stainless steel9 pelindung tembaga9 industri baterai9 elektr*nik9 aplikasi industri pesawat terbang9 industri tekstil9 turbin pembangkit listrik bertenaga gas9 pembuat magnet kuat9pembuatan alat>alat lab*rat*rium nikr*m9 kawat lampu listrik9 katalisat*r lemak9 pupuk pertanian9 dan berbagai 1ungsi lain/
2.4
P,tens" )an a)anan B"'"h N"#el )" In),nes"a
Endapan laterit nikel 0nd*nesia telah diketahui sejak tahun &.$(/ 0n1*rmasi mengenai endapan laterit nikel yang tertera pertama kali dalam literatur adalah Daerah distrik P*malaa yang terletak di Sulawesi Tenggara pada tahun &.&7 *leh pemerintah ;elanda/ Pada saat ini9 melalui pr*speksi yang sistematis telah ditemukan beberapa endapan lain/ Peta sebaran nikel laterit dan sumberdaya =adangan di setiap pr*vinsi di 0nd*nesia9 bisa dilihat pada gambar dan tabel berikut ini/ 8ambar %/% Distribusi dep*sit laterit nikel 0nd*nesia
Tabel %/% Sumberdaya dan =adangan bijih nikel di 0nd*nesia 2.- P!,ses Pena$%anan B"'"h N"#el
Endapan nikel laterit terbentuk karena pr*ses pelapukan dari batuan ultrama1ik yang terbentang dalam suatu singkapan tunggal terbesar di dunia seluas lebih dari &%# km @ 7# km/ Sejumlah endapan lainnya tersebar di pr*vinsi Sulawesi Tengah dan Tenggara/ Operasi penambangan nikel biasanya dig*l*ngkan sebagai tambang terbuka dengan tahapan sebagai berikut &/ Pemb*ran9 pada jarak spasi %, > ,# meter untuk mengambil sample batuan dan tanah guna mendapatkan gambaran kandungan nikel yang terdapat di wilayah tersebut/
%/ Pembersihan dan pengupasan9 lapisan tanah penutup setebal &#B %# meter yang kemudian dibuang di tempat tertentu ataupun dipakai langsung untuk menutupi suatu wilayah purna tambang/ $/ Penggalian9 lapisan bijih nikel yang berkadar tinggi setebal ,>&# meter dan dibawa ke tempat peng*lahan/
BAB 3 PENGOLAHAN BIJIH NIKEL
3.1.
Pen,lahan B"'"h N"#el
Se=ara umum9 mineral bijih di alam ini dibagi dalam % dua jenis yaitu mineral sul1ida dan mineral *ksida/ ;egitu pula dengan bijih nikel9 ada sul1ida dan ada *ksida/ Masing>masing mempunyai karakteristik sendiri dan =ara peng*lahannya pun juga tidak sama/ Dalam bahasan kali ini akan dibatasi peng*lahan bijih nikel dari mineral *ksida 6aterit/ ;ijih nikel dari mineral *ksida 6aterite ada dua jenis yang umumnya ditemui yaitu Sapr*lit dan 6im*nit dengan berbagai variasi kadar/ Perbedaan men*nj*l dari % jenis bijih ini adalah kandungan Fe ;esi dan Mg Magnesium9 bijih sapr*lit mempunyai kandungan Fe rendah dan Mg tinggi sedangkan lim*nit sebaliknya/ ;ijih Sapr*lit dua dibagi dalam % jenis berdasarkan kadarnya yaitu "8SO "igh 8rade Sapr*lit Ore dan 68SO 6*w 8rade Sapr*lit Ore9 biasanya "8SO mempunyai kadar )i %A sedangkan 68SO mempunyai kadar )i/ Tingkat kebasaan ini menentukan bri=kI re1ra=t*ryIbata tahan api yang harus digunakan di dalam tungku 1urna=e9 jika basisitas tinggi maka re1ra=t*ry yang digunakan juga sebaiknya mempunyai si1at basa agar slag terak tidak bereaksi dengan re1ra=t*ry yang akan menghabiskan lapisan re1ra=t*ry tersebut/ ;asisitas juga menentukan vis=*sitas slag9 semakin tinggi basisitas maka slag semakin en=er dan mudah
untuk dikeluarkan dari 1urna=e/ )amun basisitas yang terlalu tinggi juga tidak terlalu bagus karena di1usi Oksigen akan semakin besar sehingga kehilangan 6*gam karena *ksidasi terhadap l*gam juga semakin besar/ Setelah bahan galian ditambang dan lalu diangkut dengan alat muat wheel l*ader menuju ke st*=k1ile/ Dan setelah diangkut sebaiknya melakukan pr*ses peng*lahan ni=kel/ !dapun tahap>tahap yang dilakukan untuk melakukan pr*ses pengel*lahan nikel melalui beberapa tahap utama yaitu9 =rushing9 Pengering9 Pereduksi9 peleburan9 Pemurni9 8ranulasi dan Pengemasan/ 3.1.1 P!,ses Pen,lahan B"'"h N"#el 1. Comminution
2*minusi adalah suatu pr*ses untuk mengubah ukuran suatu bahan galian menjadi lebih ke=il9 hal ini bertujuan untuk memisahkan atau melepaskan bahan galian tersebut dari mineral peng*t*r yang melekat bersamanya/ 2*minusi bahan galian meliputi kegiatan berikut
a/ Crushing Dimana pr*ses ini bertujuan untuk reduksi ukuran dari *re agar mineral berharga bisa terlepas dari bijihnya/ ;erbeda dengan peng*lahan emas9 dimana pr*ses ini bertujuan juga untuk reduksi ukuran dari bahan galianIbijih yang langsung dari tambang -OM Q run *1 mine dan berukuran besar>besar diameter sekitar &## =m menjadi ukuran %#>%, =m bahkan bisa sampai ukuran %9, =m/ !lat yang digunakan pada Primary Crusher dan Se=*ndery Crusher yaitu antara lain a/ Jaw =rusher b/ 8yrat*ry =rusher =/ C*ne =rusher d/ -*ll =rusher e/ 0mpa=t =rusher 1/ -*tary breaker g/ "ammer Mill b/ 8rinding 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 pr*ses/
2. Sizing
Merupakan pr*ses pemilahan bijih yang telah melalui pr*ses k*minusi sesuai ukuran yang dibutuhkan/ 2egiatan Si+ing meliputi S=reening yaitu Salah satu pemisahan berdasarkan ukuran adalah pr*ses pengayakan s=reening/ Si+ing dibagi menjadi dua antara lain
a/ Pengayakan I Penyaringan S=reening I Sieving Pengayakan atau penyaringan adalah pr*ses pemisahan se=ara mekanik berdasarkan perbedaan ukuran partikel/ Pengayakan s=reening dipakai dalam skala industri9 sedangkan penyaringan sieving dipakai untuk skala lab*rat*rium/ Pr*duk dari pr*ses pengayakanIpenyaringan ada % dua9 yaitu antara lain > Ukuran lebih besar daripada ukuran lubang>lubang ayakan *versi+e/ > Ukuran yang lebih ke=il daripada ukuran lubang>lubang ayakan undersi+e/ Saringan sieve yang sering dipakai di lab*rat*rium yaitu antara lain • > "and sieve > 3ibrating sieve series I Tyler vibrating Sieve > Sieve shaker I r*tap > 4et and dry sieving Sedangkan ayakan s=reen yang berskala industri yaitu antara lain • > Stati*nary gri++ly > -*ll gri++ly > Sieve ;en > -ev*lving s=reen > 3ibrating s=reen single de=k9 d*uble de=k9 triple de=k9 et=/ > Shaking s=reen > -*tary shi1ter 3. Classification 2lasi1ikasi adalah pr*ses pemisahan partikel berdasarkan ke=epatan •
pengendapannya dalam suatu media udara atau air/ 2lasi1ikasi dilakukan dalam suatu alat yang disebut =lassi1ier/ Pr*duk dari pr*ses klasi1ikasi ada % dua9 yaitu antara lain
a Pr*duk yang berukuran ke=ilIhalus slimes mengalir di bagian atas disebut *ver1l*w/ b Pr*duk yang berukuran lebih besarIkasar sand mengendap di bagian bawah dasar disebut under1l*w/ Pr*ses pemisahan dalam =lassi1ier dapat terjadi dalam tiga =ara =*n=ept9 yaitu a/ Partiti*n C*n=ept b/ Tapping C*n=ept =/ -ein C*n=ept
BAB 4 EKSTRAKSI METALURGI
1.1 E#st!a#s" Metal&!" N"#el
)ikel dihasilkan melalui pemr*sesan dari dua tipe sumber nikel yaitu dari mineral laterit *ksida dan sul1ida dengan pr*ses yang berbeda/ 2*mp*sisi dep*sit laterit nikel akan bergantung pada tipe batuan induk9 iklim tempat dep*sit terbentuk dari pr*ses
pelapukan/ "al ini memberikan hubungan yang spesi1ik antara k*mp*nen dep*sit dan pilihan pr*ses peng*lahannya disertai kendala>kendalanya/ ;eberapa jalur pr*ses peng*lahan yang sangat tergantung dari jenis dan kandungan nikel dan unsur lainnya9 ditunjukkan pada gambar berikut/ Jalur pr*ses peng*lahan laterit nikel yang diterapkan se=ara k*mersial didasarkan pada kandungan magnesium Mg dan rasi* nikel>besi )iIFe/ Saat ini terdapat dua pilihan jalur pr*ses ekstraksi9 yaitu pir*metalurgi dan hidr*metalurgi/ 8ambar ?/& ;agan alir pr*ses peng*lahan laterit nikel Jalur pr*ses ekstraksi pir*metalurgi menggunakan tipe laterit nikel sapr*lit dengan pr*duk nikel berupa 1er*nikel Fe)i9 nickel pig iron )P0 dan mate nikel/ Sedangkan pr*ses hidr*metalurgi paling umum diterapkan untuk laterit lim*nit/ Pr*ses hidr*metalurgi juga dapat diterapkan untuk laterit sapr*lit yang mengandung kadar nikel lebih tinggi daripada lapisan lim*nit tetapi kandungan magnesium yang tinggi dalam sapr*lit menjadikannya kendala9 menyebabkan k*nsumsi asam lebih banyak/ Pengembangan tekn*l*gi peng*lahan laterit nikel melalui jalur pr*ses hidr*metalurgi yang baru dengan pelindian asam bertekanan tinggi "P!6 > high pressure acid leaching telah memungkinkan mengekstraksi tidak hanya nikel tetapi
juga unsur min*r seperti k*bal9 kr*m9 vanadium9 titanium9 dan unsur min*r lain yang
sangat dibutuhkan *leh industri k*mp*nen elektr*nik dengan per*lehan hingga H .#A/ Jalur pr*ses hidr*metalurgi dengan "P!6 telah memberikan strategi berbeda untuk mengekstraksi dan memisahkan unsur Bunsur min*r berharga dari larutan pelindian/ "P!6 telah merupakan tekn*l*gi yang umum dipakai untuk pr*yek nikel baru se=ara hidr*metalurgi selama &, tahun terakhir9 seperti yang telah diterapkan di tiga pr*yek nikel di !ustralia Cawse9 Murrin>Murrin9 dan ;ul*ng9 dan pr*yek nikel di 2aled*nia ;aru 8*r* )i=kel/
4.2 P!,ses P"!,$etal&!" A. Pe$%&atan e!,n"#el
Pembuatan 1er*nikel dilakukan melalui dua rangkaian pr*ses utama yaitu reduksi dalam tungku putar rotary kiln9 -2 dan peleburan dalam tungku listrik electric furnace9 EF dan la+im dikenal dengan Rotary Kiln Electric Smelting Furnace Process atau ELKEM Process/ ;ijih yang telah dipisahkan9 baik ukuran maupun =ampuran untuk mendapatkan k*mp*sisi kimia yang diinginkan9 diumpankan ke dalam pengering putar rotary dryer bersama>sama dengan reductant dan flux/ Selanjutnya dilakukan pengeringan sebagian partical drying atau pengurangan kadar air moisture content 9 dan kemudian dipanggang pada tanur putar rotary kiln dengan suhu sekitar (## >&###RC tergantung dari si1at bijih yang di*lah/
1.
Pene!"nan )" Tan&! Pene!"n * Drying)
Dari st*=kpile9 hasil tambang *re diangkut menuju apr*n 1eeder/ Di apr*n 1eeder *re mengalami penyaringan dan pengaturan beban sebelum diangkut dengan belt =*nvey*r menuju dryer atau tanur pengering/ Diruang pembakaran tersebut terdapat alat pembakar yang menggunakan high sulphur *il 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 dihan=urkan dan kemudian dikumpulkan di gudang bijih kering Dry Ore St*rage/
Dimana drying atau pengeringan dibutuhkan untuk mengurangi kadar m*isture dalam bijih/ ;iasanya kadar m*isture dalam bijih sekitar $#>$, A dan diturunkan dalam pr*ses ini dengan r*tary dryer menjadi sekitar %$A tergantung desain yang dibuat/ Dalam r*tary dryer ini9 pengeringan dilakukan dengan =ara mengalirkan gas panas yang dihasilkan dari pembakaran pulveri+ed =*al dan marine 1uel dalam "*t !ir 8enerat*r "!8 se=ara C*>Current searah pada temperature sampai %## C/
2.
Kals"nas" )an Re)&#s" )" Tan&! Pe!e)&#s"
Maksud utama pemanggangan calcination adalah untuk mengurangi kadar air9 baik yang berupa air lembab moisture content maupun yang berupa air kristal crystalized ater 9 serta mengurangi +at hilang bakar loss of ignition dari bahan> bahan baku lainnya/ Selain itu9 pemanggangan dimaksudkan juga untuk memanaskan preheating dan sekaligus men=ampur bahan>bahan baku tersebut/ Tujuannya untuk menghilangkan kandungan air di dalam bijih9 mereduksi sebagian nikel *ksida menjadi nikel l*gam9 dan sul1idasi/ Setelah pr*ses drying9 bijih nikel yang tersimpan di gudang bijih kering pada dasarnya belumlah kering se=ara sempurna9 karena itulah tahapan ini bertujuan untuk menghilangkan kandungan air bebas dan air kristal serta mereduksi nikel *ksida menjadi nikel l*gam/ Pr*ses ini berlangsung dalam tanur reduksi/ ;ijih dari gudang dimasukkan dalam tanur reduksi dengan k*mp*sisi pen=ampuran menggunakan rati* tertentu untuk menghasilkan k*mp*sisi silika magnesia dan besi yang sesuai dengan *perasi*nal tanur listrik/ Selain itu dimasukkan pula batubara yang ber1ungsi sebagai bahan pereduksi pada tanur reduksi maupun pada tanur pelebur/ Untuk mengikat nikel dan besi reduksi yang telah tereduksi agar tidak ter*ksidasi kembali *leh udara maka ditambahkanlah belerang/ "asil akhir dari pr*ses ini disebut kalsin yang bertemperatur sekitar (##*C/ Tujuan utama pr*ses ini adalah menghilangkan air kristal yang ada dala m bijih9air kristal yang biasa dijumpai adalah serpentine $MgO/%SiO%/%"%O dan g*ethite Fe%O$/"%O/ Pr*ses dek*mp*sisi ini dilakukan dalam -*tary 2iln dengan tempetatur sampai ',# *C menggunakan pulveri+ed =*al se=ara C*unter Current/ -eaksi dek*mp*sisi air kristal yang terjadi adalah sebagai berikut
a/ Serpentine -eaksi dek*mp*sisi dari serpentine adalah sebagai berikut
$MgO/%SiO%/%"%O
$ MgO K % SiO% K % "%O
-eaksi ini terjadi pada temperatur ?7#>7,# C dan terg*l*ng reaksi end*termik/ Pemanasan lebih lanjut MgO dan SiO% akan membentuk 1*rsterite dan enstatite yang merupakan reaksi eks*termik/
%MgO K SiO% MgO K SiO%
%MgO/SiO% MgO/SiO%
b/ 8*ethite -eaksi dek*mp*sisi dari g*ethite adalah sebagai berikut Fe%O$/"%O
Fe %O$ K "%O
-eaksi ini terjadi pada %7#C B $$#C dan merupakan reaksi end*termik/ Disamping menghilangkan air kristal9 pada pr*ses ini juga biasanya didesain sudah terjadi reaksi reduksi dari )iO dan Fe%O$/ Dalam tekn*l*gi 2rupp rent9 semua reduksi dilakukan dalam r*tary kiln dan dihasilkan luppen/ Sedangkan dalam te=hn*l*gy Ele=tri= Furna=e9 hanya sekitar %#A )iO tereduksi se=ara tidak langsung dalam r*tary kiln menjadi )i dan '#A Fe%O$ menjadi FeO sedangkan sisanya dilakukan dalam ele=tri= 1urna=e/ Pr*duk dari r*tary kiln ini disebut dengan =al=ined *re dengan kandungan m*isture sekitar %A dan siap dilebur dalam ele=tri= 1urna=e/
3.
Pele%&!an )" Tan&! L"st!"# *s$elt"n+
8ambar ?/& Tanur tiup blast 1urnan=e
Untuk melebur kalsin hasil kalsinasiIreduksi sehingga terbentuk 1asa lelehan matte dan Slag/ 2alsin panas yang keluar dari tanur reduksi sebagai umpan tanur pelebur dimasukkan kedalam surge bin lalu kemudian dibawa dengan trans1er =ar ke tempat penampungan/ Furna=e bertujuan untuk melebur kalsin hingga terbentuk 1ase lelehan matte dan slag/ Dinding 1urna=e dilapisi dengan batu tahan api yang didinginkan dengan media air melalui bal*k tembaga/ Matte dan slag akan terpisah berdasarka berat jenisnya/ Slag kemudian diangkut kel*kasi pembuangan dengan kendaraan khusus/ Pr*ses peleburan dalam ele=tri= 1urna=e adalah pr*ses utama dalam rangkaian pr*ses ini/ -eaksi reduksi '#A terjadi se=ara langsung dan %#A se=ara tidak langsung pada temperature sampai &7,# C/ -eaksi reduksi langsung yang terjadi adalah sebagai berikut
)iOl K Cs
)il K COg
FeOl K Cs
Fel K COg
;eberapa material yang mempunyai a1initas yang tinggi terhadap *ksigen juga tereduksi dan menjadi peng*t*r dalam l*gam/
SiO%l K %Cs
Sil K %COg
Cr%O$l K $Cs
%Crl K $COg
P%O,l K ,Cs
%Pl K ,COg
$Fel K Cs
Fe$Cl
2arb*n disupplay dari !ntra=ite tergantung desain9 dan reaksi terjadi pada +*na leleh elektr*da/ COg yang dihasilkan dari reaksi ini ditambah dengan COg dari reaksi b*ud*ard mereduksi )iO dan FeO serta Fe%O$ melalui mekanisme s*lid>gas rea=ti*n reaksi tidak langsung
)iOs K COg
)is K CO%g
C*Os K COg
C*s K CO%g
FeOs K COg
Fes K CO%g
Fe%O$s K COg
%FeOs K CO%g
Oksida stabil seperti SiO%9 Cr%O$ dan P%O, tidak tereduksi melalui reaksi tidak langsung/ Sampai di sini Crude Fe>)i sudah terbentuk dan pr*ses sudah bisa dikatakan selesai/ 4.
Pen#a5aan )" Tan&! Pe$&!n" *!e("n"n+
;ertujuan untuk menaikkan kadar )i di dalam matte dari sekitar %( persen menjadi di atas (, persen/ Matte yang memiliki berat jenis lebih besar dari slag diangkut ke tanur pemurni I =*nverter untuk menjalani tahap pemurnian dan pengayaan/ Pr*ses yang terjadi dalam tanur pemurni adalah peniupan udara dan penambahan sililka/ Silika ini akan mengikat besi *ksida dan membentuk ikatan yang memiliki berat jenis lebih rendah dari matte sehingga menjadi mudah untuk dipisahkan/
Pada pr*ses ini yang paling utama adalah menghilangkanImemperke=il kandungan sul1ur dalam =rude Fe>)i dan sering disebut Desul1urisasi/ Dilakukannya pr*ses ini berkaitan dengan kebutuhan pr*ses lanjutan yaitu digunakannya Fe>)i sebagai umpan untuk pembuatan ;aja dimana baja yang bagus harus mengandung Sul1ur maksimal %# ppm sedangkan kandungan Sul1ur pada Crude Fe>)i masih sekitar #9$A sehingga jika kandungan sul1ur tidak diturunkan maka pada pr*ses pembuatan baja membutuhkan kerja keras untuk menurunkan kandungan sul1ur ini/ Sedangkan reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut
CaC% S K S
CaS S K %C Sat
)a%CO$ K S K Si
)a%S K SiO% K CO
)a%C*$ K SiO%
)a%O / SiO% K CO%
-eaksi ini merupakan reaksi eks*termik sehingga tidak membutuhkan pemanasan lagi pas=a smelting/ Pr*ses selanjutnya adalah =*nverting9 sebenarnya pr*ses ini masih dalam bagian re1ining hanya untuk membedakan antara menurunkan sul1ida dengan menurunkan peng*t*r lain seperti Si9 P9 Cr dan C sesuai dengan kebutuhan/ Sedangkan pr*sesnya sama hanya saja reaksi lebih d*minan *ksidasi dari *ksigen/ 5. G!an&las" )an Pene$asan
Untuk mengubah bentuk matte dari l*gam =air menjadi butiran>butiran yang siap dieksp*r setelah dikeringkan dan dikemas/ Matte dituang kedalam tandis sembari se=ara terus menerus disempr*t dengan air bertekanan tinggi/ Pr*ses ini menghasilkan nikel matte yang dingin yang berbentuk butiran>butiran halus/ ;utiran> butiran ini kemudian disaring9 dikeringkan dan siap dikemas/ B. Pe$%&atan N" Mate
Mate nikel dibuat se=ara k*mersial pertama kali di 2aled*nia ;aru dengan menggunakan !last furnace sebagai tanur peleburan dan gipsum sebagai sumber belerang sekaligus sebagai bahan flux/ Tetapi dewasa ini9 pembuatan mate dari bijih *ksida dilakukan dengan menggunakan tanur putar dan tanur listrik/ 8ambar tersebut
menunjukkan bahwa sebagian besar dari tahap>tahap pr*ses yang dilakukan dalam pr*ses pembuatan 1er*nikel9 juga dilakukan dalam pr*ses ini/ ;ijih yang kandungan airnya dikurangi9 dimasukkan ke dalam tanur putar9 kemudian dikalsinasi9 pereduksian berlangsung9 sebagian besar *ksida nikel menjadi nikel9 Fe %O$ menjadi FeO dan l*gam Fe sebagian ke=il/ 6*gam>l*gam yang dihasilkan kemudian bersenyawa dengan belerang9 baik yang berasal dari bahan bakar maupun bahan belerang yang sengaja dimasukan untuk tujuan tersebut/ Pr*duk tanur putar diumpankan ke dalam tanur listrik9 untuk menyempurnakan pr*ses reduksi dan sul1urisasi sehingga menghasilkan mate/ Mate dalam tungku ini9 mengandung $# > $,A nikel9 &# > &,A belerang9 dan sisanya besi9 dimasukkan ke dalam con"erter untuk menghilangkanImengurangi sebagian besar kadar besi/ "asil akhir berupa mate yang mengandung ((A nikel9 %&A belerang9 serta k*bal dan besi masing> masing &A/ Dalam sejarah pembuatan nikel mate di 2aled*nia ;aru/ Selain dengan pr*ses !last furnace9 mate dapat dibuat juga melalui 1er*nikel9 dengan =ara menghembuskan belerang bersama>sama udara ke dalam 1er*nikel kasar =air di dalam sebuah con"erter 9 sehingga berbentuk mate primer primary matte dengan kandungan 7#A nikel9 %,A besi9 &9,A karb*n9 dan sisanya adalah belerang/ Mate ini kemudian diubah con"ert dengan =ara *ksida besi9 sehingga diper*leh mate hasil akhir dengan kadar nikel (, > '#A dan %#A belerang/ ;erbeda dengan 1er*nikel yang dapat digunakan sebagai bahan baku baja9 pada umumnya nikel dalam bentuk mate9 dipr*ses terlebih dahulu menjadi l*gam nikel atau nickel oxidic sinter sebelum digunakan pada industri yang lebih hilir/
. Pe$%&atan N"6#el P" I!,n *NPI+ #ickel pig iron adalah l*gam besi wantah dengan kandungan )i sekitar ,>&#A )i
yang merupakan hasil dari pr*ses peleburan bijih nikel kadar rendah di bawah &9'A )i/ Pada saat ini9 )P0 dihasilkan dari pr*ses peleburan bijih nikel kadar rendah dengan menggunakan tungku tegak9 !last furnace/ Pr*ses ini melalui tahapan sintering dan peleburan dalam tungku tegak/ )P0 digunakan sebagai bahan baku baja/
4.2
P!,ses H")!,$etal&!"
Dalam pemilihan jalur pr*ses yang tepat untuk jenis endapan nikel tertentu dapat digunakan pada bagian gambar ?/&/ Dalam pemr*sesan endapan lim*nit =*=*k digunakan pr*ses hidr*metalurgi dengan pelarutan asam9 sedangkan pr*ses Dire=t )i=kel dapat digunakan bijih ilm*nit san sapr*lit9 garnierrit dan sarpentin/ A.
P!,ses PAL * Pressure Acid Leacing + 7 HPAL
Pr*ses ini didasarkan kepada pr*ses pelarutan pada suhu dan tekanan tinggi9 masing>masing sekitar %?, derajat =el=ius dan $, atm9 dngan meng*lah bijih nikel lim*nit yang mengandung nikel kira>kira &9$ A9 magnesium &A9 dan besi sekitar ?(A/ ;agan alir yang disederhanakan dari pr*ses tersebut digambarkan pada 8ambar ?/,/ ;ijih nikel diumpankan dalam bentuk lumpur slurry9 disamakan ukurannya sizing menjadi >%# mesh9 dan dilindi/ "asilnya kira>kira .,A )iKC* dalam bijih terlarut9 sedang besi tertinggal dalam residu/ Setelah pemisahanIpen=u=ian dengan de=an>tati*n9 asam yang berlebihan dinetralkan dengan batu kapur/ 2emudian nikel dan k*bal diendapkan dengan menggunakan " %S/ Presipitat ini yang mengandung ,,A nikel9 7A k*bal9 #9$A besi9 dan $#A belerang9 kemudian dipr*ses dan dimurnikan menjadi serbuk atau briket nikel dan k*bal pada pabrik pemurnian/
8ambar ?/% ;agan alir pr*ses P!6 pressure acid leaching B. P!,ses AL * Atmo!eric Leacing +
Pr*ses
atmospheric
leaching merupakan
k*mbinasi
pr*ses
pir*
dan
hidr*metalurgi Pr*ses Car*n9 mula>mula bijih direduksi pada temperatur tinggi9 kemudian di lea=hing pada tekanan atm*s1er/ Pr*ses ini lebih menguntungkan dari pada pr*ses pir*metalurgi/ Dalam ;"P pr*ses9 besi dilarutkan sebagai jar*sit dengan penambahan +at pengendap yaitu l*gam alkali atau am*nium9 kemudian sapr*lit dipisahkan dengan i*n exchange sehingga l*gam terpisah dari elektr*lit/ Pr*ses lainnya dalam pelarutan l*gam dari bijih9 yaitu pr*ses heap leaching menggunakan asam sul1at9 pada suhu dan tekanan atm*s1er9 l*gam yang sudah larut nikel dan k*bal9 dipisahkan dengan sol"ent ekstraksi/ 2elemahan pr*ses ini adalah presentase per*lehan yang sangat rendah9 hanya men=apai (?A untuk nikel dan ,& A untuk k*bal/
Pr*ses
terbaru
dari
hidr*metalurgi
adalah
pr*ses
direct )i=kel
yang
diperkenalkan *leh perusahaan D)i perusahaan !ustralia9 berdiri pada tahun %##,/ Perusahaan ini memperkenalkan tekn*l*gi yang mempr*ses nikel dengan harga termurah yang akan tumbuh di daerah !sia Tenggara9 seperti 0nd*nesia9 Papua )ew 8uinea dan Filipina9 karena mempunyai =adangan laterit yang =*=*k untuk dipr*ses dengan tekn*l*gi tersebut/ Pr*ses ini dapat digunakan untuk mempr*ses bijih laterit maupun sapr*lit dengan melarutkan bijih dengan asam nitrat9 kemudian besi dipisahkan sebagi endapan9 larutan kemudian dilarutkan kembali9 aluminium dipisahkan9 dengan pengaturan p"9 kemudian magnesium dipisahkan dari pr*duk )i C* MP"9 yang selanjutnya dikeringkan untuk menghasilkan 1i>nal pr*duk/ Dengan demikian pr*duk yang dihasilkan dalam pr*ses ini adalah M"P yang mengandung )i ?#>?,A dan C* %>? A/ Pr*duk samping adalah Fe %O$ dan MgO/ 2elebihan dari pr*ses ini9 asam nitrat berlebih pada pelarutan di recycle kembali/ Pr*ses se=ara rin=i dapat dilihat pada
4.3
Kele$ahan Mas"n Mas"n Te#n,l," P!,ses Pe$!,sesan N"#el
Tabel ?/% 2elemahan masing masing tekn*l*gi pr*ses pemr*sesan nikel Pelarutan heap dengan Pelarutan asam bertekanan asam sul1at
"idr*metalurgi
Cape@ dan *pe@ yang tinggi
;elum pro"en
Sulit dan berisik* dalam *perasinya Reco"ery yang rendah dan lama Sangat sensiti1 untuk tipe bijih hanya baik untuk laterit Tantangannya adalah skala
Pir*metalurgi
Memerlukan asam yang banyak "anya bisa digunakan untuk 6im*nit
Pr*duksi lama #ickel Pig $ron di China Peleburan Fe)i Memerlukan bijih yang high grade 2*nsumsi energi yang tinggi ;anyak mengk*nsumsi energi
Ope@ yang tinggi
C*=*k untuk sapr*lit Cape@ dan *pe@ yang tinggi
Tidak ramah lingkungan
BAB PENUTUP
-.1 Kes"$8&lan
&/ )ikel merupakan l*gam berwarna putih keperak>perakan yang berkilat9 keras9 terg*l*ng dalam l*gam peralihan9 si1at tidak berubah bila terkena udara9 tahan terhadap *ksidasi dan kemampuan mempertahankan si1at aslinya di bawah suhu yang ekstrim/ %/ Pr*ses peng*lahan bijih nikel meliputi a/ Crushing b/ 8rinding =/ S=reening d/ Classi1i=ati*n e/ Drying 1/ -edu=ti*n g/ E@tra=ti*n h/ -e1ining i/ 8ranulati*n $/ )ikel matte dapat diekstraksi melalui pr*ses diekstraksi menggunakan pyr*metalurgy pr*ses ekstraksi yang dilakakukan pada temperatur tinggi untuk menghasilkan liuid matte yang akan digunakan pada pemurnian ta hap berikutnya/ Untuk mempr*ses nikel matte menggunakan pr*ses ekstraksi l*gam hydr*metalurgy pr*ses ekstraksi yang dilakukan pada temperatur yang relati1 rendah dengan =ara pelindian dengan media =airan/
-.2 Sa!an
Dengan dibuatnya makalah ini9 sem*ga Mahasiswa lebih mendalami lagi mengenai peng*lahan dan ekstraksi bijih nikel )
dan semakin
memahami apa itu nikel / Terlebih lagi menambah wawasan mahasiswa9 terutama penulis mengenai bagaimana =ara meng*lah nikel agar menjadi mineral yang memiliki nilai ek*n*mis tinggi/ DATAR PUSTAKA
!n*nim/ %#&&/ Pt% $nco% httpIIwww/pt>in=*/=*/idInewIinde@/php diakses tanggal &( September %#&7 Je1ri/ %#&%/ Ekstraksi Metalurgi/ httpIIarsipteknikpertambangan/bl*gsp*t/=*/idI
%#&%I#(Iekstraksi>metalurgi/html diakses tanggal &( September %#&7 2risna/ %##(/ Pem!uatan #ikel% httpIIindustri&(krisna/bl*g/mer=ubuana/a=/id diakses tanggal &( September %#&7 -*=hani9 Siti9 Maret %#&$9 &eknologi dan Pemurnian #ikel / Pusat Penelitian dan Pengembangan Tekn*l*gi Mineral dan ;atubara/ 6ap*ran Penelitian/ 4ikipedia9 %#&&/ #ickel / httpIIen/wikipedia/*rgIwikiI)i=kel
