Pengolahan BGI.doc
-
Upload
muhammad-al-fikrie -
Category
Documents
-
view
16 -
download
0
description
Transcript of Pengolahan BGI.doc
TEKNIK PENGOLAHAN BEBERAPA BAHAN GALIAN INDUSTRI
1. Batu Gamping
Batu gamping merupakan kelompok batuan sedimen baik jenis batuan
sedimen nonklastik maupun klastik. Secara kimiawi batu gamping terdiri dari
kalsium karbonat (CACO3). Di alam tidak jarang pula dijumpai batu gamping
magnesium. Pada umumnya btu gamping yang padat dan keras mempunyai
berat jenis 2. Warnanya bervariasi dari putih susu, abu – abu muda, abu – abu
tua, coklat , merah, bahkan hitam. Hal ini disebabkan karena jumlah dan jenis
pengotor yang ada.
Batugamping yang terdapat di alam menurut genesanya terjadi akibat 2
(dua) proses yaitu :
a. Proses Sedimentasi
Batu gamping yang terjadi akibat proses sedimentasi melalui
sedimentasi organik dan sedimentasi kimia serta sedimentasi mekanik,
Proses sedimentasi organik terjadi karena adanya tumbuhan laut (koloni
binatang foraminifera, algae dan renik lainnya) yang telah mati dan
diendapkan di dasar laut dengan kondisi laut yang tenang. Batugamping
yang terjadi akibat sedimentasi kimia terjadi akibat proses kimia yang
berlangsung secara terus menerus di lautan luas dengan larutan yang
terkandung di dalmnya, sedangkan sedimentasi mekanik yang terjadi pada
batugamping diakibatkan oleh adanya proses akumulasi dari lumpur-lumpur
yang mengandung karbonat. Proses pembentukan batugamping melalui
proses sedimentasi secara teru menerus dan berlangsung cukup lama
sehingga terbentuk endapan batugamping yang ada sekarang ini.
b. Proses Pelapukan
Pada proses pelapukan ini , sumber unsur karbonatnya adalah karbon
dioksida ( CO2 ) dari udara dan mineral-mineral yang mengandung unsur-
unsur karbonat karbonat yang terdapat pada batuan asal yang tersebar di
permukaan bumi .Dalam bentuk yang umum adalah melalui proses
pelapukan pada masa batugamping sehingga membentuk larutan kalsium
karbonat ( Ca CO3 ) yang pada larutannya oleh media air diangkut dan
diendapkan di lingkungan laut dangkal.
Teknik Pengolahan
Dalam beberapa hal, bahan galian batu gamping dapat langsung
dipergunakan sebagai bahan dasar misalnya untuk keperluan industri pabrik
semen. Selain itu pengolahan batu gamping dimaksudkan untuk menghasilkan
kapur tohor (CaO), Kalsium hidroksida ( Ca(OH)2 ) atau gas CO2. Secara
umum pengolahan batu gamping adalah sebagai berikut :
a. Pembuatan Kapur Tohor
1. Batu Gamping dilakukan proses kalsinasi pada suhu 900* C sampai
1000* C dengan tujuan batu gamping akan teruai menjadi CaO dan
CO2.
2. CO2 diambil kemudian dibersihkan dan selanjutnya dimasukkan ke
dalam tangki.
3. Dari hasil proses kalsinasi akan dapat terbentuk kapur tohor (CaO)
atau quickline setelah CaO tersebut dibasahi air.
b. Pembuatan Bahan Rafractori
1. Bahan baku terdiri dari lime yang merupakan produk pengolahan batu
gamping sebagai hasil kalsinasi yang terdiri dari jenis :
a. High Balcium lime yaitu jenis lime yang dibuat dari batu gamping
(CaCO3) yang mempunyai komposisi 95 % kalsit dan 5 %
dolomit.
b. High Magnesium lime yaitu jensi lime yang dibuat dari batu
gamping dolomitan Ca Mg (CO3)2) yang mempunyai komposisi
50 - 90 % kalsit dan 10 - 5- % dolomit.
2. Bahan tambahan berupa tanah liat, air dan Samot.
3. Proses pembuatan lime terdiri dari :
a. Proses Kalsinasi yaitu proses yang berlangsung pada vertikal kiln
sampai temperatur 898* C untuk batu gamping dan temperatur
725* C untuk batu gamping dolomitan dengan tekanan 1 atm.
Produk yang dihasilkan adalah kapur tohor (Quick Lime)
berbentuk gumpalan. Reaksi kimia yang terjadi adalah :
CaCo3 CaO + CO2 ........ untuk batu gamping
CaMg(CO3) Ca O MgO + 2 CO2 ...... untuk batu gamping
dolomitan.
b. Proses pemberian air yaitu dengan tujuan pembuatan lime menjadi
lebih stabil dan merupakan menjadi hidratlime atau kapur padam.
Reaksi kimia yang terjadi adalah :
CaO + H2O Ca(OH)2 ...... untuk batu gamping
Cao MgO + H2O Ca (OH)2 MgO ...... untuk batu gamping
dolomitan.
c. Proses pengeringnya yaitu proses yang dilakukan untuk tujuan
mengurangi kadar air yang menggunakan rotary drying.
Temperatur yang dipakai antara 110* C sampai 150* C.
4. Proses berikutnya adalah pembuatan refractory dengan mencampurkan
bahan baku lime bersama tanah liat (ball clay) dan bahan tambahan air
dan samot. Campuran ini disebut dengan Mase. Selanjutnya diaduk
hingga merata atau homogen. Langkah berikutnya adalah melakukan
proses pencetakan sesuai ukuran yang telah ditentukan. Untuk
pengeringan batu bata cetakan (refractory) tersebut bisa melalui
pengeringan sinar matahari ataupun pemanasan melalui oven dengan
temperatur 1200* C.
5. Pembuatan refractory telah dicetak dan langkah selanjutnya adalah
penyimpanan pada tempat-tempat yang telah ditentukan.
c. Pembuatan Soda Abu
Untuk pembuatan soda abu, batu gamping yang akan diolah harus
memenuhi persyaratan sebagai berikut :
- Kadar CaCO3 minimum 90%
- Kadar MgCO3 minimum 0,6%
- Kadar Fe2O3 minimum 0,3%
- Kadar SO2 minimum 0,3%
Pembuatan soda abu menggunakan metode solvay yaitu dengan
menggunakan bahan-bahan antara lain : batu gamping, garam, kokas, batu
bara, ammonia losses, karbon dioksida, sodium sulfida dan air pendingin.
2. Marmer
Marmer disebut pula sebagai batu pualam, merupakan hasil proses
metamorfose kontak atau regional dari jenis batu gamping. Oleh sebab itu
marmer sangat tergantung oleh batuan asalnya. Warna asli marmer adalah putih
namun terdapat mineral pengotornya yang membuat marmer menjadi menarik
seperti grafit memberi warna hitam-coklat, pyrit dan ilmenit memberi warna
coklat kemerahan, dan sebagainya.
Keindahan marmer sangat ditentukan oleh tekstur, arah pemotongan
terhadap pola tekstur, bentuk penggunaan dan teknik polesan (polishing).
Marmer tidak tahan terhadap asam/air hujan. Oleh sebab itu bahan yang terbuat
dai marmer seyogyanya terhindar dari sinar matahai atau air hujan agar polesan
tahan lama.
Tujuan utama penambangan marmer adalah memperoleh blok marmer
sebesar-besarnya. Cara penambangan dapat dilakukan dengan gergaji yang
diawali dengan pembuatan lubang. Metode penambangan dengan sistem kuari
berjenjang akan mencegah kerusakan.
Pengolahan dan pemanfaatan
a. Bahan Bangunan
b. Setelah blok marmer diperoleh kemudian digergaji dengan bentuk yang
diinginkan dan dipoles dalam bentuk tegel baik untuk dinding ataupun
lantai.
c. Industri rumah tangga, sesuai dengan jenis marmer dapat dibentuk patung,
hiasan, ataupun meja. Pecahan dari marmer dimanfaatkan untuk tegel
campuran semen.
3. Phospat
Endapan phospat di Indonesia terdapat di beberapa gua dalam berbagai
bentuk butiran, bongkahan sampai bongkahan besar. Endapan phospat guano
dengan komposisi kalsium fosfat terdapat sebagai endapan permukaan. Secara
garis besar proses pembentukan ketiga jenis fosfat guano ini adalah sama yaitu
merupakan hasil reaksi antara batu gamping dengan kotoran burung dan
kelelawar yang mengandung asam fosfat karena pengaruh air hujan dan air
tanah.
Endapan fosfat umumnya terdapat di lapisan teratas batu gamping klastik,
endapan fosfat bawah permukaan terdapat dalam rongga pada tubuh batu
gampinbg terumbu, sedang endapan fosfat gua terdapat di dasar gua batu
gamping. Batuan fosfat merupakan batuan yang mengandung apatit. Dikenal 4
jenis apatit dalam fosfat yaitu :
Apatit : Ca5(PO4)3(Fe)
Hydoxyapatit : Ca5(PO4)3OH
Oxyapatit : Ca10(PO4)3(CO3)
Carbonate apatit : Ca10(PO4)6©3)(H2O)
Endapan fosfat yang terdapat di alam berwarna abu-abu, keboiruan, hitam,
jingga hingga putih kotor.
Penambangan fosfat pada umumnya dilakukan dengan cara sederhana. Hal
ini terpaksa dilakukan karena cadangan endapan fosfat relatih sedikit. Untuk
cadangan fosfat yang cukup besar penambangan dilakukan secara mekanis.
Teknik Pengolahan dan Pemanfaatan
Pengolahan fosfat cukup sederhana. Dari hasil penambangan fosfat yang
tercampur tanah dicudi kemudian dipecah sampai berdiameter 3 cm,
dikeringkan dengan sinar matahari, selanjutnya digiling dan diayak sampai
berupa tepung berukuran 80 mesh. Pemanfaatannya :
a. Pertanian
Dipergunakan sebagai pupuk baik ppuk buatan (TSP dan DSP) maupun
pupuk alam untuk tanah yang asam.
b. Industri
Dimanfaatkan dalam industri untuk pembuatan detergen, asam fosfat dan
idustri kimia lainnya.
4. Zeolit
Zeolit merupakan senyawa alumino silikat hidrat terhidrasi dari logam
alkali dan alkali tanah (terutama Ca dan Na). sifat umum dari zeolit adalah
merupakan kristal yang agak lunak, berwarna putih coklat atau kebiru-biruan.
Zeolit dikelompokkan menjadi 3 jenis, yaitu:
a.Zeolit yang terbentuk pada temperatur tinggi. Yang termasuk dalam grup ini
adalah akibat daari proses magmatik primer, proses metamorfosa kontak,
proses metamorfosa hydrotemal, proses penurunan dan pengangkatan
lingkungan pembentukannya dengan metamorfosa regional.
b. Zeolit yang terbentuk di dekat permukaan lingkungan sedimentasinya
dengan proses kimia yang merupakan faktor utama. Yang termasuk jenis
adalah sebagai akibat pengaruhb pergerakan air tanah, pelapukan ataupun
karena sifat alkalinya pada saline lake deposits.
c.Zeolit yang terbentuk sebagai akibat dari terbentuknya craters di lingkungan
dasar laut yang mengahsilkan fast hydrothermal zeolitization dari gelas
vulkanik.
Adapun dari sekian banyak jenis zeolit ada beberapa yang sering ditemukan
dalam batuan yaitu : Khabasit, Analsim, Leumonit, Philipsit, heulandit,
Mordenit, Klinoptilotit, Erionit, Ferrierit. Kebanyak zeolit yang mempunyai
nilai ekonomi tinggi terletak di dekat permukaan. Oleh karenanya penambangan
dilakukan dengan sistem quarry baik dengan mempergunakan alat mekanik,
semi mekanik maupun peralatan sederhana.
Teknik Pengolahan
Pengolahan zeolit sangat tergantung dari tujuan pemanfaatannya.
Pengolahan zaolit bertujuan untuk meningkatkan nilai tambah. Pada prinsipnya
pengolahan dilakukan dengan 2 tahap yaitu tahap preparasi dan tahap aktivasi.
a.Tahap Preparasi
Dengan mempertimbangkan zeolit mempunyai tingkat kekerasan yang
rendah maka preparasi dengan menggunakan mesin giling (mill) yang
mampu memproduksi sampai ukuran lebih kecil dari 100 mesh dan
mengobinasikannya dengan sistem siklun untuk dapat mengelompokkan
hasilnya menjadi fraksi-fraksi. Umpan untuk mesin giling ini dapat berupa
hasil pemecahan secara manual yang berukuran 3 cm ataupun dapat
dilakukan dengan mesin pemecah. Ketidak mampuan siklun dalam
meisahkan menjadi fraksi menyebabkan masih diperlukan proses
pengayakan. Apabila tahap ini sudah selesai untuk keperluan khusus
masih memerlukan pengolahan aktivasi.
b. Proses Aktivasi
Proses ini dilakukan dengan pemanasan atau dengan pereaksi zat yang
dipergunakan sebagai pereaksi adalah NaOH dan H2SO4.
Pemanfaatan zeolit cukup bervariasi, yaitu : sebagai dinding rumah, sebagai
tambahan untuk meningkatkan pertumbuhan dan hasil tanaman, sebagai bahan
penambah bahan makanan ternak agar menambah berat badan ternak, sebagai bahan
penghilang bau, sebagai penyerap gas N2, O2, dan CO2, dan sebagainya.
5. Kaolin
Kaolin merupakan massa batuan yang tersusun dari mineral lempung dengan
kandungan besi yang rendah. Kaolin mempunyai komposisi hidros aluminium silikat
dengan disertai beberapa mineral penyerta. Mineral yang termasuk golongan kaolin
adalah kaolinit, nakrit, dikrit, haloisit dengan kaolinit yang merupakan mineral utama.
Proses pembentukan kaolin karena pelapukan dan proses hydrotemal alterasi pada
batuan beku yang banyak mengandung feldsfar dimana mineral potasium aluminium
silikat dan feldspar diubah menjadi kaolin. Dapat pula terbentuk sebagaipelapukan
batuan metamorf khususnya gneiss sedang kaolin sekunder merupakan hasil
transportasi kaolin prmer. Kaolin umumnya berwarna putih.
Ukuran 3 cm
Aliran Atas
Pembuangan
Aliran Bawah
Aliran Bawah
Perikanan Pengolahan Air Pengolahan Air Pertanian
Peternakan
Umpan zeolit (min 30 % klinoptiolit atau 60 % zeolit berukuran 15 cm
Mesin Pemecah batu/ dengan palu
Mesin Giling
Pengayakan tenaga manusia Siklun - siklun
Fraksi – frasi ukuran zeolit
Pengaktifan
Pemanasan (Oven)
Pereaksi Kimia NaOH dan H2SO4
Pengantongan siap dipasarkan
Gambar 1. Bagan Alir Pengolahan Mineral Zeolit
Penambangan kaolin ada 3 cara yaitu dengan tambang terbuka/open pit, tambang
semprot/hydraulicking dan tambang bawah tanah.
Teknik Pengolahan
Pada dasarnya pengolahan kaolin ditujukan untuk membuang
mineral/kontaminan seperti pasir kuarsa, olksida besi, oksida titanium, mika dan lain-
lain. Selain itu bertujuan untuk mendapatkan butir-butir haslus, tingkat
keputihan/kecerahan tinggi, kadar air tertentu, PH tertentu dan sifat-sifat lainnya. Pada
dasarnya pengolahan yang dilakukan sangat tergantung pada jumlah jenis mineral
pengotor dan spesifikasi penggunaan.
Kaolin sebagai bahan baku industri mempunyai kegunaan yang cukup
bervariasi, yaitu :
1. sebagai bahan pengisi dan bahan pelapis dalam industri kertas
2. sebagai bahan body melalui proses biscuit
3. sebagai bahan vulkanisir dalam industri karet
4. bahan utama pembuatan bata tahan api
5. dan sebagainya.
6. Feldspar
Feldspar adalah masa batuan yang tersusun dari mineral-mineral feldspar
yang terdiri atas aluminium silicate , potasium , kalium , dan barium. Kegunaan
feldspar terutama untuk berbagai industri antara lain :
a. Industri Keramik dengan pembakaran tinggi.
Kaolin dari tambang
Talang dengan sekat (Sluice Box)
Elustrasi/ Desliming
Pengeringan
Kaolin Murni
Penggilingan
Tepung Kaolin
Tangki Pengendapan Pasir Kuarsa
Pasir KuarsaPenyaringan
Gambar 2. Bagan Alir Proses Pengolahan kaolin secara umum
b. Industri gelas.
c. Industri kaca lembaran
Feldspar terjadi selama proses kristalisasi batuan beku oleh pneumatolytic
dan hydrothermal agencies dalam urat pegmatik. Kondisi larutan pada proses
kristalisasi terjadi pada suhu tinggi .Feldspar merupakan mineral atau
pembentuk batuan beku dan umumnya banyak terdapat pada batuan beku dalam
(plutonic rock) dan juga pada batuan erupsi dan metamorfosa.
Feldspar merupakan batuan vulkanik yang banyak mengandung tufa dengan
komposisi batuan laterik sehingga batuan ini disebut dengan tufa laterik yang
kaya akan mineral ortoklas dan silika. Tufa ini terbentuk dari kegiatan gunung
berapi yang pada waktu meletus mengeluarkan abu vulkanik. Umumnya batuan
granit Feldspar berasosiasi dengan mineral kwarsa, mika, klorid, beryl, dan
rutyl. Sedangkan pada batuan pegmatil, Feldspar berasosiasi dengan mineral
kwarsa, mika dan topaz.
Teknik Pengolahan dan pemanfaatan
a.. Bahan baku keramik Bakaran Tinggi
Untuk keperluan bahan baku keramik bakaran tinggi diperlukan
sebagai berikut :
1. Feldspar.
Sebagai bahan pelebur dengan titik lebur antara 1200 derajat Celcius
sampai 1250 derajat Celcius serta untuk mengurangi plastisitas dan
susut kering saat dilakukan pembakaran .
2. Clay.
Berfungsi sebagai plastizer dan bider bahan keramik dengan
kandungan silika adalah 52 % dan alumina adalah 31 %.
3. Pasir kwarsa.
Berfungsi sebagai penambah kandungan silika dalam campuran agar
dapat mengikat bahan penyusuk keramik.
4. Batu porselin dan glass.
Berfungsi sebagai mempermudah penghancuran bahan yang masih
berupa bongkahan dalam kogel molen.
5. Air.
Berfungsi untuk memperhalus bahan campuran glass dan
memperkilatkan permukaan keramik.
6. Kaolin.
Berfungsi sebagai membantu mengurangi plastisitas serta memberikan
warna putih pada keramik.
Proses pembuatan keramik sebagai berikut :
Clay terlebih dahulu digiling sampai ukuran 50 # (mesh). Feldspar,
kaolin dan pasir kwarsa dimasukkan ke dalam kogel molen dengan
perbandingan berat 50 % : 40 % : 10 %.
Ke dalam kogel molen kemudian dimasukkan air dan batu porselin
kemudian diputar dengan kecepatan 25 Rpm. Untuk membuat
campuran yang lebih homogen maka dengan bantuan kompressor,
bahan dialirkan ke bak yang telah tersedia pengaduknya. Air
dipisahkan dengan penyaring sedangkan padatannya dimasukkan ke
filter prss selama 2 jam. Hasil ini disebut dengan "Cake" atau "mass
body". Agar ikatan oksidanya semakin kuat maka mass body dipress
lagi selama 3 hari dalam ruang pengerasan kemudian dimasukkan ke
dalam " Vacuum Strength Press " agar terbebas dari air maupun udara.
Langkah berikutnya adalah mass body dipotong-potong sesuai dengan
keinginan kemudian dicetak dan dipanaskan. Hasilnya dapat dilakukan
pengglasiran baik dengan model semprot maupun celupan.
b. Pembuatan Gelas high Alumina.
Proses pembuatan gelas high alumina adalah sebagai berikut :
1. Tahap Pencampuran ( mixing ).
Pencampuran bahan gelas di mixer hingga diperoleh campuran yang
homogen.Komposisi pencampuran yang dinyatakan dalam % berat
yaitu : SiO2 = 55% , Al2O3 = 15% , P2O3 = 8% , CaO = 21% dan
Na2O = 1%.
2. Tahap peleburan ( Smelting ).
Peleburan dilakukan dalam tungku peleburan yang menghasilkan
campuran gelas homogen , bersih , bebas gelembung dan bebas dari
kristal yang tidak melebur . Tungku yang dipakai disebut dengan Tank
Furnace.
3. Tahap Pencetakan ( Shaping ).
Proses pembentukan gelas dilakukan setelah hasil peleburan sudah
homogen , tidak mengandung kristal dan gas . Temperatur
pembentukan yang digunakan antara 800 derajat Celcius sampai 1100
derajat celcius melalui proses penekanan dan proses peniupan . Proses
pembentukan harus dilakukan secara cepat dengan viskositas antar 10
4 sampai 10 8 poises sedangkan proses pendinginan harus dilakukan
secara perlahan-lahan dengan tujuan agar diperoleh hasil yang baik
dan berkwalitas .
4. Proses Annealing dan Finishing.
Proses annealing dilakukan setelah produk gelas terbentuk . Pada
prinsipnya proses yang dilakukan untuk menghilangkan perbedaan
tegangan produk yang telah dihasilkan dengan maksud agar gelas tidak
mudah retak atau pecah . Pelaksanaan proses annealing dilakukan di
dalam sebuah tunnel dengan temperatur antara 500 derajat Celcius
sampai 600 derajat celcius selama kurang lebih 90 menit . Setelah
gelas dihasilkan maka selanjutnya dengan proses finishing yang
meliputi : pemotongan , penghalusan , pemolesan , pencucian dan
pengepakan serta pemasaran.
7. Pasir Kuarsa
Pasir kuarsa sebagai endapan sedimen berasal dari rombakan batuan yang
mengandung silikon dioksida seperti granit, riolit, grnodiorit. Endapan pasir
kuarsa terjadi setelah melalui proses transportasi, sortasi, dan sedimentasi. Oleh
sebab itu endapan pasir kuarsa di alam tidak pernah didapatkan tercampur
dengan lempung, feldspar, magnetit, ilmenit, limonit, zirkon, dan bahan organik
dari tumbuhan dan sebaginya. Proses transportasi oleh air menyebabkan butiran
pasir menjadi bertambah halus dan relatif menjadi lebih murni. Material
pengotor tersebut pada umumnya pasir kuarsa, sehingga dari warna yang
ditunjukkan dapat diperkirakan derajat kemurniannya. Pada umumnya pasir
kuarsa diendapkan dalam penyebaran melebar dengan ukuran butir nyang
berbeda mulai dari fraksi halus sampai dengan fraksi kasar.
Penambangan pasir kuarsa dilakukan dengan tambang terbuka berbentuk
jenjang. Tahapan kegiatan meliputi pengupasan lapisan penutup, pembongkaran
pemuatan dan pengangkutan.
Teknik Pengolahan
Pada dasarnya pengolahan/pencucian pasir kuarsa dimaksudkan untuk
menghilangkan zat pengotor, meningkatkan kadar SiO2 atau
memisahkan/mengubah ukuran butir untuk memperoleh spesifikasi yang
diinginkan. Tingkat pengolahan pasir kuarsa ditentukan oleh jenis
penggunaanya.
Pencucian dengan air untuk menghilangkan lempung yang dikandungnya dengan menggunakan
silikon/classifier/washer
Scrubbing (pencucian) dengan kekentalan tinggi : 60 – 70 % padatan
Pencucian dengan siklon/classifier
Pemisahan magnetis (magnetic separator)
Pengayakan
Pasir kuarsa murni dengan spesifikasi tertentu
Gambar 3. Bagan Alir Pengolahan pasir kuarsa
DAFTAR PUSTAKA
1. Sukandarrumidi. Bahan Galian Industri. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. 1999
2. http :/www.distam-propsu.go.id/