Bisnis Indonesia Maret. DRN.

14 | Majalah Metalurgi, V 26.1.2011, ISSN 0126-3188 hal 7-14 [4] Elias, M. 2002. Nickel laterite deposits- Geological Overview, Resources and Explotation . CODES Special Publication 4, Centre for Ore Deposit, Research: University of Tasmania. [5] O’Kane. 1979. Energy Consumption and Economic Trend in the Production of Laterites . International Laterite Symposium. [6] Prasetyo, P., dkk. 2002. Pengolahan Bijih Nikel Laterit dengan Cara Hidrometalurgi untuk Menghasilkan Logam Nikel Ni dan Produk Samping Kobal Co. Laporan RUT

VI. DRN.

[7] Wang, Y. 2005. The status of Nickel Resources in the World and the Development of Mineral Resources in MCC . China Metallurgical Construction Group Corporation September. [8] International Stainless Steel Forum.

2011. Bisnis Indonesia Maret.

[9] Kuck, H.P. 2002. Nickel. U. S. Geological Survey Minerals Year Book. [10] Matheson, P. 2000. Cobalt Is it the Key to the Profitability of the New Australian Nickel Producers? . Outlook 2000. Proceedings of the National Outlook Conference, Vol. Three: Canberra. [11] Metallurgical Technology Group. 2004. Investors Presentation. Falconbridge Technology Centre: Canada. [12] Taylor, A. 2009. Trends in Nickel – Cobalt Processing . ALTA Metallurgical Services. [13] Francis, Boyd Ramon. dkk. 2004. Process for Nickel and Cobalt Extraction from Laterite Ores. WIPO Patent Application WO2004067787. [14] Reid, G., John. dkk. 2004. Yabulu 25 Years On . PDAC 2004 International Convention, Trade Show Inventors Exchange, March: Ontario Canada. RIWAYAT PENULIS Arifin Arif lahir di Bandar Khalifah 19 April 1948. Pendidikan sarjana dari Teknik Pertambangan ITB. Bekerja sebagai staf peneliti di Pusat Penelitian Metalurgi sejak 1984. KONSENTRASI PASIR BESI TITAN DARI PENGOTORNYA DENGAN CARA MAGNETIK Deddy Sufiandi Pusat Penelitian Metalurgi – LIPI Kawasan PUSPIPTEK Serpong-Tangerang 15314 E-mail : deddy.sufiandilipi.go.id Intisari Pasir besi titan Indonesia cadangannya cukup besar terutama di daerah sekitar pantai Selatan Jawa. Salah satu potensi pasir besi titan yang akan di teliti adalah pasir besi dari daerah Tegal Buleud Pantai Selatan Sukabumi. Pemanfaatan pasir besi titan merupakan alternatif yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan bahan baku industri baja yang dalam perkembangan dan kebutuhannya semakin meningkat dengan terbatasnya cadangan bijih besi konvensional. Tujuan penelitian untuk mendapatkan kualitas pasir besi titan yang memenuhi persyaratan peleburan, perlu dilakukan konsentrasi untuk meningkatkan kadar besi dengan cara magnetik. Metode percobaan adalah melakukan identifikasi pasir besi titan dengan mengunakan analisa XRD. Kemudian dilakukan proses preparasi sampel dan pengayakan sebelum dimasukan kedalam peralatan pemisah magnetik dan dari pemisah magnet akan dihasilkan produk konsentrat, middling, dan tailing. Hasil percobaan menunjukkan produk konsentrat pasir besi titan mempunyai kandungan Fe 2 3 80 dan TiO 2 20 . Dan pemisahan pasir besi titan dengan kondisi optimum diperoleh pada kondisi arus 3,5 ampere dan fraksi - 100 mesh dengan perolehan konsentrat rata-rata 90 . Kata kunci : Pasir besi titan, Magnetic separator, Tegal Buleud - Sukabumi Selatan, Industri baja Abstract Titan iron sand has been found a lot in Indonesia especially around west coast of Java. One of titan iron sand used in this research is iron sand from Tegal Buleud area at Sukabumi west coast. The utilization of iron sand is an alternative to fill-up the rising demand of raw material for steel industry development due to limited amount of conventional iron ore. To obtain the quality of titan iron sand which is suitable with the requirement for smelting, it is needed to have concentration process by magnetic separator to increase iron content. The step of experiment were identification of titan iron sand composition, preparation of sample and sampling processes, and material separation using magnetic separator to get concentrate, middling, and tailing products. The result of experiment shown concentrate product of titan iron sand has Fe 2 O 3 and TiO2 with weight composition 80 and 20 respectively. And also The optimum condition in magnetic separator was 3.5 Ampere current and fraction -100 mesh got average concentrate yield about 90 . Keywords : Titans iron sand, Magnetic separator, Tegal Buleud- South Sukabumi, Steel industry PENDAHULUAN Pasir besi titan merupakan sumber logam besi yang dapat menggantikan kedudukan bijih besi konvensional, karena di Indonesia cadangannya cukup besar dengan kandungan Fe sekitar 38 dan mineral ikutan seperti Titan berkisar antara 10 - 20 . Sampai saat ini, pasir besi titan tersebut hanya dimanfaatkan sebagai bahan baku tambahan dari pabrik-pabrik semen yang ada di Jawa dan Sumatra. Sementara untuk memproduksi besi baja, Indonesia harus mengimpor secara keseluruhan dari luar negeri. Perkembangan kebutuhan akan produk besi baja akan semakin besar dengan meningkatnya kemakmurankesejahteraan sehingga sudah 16 | Majalah Metalurgi, V 26.1.2011, ISSN 0126-3188 hal 15-20 selayaknya untuk mempertimbangkan pemanfaatan pasir besi titan sebagai bahan baku alternatif untuk industri besi baja. Permasalahan yang timbul dari pengolahan pasir besi titan ialah adanya pengotor seperti unsur titanium yang cukup besar, sehingga tidak tepat untuk digunakan sebagai bahan baku industri yang memakai proses konvensional seperti Blast Furnace . Untuk mengatasi permasalahan ini perlu dicarikan proses yang tepat dan teruji sehingga baik besi maupun titan dapat dimanfaatkan [1] Pada penelitian ini dilakukan proses peningkatan konsentrasi dengan menggunakan magnetic separator untuk meningkatkan kadar besi hingga 55 - 65 Fe, serta menurunkan logam ikutan titanium karena titanium mengganggu dalam proses peleburan , sehingga kadar besi dapat memenuhi persyaratan sebagai bahan baku untuk proses peleburan. Dengan demikian kesulitan bahan baku industri baja secara bertahap dapat teratasi. . Latar Belakang Teori Pemisahan secara magnetik terjadi karena adanya perbedaan sifat fisik antar mineral magnetik dan mineral nonmagnetik yang dipengaruhi oleh kuat arus, sehingga mineral yang magnetic dan bersifat non magnetik dapat terpisah. Sedangkan mineral semi magnetik akan berada diantara mineral magnetik dan nonmagnetik sebagai middling. Kedudukan magnet permanen yang tetap pada posisinya, menyebabkan medan magnet selama proses akan ikut tetap [2] . Sebaliknya, perbedaan arus dapat menyebabkan perubahan jarak medan magnet terhadap daerah aliran muatan sehingga akan terjadi perubahan pemisahan antara mineral magnetik konsentrat, semi magnetik middling dan nonmagnetik tailing. Mineral semi magnetik yang keluar akan diumpankan kembali sehingga diperoleh peningkatan konsentrat yang magnetik. Proses pemisahan pada magnetik separator terjadi karena adanya perbedaan sifat magnetis dari mineral [3] Mekanisme pemisahannya seperti pada Gambar 1 berikut: . Dimana mineral yang bersifat ferromagnetik akan tertarik ke daerah medan magnetnya paling besar produk C untuk mineral magnetik, kemudian para magnetik produk D untuk mineral semi magnetik dan diamagnetik produk E untuk mineral non magnetik. Keterangan: A. Hopper wadah umpan B. Magnit C. Produk : magnetik D. Produk : semi magnetik E. Produk non magnetic Gambar 1. Mekanisme proses pemisahan Mekanisme pemisahan adalah bijih pasir besi yang sudah dipreparasi masuk pada cover A, dengan adanya pemisahan secara magnetik sedemikian mineral terbagi dalam mineral yang bersifat magnetik konsentrat C pada posisi dekat medan magnet B, semi magnetik berada pada posisi diantara magnetik dan non magnetik D sedang nonmagnetik E jauh dari posisi magnet dan lepas sebagai tailling. PROSEDUR PERCOBAAN Percobaan yang dilakukan adalah pengujian pasir besi titan secara fisik dan kimia, dilanjutkan dengan konsentrasi dengan menggunakan magnetik separator untuk mendapatkan konsentrat, middling dan tailing. Variabel percobaan yang dilakukan adalah variabel ukuran dari -60+80 dan Konsentrasi Pasir Besi….. Deddy Sufiandi | 17 -100 mesh dan rapat arus yaitu 2,5; 3,5; 4,5 dan 5,5 A, dengan voltase 50 - 60 volt . Dari variabel rapat arus dicari kondisi optimal untuk menghasilkan produk yang diharapkan. Adapun langkah pengerjaan terlihat pada diagram alir dalam Gambar 2. Gambar 2. Bagan alir proses konsentrasi pasir besi titan Proses pengolahan awal dilakukan dengan mengidentifikasi komposisi pasir besi titan yang di ambil dari daerah Tegal Buleud sekitar pantai selatan Sukabumi Jawa Barat. Kemudian dilakukan preparasi dan sampling, yaitu pengadukan dan pengayakan sesuai ukuran mesh sebelum masuk pemisah magnet magnetic separator . Dalam pemisah magnet dihasilkan 3 bagian produk yaitu konsentrat, middling, dan tailing. Mineral magnetik konsentrat ini merupakan hasil pengolahan bahan galian yang mempunyai kadar mineral berharga paling tinggi. Middling merupakan hasil pengolahan yang kadar mineral berharganya diantara konsentrat dan tailing. Sedangkan tailing merupakan hasil pengolahan yang kadar mineral berharganya paling rendah,atau sudah tidak mengandung mineral berharga. Pada Gambar 2 menunjukkan juga fraksi semi magnetik middling hasil proses pemisahan pertama diumpankan kembali ke pemisah magnit untuk mendapatkan konsentrat, kemudian hasil konsentratnya digabung dengan konsentrat pertama. Proses ini dilakukan terus- menerus sampai tidak dihasilkan lagi konsentrat dan dianggap sebagai final tailing. HASIL DAN PEMBAHASAN Identifikasi Pasir Besi Titan Identifikasi pasir besi titan dilakukan dengan mengggunakan X-RD, yaitu difraksi sinar X untuk mengetahui mineral- mineral yang ada di dalam pasir besi titan, seperti berikut: Keterangan:Mg :Magnetik IL:Ilmenit Gambar 3. Analisa XRD pasir besi titan asal Sukabumi Mineral-mineral dominan yang terdapat pada pasir besi Titan dari Tegal Buleud Sukabumi Selatan adalah magnetik, ilmenit dan hematit titano dan gangue mineral seperti SiO 2 , CaO, MgO, Cr 2 O 3 , Al 2 O 3 dan lain sebagainya. Data diperoleh dari interpretasi XRD dan mineralogi untuk pasir besi titan umumnya mengandung mineral-mineral tersebut pada basis batuan plagioklas, kwarsa, diopsid dalam hal ini penulis menginterpretasikan hanya pada mineral penting yaitu besi dan titan. Tabel 1. Hasil analisa komposisi kimia pasir besi titan Sukabumi Selatan SR DTB PTB ZnO 0,1496 0,1827 0,1701 CuO 0,1353 0,1655 0,1591 NiO 0,1409 0,1666 0,1896 TiO 19,8437 2 20,2903 18,1292 MgO 2,8422 3,0246 2,8556 BaO 0,6708 0,692 0,6357 Fe 2 60,2377 3 55,5166 54,5803 CaO 2,4357 2,4196 2,5496 MnO 0,4777 2 0,6091 0,6105 Cr 2 3 0,0673 0,3488 Pemisah magnet Preparasi dan sampling Contoh pasir besi titan Tailing Middling Konsentrat 18 | Majalah Metalurgi, V 26.1.2011, ISSN 0126-3188 hal 15-20 Si0 10,0465 2 14,12 16,2067 Al 2 O 2,7099 3 2,4074 3,2457 P 2 0,3099 5 0,3383 0,319 Total 100 100 100 LOI Total 100 100 100 Keterangan: SR = Lokasi Surade DTB = Lokasi darat PTB = Lokasi Pantai Keterangan: Fraksi 1 : +30 mesh Fraksi 2 : -30+50 mesh Fraksi 3 : -50+60 mesh Fraksi 4 : -60+80 mesh Fraksi 5 : -80+100 mesh Fraksi 6 : -100 mesh Gambar 4. Grafik hasil analisa ayak sample pada berbagi fraksi Hasil Analisis Ayak Pasir Besi Titan Tegal Buleud Sukabumi Selatan Dari hasil analisis ayak pasir besi titan Tegal Buleud Sukabumi Selatan, didapatkan hasil seperti dijelaskan pada Gambar 4 di atas. Dari hasil analisa ayak diperoleh hasil distribusi ukuran yang paling dominan adalah pada fraksi mesh - 60 + 80 37,97 berat dan fraksi - 100 mesh 55,07 berat. Dengan mempertimbangkan hasil analisa kimia unsur titan dan besi oksida dari fraksi ketiga jenis sample yaitu SR, PTB, DTB sehingga dapat ditentukan fraksi tersebut yang paling baik kandungan mineralnya, maka dipakai untuk penelitian pemisahan dengan cara magnetik untuk mendapatkan produk konsentrat yang diharapkan. Hasil seperti pada Tabel 2 dan Gambar 5 berikut: Hasil analisa ayak sampel SR, PTB, DTB 10 20 30 40 50 60 70 1 2 3 4 5 6 Fraksi T i F e o k s id a TiO2 SR Fe2O3 SR TiO2 PTB Fe2O3 PTB TiO2 DTB Fe2O3 DTB Gambar 5. Grafik hubungan TiFe oksida terhadap fraksi Tabel 2. Hasil analisa ayak sampel SR, PTB, DTB Fraksi SR PTB DTB TiO 2 Fe Mesh 2 O 3 TiO Mesh 2 Fe Mesh 2 O 3 TiO Mesh 2 Fe Mesh 2 O 3 Mesh 1 1,84 11,71 4,26 23,79 1,69 12,85 2 14,23 34,07 2,94 20,26 1,87 14,82 3 27,54 58,97 21,01 51,72 7,68 52,3 4 21,86 50,16 21,01 51,72 24,32 50,85 5 27,86 64,03 25,95 63,54 27,59 59,79 Keterangan: 1:Fraksi -30+50, 2:Fraksi -50+60, 3:Fraksi -60+80, 4:Fraksi-80+100, 5:Fraksi -100 mesh Konsentrasi Pasir Besi….. Deddy Sufiandi | 19 Seperti terlihat pada Gambar 5 bahwa fraksi 3-60+80dan fraksi 5-100mesh yang paling baik kandungan mineralnyaFe 2 O 3 dibandingkan fraksi lain. Proses Pengolahan dengan Pemisah Magnet Percobaan pendahuluan dilakukan pada sample PTB, DTB, dan SR menggunakan pemisah magnet. Dari percobaan dengan magnetic separator yang dilakukan dapat diperoleh kondisi dan hasil percobaan seperti pada Gambar 6 dan Tabel 3. Hasil magnetik separator sampel SR,PTB, DTB fraksi -60+80 10 20 30 40 50 60 70 80 1 2 3 4 5 6 kuat arus A T I F e O k si d a TiO2 SR Fe2O3 SR TiO2 PTB Fe2O3 PTB TiO2 DTB Fe2O3 DTB Gambar 6. Grafik hasil percobaan pasir besi titan dengan magnetik separator fraksi — 60 + 80 mesh Kadar konsentrat dari ke tiga sampel yang dihasilkan kadar Fe 2 O 3 yang paling tinggi ialah pada sampel SR dengan kuat arus 3,5 ampere, pada fraksi -60+80 mesh. Selanjutnya percobaan magnetik separator yang dilakukan untuk fraksi -100 mesh,kondisi dan hasil percobaan seperti terlihat pada Gambar 7 dan Tabel 4. Hasil magnetik separator sampel SR,PTB, DTB fraksi -60+80 10 20 30 40 50 60 70 80 1 2 3 4 5 6 kuat arus A T I F e O k si d a TiO2 SR Fe2O3 SR TiO2 PTB Fe2O3 PTB TiO2 DTB Fe2O3 DTB Gambar 7. Hasil percobaan pasir besi titan dengan magnetik separator fraksi -100 mesh Tabel 4. Hasil percobaan dengan magnetik separator sampel SR, PTB, DTB fraksi 100 Arus SR PTB DTB TiO 2 Fe 2 O 3 TiO 2 Fe 2 O 3 TiO 2 Fe 2 O 3 2,5 15,72 79,28 18,36 76,48 14,72 80,62 3,5 15,89 79,52 21,98 72,42 15,49 79,76 4,5 15,89 79,62 15,01 73,5 17,22 77,33 5,5 16,49 78,71 21,31 71,92 18,13 76,42 Pada fraksi -100 mesh hasil percobaan sampel SR, DTB dan PTB hasil pemisahan menunjukkan bahwa sampel SR merupakan kondisi yang paling baik kandungan mineral besinya dibandingkan dengan sampel PTB dan DTB ,dengan penentuan besar ampere yang lebih tepat. Dari hasil percoban diperoleh fraksi magnetik dan nonmagnetik dari tiap percobaan kemudian ditimbang dan digerus -100 mesh untuk di analisa kadar besinya Fe serta titan dengan metoda analisa yang digunakan adalah memakai alat XRF. HASIL DAN PEMBAHASAN Dari hasil analisa fraksi menunjukkan bahwa fraksi ukuran yang dominan mengandung kadar Fe 2 O 3 maupun TiO 2 adalah pada -100 mesh. Pada percobaan awal konsentrasi dengan menggunakan magnetic separator dengan ukuran -60+80 mesh menghasilkan konsentrat pasir besi dengan kandungan Fe 2 O 3 Tabel 3. Hasil percobaan dengan magnetic separator sampel SR, PTB, DTB fraksi -60+80 sekitar 60 - 70 , karena pada ukuran fraksi ini masih Arus SR PTB DTB TiO Fe 2 2 O TiO 3 2 Fe 2 O TiO 3 2 Fe 2 O 3 2,5 17,7 71,2 18,2 65,01 15,48 66,42 3,5 19,31 71,78 19,33 66,47 16,19 64,12 4,5 18,69 71,62 16,76 63,52 12,75 60,81 5,5 16,87 70,31 17,42 64,21 13,22 63,69 20 | Majalah Metalurgi, V 26.1.2011, ISSN 0126-3188 hal 15-20 dapat ditingkatkan kadar Fe 2 O 3. Pada percobaan optimasi fraksi -60 + 80 mesh produk middling dan tailing masih dianggap tinggi dibanding pada percobaan optimasi fraksi - 100 mesh yang semakin menurun atau sudah mencapai optimum untuk perolehan konsentrat. Pada percobaan optimasi dihasilkan produk konsentrat dengan kadar Fe yang masih berikatan dengan mineral-mineral pengotor lainnnya. 2 O 3 79,76 dan kadar TiO 2 Unsur titan merupakan sumber pengotor dari pasir besi. Unsur titan di usahakan untuk dipisahkan dari besi secara fisis dengan harapan pasir besi yang dihasilkan nantinya dapat diolah secara konvensional tetapi ternyata sulit dipisahkan secara fisis karena adanya ikatan interlock antara besi dengan titan yang diharapkan dapat dipisahkan dengan cara proses lain seperti proses pyrometalurgi dimana sebesar mungkin unsur titan masuk kedalam dan terpisah dari besi. mencapai 20 . Pada percobaan pemisahan secara magnetik, fraksi ukuran bijih -60+80 mesh untuk sampel SR menunjukkan perolehan konsentrat yang lebih tinggi dibandingkan dengan jenis sampel DTB dan PTB dengan kuat arus yang sama. Sedangkan pada percobaan optimasi fraksi ukuran bijih - 100 mesh baik sampel SR, DTB dan PTB menunjukkan perolehan konsentrat rata- rata cukup tinggi sehingga dapat memenuhi kadar konsentrat yang diharapkan. Dari hasil percobaan dan pengamatan ketiga jenis contoh yaitu SR, DTB dan PTB diperoleh kondisi percobaan pada fraksi -100 mesh dengan arus 3,5 ampere diperoleh konsentrat yang cukup tinggi rata-rata 80 . KESIMPULAN Diperoleh produk konsentrat pasir besi titan dengan kandungan Fe 2 O 3 sekitar 80 dan TiO 2 sekitar 20 , dengan ukuran bijih yang digunakan adalah -60+80 dan- 100 mesh. Untuk ukuran fraksi yang makin halus diperlukan pengaturan kuat arus sedemikian sehingga pemisahan menjadi efektif. Dari hasil percobaan pemisahan pasir besi titan dengan kondisi optimum diperoleh pada kondisi arus 3,5 ampere dan fraksi - 100 mesh dengan perolehan konsentrat rata-rata 80 . Perlu penelitian lanjutan untuk mengatasi masalah TiO 2 yang ada dalam bijih sehingga sekecil mungkin masuk kedalam logam besi apabila dilakukan proses peleburan untuk mendapatkan logam besi. DAFTAR PUSTAKA [1] Katim Indarto. 1996. Pemanfaatan Pasir Besi Titan untuk Pembuatan Besi Cor, Titan Oksida dan Logam Titan . P3M – LIPI. [2] Gaudin A.M, dkk. 1943. Magnetic Seperation of Sulphide Mineral. Technical Publication No. 1549 A.I.M.E. New York Meeting. [3] Hess H.H. 1966. Notes on Operation of Frantz Isodynamic Magnetik Seperator. Princeton University. [4] Fait, W.I, Keyes, P.B and Clark, R.L. 1965. Industrial Chemical, John Wiley Sons. Inc: USA. [5] Thomas S.Mackey.DR. Selective leaching of iron from Ilmenite produce a , Syntetic Rutile Structure . Texas City: Texas. [6] Xu Meng, dkk. 2006. Beneficiation of Titanium Oxides From Ilmenit by Self- Reduction of Coal Bearing Pellets . Journal of Iron and Steel Research International. RIWAYAT PENULIS Deddy Sufiandi lahir di Bandung, 26 Juli 1951. Merupakan alumni Akademi Geologi dan Pertambangan Bandung, dan mendapat gelar kesarjanaan dari Teknik Metalurgi Unjani. Bekerja sebagai staf peneliti di Pusat Penelitian Metalurgi Lipi mulai 1 Februari 1978 sampai sekarang. PENGARUH PENAMBAHAN SERAT POLYVINYL ALCOHOL DAN SUPERPLASTISIZER POLYCARBOXYLATE ETHERS TERHADAP SIFAT MEKANIK MATERIAL ECC Harsisto, Hartati Soeroso, Yulinda Lestari, Ari Yustisia Akbar Pusat Penelitian Metalurgi – LIPI Kawasan PUSPIPTEK Serpong-Tangerang 15314 E-mail : harsistolipi.go.id Intisari Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari pengaruh penambahan serat PVA dan superplastisizer tipe polycarboxylate ethers tipe P terhadap sifat mekanik material ECC. Tujuan dari penggunaan PVA adalah untuk meningkatkan kekuatan beton sehingga apabila dikenai beban, tipe retakan yang terjadi adalah retak rambut microcrack. Superplasticizer ditambahkan untuk meningkatkan kelecakan workability ECC sehingga mudah dipadatkan dan didapatkan mutu yang lebih baik. Pengujian material ECC dilakukan dengan mengukur kuat tekan dan kuat lentur menggunakan universal testing machine. Dari variasi komposisi sampel ECC yang dilakukan, komposisi paling efektif terdapat pada perbandingan semen : air : pasir : fly ash : SP : PVA = 1 : 0,68 : 0,94 : 1,6 : 0,01 : 0,02 dengan kuat tekan 196 kgcm 2 dan kuat lentur 145,3 kgf. Kata kunci : Self healing concrete, Engineered cement composite, Polyvinyl alcohol, Superplastisizer, Fly ash Abstract This research was conducted to study the effect of PVA fiber and polycarboxylate ethers typed superplastisizer type P to the mechanical properties of ECC materials. The purpose of the use of PVA is to increase the strength of the concrete so that when subjected to load, type of fracture is microcrack. Superplasticizer was added to enhance ECC workability so it was easily compressed and get better quality. ECC material testing was conducted by measuring the compressive and flexural strength using a universal testing machine. The most effective composition of ECC material on the ratio of cement : water : sand : fly ash : SP : PVA = 1 : 0.68 : 0.94 : 1.6 : 0.01 : 0.02 has compressive and flexural strength of 196 kgcm 2 and 145.3 kgf respectively. Keywords : Self healing concrete, Engineered cement composite, Polyvinyl alcohol, Superplastisizer, Fly ash PENDAHULUAN Beton merupakan bahan komposit dengan penyusun utama semen, air dan agregat. Beton digunakan sebagai penyusun utama bangunan karena mempunyai kekuatan desak yang besar, mudah dibentuk dan awet. Meskipun demikian, beton bersifat getas sehingga mempunyai ketahanan yang rendah terhadap tegangan tarik. Untuk mengatasi kelemahan itu, banyak penelitian telah dilakukan dengan penambahan zat aditif berupa serat ke dalam adukan beton. Beton konvensional untuk struktur statis dan dinamis memiliki umur layanan yang terbatas. Salah satu penentu umur layan beton adalah timbulnya keretakan akibat beban statis dan dinamis. Beton akan mengalami retak statis dan dinamis bila daya lentur dari beton terlewati. Akibat dari kegagalan kontruksi beton adalah 22 | Majalah Metalurgi, V 26.1.2011, ISSN 0126-3188 hal 21-26 timbulnya kerugian tekno ekonomi dan juga membahayakan jiwa. Sehingga diperlukan suatu beton yang dapat mengakomodir perubahan bentuk tersebut. Self healing concrete merupakan beton yang dapat menutup retakan akibat beban statis dan dinamis secara alami melalui kontak dengan lingkungan tanpa adanya intervensi dari luar. Akibatnya terjadi recovery kekuatan mekanik melalui crack healing. Material penentu dari pembuatan self healing concrete ini adalah ECC Engineered Cement Composite yang dalam penelitian ini komposisinya akan divariasi agar didapatkan harga tensile strain maksimal. Peristiwa self healing pada beton dapat diamati apabila beton yang telah retak dibiarkan pada udara terbuka maka setelah beberapa bulan akan terjadi lapisan putih yang menutupi retakan tersebut. Lapisan putih tersebut merupakan endapan kalsium karbonat CaCO 3 yang terbentuk dari hasil reaksi antara CaO yang tidak terhidrat pada beton dengan CO 2 dari atmosfer melalui mekanisme pembasahan dan pengeringan. Material penentu dari pembuatan self healing concrete ini adalah ECC Engineered Cement Composite yang bendable . ECC merupakan salah satu tipe bahan komposit semen dengan perkuatan serat yang unik dan memiliki performa tinggi [1] . ECC ini ditaburi oleh coated reinforcing fiber khusus yang dicampur merata. ECC mempunyai ductility tinggi pada kisaran 3-7, lebar microcrack 60 μm dan kadar serat yang relatif rendah sebesar 2 [2] Serat yang khas digunakan dalam ECC adalah serat polivinil alkohol PVA. Serat PVA muncul sebagai jawaban atas pencarian serat yang murah namun memiliki kinerja tinggi untuk ECC. Sifat hidrofilik dari serat PVA merupakan tantangan besar dalam pembuatan komposit karena serat cenderung putus bukannya tertarik keluar karena terikat kuat pada matriks semen . [3] . Pada saat dilakukan uji tarik, serat PVA menunjukkan sifat sliphardening [4] ECC telah dikembangkan selama 15 tahun oleh Li dan timnya. Para engineer ini menemukan bahwa keretakan yang terjadi harus dijaga dibawah 150 µm dan jika ingin beton dapat direcovery seluruhnya harus dibawah 50 µm. Berbeda dengan beton konvensional, ECC lebih mendekati sifat-sifat logam dibanding gelas yang artinya lebih fleksibel. Beton konvensional cenderung seperti keramik yang rapuh dan kaku. ECC ini dapat menanggulangi kerusakan akibat becana ketika terjadi regangan dalam gempa bumi atau akibat penggunaan rutin yang berlebihan. Ketika diberi tekanan, ECC cenderung melengkung dan tidak patah. ECC tetap utuh dan aman hingga tensile strain 5 . Beton konvensional akan mengalami keretakan dan tidak dapat mengangkat muatan lagi pada tensile strain 0,01 . [5] . Rata-rata lebarnya keretakan pada self healing concrete milik Li ini adalah di bawah 60 µm, setara dengan setengah dari lebar rambut. Menurut Li, resep utamanya adalah mengekspos extra dry cement dalam beton pada permukaaan keretakan sehingga dapat bereaksi dengan air dan karbon dioksida untuk memulihkan dan membentuk lapisan tipis putih kalsium karbonat pada bekas retakan. Kalsium karbonat ini merupakan senyawa kuat yang dapat ditemukan secara alami di kulit kerang. Dalam laboratorium, material membutuhkan antara satu sampai lima siklus proses wetting dan drying untuk pemulihan. Pengaruh Penambahan Serat ….. Harsisto | 23 Gambar 1. Self healing concrete dalam mengatasi keretakan [5] Secara umum penelitian ini bertujuan sebagai salah satu solusi dalam permasalahan konstruksi dan sarana transportasi di Indonesia, khususnya prasarana gedung dan jalan raya yaitu dengan membuat self healing concrete dari material ECC yang dapat diaplikasikan baik pada pondasi, jembatan atau jalan raya. Sedangkan secara khusus bertujuan untuk penguasaan teknologi pembuatan self healing concrete dan memperoleh komposisi ECC yang sesuai sehingga dapat mengakomodir perubahan bentuk akibat beban statis dan dinamis. Penelitian ini merupakan kegiatan awal untuk penguasaan teknologi pembuatan dan pendeteksian self healing concrete yang akan dimulai dengan karakterisasi bahan penentu self heal crack yaitu ECC. Pengujian dilakukan dengan pemberian beban statis dan dinamis. PROSEDUR PERCOBAAN Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah pasir, fly ash yang diambil dari PLTU Suralaya, semen Portland dengan merk Tiga Roda serta serat PVA produksi Hunan Xiangwei co., ltd dengan panjang 4-6 mm. Prosedur Penelitian Metode yang digunakan adalah membuat berbagai komposisi campuran ECC dengan menggabungkan bahan utama yaitu semen Portland tipe 1, fly ash kelas F, aggregate tanah dengan ukuran butir rata-rata 110 µm, air dan bahan tambahan serat polyvinyl alcohol dan HRWR High Range Water Reducer berbasis polycarboxylate . Adapun tahapan metode penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Penyiapan bahan baku yang diperlukan dengan menyamakan ukuran, penggerusan dan perlakuan yang lain. 2. Proses pencampuran yaitu mencampur bahan bahan yang diperlukan untuk dibentuk menjadi material ECC sesuai dengan variabel yang telah ditentukan seperti pada Tabel 1. 3. Proses pengujian yaitu melakukan kegiatan pengujian di laboratorium uji untuk mendapatkan performa yang diinginkan. Tabel 1. Variasi komposisi material ECC No Komposisi Semen Air Pasir Fly Ash SP PVA 1 1 0,53 1 - - - 2 1 0,59 0,80 1,2 0,01 0,02 3 1 0,68 0,94 1,6 0,01 0,02 4 1 0,78 1,10 2,0 0,01 0,02 5 1 0,90 1,26 2,4 0,01 0,02 Untuk uji tekan mengacu pada SNI 03-1974-1990 dengan dimensi benda uji yaitu 51x51x51 mm 3 . Sedangkan untuk uji fleksural, benda uji berupa balok dengan ukuran 51 x 51 x 300 mm 3 . Pengujian dilakukan di Lab. Uji B2TKS- BPPT. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pengujian fisik mekanik pada material ECC dengan variasi pada Tabel 1 disajikan pada Tabel 2. 24 | Majalah Metalurgi, V 26.1.2011, ISSN 0126-3188 hal 21-26 Tabel 2. Hasil pengujian fisik mekanik ECC No. Kuat Tekan Kgcm 2 Kuat Lentur Kgf 1. 77,7 76,5 2. 244,1 117,25 3. 196 145,3 4. 101,6 66,3 5. 90,6 86,65 Dari hasil pengujian sampel blangko dan material ECC, dapat dilihat dan dibandingkan kekuatan mekaniknya meliputi kuat tekan dan kuat lenturnya. Pengaruh Fly ash Dalam umur beton 14 hari, keefektifan komposisi fly ash dalam material ECC adalah perbandingan fly ash : semen = 1,6 : 1. Fly ash merupakan bahan pensubstitusi matriks semen yang dalam umur beton tertentu lebih dari 28 hari sebenarnya justru bisa lebih memperkuat atau meningkatkan kuat tekan beton. Hanya fly ash tidak bisa mensubstitusi sepenuhnya hanya dalam kadar maksimum tertentu saja yaitu biasanya maksimum 20 . Pengaruh Serat Polyvinyl Alcohol Tujuan dari penggunaan PVA adalah untuk meningkatkan kekuatan beton sehingga apabila dikenai beban, tipe retakan yang terjadi adalah retak rambut microcrack, bukan makrocrack. Penambahan serat PVA dapat diartikan memberi tulangan pada beton yang tersebar merata ke dalam adukan beton dengan orientasi acak sehingga mencegah terjadinya retakan pada beton akibat pengaruh pembebanan, penyusutan dan panas hidrasi. Keberadaan serat dalam beton dapat meningkatkan daya lenturkekuatan flexuralnya. Sehingga jika dilihat dengan adanya penambahan serat PVA dibandingkan dengan blangko, rata-rata memiliki daya lentur yang lebih tinggi. Serat PVA ini dapat terlihat jelas pada bidang patahan seperti ditunjukkan pada Gambar 2. Gambar 2. Penampang beton tanpa PVA dan HRWR a dan beton dengan PVA dan HRWR b setelah uji tekuk Pengaruh Superplasticizer Polycarboxylate Super plasticizer dalam beton bisa mengurangi penggunaan air. Dengan berkurangnya penggunaan air, maka akan meningkatkan kekuatan beton baik tekan maupun lentur. Agar beton mempunyai sifat self healing, digunakan rasio semen terhadap air cukup besar sehingga terdapat kelebihan semen yang tidak mengalami hidrasi. Apabila terjadi retakan, maka CaO yang tidak terhidrat akan bereaksi dengan CO 2 membentuk endapan putih CaCO 3 dari atmosfer melalui mekanisme pembasahan dan pengeringan. Penggunaan sedikit air pada campuran beton membuat kelecakan beton menurun sehingga susah dicetak dan dipadatkan. Oleh karena itu ditambahkan superplastisizer, yang pada penelitian ini adalah berbasis polikarboksilat. Superplasticizer ditambahkan untuk meningkatkan kelecakan workability beton sehingga mudah dipadatkan dan didapatkan mutu yang lebih baik. Mekanisme disperse dari superplasticizer tipe P adalah dengan steric repulsion dimana terjadi Pengaruh Penambahan Serat ….. Harsisto | 25 tolakan antar cabang polymer polycarboxylate. KESIMPULAN Penambahan serat polyvinylalcohol dari hasil pengujian terlihat meningkatkan daya lentur beton sehingga elastisitasnya pun meningkat. Penggunaan superplasticizer sangatlah penting karena dapat mengurangi penggunaan air yang dengan berkurangnya kadar air dalam beton akan membantu proses self healing beton tersebut apabila terjadi keretakan. Dari variasi komposisi sampel ECC yang dilakukan, komposisi fly ash paling efektif yaitu sampel 3 dengan kadar 1,6. DAFTAR PUSTAKA [1] Ying zi, Yang., Lepech, Michael D., Li, Victor C. 2009. Autogenous Healing of Engineered Cementitious Cmposites under Wet-Dry Cycles. Cement and Concrete Research. [2] Weimann MB, Li VC. 2003. Hygral behavior of engineered cementitious composite ECC. Int J Restor Build Monum 95:513–534. [3] Wang, S. and V. C. Li, Polyvinyl Alcohol Fiber Reinforced Engineered Cementitious Composites: Material Design and Performances, Proceedings of Intl RILEM workshop on HPFRCC in structural applications, Published by RILEM SARL, pp. 65-73, 2006. [4] Yang EH, Wang S, Yang Y, Li VC 2008 Fiber-bridging constitutive law of engineered cementitious composites. J Adv Concr Tech 61:181–193. [5] Li, Victor C., Yang, En-hua., 2007. Self Healing in Concrete Materials. Self Healing Materials Book. Springer. RIWAYAT PENULIS Harsisto, lahir di Kertosono 13 juni 1959, lulus S1 jurusan Tambang Metalurgi ITB. S2 di Departemen Metalurgi Fakultas Teknik Universitas Tokyo. Saat ini sebagai sebagai peneliti di Puslit Metalurgi – LIPI sejak tahun 1984. 26 | Majalah Metalurgi, V 26.1.2011, ISSN 0126-3188 hal 21-26 PERCOBAAN PENINGKATAN KADAR MANGAN MENGGUNAKAN MAGNETIC SEPARATOR Immanuel Ginting dan Deddy Sufiandi Pusat Penelitian Metalurgi – LIPI Kawasan PUSPIPTEK Serpong-Tangerang 15314 E-mail : imma001lipi.go.id Intisari Percobaan pemisahan besi dari mangan dengan magnetik separator telah dilakukan terhadap bijih mangan dari daerah Trenggalek Jawa Timur dengan variabel percobaan yaitu rapat arus 2,5 ampere dengan tegangan atau voltage yang disesuaikan dengan kondisi alat. Umpan percobaan yang digunakan dalam pemisahan ini adalah bijih mangan yang telah melalui proses roasting sebelumnya. Kondisi optimal proses pemisahan diperoleh pada kuat arus 2,5 ampere dengan kandungan 50,99 Mn dan kandungan besi 0,27 . Kata kunci : Mangan, Pemanggangan, Magnetik separator, Produk Abstract The separation tests of roasted manganese ore by magnetic separator have been carried out. The test variables were the current densities such like 2.5 ampere and the voltage which suitable to the tool condition. The optimal condition of 50.99 content of Mn and 0.27 Fe content achieved is current density 2.5 ampere. Keywords : Mangan, Roasting, Magnetic separator, Product PENDAHULUAN Mangan adalah salah satu produk mineral hasil pertambangan khususnya yang terdapat di Indonesia seperti : di daerah Trenggalek Jawa Timur, Sumatera, Kalimantan, Sulawesi, Nusa Tenggara Timur dan Papua. Bijih mangan dikenal sebagai bahan baku untuk industri baja, industri batere, industri kimia, pertanian dan lainnya. Pengolahan hasil tambang menjadi produk-produk yang memiliki nilai tambah terutama dari bijih mangan kadar rendah harus diproses terlebih dahulu untuk ditingkatkan kadarnya dengan pengolahan konsentrasi, salah satunya adalah dengan magnetic separator yaitu pemisahan mineral mangan dari mineral pengotor lainnya. Dengan metoda magnetic sedemikian rupa sehingga diperoleh produk konsentrat dengan kadar mangan yang lebih tinggi. Pada penelitian ini dilakukan peningkatan kadar mangan dari bijih mangan hasil proses aktivasi dimaksudkan untuk mengeliminir kadar besi dalam mangan untuk memenuhi proses lanjut. Jadi peningkatan kadar dengan menggunakan magnetic separator merupakan cara efisien untuk mengurangi pengotor seperti besi. Hasil proses ini adalah konsentrat yang mengandung besi dan tailing yang mengandung produk mangan. LATAR BELAKANG Bijih mangan kadar rendah di Indonesia sampai saat ini belum dimanfaatkan secara maksimal, salah satu langkah setelah penambangan adalah benefisiasi yaitu proses peningkatan kadar mangan sehingga memenuhi syarat dipakai menjadi bahan baku yang bernilai tambah. Unsur-unsur pengotor yang dapat mengganggu proses lanjut adalah kandungan besi. Salah satu proses untuk meningkatkan kadar 28 | Majalah Metalurgi, V 26.1.2011, ISSN 0126-3188 hal 27-34 mangannya dengan melalui proses pemanggangan kemudian dilakukan proses pemisahan sehingga besi dapat dipisahkan dengan magnetic separator. Prinsip dari proses pemanggangan ialah, MnO 2 dalam bijih dirubah menjadi Mn 2 O 3 dengan proses pemanggangan pada temperatur 600 - 800 °C dengan reaksi : 2MnO 2 + CO ==== Mn 2 O 3 + CO 3Mn 2 2 O 3 + CO ==== 2Mn 3 O 4 + CO Mn 2 3 O 4 + CO ==== 3MnO + CO 2 Kemudian hasil pemanggangan dapat dipisahkan secara fisik dengan cara magnetik untuk mengeliminir kandungan Fe besi dan diperoleh kadar MnO 2 yang cukup tinggi. Kondisi pemanggangan diusahakan agar reduksi oksida-oksida besi tidak menjadi Fe 2 O 3 supaya tidak larut dalam asam. PROSEDUR PERCOBAAN Bahan baku Bahan baku yang dipakai sebagai umpan pada percobaan ini adalah bijih mangan berukuran – 100 mesh yang telah dilakukan proses pemanggangan sebelumnya dengan variabel temperatur 600, 700, 800 °C; waktu pemanggangan selama 1, 2, 3 jam dan jumlah karbon sebesar 5,10,15 dan 20 . Alat Alat yang digunakan pada percobaan ini terdiri dari alat magnetic separator, dengan variabel percobaan kuat arus A 2,5 ampere dengan tegangan atau voltage yang disesuaikan dengan kondisi alat. Peralatan lain berupa alat untuk analisa XRD, SEM Jeol dan AAS. Dari diagram alir terlihat bahwa bahan baku percobaan adalah bijih mangan yang telah mengalami proses roasting. Hasil pemisahan dengan alat magnetic separator ada tiga produk. Tailing adalah produk nonmagnetik, middling adalah produk yang dikembalikan sebagai umpan untuk dipisahkan kembali dan konsentrat merupakan kandungan besi yang diharapkan dapat dipisahkan dari bijih mangan. Gambar 1. Diagram Alir Proses Konsentrasi Mangan Percobaan Percobaan pemisahan besi dari mangan dengan menggunakan magnetic separator seperti pada gambar berikut : Prinsip kerja Magnetik Separator a. b. Gambar 2. a. Magnetic separator b. Prinsip Kerja Magnetic separator Magnetic Separator Analisa Roasting Ayak Gerus Bijih Mangan Analisa produk Tailing Middling Konsentrat Nonmagnetic material Percobaan Peningkatan Kadar ….. Immanuel Ginting | 29 Prinsip Kerja Magnetik Separator Konsentrat mangan adalah mineral yang bersifat magnet lemah, kemudian keberhasilan yang sudah dilakukan dengan mesin sorting magnetic dengan kekuatan magnet yang kuat dapat mengambil bijih dengan kadar 4 – 10 Mn, alat pemisah magnet ini praktis dan mudah dikontrol serta dapat dipakai untuk berbagai jenis bijih mangan terlebih untuk konsentrat, baik bijih kasar, medium dan halus telah dikembangkan dan berhasil. Secara umum saat ini magnetic separator digunakan untuk partikel kasar dan halus saja sedangkan untuk micro-fine particle masih sedang dalam penelitian [1, 2, 3] Magnetic separator adalah alat untuk memisahkan material padat berdasarkan sifat kemagnetan suatu bahan. Hal ini dapat dilakukan karena bijih yang terdapat di alam mempunyai sifat kemagnetan yang berbeda antar satu dengan yang lain. Sifat kemagnetan yang tinggi ferromagnetic, lemah paramagnetic dan nonmagnetic diamagnetic. Alat ini terdiri dari pulley yang dilapisi dengan magnet yang berada disekitar arus listrik. Alat pemisah fase padat-padat ini memiliki prinsip kerja yaitu dengan melewatkan suatu bahanmaterial campuran padatan yang mengandung logam dan padatan yang tidak mengandung logam pada suatu bagian dari magnetic separator yang diberi medan magnet, maka padatan yang mengandung logam akan menempel tertarik pada medan magnit sedangkan yang tidak mengandung magnet akan jatuh secara grafitasi dengan demikian terjadi pemisahan secara fisik . [1.2] Pada alat magnetic separator roasted mangan yang telah menjadi 3MnO yang mempunyai sifat magnet lemah sehingga sewaktu melewati roll yang bermedan magnet tidak tertarik melainkan oleh putaran roll jatuh bebas dan terkumpul pada zona nonmagnet yang disebut tailing. Sedangkan kandungan besinya mempunyai kekuatan tarik magnet tractive magnetic forces sehingga sewaktu melalui medan magnet besi tertarik dan menempel pada roll yang berputar dan oleh sekat pembersih, besi jatuh pada zona konsentrat dengan demikian terjadi pemisahan secara fisik dimana kandungan besinya dapat tereliminir sehingga meningkatkan kadar mangan. . HASIL DAN PEMBAHASAN Untuk mengetahui mineral-mineral yang terkandung dalam bijih mangan dilakukan analisa X-RD seperti pada gambar berikut, dimana mineral yang ditampilkan hanya yang dominan dan yang berhubungan dengan mineral yang mengandung mangan. Py: Pyrolusit, Ca: Calsium Gambar 3. Identifikasi bijih Mn ditunjukkan pada hasil analisa difraksi X-RD Selanjutnya dilakukan uji komposisi bijih mangan dengan menggunakan Atomic Adsorbtion Spectrometer AAS seperti tabel berikut. Tabel 1. Hasil analisa bijih ex Trenggalek Jawa Timur No Kode Sampel Unsur Mn Fe 1 T.0 30,56 7,78 Disamping analisis dengan AAS, juga dilakukan analisa melalui citra SEM, untuk melihat peta sebaran mangan seperti Gambar 4. 30 | Majalah Metalurgi, V 26.1.2011, ISSN 0126-3188 hal 27-34 Gambar 4 . a,b,c Citra SEM bijih mangan sebelum di roasting 0.00 3.00 6.00 9.00 12.00 15.00 18.00 21.00 keV 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 Count s CK a O Ka Na Ka Mg Ka Al Ka Si Ka KKa KKb Ca Ka Ca Kb Mn Ll Mn La Mn Ka Mn Kb Fe Ll Fe La FeK es c Fe Ka Fe Kb Cu Ll Cu Ka Cu Kb b. ZAF Method Standardless Quantitative Analysis Fitting Coefficient : 0.4264 Element keV Mass Error Atom Compound Mass Cation K C K 0.277 44.54 0.18 60.92 30.4313 O K 0.525 30.54 0.53 31.35 30.5653 Na K Mg K 1.253 0.06 0.30 0.04 0.0464 Al K 1.486 0.28 0.26 0.17 0.2907 Si K 1.739 0.80 0.23 0.47 1.0580 K K 3.312 0.04 0.25 0.02 0.0812 Ca K Mn K 5.894 20.84 0.67 6.23 33.0206 Fe K 6.398 1.58 0.69 0.46 2.5426 Cu K 8.040 1.32 1.47 0.34 1.9640 Total 100.00 100.00 c. Percobaan Peningkatan Kadar ….. Immanuel Ginting | 31 Melalui citra SEM seperti gambar di atas terlihat gambaran sebaran mangan beserta besi dan melalui ZAF Method Standard Quantitative Anaysis kandungan Mangan dan besi dapat dilihat. Analisa SEM juga dilakukan untuk dapat membandingkan baik dari citra gambar dan dari informasi lainnya. Dari Tabel 2 terlihat bahwa pengaruh kenaikan temperatur roasting 700 dan 800°C menurunkan kadar mangan tetapi untuk pengotor besi berpengaruh positif karena dapat menurunkan kadar besi Tabel 2. Hasil analisa proses roasting sebagai umpan poses magnetic separator No Code Sampel Carbon Temp °C Waktu jam Kadar Fe Mn 1 A 10 600 1 1,043 38,17 2 A 15 600 2 0,405 30,20 3 A 20 600 3 1,013 32,886 4 B 10 700 1 0,91 21,05 5 B 15 700 2 1,028 13,694 6 B 20 700 3 0,484 14,32 7 C 10 800 1 0,491 8,937 8 C 15 800 2 0,462 10,1163 9 C 20 800 3 0,403 9,35 a. 32 | Majalah Metalurgi, V 26.1.2011, ISSN 0126-3188 hal 27-34 Gambar 5. a,b,c Citra SEM sesudah dilakukan proses pemisahan Pada Tabel 2, roasting pada temperatrur 600 °C dengan penambahan 5 karbon kadar mangan maupun Fe cenderung meningkat dengan naiknya temperatur dan prosen karbon sehingga prediksi kadar mangan dapat dicapai pada kondisi tersebut. Pada kondisi penambahan temperatur tertentu dapat menaikkan kadar mangan tetapi pada temperatur yang lebih tinggi cenderung menaikkan kadar Fe, dengan adanya penambahan waktu proses cenderung kadar mangan ikut turun. Hubungan antara recovery proses roasting dan recovery proses pemisahan dapat dilihat pada Gambar 6. Perolehan Mn sebelum dan sesudah proses Magnetik seperator 20 40 60 80 100 120 106001 107001 108001 Kondisi percobaan p e ro le h a n Mn Mag Sep Mn Roast Gambar 6. Grafik perolehan Mn sebelum dan sesudah magnetic separator 0.00 3.00 6.00 9.00 12.00 15.00 18.00 21.00 keV 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 Count s O Ka N aK a Mg K a A lKa Si K a K Ka K Kb Ca Ka Ca Kb Mn Ll Mn La Mn K a Mn K b Fe Ll Fe La FeK es c Fe Ka Fe Kb ZAF Method Standardless Quantitative Analysis Fitting Coefficient : 0.4264 Element keV Mass Error Atom Compound Mass Cation K C K 0.277 44.54 0.18 60.92 30.4313 O K 0.525 30.54 0.53 31.35 30.5653 Na K Mg K 1.253 0.06 0.30 0.04 0.0464 Al K 1.486 0.28 0.26 0.17 0.2907 Si K 1.739 0.80 0.23 0.47 1.0580 K K 3.312 0.04 0.25 0.02 0.0812 Ca K Mn K 5.894 20.84 0.67 6.23 33.0206 Fe K 6.398 1.58 0.69 0.46 2.5426 Cu K 8.040 1.32 1.47 0.34 1.9640 Total 100.00 100.00 b. c. Percobaan Peningkatan Kadar ….. Immanuel Ginting | 33 Tabel 3. Data hasil konsentrasi dengan Magnetik separator Keterangan : C : konsentrat, T : Tailing, 6 : 600 °C, 1: 1 jam, 5 : 5 karbon C : konsentrat, T : Tailing, 7 : 700 °C, 2: 2 jam, 10 : 10 karbon C : konsentrat, T : Tailing, 8 : 800 °C, 3: 3 jam, 20 : 20 karbon HASIL DAN PEMBAHASAN Dilihat dari analisa bahan baku pada Tabel 2 hasil proses roasting, pada kondisi temperatur 600 o Setelah dilakukan proses pemisahan dengan magnetic separator pada Tabel 3 menghasilkan konsentrat mangan dengan perolehan 40 – 50,99 Mn, dan hasil optimum perolehan Mn pada proses pemisahan dengan magnetic separator adalah pada kondisi DC6.1.10 temperatur 600 °C, penambahan karbon 10 dan waktu 1 jam yaitu 50,99 Mn dengan recovery 79,81. C, karbon 5, 10 dan 20 , waktu 1, 2, 3 jam, kandungan mangan 30 – 38,17 . Dari hasil analisa X-RD terhadap bijih yang dilakukan adalah pyrolusit dengan kadar pengotor yang dominan kalsium. Disamping analisa X-RD juga dilakukan analisa dengan SEM sebelum dan sesudah dilakukan proses pemisahan dengan magnetic separator . Pada citra SEM bahan baku pada Gambar 4, terlihat peta sebaran bijih mangan jelas dan berkelompok mengandung oksigen. Pada Citra SEM sesudah di-roasting dan dipisahkan pada Gambar 5, terlihat peta sebaran mangan merata dan jelas sedangkan untuk kandungan besi terlihat tipis dan kurang jelas kemungkinan karena telah terjadi konsentrasi sehingga melalui citra SEM terlihat adanya eleminir kadar besi dan kenaikan kadar mangan. Pada alat magnetic separator variabel percobaan yang dilakukan rapat arus A 2,5 ampere dengan tegangan atau voltage yang disesuaikan dengan kondisi alat. Melalui Gambar 6, terlihat bahwa sebelum dilakukan proses pemisahan dengan magnetic separator perlu dilakukan proses rosting untuk merubah menjadi mangan oksida sehingga memudahkan proses pemisahan. KESIMPULAN 1. Diperoleh produk konsentrat mangan dengan kadar 50,99 Mn dengan recovery 79,81. 2. Hasil percobaan pemisahan mangan dengan cara magnetik diperoleh pada kondisi rapat arus 2,5 ampere dengan fraksi -100 mesh. 3. Analisa citra SEM menunjukkan adanya perubahan material umpan sesudah proses aktivasi. 4. Sebelum dilakukan proses pemisahan bijih dengan magnetic separator perlu dilakukan proses roasting. 5. Untuk bisa memahami proses konsentrasi tersebut diatas diperlukan kajian mineralogi, analisa unsur total dari bijih mangan. DAFTAR PUSTAKA [1] P.P.Mishra No B.K. dkk. 2009. Upgradation of low grade Siliceos Manganese ore from Bonai-Keonjhar, Kode Sampel Fe Mn 1 DC6.1.10 1,9932 50,99 2 DC6.2. 5 0,6874 37,07 3 DC6.3.20 1,7876 47,90 4 DT 6.1.10 0,89 40,17 5 DT 6.2.5 0,27 32,32 6 DT 6. 3.20 0,52 40,07 7 EC 7.1.10 1,414 41,97 8 EC 7.2.10 0,5845 39,39 9 EC 7.3.20 1,750 41,83 10 ET 7.1.5 1,008 42,99 11 ET 7.2.10 0,28 29,61 12 ET 7.3.20 0,76 34,07 13 FC 8.1.10 0,453 33,88 14 FC 8.2.10 0,496 32,90 15 FC 8.3.15 1,063 35,91 16 FT 8.1.5 0,39 30,19 17 FT 8.2.10 0,32 30,35 18 FT 8.3.15 0,33 32,49 34 | Majalah Metalurgi, V 26.1.2011, ISSN 0126-3188 hal 27-34 Orissa, India . Journal of mineralmaterials characterization Engineering, Vol.8.No.1,pp 47-r6, Jmmcc.org: Printed in the USA. [2] Manganese Processing,Manganese Concentrat.http:www.angolacrushers. comsolutionmetalic-minerals- processingmanganese-ore- processing.html, diakses pada tanggal 25-10-2011. [3] Gaudin A.M.Member, and Rush Spidden H, junior Member A.I.M.E. 1943. Magnetic Sulphide Mineral. Ytechnical Publication No 1549, A.I.M.E: New York meeting, Seperation . [4] Hess.H.H. 1966. Notes on Operation of Frantz Isodynamic Magnetic Separator : Princeton Univesity November. [5] Elder and E.Yan. 2003. Newest Generation of Electrostatic Separator for the Minerals Sands Industri . Heavy minerals, Johanesburg: South African Institute of Mining and Metallurgy. [6] N.Babu, dkk. 2009. Recovery of Ilmenite and Other Heavy Minerals from Teri Sand Red Sands of Tamil Nadu, India . Journal of Minerals Materials Characterization Enggineering. Vol.8.No.2, pp 149-159. RIWAYAT PENULIS Immanuel Ginting lahir di Pancur Batu, Medan, 20 Agustus 1952. Lulus Sarjana Muda Akademi Geologi dan Pertambangan Bandung 1977. Lulus S1 Teknik Metalurgi Unjani Bandung 1997. Bekerja di Puslit Metalurgi sejak 1979 hingga sekarang. MASIH TERBUKANYA PELUANG PENELITIAN PROSES CARON UNTUK MENGOLAH LATERIT KADAR RENDAH DI INDONESIA Puguh Prasetiyo dan Ronald Nasoetion Pusat Penelitian Metalurgi-LIPI Kawasan Puspiptek Gd.470, Serpong E-mail : stev001lipi.go.id Intisari Indonesia memiliki cadangan nikel pada peringkat dua dunia. Cadangan tersebut berupa bijih nikel oksida yang lazim disebut laterit, berada di Kawasan Timur Indonesia KTI terutama di Sulawesi Tenggara dan Halmahera. Adapun laterit terdiri dari limonit berkadar Ni1,5 dan saprolit berkadar Ni1,5 . Laterit kadar tinggi saprolit berkadar Ni1,8 sudah diolah di Sulawesi Tenggara dengan jalur pyrometalurgi oleh PT Antam Aneka Tambang untuk memproduksi FeNi ferro nikel di Pomalaa, dan PT INCO Canada untuk memproduksi nikel mattte Ni-matte di Soroako. Laterit kadar rendah yang terdiri dari limonit dan saprolit dengan kandungan Ni1,8 , belum diolah di dalam negeri. Secara komersial untuk mengolah laterit kadar rendah digunakan proses Caron yang pertama kali dibangun di Nicaro Cuba oleh Freeport USA pada tahun 1942. Atau proses HPAL High Pressure Acid Leaching juga pertama kali dibangun di Moa Bay Cuba oleh Freeport USA pada tahun 1959. Kedua proses tersebut tergolong dalam jalur hydrometalurgi, dan pemilihan proses tergantung dari kondisi bijih terutama pada kandungan Mg magnesium. Laterit kadar rendah dengan kandungan Mg magnesium rendah Mg 6 atau MgO 10 lebih sesuai untuk diolah dengan proses HPAL, dan magnesium tinggi Mg 6 atau MgO 10 diolah dengan proses Caron. Dalam perkembangannya setelah tahun 1990-an, proses Caron mulai ditinggalkan karena mengkonsumsi energi tinggi dengan perolehan yang rendah untuk nikel Ni : 70 – 80 maupun kobal Co maks 50 . Selanjutnya beralih ke proses HPAL karena proses ini mengkonsumsi energi rendah dengan perolehan tinggi untuk nikel Ni 90 maupun kobal Co 90 . Dengan melihat kenyataan kegagalan tiga HPAL plant generasi kedua di Australia Bulong tutup 2003, Cawse tutup 2008, dan Murrin Murrin berpindah kepemilikan ke Minara pada 20032004 dan beralih ke heap leach tahun 2007. Serta masih berlangsungnya Caron plant di Cuba Nicaro dan Punta Gorda, Queensland Nickel di Yabulu Australia, dan Tocantin Brasilia. Maka proses Caron masih punya peluang untuk mengolah laterit kadar rendah di Indonesia. Peluang tersebut semakin terbuka apabila perolehan metal recovery Ni dan Co pada proses Caron bisa ditingkatkan setara dengan perolehan metal recovery Ni dan Co pada proses HPAL, dan ekonomis konsumsi energinya. Kata kunci : Laterit kadar rendah, Limonit, Saprolit, Hidrometalurgi, Proses Caron, Proses HPAL, Magnesium Mg Abstract Indonesia had the resources of nickel at the second in the world. The resources are nickel oxide which said laterite. The abundant of laterite locate at Sulawesi Tenggara South-East Sulawesi and Halmahera. There are two main mineral in laterite, limonit contains Ni1,5 and saprolit contains Ni1,5. The high grade nickel saprolit contains Ni1,8 has been processed in Sulawesi Tenggara to produce FeNi ferro nickel in Pomalaa by PT Antam, and to produce Ni-matte nickel matte in Sorowako by PT INCO Canada. The low grade laterite limonit and saprolit contains Ni1,8 not yet processed in Indonesia. To process the low grade laterite are used Caron’s process or HPAL’s process High Pressure Acid Leaching. The condition of laterite’s ores are used to choice the process. The Caron’s process is remained after 1990’s because it consume high energy with low metal recovery Ni : 70 – 80 Co max 50 . The choice to process low gradelaterite is HPAL because it consume low energy wiyh high recovery of metal Ni 90 and Co 90 . The fact three HPAL plant in Australia unsuccessful Bulong closed on 2003, Cawse closed on 2008, and Murrin Murrin taked over by Minara and change to heap leach on 2007 and the Caron plant still exist in Cuba Nicaro and Punta Gorda, Queensland Nickel di Australia, and Tocantin Brasilia. Then Caron’s process still have opportunity to process the low grade laterite in Indonesia if the recovery of metal can be increase as same as HPAL and the consume of energy can be decreased. Keywords : Low grade of laterite, Ilmonite, Saprolite, Hydrometallurgy, Caron process, HPAL process, Magnesium Mg 36 | Majalah Metalurgi, V 26.1.2011, ISSN 0126-3188 hal 35-44 PENDAHULUAN Bijih nikel digolongkan dalam dua jenis, yaitu nikel sulfida berada dibelahan bumi sub tropis seperti di Rusia, Canada, dan nikel oksida yang lazim disebut laterit berada dibelahan bumi khatulistiwa seperti di Indonesia, Philipina, Kaledonia Baru, dan Cuba. Dimana sekitar 70 cadangan nikel dunia berupa laterit sedangkan pasokan nikel dunia yang berasal dari laterit sekitar 40 . Sebagian besar pasokan berasal dari produk dari jalur proses pirometalurgi terutama dari FeNi fero nikel. Cadangan bijih nikel laterit ditanah air mencapai lebih dari 1,5 milyar ton berada di Kawasan Timur Indonesia KTI terutama di Sulawesi Tenggara dan Halmahera. Bagian terbesar dari cadangan tersebut ádalah nikel kadar rendah dengan kandungan Ni1,8. Adapun laterit terdiri dari limonit berkadar Ni1,5 dan saprolit berkadar Ni1,5. Laterit kadar tinggi saprolit dengan kandungan Ni1,8 sudah diolah di Sulawesi Tenggara dengan jalur pirometalurgi smelting oleh PT. Antam untuk memproduksi FeNi ferro nikel di Pomalaa, dan PT INCO Canada untuk memproduksi nikel mattte Ni-matte di Soroako. Laterit kadar rendah yang terdiri dari limonit dan saprolit dengan kandungan Ni1,8, belum diolah didalam negeri. Untuk mengolahnya digunakan jalur hidrometalurgi menggunakan proses Caron atau proses HPAL High Pressure Acid Leaching. Dimana laterit kadar rendah dengan kandungan Mg magnesium rendah Mg6 atau MgO10 lebih sesuai untuk diolah dengan proses HPAL, sedangkan magnesium tinggi Mg6 atau MgO10 diolah dengan proses Caron. Menurut Dalvi dkk dari INCO Canada dalam makalah Maret 2004, ke depan tidak ada proyek pengolahan laterit kadar rendah dengan proses Caron dan pengolahan laterit kadar rendah beralih ke proses HPAL. Karena selain butuh biaya mahal untuk membangunnya, proses Caron mengkonsumsi banyak energi dengan perolehan yang rendah untuk nikel Ni:70– 80 dan kobal maks Co ± 50 . Sedangkan proses HPAL High Pressure Acid Leaching walaupun mahal untuk membangunnya, mengkonsumsi energi rendah dengan perolehan yang tinggi untuk nikel Ni90 maupun kobal Co90. Masih menurut Dalvi, pasokan nikel dunia yang berasal dari laterit diperkirakan mencapai 51 pada tahun 2012. Tambahan pasokan tersebut sebagian besar berasal dari produk jalur hidrometalurgi dengan proses HPAL dari Indonesia PT.Weda Bay Nickel di Halmahera dan PT BHP di pulau Gag Papua, Rio Tuba milik Sumitomo Jepang di Philipina, Goro milik INCO di New Caledonia, Australia Bulong, Cawse, Murrin Murrin, dan Revensthorpe, dan tempat tempat lain diantaranya seperti Ramu di Papua Nugini [5] Kenyataan yang ada tiga HPAL plant generasi kedua di Australia mengalami kegagalan saat mengolah smectite laterit kadar rendah Australia yang mengandung silikat tinggi. Tiga HPAL plant tersebut Bulong, Cawse, dan Murrin Murrin commisioning dalam waktu hampir bersamaan akhir tahun 1998. Bulong tutup tahun 2003, Cawse tutup tahun 2008, Murrin Murrin berpindah kepemilikan ke Minara pada tahun 20032004 dan beralih ke proses heap leach pada tahun 2007. Satu satunya HPAL plant generasi ketiga yang sukses hanya milik Sumitomo di Rio Tuba pulau Palawan Philipina yang commisioning akhir tahun 2004. Karena mengolah limonit mirip limonit yang diolah di HPAL plant generasi pertama yang dibangun oleh Freeport USA di Moa Bay Cuba. Sedangkan PT Weda Bay Nickel Canada beralih kepemilikan ke Eramet Perancis pada tahun 2006, PT BHP mengembalikan ijin pulau Gag Papua pada pemerintah Indonesia pada tahun 20082009, Revensthorpe Australia milik BHP beralih kepemilikan ke FQM First Quantum Mining Canada pada Desember . Masih Terbukanya Peluang ….. Puguh Prasetiyo | 37 2009, dan Goro HPAL Demonstration plant milik INCO di Goro New Caledonia tidak ada kejelasan. Bahkan INCO Canada beralih kepemilikan ke CVRD Vale Brasilia pada tahun 2010. Penjelasan diatas menunjukkan bahwa HPAL gagal pada skala industri apabila digunakan untuk mengolah laterit kadar rendah dengan karakteristik yang tidak mirip dengan limonit Moa Bay. Walaupun proses HPAL untuk mengolah berbagai jenis laterit sudah teruji secara laboratorium maupun pilot plant. Untuk proses Caron sampai saat ini masih beroperasi Caron plant generasi pertama di Nicaro Cuba yang dibangun oleh Freeport pada tahun 1942, demikian juga Caron plant ditempat lain seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1 dibawah ini. Tabel 1. Caron Plant di beberapa tempat [10] Perusahaan Lokasi Tahun Establish Status Cubaniquel QNI Niquel Tocantins Cubaniquel Ferromin International Nickel Nonoc Nicaro, Holguin Cuba Yabulu, Australia Niquelandia, Brazil Punta Gorda, Cuba Sered, Slovakia Sudbury, Canada Philipina 1945 1974 1981 1986 1958 1975 1975 Aktif Aktif Aktif Aktif Tak Aktif Tak Aktif Tak Aktif Dimana Caron plant yang tidak aktif dikarenakan secara ekonomi tidak sanggup mengatasi masalah harga energi yang makin mahal setelah tahun 1973. Kenaikan harga energi secara dramatis tersebut terjadi setelah berakhirnya perang Arab vs Israel tahun 1973. Dengan kegagalan proses HPAL maka proses Caron masih terbuka untuk mengolah laterit kadar rendah di Indonesia khususnya Halmahera, walaupun masih memiliki kelemahan jika dibandingkan denga proses HPAL. Karena laterit kadar rendah ditanah air pada umumnya mengandung magnesium Mg tinggi yang lebih sesuai untuk diolah dengan proses Caron. Proses Caron Proses Caron ditemukan oleh Prof Caron dari Universitas Delf Belanda pada tahun 1920-an. Beliau telah menghasilkan tiga paten tentang proses ini sampai saat dilakukan uji pilot plant di Hooskin’s Mound Texas USA menjelang tahun 1940. Pilot plant tersebut untuk persiapan pembangunan pabrik oleh Freeport USA di Nicaro Cuba pada tahun 1942. Pabrik mulai beroperasi tahun 1943, ditutup tahun 1947, dan dibuka lagi tahun 1952 untuk keperluan perang Korea. Sampai saat ini Nicaro plant masih beroperasi dibawah kendali pemerintah Cuba karena Freeport dinasionalisasi oleh rezim Fidel Castro pada tahun 1960. Perkembangan selanjutnya pemerintah Cuba juga telah berhasil membangun Punta Gorda plant pada tahun 1986. Adapun serpentin yang diolah oleh kedua pabrik tersebut, dapat dilihat pada Tabel 2 dibawah ini. Tabel 2 . Kandungan Serpentin di Cuba [12] Elemen Nicaro Punta Gorda berat berat Ni Co Fe SiO MgO 2 1,32 0,10 39,0 12,0 7,0 1,34 0,10 41,0 8,0 4,0 38 | Majalah Metalurgi, V 26.1.2011, ISSN 0126-3188 hal 35-44 Sedangkan diagram alir pabrik Nicaro, dapat dilihat pada gambar 1 dibawah ini. Gambar 1. Diagram alir pengolahan serpentine dengan proses caron di Nicaro [8] Serpentine yang mengandung magnesium tinggi 7 MgO terlebih dahulu dikeringkan sebelum dipanggang secara reduksi dengan menambahkan gas reduktor CO + H 2 didalam Multiple Heart Furnace MHF pada temperatur 750-800 °C. Ada 24 buah MHF pada Nicaro plant. Pemanggangan reduksi terutama dimaksudkan untuk mereduksi NiO menjadi ion metal Ni, selanjutnya hasil reduksi dileaching dengan pelarut AAC Ammonia Ammonium Carbonate pada temperatur kamar dan tekanan atmosfir. Kobal Co dan nikel Ni yang terkandung didalam larutan hasil leaching, diendapkan dengan ammonia sulfida NH 4 HS untuk mendapatkan produk padatan NiS+CoS. Selanjutnya larutan dimurnikan dengan oksidasi untuk menghilangkan pengotor besi Fe dan mangan Mn. Larutan hasil pemurnian diuapkan untuk mendistilasi ammonia NH 3 untuk di recover kembali, dan padatan BNC Basic Níkel Carbonate = NiCO 3 Selanjutnya proses Caron di Nicaro plant generasi pertama Cuba digunakan ditempat lain seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1 di atas. Dimana sampai saat ini teknologi ammonia leaching proses Caron terbukti mengkonsumsi banyak energi terutama untuk pengeringan dan pemanggangan reduksi. Disamping juga mendapatkan perolehan yang rendah untuk nikel 70–80 Ni maupun kobal 35– 50 Co. . BNC dikalsinasi untuk mendapatkan produk NiO. Perkembangan Proses Caron di Cuba dan Australia Harga energi masih murah saat Nicaro plant dibangun tahun 1942. Harga minyak dunia naik secara dramatis setelah tahun 1973, akibatnya proyek pengolahan laterit kadar rendah dengan proses Caron yang belum dimulai terpaksa ditunda sampai batas waktu yang tidak ditentukan. Salah satu diantaranya adalah PT. Pasific Nickel USA yang berencana mengolah laterit pulau Gag Papua Indonesia. Sedangkan yang sudah berjalan dievaluasi agar tetap bisa berjalan dan tetap ekonomis dengan harga energi mahal. Karena dinilai tidak ekonomis maka Nonoc Philipina dibangun oleh Freeport terpaksa tutup pada tahun 1986, demikian juga dengan Ferromin Sered Slowakia dan International Nickel Canada. Sampai saat ini dua Caron plant di Cuba masih bisa berlangsung karena menggunakan crude oil dalam negeri Cuban crude oil sejak 1995. Crude oil tersebut harganya murah tetapi mengandung sulfur tinggi dan berfungsi untuk menggantikan fuel oil impor yang mahal. Sebelumnya setelah tahun 1973 kebutuhan energi Cuba dipasok oleh Uni Soviet USRR dengan harga murah yang dibayar dengan gula. Setelah terjadi Filtration Filtration Boiling Purification Filtration Precipitation Reduction SERPENTINE Cooling Leaching Filtration Calcination NiO Product CO CO 2 NH 3 + NH 4 2 CO 3 Air NH 4 S Residue to waste and NH 3 recovery CoS+NiS for export Air Cake containing Fe Mn to waste NH 3 + CO 2 recovery Amonia solution to recovery CO 2 BNC Basic Nickel Carbonate Masih Terbukanya Peluang ….. Puguh Prasetiyo | 39 disintregasi di Uni Soviet USRR pada tahun 1990 maka Cuba terpaksa harus membeli fuel oil dari pasar internasional. Pada tahun 1995, pemerintah Cuba memutuskan untuk menggunakan crude oil dari dalam negeri untuk memenuhi kebutuhan energi. Akibat dari keputusan tersebut maka industri nikel di Cuba terpaksa menggunakan Cuban crude oil walaupun ada masalah dengan penggunaannya. Pemakaian Cuban crude oil berpengaruh terhadap proses pengeringan laterit dan menimbulkan masalah korosi. Sehingga sampai saat ini terus dicari jalan keluarnya untuk mengatasi masalah tersebut. QNY Caron plant diYabulu Australia juga masih beroperasi karena mengganti sebagian besar fuel oil dengan batubara, dan terus menerus melakukan litbang penelitian dan pengembangan untuk meningkatkan perolehan nikel. Laterit kadar rendah dari Greenvale Australia digunakan sebagai bahan baku sampai tahun 1993. Selanjutnya menggunakan laterit impor dari New Caledonia, Indonesia, dan Philipina. Dimana QNI mengimpor laterit dari New Caledonia mulai tahun 1986 untuk dicampur dengan laterit Greenvale, selanjutnya dari Indonesia pulau Gebe mulai tahun 1988, dan terakhir dari Philipina. Penggantian fuel oil dengan batubara dilakukan pada oil fired rotary dryer dan power plant boiler. Dimana dua dari tiga 3 oil fired rotary dryer diganti dengan pulverized coal rotary dryer. Dari hasil litbang QNY berhasil meningkatkan perolehan nikel dari Ni ± 73 pada awal operasi menjadi Ni : 80 – 83 mulai tahun 1993 sd saat ini. Proses HPAL High Pressure Acid Leaching Proses HPAL awalnya dikembangkan oleh Sherrit Gordon Canada untuk mengolah limonit murni yang jumlahnya berlimpah di Pinares de Mayari Cuba. Adapun kandungan limonit tersebut, dapat dilihat pada Tabel 3 dibawah ini. Tabel 3. Kandungan Limonit Murni Di Pinares de Mayari Cuba [12] Elemen berat Ni Co Fe SiO MgO 2 1,24 0,12 44 8,0 4,0 Seluruh proyek Freeport di Cuba dinasionalisasi oleh pemerintah Cuba dibawah rezim Fidel Castro pada Oktober 1960. Pada saat dinasionalisasi pabrik Moa Bay yang mulai dibangun tahun 1959 belum selesai pembangunannya. Dengan bantuan Uni Soviet Rusia pembangunan pabrik Moa Bay bisa diselesaikan pada tahun 1961. Setelah mengalami berbagai macam kesulitan dalam kurun waktu 6 – 7 tahun maka Moa Bay plant bisa berjalan normal, dan sampai saat ini 2011 masih beroperasi. Limonit yang mengandung besi oksida 44 Fe dan sedikit magnesium silikat dileaching pelindian dengan asam sulfat H 2 SO 4 didalam autoclave pada temperatur ± 250 °C dan tekanan ± 4000 kPa. Larutan NiSO 4 yang mengandung Ni nikel dan Co kobal hasil leaching, diendapkan dengan gas H 2 S didalam autoclave pada temperatur ± 120 °C dan tekanan ± 1030 kPa untuk memproduksi NiS. Pada Moa Bay plant terdapat 16 buah autoclave yang digunakan untuk mengolah limonit menjadi NiS. Adapun flow sheet Moa Bay plant, dapat dilihat pada Gambar 2 dibawah ini. Gambar 2. Diagram Alir Pengolahan Limonit Dengan Acid Leach Di Moa Bay [8] Filtration Precipitation Pressure Leaching Limonite Filtration Neutralization Filtration Acid to Waste Konsentrat H 2 SO 4 Sea Shells “Coral” H 2 S Residue to waste Gypsum to waste disposal NiS + CoS to export 40 | Majalah Metalurgi, V 26.1.2011, ISSN 0126-3188 hal 35-44 Karena harga energi fuel oil semakin mahal setelah tahun 1973, dan proses HPAL telah terbukti di Moa Bay mengkonsumsi energi rendah pada operasinya dengan perolehan tinggi untuk nikel Ni maupun kobal Co. Maka aktivitas litbang penelitian dan pengembangan untuk mengolah berbagai jenis laterit dengan proses HPAL termasuk modifikasinya makin diintensifkan. Aktivitas litbang proses HPAL untuk mengolah berbagai jenis laterit terutama dilakukan oleh Sherrit Gordon Canada, AMAX USA, dan COFREMMI Perancis. AMAX melakukan kerja sama dengan COFREMMI untuk melakukan uji pilot plant dalam skala besar untuk mengolah laterit dari Kaledonia Baru dari 1975-1981. AMAX mengklaim bahwa proses yang dikembangannya mampu mengolah berbagai jenis laterit sampai pada kandungan 15 MgO, dan kebutuhan energi untuk memproduksi NiS sekitar 50 kebutuhan energi pada Moa Bay plant . Adapun flow sheet hasil pengembangan proses HPAL oleh AMAX, dapat dilihat pada Gambar 3 di bawah ini. Gambar 3. Proses amax-cofremmi hasil pengembangan proses HPAL [14] Proses HPAL setelah 1990 Dengan sukses Moa Bay plant setelah 1995 sebagai buah dari kerja sama pemerintah Cuba dengan Sherrit Gordon Canada, dan pilot plant skala besar oleh AMAX-COFREMMI maka peta pengolahan laterit kadar rendah beralih pada proses HPAL. Selanjutnya tiga 3 HPAL plant generasi kedua dibangun di Australia yang commissioning dalam waktu bersamaan menjelang akhir tahun 1998. HPAL plant dibangun dengan optimisme penuh untuk memenuhi kebutuhan nikel dunia, dan direncanakan untuk mengolah laterit kadar rendah di beberapa tempat Negara terutama di Indonesia. Pemerintah RI telah memberi ijin awal tahun 1998 untuk mengolah laterit kadar rendah dengan HPAL untuk laterit pulau Gag Papua pada PT BHP Australia, dan PT Weda Bay Nickel WBN Canada untuk laterit di teluk Weda Halmahera. Kenyataan yang terjadi ternyata teknologi HPAL mengalami kegagalan pada saat digunakan untuk mengolah smectite dry laterite Australia yang mengandung silikat tinggi, walaupun telah sukses pada uji laboratorium dan pilot plant . Sehingga dua plant terpaksa ditutup, yaitu Bulong pada tahun 2003 dan Cawse tutup menjelang akhir tahun 2008. Sedangkan Murrin Murrin berpindah pemilik ke Minara pada tahun 20032004. HPAL plant yang sukses hanya milik Sumitomo Jepang di Rio Tuba pulau Palawan Philipina karena mengolah limonit mirip limonit Moa Bay. Adapun perbandingan kandungan smectite dry laterite Australia yang mengakibatkan kegagalan HPAL plant dengan HPAL plant yang sukses, dapat dilihat pada Tabel 4 di bawah ini. Tabel 4 . Analisa kimia dry laterite Australia, Rio Tuba dan Moa Bay [1,16] Senyawa Smectite Australia Cawse Murria- Murrin Rio Tuba Phili- pina Moa Bay Cuba Ni Co Fe SiO Al 2 Mg Mn Cr Ca Mois- ture 1,1 0,08 20,8 42,9 2,8 4,6 0,4 0,6 0,03 35 1,0 0,07 18,0 42,5 1,71 1,58 0,17 0,92 0,03 10 1,25 0,08 22 42,0 2,7 3,7 0,4 1,0 - - 1,26 0,09 42,3 8,5 Si 1,83 2,21 0,70 - 1,89 - 1,3 0,12 45 8,3 4,8 0,55 0,8 2,0 - 20 Smectite adalah mineral utama pada dry laterite di Australia. Masih Terbukanya Peluang ….. Puguh Prasetiyo | 41 Peluang Penelitian Proses Caron Menurut pengamatan para ahli terutama Dalvi dkk dari INCO Canada, ke depan tidak ada lagi proyek untuk pengolahan laterit kadar rendah dengan proses Caron. Hal ini tidak bisa dibantah karena berdasarkan pengalaman litbang Sherrit Gordon, AMAX, dan terutama COFREMMI yang selama 15 tahun mengolah berbagai jenis laterit terutama laterit kadar rendah pada skala laboratorium dengan HPAL beserta modifikasi proses HPAL. Kemudian dilanjutkan dengan demonstration integrated pilot plant selama dua 2 tahun. Ternyata proses HPAL terutama modifikasi proses HPAL oleh AMAX- Cofremmi lebih unggul dari proses pengolahan laterit yang lain, baik dari sisi perolehan recovery metal maupun kebutuhan energi. Adapun hasil kajian COFREMMI yang dipublikasikan pada tahun1986, dapat dilihat pada Tabel 5 di bawah ini. Tabel 5. Hasil kajian COFREMMI untuk proses proses pengolahan laterit Alternatif Proses [14] Kebutuhan Energi MJKg Nikel Perolehan Metal Recovery Matte smelting Ferronickel smelting Ammonia Leach Moa Bay Acid Leach COFREMMI Acid Leach 700 – 800 600 – 700 500 – 600 350 – 400 200 – 300 65 – 80 60 – 70 65 – 75 80 – 90 92 – 94 Disamping hasil kajian COFREMMI diatas, berdasarkan pengalaman juga ditemukan faktor-faktor penghambat penggunaan proses Caron sbb : - Perolehan recovery yang rendah untuk metal, yaitu : 70 – 80 untuk Ni dan 35–50 untuk Co. - Konsumsi energi tinggi karena digunakan untuk penghaluskan bijih, pengeringan bijih, dan pemanggangan reduksi bijih pada temperatur 750 - 800 CO + H °C dengan menambahkan gas reduktor 2 - Butuh biaya modal besar untuk membangun. Sekitar 70 dari biaya digunakan pada unit penghalusan bijih, pengeringan bijih, dan pemanggangan reduksi dengan MHF. Dimana biaya terbesar digunakan pada pembangunan unit MHF. didalam MHF Multiple Hearth Furnace . Namun demikian dengan kondisi laterit kadar rendah yang ada di Indonesia terutama dari Halmahera, proses Caron tidak bisa diabaikan untuk mengolah laterit kadar rendah yang banyak mengandung magnesium tinggi Mg 6 atau MgO 10 . Kenyataan ini bisa dilihat dari hasil eksplorasi di Halmahera oleh PT.Antam dan PT Weda Bay Nickel. Disamping itu seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1 diatas, sampai saat ini proses Caron masih eksis karena keunggulan yang dimilikinya, yaitu : - Teknologi sudah proven mapan - Umpan bijih lebih fleksibel - Ammonia NH 3 - Tidak ada masalah dengan bahan bahan pada peralatan untuk proses. Pada proses HPAL dibutuhkan bahan khusus untuk autoclave. bisa diaur ulang. - Tidak ada masalah dengan teknologi proses dari filtrat larutan hasil leaching pelindian dengan pelarut AAC Ammonia Ammonium Carbonate sampai mendapatkan produk yang diinginkan lihat Gambar 1. Berdasarkan hasil eksplorasi laterit di Halmahera oleh PT Aneka Tambang dan PT Weda Bay Nickel seperti yang ditunjukkan pada Tabel 6 sd 8, ternyata laterit dari Halmahera dominan dengan laterit kadar rendah yang sesuai untuk diolah dengan jalur proses hydrometalurgi. Dimana laterit kadar rendah tersebut mengandung MgO bervariasi dari 0,8 – 4,72 MgO untuk limonit dan 16,97 – 34,4 MgO untuk saprolit. 42 | Majalah Metalurgi, V 26.1.2011, ISSN 0126-3188 hal 35-44 Tabel 6. Pengelompokan mineral dan komposisi kimia contoh bijih Sangaji [13] Daerah Mineral Tebal lapisan m C. o..g Ni Co Fe 2 O Al 3 2 O MgO 3 SiO Den- sitas 2 Sangaji Limonit 12 Ni1 1,61 0,064 44,7 5,26 4,72 30,04 1,01 Saprolit 7 1,55 0,018 16,3 0,59 16,97 41,46 1,03 Total 1,587 0,05 34,23 2,588 9,23 34,32 1,017 Catatan : Limonit mengandung Fe 2 O 3 25 dan MgO 10 Tabel 7. Detailed mineral resources – 2004 Weda drilling program [13] Class Geological Horizon Mdt Ni Co Al 2 O Cr 3 2 O Fe 3 2 O MgO 3 SiO Dry Bulk Density 2 Indicated Lomg limonite 4,2 0,81 0,17 6,05 2,80 52,31 1,71 22,68 0,92 14,6 1,26 0,15 5,15 2,95 53,35 3,03 20,74 0,86 Himg saprolite 16,9 1,59 0,03 0,81 0,88 15,51 26,52 44,15 1,12 Sub Total 35,7 1,36 0,09 3,20 1,95 35,31 14,00 32,06 0,99 Inferred Lomg limonite 1,1 0,73 0,22 8,66 2,94 59,16 2,71 10,07 1,04 3,5 1,3 0,12 5,12 2,16 44,42 6,55 27,18 0,92 Himg saprolite 5,6 1,65 0,03 1,29 0,87 16,54 22,61 47,92 1,10 Sub Total 10,3 1,43 0,08 3,41 1,54 30,72 14,95 36,70 1,03 Indicated Lomg limonite 7,3 0,77 0,16 9,73 2,97 66,07 1,22 3,26 0,96 10,3 1,24 0,18 7,16 3,18 67,44 1,63 4,12 0,86 Himg saprolite 14,6 1,59 0,03 1,07 0,85 16,10 29,57 37,45 1,13 Sub Total 32,1 1,29 0,11 4,98 2,07 43,84 14,21 19,05 1,00 Inferred Lomg limonite 12,5 0,80 0,17 9,04 2,94 67,49 1,09 2,51 0,94 9,7 1,24 0,20 6,93 2,94 66,07 2,03 5,14 0,84 Himg saprolite 24,3 1,85 0,03 0,99 0,88 16,04 28,44 37,74 1,07 Sub Total 46,5 1,44 0,10 4,39 1,86 40,27 15,60 21,49 0,99 Boki Mokot Inferred Lomg Limonite 2,8 0,82 0,15 9,73 2,86 67,69 0,80 2,35 1,06 8,9 1,24 0,15 7,22 2,89 66,40 2,05 4,90 1,05 Himg Saprolite 8,8 1,61 0,02 0,85 0,72 14,47 30,31 38,41 1,02 Sub Total 20,4 1,34 0,10 4,82 1,95 44,13 14,05 18,99 1,04 Catatan : Limonit mengandung Fe 2 O 3 25 dan MgO 10 Tabel 8. Pengelompokan mineral dan komposisi kimia bijih dari P.Pakal Tjg. Buli [13] Daerah Mineral Tebal Lapisan m c.o.g. Ni Co Fe 2 O Al 3 2 O MgO 3 SiO 2 P. Pakal Limonit 4 Ni1 1,75 0,21 34,7 - 2,795 16,875 Saprolit 6 1,493 0,023 11,37 - 25,38 45 Total 1,59 0,09 20,70 - 16,346 33,75 Tjg. Buli Limonit 8 Ni1 1,457 0,14 46,1 - 1,325 4,39 Saprolit 2 1,36 0,025 7,35 - 34,4 39,75 Total 1,376 0,11 38,67 - 7,26 11,04 Catatan : Limonit mengandung Fe 2 O 3 25 dan MgO 10 Masih Terbukanya Peluang ….. Puguh Prasetiyo | 43 Limonit dengan kandungan 0,8 - 4,72 MgO memang sesuai untuk diolah dengan proses HPAL, tetapi dengan kandungan silikat diatas 10 16,875 - 30 SiO 2 Saprolit kadar rendah dengan kandungan 16,97 - 34,4 MgO dan 37,45 - 47,92 SiO maka penggunaan teknologi HPAL masih perlu dipertanyakan. Hal ini berdasarkan kenyataan dengan kegagalan HPAL karena mengolah laterit kadar rendah yang tidak mirip limonit Moa Bay. HPAL plant yang sukses hanya Moa Bay Cuba dan Rio Tuba Philipina. HPAL plant di Australia maupun Goro demonstration HPAL plant milik INCO di New Caledonia, boleh dikatakan gagal. 2 Dengan melihat kenyataan laterit kadar rendah Halmahera dengan kandungan magnesium MgMgO dan silikat SiO , tidak ada jalan lain hanya proses Caron yang bisa mengolahnya. 2 Masalah pada proses Caron terutama pada pemanggangan reduksi sehingga menghasilkan perolehan recovery yang rendah, yaitu Ni : 70 - 80 dan Co : 35- 50. Sedangkan dari tahap leaching pelindian terhadap hasil pemanggangan sampai produk akhir NiO sudah proven mapan teknologinya. Menurut pendapat penulis pada perbaikan teknologi pemanggangan reduksi untuk berbagai jenis laterit kadar rendah sehingga diperoleh hasil setara dengan proses HPAL, dan pemakaian energi lebih ekonomis. Merupakan peluang penelitian untuk proses Caron yang sangat memungkinkan untuk dilakukan oleh anak bangsa di lembaga riset maupun perguruan tinggi ditanah air. yang bervariasi, dimana kedua unsur tersebut sangat berpengaruh terhadap kesuksesan untuk diolah dengan HPAL. Maka berdasarkan penjelasan diatas, proses Caron tidak bisa diabaikan untuk mengolah laterit kadar rendah Halmahera. Pertanyaannya proses Caron yang bagaimana untuk bisa mengolah laterit kadar rendah tersebut? Jawabannya adalah penelitian modifikasi proses Caron yang sukses dan tepat yang bisa mengolah berbagai jenis laterit kadar rendah dengan perolehan recovery Ni maupun Co yang setara dengan perolehan recovery proses HPAL. KESIMPULAN 1. Peluang penelitian untuk proses Caron masih terbuka terutama untuk mengolah laterit kadar rendah Halmahera. Karena sudah terbukti proses HPAL telah gagal digunakan untuk mengolah laterit kadar rendah yang tidak mirip dengan limonit Moa Bay. Walaupun secara laboratorium dan pilot plant tidak ada masalah dengan teknologi HPAL. 2. Peluang penelitian yang sangat mungkin dilakukan adalah memperbaiki teknologi pemangganagn reduksi dengan target mendapatkan perolehan recovery yang mendekati perolehan proses HPAL, yaitu dari 70 - 80 Ni dan 35 - 50 Co meningkat menjadi 80 - 90 Ni dan 80 - 90 Co. Juga pemakaian energi tetap ekonomis. Karena teknologi dari leaching pelindian terhadap hasil pemanggangan sampai produk akhir NiO sudah proven mapan. DAFTAR PUSTAKA [1] Arif, Arifin. 2007. Prospek Penggunaan Proses HPAL Untuk Pengolahan Bijih Nikel Laterit Kadar Rendah Indonesia. Metalurgi Volume 22 Nomor 1 Juni 2007. [2] Baillie, M.G. 2002. An Update of The Weda Bay NickelCobalt Laterite Projects. Weda Bay Minerals Inc. [3] Bhanushali, Tarang dkk. 2007. Nickel : Near-term bullish . Infoline, September 24, 2007: India. [4] Chalkley, M.E dkk. 1997. The acid pressure leach process for nickel and cobalt laterite. Part I : Review of operations at Moa . Proceding of the Nickel-Cobalt 97 International 44 | Majalah Metalurgi, V 26.1.2011, ISSN 0126-3188 hal 35-44 Symposium-Volume I, August 17- 20, Sudbury, Ontario: Canada. [5] Dalvi, Ashok D dkk. 2004. The Past and the Future of Nickel Laterites . PDAC 2004 International Coverence, Trade Show Investors Exchange, March 7 – 10: Canada. [6] Davidson, Vanessa. 2008. Nickel Market Overview-The Supply Response . INSG Meeting October 2008. [7] Faris, M.D dkk. 1997. Pressure acid leaching of nickel laterite ores from New Caledonia . Proceding of the Nickel-Cobalt 97 International Symposium-Volume I, August 17- 20: Sudbury, Ontario, Canada. [8] Habashi, Fathi. 1993. Nickel in Cuba . Proceeding of the Paul E. Queneau, International Symposium, Edyted by R.G Reddy and R.W Weizenbach: Department of Mining Metallurgy, Laval University, Quebec Canada. [9] Lynch, John. 2004. Mineral Resources Estimate Increase for The Weda Bay Nickel Cobalt Projects, Halmahera Island, Indonesia . Technical Report in Accord with National Instrument 43-101. [10] Prado, Faustino L. 2004. Sixty Years of Caron: Current Assesment . International Laterite Nickel Symposium 2004. Edited by W.P Imrie and D.M. Lane. March 14 – 18. [11] Reid, John G dkk. 2004. Yabulu 25 Years On . International Laterite Nickel Symposium 2004. Edited by W.P Imrie and D.M. Lane. TMS The Minerals, Metals Materials Society, March 14 – 18. [12] Rodriguez, R.I. 2004. Reduction in Energy Cost in Cuban Caron Process Plant. International Laterite Nickel Symposium 2004. Edited by W.P Imrie and D.M. Lane. TMS The Minerals, Metals Materials Society. March 14 – 18. [13] Rustiadi dkk. 2009. Identifikasi Mineralogi Bijih Nikel Laterit Kadar Rendah Halmahera Serta Kemungkinan Pengolahannya Kedepan. Laporan akhir kegiatan program insentif bagi peneliti dan teknisi LIPI. Departemen Pendidikan Nasional dan LIPI. [14] S.A., Cofremmi. The Cofremmi Acid Leach Process for Laterite Ores . Compagnie Francaise d’Entreprises Minieres Metallugiques et d’Investissements. [15] Taylor, Alan. 2009. Trends in Nickel-Cobalt Processing. ALTA Metallurgical Services, ALTA Ni-Co 2009 Conference. [16] Tsuchida, N dkk. 2004. Development Of Process Design For Coral Bay Nickel Project . International Laterite Nickel Symposium 2004. Edited by W.P Imrie and D.M. Lane. TMS The Minerals, Metals Materials Society. March 14 – 18. [17] Wedderburn, Bruce. 2007. Nickel Laterite A Shift Towards Heap Leaching . Malachite Process Consulting. RIWAYAT PENULIS Puguh Prasetiyo, dilahirkan di Surabaya pada tanggal 8 Maret 1958, lulus S1 Teknik Pertambangan ITB pada tanggal 8 Maret 1986, dan bekerja sebagai staf peneliti di Puslit Metalurgi sejak 1986 sampai saat ini. ADSORPSI NIKEL DAN KOBALT PADA RESIN PENUKAR ION LEWATIT MONOPLUS TP 207 XL DALAM BEBERAPA LARUTAN SULFAT Frideni G.F , G. A Wisma, M.Z. Mubarok, dan S. Purwadaria Program Studi Sarjana Teknik Metalurgi, FTTM-ITB, Jl. Ganesa 10 Bandung, 40312 E-mail : frideni_gfyahoo.com sunara_pyahoo.com Intisari Resin penukar ion Lewatit Monoplus TP 207 XL adalah salah satu resin untuk memisahkan logam dari larutan hasil pelindian bijih nikel laterit. Resin ini tahan terhadap abrasi, dapat digunakan pada suhu diatas suhu kamar, memiliki kelarutan yang rendah dalam larutan hasil leaching sehingga dapat digunakan berulang-ulang. Tulisan ini membahas kinetika proses adsorpsi nikel dan kobalt pada resin penukar ion Lewatit Monoplus TP 207 XL dalam beberapa larutan nikel dan kobalt sintetik dengan pH 3, 4, dan 5 pada suhu kamar, 40 ° C, dan 50 ° C. Hasil dari percobaan menunjukkan bahwa dalam larutan nikel sulfat dan kobalt sulfat sintetik pH 5, persen adsorpsi nikel dan kobalt masing-masing dapat mencapai 92,19 dan 97,12 bila adsorpsinya dilakukan pada suhu 50 ° C. Berdasarkan studi kinetika yang telah dilakukan, laju adsorpsi pada resin saat awal proses ≤ 2 jam cenderung terkendali oleh laju difusi ion-ion melalui lapis difusi dalam fluida. Hasil percobaan menunjukkan pH dan suhu larutan berpengaruh pada persen adsorpsi nikel dan kobalt dan resin lebih sesuai untuk adsorpsi logam-logam ini secara bersamaan, karena tidak cukup selektif untuk memisahkan keduanya. Kemungkinan penggunaan resin ini untuk mengadsorpsi nikel dan kobalt dari beberapa larutan hasil pelindian nikel laterit kadar rendah yang telah dikurangi kandungan ion besinya juga disajikan dalam tulisan ini. Kata kunci : Resin, Lewatit Monoplus TP 207 XL, Laterit, Pelindian, Difusi Abstract Lewatit Monoplus TP 207 XL ion exchange resin has a function to separate metal from nickel ore laterite in leaching solution. This resin has good wear ability and low solubility inside of solution after leaching process, therefore can be used at elevated temperature frequently. This study concern on kinetic of nickel and cobalt absorption of Lewatit Monoplus TP 207 XL ion exchange resin in nickel solution and synthetic cobalt, with potential hydrogen various around 3,4 and 5 at room temperature of 40 ° C and 50 ° C. Result shows that nickel and cobalt adsorption percentage can be obtained approximately around 92.19 and 97.12, respectively, in nickel sulfide solution and 5 potential hydrogen of synthetic cobalt at temperature 50 °C. Based on kinetic study which has been done, absorption rate of resin at the first process ≤ 2 h effected by ions diffusion rate through diffusion layer in the fluid. Result shows that potential hydrogen and solution temperature affect in nickel and cobalt absorption percentages, and also resin more appropriate to absorb these metals simultaneously, due to difficulty to separate of them. This study also shows possibility to using this resin for absorption nickel and cobalt in various solutions which is obtained from low nickel laterite with low ferrous ions after leaching process. Keywords : Resin, Lewatit Monoplus TP 207 XL, Laterit, Leaching, Diffusion PENDAHULUAN Mengikuti Hellferich [1-2] Resin Permukaan Larutan , proses adsorpsi nikel pada resin penukar ion Lewatit Monoplus TP 207 XL secara hipotetik diawali dengan perpindahan massa ion-ion nikel dari ruah latutan kepermukaan resin, adsorpsi nikel pada permukaan resin dan dilanjutkan dengan difusi nikel kebagian dalam resin. Proses adsorpsi ini ditunjukkan secara skematik seperti; [Ni] r kr K ks [Ni] l 1 46 | Majalah Metalurgi, V 26.1.2011, ISSN 0126-3188 hal 45-52 dengan l menyatakan larutan, r menyatakan resin, s menyatakan permukaan butiran resin, k s adalah koefisien perpindahan massa dalam larutan, k r Setelah kesetimbangan tercapai antara nikel yang teradsorpsi pada resin dengan nikel dalam larutan dimuka resin , akan diperoleh hubungan : adalah koefisien perpindahan massa dalam resin, dan K adalah konstanta kesetimbangan reaksi adsorpsi. = K 2 Laju pemuatan nikel pada resin sebelum kesetimbangan tercapai dapat dinyatakan oleh laju perpindahan massa nikel dari ruah larutan ke permukaan resin ; = 3 dan laju perpindahan massa nikel pada resin yang dapat dinyatakan dengan persamaan, = 4 4 dengan A adalah luas antarmuka resin- larutan. Apabila laju pemuatan resin terkendali oleh laju perpindahan massa ion-ion Ni dari ruah larutan kepermukaan resin, maka pada keadaan tunak laju perpindahan massa dalam resin [ ] akan sama dengan laju perpindahan massa dalam larutan [ - ] Kondisi ini biasanya terjadi dalam larutan dengan konsentrasi nikel yang rendah. Dengan menyelesaikan kedua persamaan tersebut Persamaan 3 = Persamaan 4 dan dengan mensubstitusikannya ke Persamaan 2, akan diperoleh relasi ; = 5 Subtitusi persamaan ini ke dalam Persamaan 4 memberikan, = k’K - 6 dengan k’=k s k r Ak s K+k s Bila konsentrasi nikel dalam larutan pada permukaan resin konstan, integrasi Persamaan 6 menghasilkan, ln = k’t 7 Dengan memperhatikan bahwa pada keadaan kesetimbangan berlaku = dan adalah pemuatan nikel resin pada t = 0 yang nilainya = 0, persamaan diatas dapat disederhanakan menjadi, ln = k’t 8 Persamaan ini menyatakan bahwa hubungan ln dengan t linier. PROSEDUR PERCOBAAN Untuk mempelajari kinetika adsorpsi nikel danatau kobalt pada resin penukar ion Lewatit Monoplus TP 207 XL dari larutan nikel danatau kobalt sulfat, dilakukan serangkaian percobaan adsorpsi dibawah tekanan atmosfer pada suhu kamar, 40 °C, dan 50 °C, dengan menggunakan larutan-larutan artifisial yang pH-nya 3, 4 dan 5. Keseluruhan percobaan dilakukan dengan menggunakan resin 4x atau 1x dari perkiraan kebutuhan teoritik. Percobaan adsorpsi nikel dan kobal juga dilakukan dengan menggunakan larutan hasil pelindian bijih nikel laterit yang ion besinya telah dikurangi. Pelindian dilakukan dalam larutan asam sulfat 1 M pada tekanan atmosfer dan percobaan adsorpsi ion-ion nikel dan kobalt dilakukan dalam larutan hasil pelindian pada temperatur 50 °C dan 60 Nikel dan kobalt yang masih tertinggal dalam larutan, dianalisis dengan menggunakan flame AAS Atomic Absorption Spectrophotometer Shimadzu seri AA 6300. °C, dengan menggunakan resin 4x teoritik. Adsorpsi Nikel dan ….. Frideni G.F | 47 HASIL DAN PEMBAHASAN Kinetika Adsorpsi Nikel pada Resin Penukar Ion Lewatit TP 207 XL dalam Larutan Sulfat Artifisial Dari data hasil pengujian adsorpsi nikel dalam larutan nikel sulfat dengan konsentrasi awal kurang lebih 280 ppm Ni, dialurkan hubungan antara adsorpsi nikel dengan waktu sebagaimana disajikan pada Gambar-gambar 1, 2 dan 3 berturut- turut dari hasil percobaan pada pH 3, pH 4 dan pH 5. Untuk perhitungan kinetika perlu diprediksi kondisi kesetimbangan keadaan terminal proses adsorpsi, yaitu saat tidak lagi terjadi perubahan konsentrasi ion logam dalam resin. Oleh karena percobaan dilakukan selama 4 jam, kondisi kesetimbangan diasumsikan sebagai konsentrasi ion logam tertinggi dalam resin selama 4 jam pengamatan. Sedangkan data yang digunakan untuk perhitungan kinetika adalah data adsorpsi resin selama 2 jam, karena adsorpsi sudah tidak signifikan lagi setelah 2 jam proses adsorpsi. Gambar 1. Persen adsorpsi Ni sebagai fungsi waktu dalam larutan nikel sulfat pH 3 pada suhu kamar, 40 °C, dan 50 °C Gambar 2 . Persen adsorpsi Ni sebagai fungsi waktu dalam larutan nikel sulfat pH 4 pada suhu kamar, 40 °C, dan 50 °C Gambar 3. Persen adsorpsi Ni sebagai fungsi waktu dalam larutan nikel sulfat pH 5 pada suhu kamar, 40 °C, dan 50 °C Hubungan ln dengan t untuk hasil-hasil percobaan di atas ditunjukkan pada Gambar 4, 5 dan 6. Keseluruhannya menunjukkan hubungan yang linier dengan koefisien korelasi R mendekati 1. Energi aktivasi proses Tabel 1 4,46 kkalmol menekankan bahwa proses terkendali oleh difusi melalui lapis difusi dalam fluida [3] . Tabel 1. Energi aktifasi proses adsorpsi nikel pH k’ R kalorimol kkalorimol 3 -154,2 -154,2 306,395 0,306 4 -2244 -2244 4458,825 4,459 5 -646,4 -646,4 1284,396 1,284 48 | Majalah Metalurgi, V 26.1.2011, ISSN 0126-3188 hal 45-52 Gambar 4. Kinetika proses adsorpsi nikel dalam larutan dengan pH 3 Gambar 5. Kinetika proses adsorpsi nikel dalam larutan dengan pH 4 Gambar 6. Kinetika proses adsorpsi nikel dalam larutan dengan pH 5 Kinetika Adsorpsi Kobalt pada Resin Penukar Ion Lewatit TP 207 XL dalam Larutan Sulfat Artifisial. Hubungan antara adsorpsi kobal dengan waktu dari serangkaian percobaan yang dilakukan dalam larutan kobal sulfat 63,48 ppm Co, disajikan pada Gambar 7, 8 dan 9 berturut-turut dari hasil percobaan pada pH 3, pH 4 dan pH 5. Sama seperti perilaku adsorpsi nikel pada resin yang digunakan, laju adsorpsi pada resin menurun dengan peningkatan waktu adsorpsi. Hubungan ln dengan t untuk hasil-hasil percobaan di atas ditunjukkan pada Gambar 10, 11 dan 12. Keseluruhannya menunjukkan hubungan yang linear meskipun tidak sebaik pengaluran yang dilakukan pada adsorpsi nikel. Energi aktivasi proses Tabel 2 4,4 kkalmol menyatakan kembali bahwa proses terkendali oleh difusi melalui lapis difusi dalam fluida. Gambar 7. Persen adsorpsi Co sebagai fungsi waktu dalam larutan kobalt sulfat pH 3 pada suhu kamar, 40 °C dan 50 °C Gambar 8. Persen adsorpsi Co sebagai fungsi waktu dalam larutan kobalt sulfat pH 4 pada suhu kamar, 40 °C, dan 50 °C Gambar 9. Persen adsorpsi Co sebagai fungsi waktu dalam larutan kobalt sulfat pH 5 pada suhu kamar, 40 °C, dan 50 °C Adsorpsi Nikel dan ….. Frideni G.F | 49 Gambar 10. Kinetika proses adsorpsi kobalt dalam larutan dengan pH 3 Gambar 11. Kinetika proses adsorpsi kobalt dalam larutan dengan pH 4 Gambar 12. Kinetika proses adsorpsi kobalt dalam larutan dengan pH 5 Tabel 2. Energi aktifasi proses adsorpsi kobalt pH k’ R Kalorimole kkalorimole 3 -1560 -1560 3099,718 3,100 4 -1892 -1892 3759,402 3,759 5 -2196, -2196 4363,449 4,363 Kinetika Adsorpsi Nikel dan Kobalt pada Resin Penukar Ion Lewatit TP 207 XL dalam Larutan Nikel-Kobalt Sulfat Artifisial Untuk menentukan adsorpsi Ni+Co dari larutan nikel-kobalt artifisial, konsentrasi nikel dan kobalt dalam larutan diubah dalam unit molL. Oleh karena itu hubungan antara adsorpsi dengan waktu yang ditunjukkan pada Gambar 13 dan 14 didasarkan pada mol Ni+Co yang teradsorpsi pada resin. Konsentrasi total awal Ni+Co yang digunakan dalam percobaan adalah sebesar 0,024 molL. Gambar 13. Persen adsorpsi Ni+Co sebagai fungsi waktu pada suhu kamar dengan resin 1x teoritik Gambar 14. Persen adsorpsi Ni+Co sebagai fungsi waktu pada suhu kamar dengan resin 4x teoritik Dengan cara yang sama seperti yang dilakukan sebelumnya, laju adsorpsi Ni+Co dialurkan hubungan ln dengan t dari hasil-hasil percobaan di atas sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 15 dan 16. 50 | Majalah Metalurgi, V 26.1.2011, ISSN 0126-3188 hal 45-52 Gambar 15. Kinetika adsorpsi Ni+Co dalam larutan yang mengandung resin 1 kali teoritik Gambar 16. Kinetika adsorpsi Ni+Co dalam larutan yang mengandung resin 4 kali teoritik Pengaruh Temperatur dan pH terhadap Kemampuan Adsorpsi Nikel dan Kobalt pada Resin Penukar Ion Lewatit TP 207 XL dari Larutan Artifisial Gambar 17 dan 18 berturut-turut menunjukkan pengaruh peningkatan pH terhadap persen adsorpsi nikel dan kobal pada pada temperatur kamar, 40 °C, dan 50 °C. Gambar 17. Pengaruh pH dan temperature pada persen adsorpsi nikel dalam larutan nikel sulfat setelah selama 4 jam Gambar 18. Pengaruh pH dan temperatur pada persen adsorpsi kobalt dalam larutan kobalt sulfat setelah selama 4 jam Proses adsorpsi Ni+Co berlangsung dengan energi aktifasi yang rendah, karena cenderung terkendali oleh laju pepindahan massa ion-ion nikel dalam larutan. Proses ini tidak sensitif terhadap kenaikan suhu. Laju adsorpsi nikel secara keseluruhan lebih lambat dari laju adsorpsi kobal, meskipun dari larutan dengan konsentrasi kobalt jauh lebih rendah dari nikel. Peningkatan jumlah nikel dan kobal yang dapat diadsorpsi pada suhu yang lebih tinggi kemungkinan berkaitan dengan peningkatan konsentrasi kesetimbangan ion-ion nikel dan kobalt pada resin. Adsorpsi pada pH yang lebih tinggi dari DpH DpH nikel 2,2 dan DpH kobal 2,7 [4] meningkatkan laju adsorpsi nikel dan kobal serta jumlah nikel dan kobal yang dapat teradsorpsi selama 4 jam. Selektifitas Resin Penukar Ion Lewatit TP 207 XL Terhadap Nikel dan Kobalt Gambar 19. perbandingan persen adsorpsi nikel dan kobalt dalam larutan nikel-kobalt sulfat pada berbagai pH dengan suhu kamar selama 4 jam Adsorpsi Nikel dan ….. Frideni G.F | 51 Gambar 20. Perbandingan persen adsorpsi nikel dan kobalt dalam larutan nikel-kobalt sulfat pada berbagai pH dengan suhu kamar selama 4 jam Nikel dan kobal memiliki DpH dengan rentang perbedaan yang kecil pada resin penukar ion Lewatit Monoplus TP 207 XL. Bersamaan dengan itu laju adsorpsi nikel lebih lambat dari laju adsorpsi kobalt. Sebagai konsekuensinya selektifitas resin terhadap nikel dan kobalt dalam larutan sulfat sangat rendah. Sebagai kesimpulannya resin penukar ion Lewatit TP Monoplus 207 XL lebih sesuai untuk digunakan mengadsorpsi nikel dan kobalt secara bersamaan. Adsorpsi Nikel dan Kobalt pada Resin Lewatit TP 207 XL dari Larutan Hasil Pelindian Larutan hasil pelindian yang digunakan adalah hasil pelindian dibawah tekanan atmosfer pada 95°C dengan menggunakan reagen pelindi larutan asam sulfat 1 M. Larutan hasil pelindian mengandung pengotor besi yang tinggi, sehingga besi harus dioksidasi terlebih dahulu menjadi ion Fe 3+ dengan berbagai metoda, dan selanjutnya dilakukan presipitasi besi dengan menaikkan pH. Ion-ion nikel dan kobalt dari larutan yang telah dipisahkan besinya di adsorpsi dengan resin Lewatit Monoplus TP 207 XL pada pH 4-4,5. Gambar-gambar 21, 22 dan 23 menunjukkan persen adsorpsi nikel, kobalt, danatau besi dari larutan hasil pelindian yang telah dikurangi kadar besinya. Gambar 21. Persen adsorpsi nikel, kobalt, dan besi dari larutan hasil pelindian besi dioksidasi dengan H 2 O 2 pada pH 4 dengan suhu 50°C Gambar 22. Persen adsorpsi nikel dan besi dari larutan hasil pelindian besi dioksidasi dengan aerasi 2 tahap pada pH 4,5 dengan temperatur 60°C Gambar 23. Persen adsorpsi nikel dari larutan hasil pelindian besi dioksidasi elektrokimia dengan beberapa variasi waktu pada pH 4,5 dengan temperatur 60°C adsorpsi besi sangat kecil dan diabaikan Besi yang tertinggal cenderung ikut teradsorpsi saat adsorpsi nikel pada pH 4 - 4,5. Oleh karena itu besi dari larutan hasil pelindian harus dipisahkan sebanyak mungkin, sebelum dilakukan recovery 52 | Majalah Metalurgi, V 26.1.2011, ISSN 0126-3188 hal 45-52 nikel dengan Lewatit Monoplus TP 207 XL. KESIMPULAN Dari percobaan adsorpsi yang telah dilakukan diketahui bahwa resin penukar ion Lewatit TP Monoplus 207 XL dapat digunakan untuk mengadsorpsi nikel, kobalt, dan besi pada pH sekitar 4. Keasaman larutan sangat mempengaruhi laju dan jumlah ion-ion nikel dan kobalt yang dapat di adsorpsi. Resin ini tidak selektif untuk memisahkan nikel dan kobalt dari larutan nikel-kobalt sulfat karena DpH untuk pemisahan kedua ion tersebut sangat berdekatan. Laju adsorpsi nikel lebih lambat dari laju adsorpsi kobalt dari larutan sulfat artifisial. Proses adsorpsi terkendali oleh laju difusi ion-ion melalui lapis difusi dalam fluida. Adsorpsi nikel dan kobalt dari larutan hasil pelindian berlangsung dengan laju yang lebih tinggi. DAFTAR PUSTAKA [1] Kunin, R., Ion Exchange Resin, Second Edition, John Wiley and Son, Inc., New York. [2] Zaimawati, Z. 2005. Development of Resin in Pulp Process for Recovery Nickel and Cobalt from Laterite Leach Slurries , PhD Thesis, Murdoch Univ. WA. [3] Habashi, F.1970. Principle Of Extractive Metallurgy , Volume 2 Hydrometallurgy, Gordon and Research, Science Publisher, Inc, New York. [4] Metal Winning by Hydrometallurgy, Lewatit, Bayer Chamicals. Indeks | Indeks Penulis A Agung Imaduddin 1 Ari Yustisia Akbar 21 Arifin Arif 7 D Deddy Sufiandi 15, 27 E Edi Herianto 7 F Frideni G.F 45 G G. A Wisma 45 H Harsisto 21 Hartati Soeroso 21 I Immanuel Ginting 27 M M.Z. Mubarok 45 P Puguh Prasetiyo 35 R Ronald Nasoetion 3 S S. Purwadaria 45 Y Yulinda Lestari 21 | Majalah Metalurgi, V 25.1.2011, ISSN 0126-3188 Indeks | Indeks B Bijih nikel 7, 12, 13, 14, 35, 36, 43, 44, 45, 46 C Caron process 7, 13, 35, 44 CMR 1 D Difusi 45, 47, 48, 52 E Engineered cement composit 21., 22 F Floating zone method 1 Fly ash 21, 23, 24 H Hidrometalurgi 14, 35, 36 HPAL process 7, 35 Hydrometallurgy 35, 52 I Ilmonite 35 Industri baja 15, 16, 27 K Kristal tunggal 1, 2 , 3, 4 , 5 L Laterit 7, 10, 11, 12, 13, 14, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 45, 52 Laterite 7, 10, 13, 14, 35, 40, 43, 44, 52 Laterit kadar rendah 7, 13, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 43, 44, 45 Leaching 10, 20, 35, 36, 38, 39, 51, 43, 44, 45 Lewatit Monoplus TP 207 XL 45, 46, 51, 52 Limonit 7, 8, 11, 12, 13, 35, 36, 37, 41, 42, 43 Low grade of laterite 35 LSMO 1, 2 LSMO 327 12 M Magnesium Mg 35, 37 Magnetic separator 15, 16, 17, 19, 27, 28, 29, 31, 32, 33 Mangan 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 38 Metoda floating zone 1 N Nickel ore 7 P Pasir besi titan 15, 16, 17, 18, 19, 20 Polyvinyl alcohol 21, 23, 24 Product 9, 14, 15, 27, 38 Produk 3, 7, 8 , 9, 11, 14, 15, 16, 17, 18, 20, 23, 27, 28, 33, 35, 36, 38, 40, 41, 43 Proses Caron 7, 8, 9, 10, 12, 13, 35, 36, 37, 38, 41, 43 Proses HPAL 7, 8, 9, 13, 35, 36, 37, 39, 40, 41, 43 R Resin 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52 Roasting 27, 28, 30, 31, 32, 33 S Saprolite 7, 35, 42 Self healing concrete 21, 22, 23 Single crystal 1, 5 Steel industry 15 Superplastisize 21, 24 | Majalah Metalurgi, V 25.1.2011, ISSN 0126-3188 T Tegal Buleud - Sukabumi Selatan 15 Tegal Buleud- South Sukabumi 15 Titans iron sand 15 PANDUAN BAGI PENULIS 1. Penulis yang berminat menyumbangkan hasil karyanya untuk dimuat di dalam majalah Metalurgi, diharuskan mengirim naskah asli dalam bentuk final baik hardcopy atau softcopy dalam file doc, disertai pernyataan bahwa naskah tersebut belum pernah diterbitkan atau tidak sedang menunggu penerbitannya dalam media tertulis manapun. 2. Penulis diminta mencantumkan nama tanpa gelar, afiliasi kedudukan dan alamat emailnya setelah judul karya tulisnya, dan ditulis dengan Times New Roman TNR, jarak 1 spasi, font 12. 3. Naskah harus diketik dalam TNR font 12 dengan satu 1 spasi. Ditulis dalam bentuk hardcopy dengan kertas putih dengan ukuran A4 pada satu muka saja. Setiap halaman harus diberi nomor dan diusahakan tidak lebih dari 30 halaman 4. Naskah dapat ditulis dalam bahasa Indonesia atau bahasa Inggris, harus disertai dengan judul yang cukup ringkas dan dapat melukiskan isi makalah secara jelas. Judul ditulis dengan huruf kapital menggunakan TNR font 14 dan ditebalkan. Untuk yang berbahasa Indonesia, usahakanlah untuk menghindari penggunaan bahasa asing. 5. Isi naskah terdiri dari Judul naskah, Nama Pengarang dan Institusi beserta email, IntisariAbstract, Pendahuluan, Tata KerjaProsedur Percobaan, Hasil Percobaan, Pembahasan, Kesimpulan dan Saran, Daftar Pustaka, Ucapan Terimakasih dan Riwayat Hidup. Pakailah bahasa yang baik dan benar, singkat tapi cukup jelas, rapi, tepat dan informatif serta mudah dicernadimengerti. Sub judul ditulis dengan huruf kapital TNR font 12, ditebalkan tanpa penomoran urutan sub judul, misalnya : PENDAHULUAN PROSEDUR PERCOBAAN , dan seterusnya. 6. Naskah harus disertai intisari pendek dalam bahasa Indonesia dan abstract dalam bahasa Inggris ditulis TNR 10 jarak 1 spasi diikuti dengan kata kuncikeywords ditulis miring. Isi dari intisariabstract merangkum secara singkat dan jelas tentang : • Tujuan dan Ruang Lingkup Litbang • Metoda yang Digunakan • Ringkasan Hasil • Kesimpulan 7. Isi pendahuluan menguraikan secara jelas tentang : • Masalah dan Ruang Lingkup • Status Ilmiah dewasa ini • Hipotesis • Cara Pendekatan yang Diharapkan • Hasil yang Diharapkan 8. Tata kerjaprosedur percobaan ditulis secara jelas sehingga dapat dipahami langkah- langkah percobaan yang dilakukan. 9. Hasil dan pembahasan disusun secara rinci sebagai berikut : • Data yang disajikan telah diolah, dituangkan dalam bentuk tabel atau gambar, serta diberi keterangan yang mudah dipahami. Penulisan keterangan tabel diletakkan di atas tabel, rata kiri dengan TNR 10 dengan spasi 1. Kata tabel ditulis tebal. Akhir ketrangan tidak diberi tanda titik . LEMBAGA ILMU PENGETAHUAN INDONESIA P U S A T P E N E L I T I A N M E T A L U R G I Kawasan PUSPIPTEK Serpong 15314, Tlp.021-7560911 Fax. 021-7560553 PANDUAN BAGI PENULIS Contoh : Tabel 1. Harga kekerasan baja SS 316L Penulisan keterangan gambar ditulis di bawah gambar, rata kiri dengan TNR 10 jarak 1 spasi, format “in line with text”. Kata gambar ditulis tebal. Akhir ketrangan tidak diberi tanda titik. Contoh : Gambar 1. Struktur mikro baja SS 316L • Pada bagian pembahasan terlihat adanya kaitan antara hasil yang diperoleh dengan konsep dasar dan atau hipotesis • Kesesuaian atau pertentangan dengan hasil litbang lainnya • Implikasi hasil litbang baik secara teoritis maupun penerapan 10. Kesimpulan berisi secara singkat dan jelas tentang : • Esensi hasil litbang Penalaran penulis secara logis dan jujur, fakta yang diperoleh 11. Penggunaan singkatan atau tanda-tanda diusahakan untu memakai aturan nasional atau internasional. Apabila digunakan sistem satuan maka harus diterapkan Sistem Internasional SI 12. Kutipan atau Sitasi • Penulisan kutipan ditunjukkan dengan membubuhkan angka dalam format superscript sesuai urutan. • Angka kutipan ditulis sebelum tanda titik akhir kalimat tanpa spasi, dengan tanda kurung siku dan tidak ditebalkan bold. • Jika menyebut nama, maka angka kutipan langsung dibubuhkan setelah nama tersebut. • Tidak perlu memakai catatan kaki. • Urutan dalam Daftar Pustaka ditulis sesuai dengan nomor urut kutipan dalam naskah. Contoh: Struktur mikro baja SS 316L [2] . 13. Penyitiran pustaka dilakukan dengan memberikan nomor di dalam tanda kurung. Daftar pustaka itu sendiri dicantumkan pada bagian akhir dari naskah. Susunan penulisan dari pustaka sebagai berikut :

1. Buku dengan satu pengarang atau dua pengarang hanya nama pengarang yang