RARE EARTH MINERAL Keterdapatan dan Pent

RARE EARTH MINERAL
Keterdapatan dan Pentingnya REE

Oleh
Dudi Nasrudin Usman
270130130501

TUGAS UAS
Tugas ini Disampaikan untuk Mata Kuliah
Rare Earth Mineral diampu oleh
Ir. Mega Rosana F, M.Sc., P.hD dan Ir. Euis Tintin, M.T., P.hD

PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS PADJADJARAN
BANDUNG
2015

1

BAB I
PENDAHULUAN

Unsur Tanah Jarang (UTJ) atau dikenal dengan istilah Logam Tanah Jarang (LTJ) atau
Rare Earth Element (REE) merupakan bagian dari unsur logam yang ada di bumi ini dan
sangat dibutuhkan untuk perkembangan teknologi. Istilah tanah jarang disarankan oleh
Johann Gadolin pada 1794. "Langka" karena saat pertama dari UTJ ditemukan mereka
dianggap hadir dalam kerak bumi hanya dalam jumlah kecil, dan "bumi" karena sebagai
oksida mereka memiliki bersahaja penampilan. Karena kesamaan kimia antara UTJ,
isolasi lengkap dan klasifikasi mengambil lebih dari satu abad dari penemuan mereka
(Evans 1997 dalam Türker P, 2004)).
REE awalnya diproduksi dalam jumlah kecil dari deposit kecil seperti pegmatite granit,
lingkungan geologi di mana mereka pertama kali ditemukan. Kelompok unsur logam
tanah jarang pertama kali ditemukan pada tahun 1787 oleh seorang letnan angkatan
bersenjata Swedia bernama Karl Axel Arrhenius, yang mengumpulkan mineral ytteribite
dari tambang feldspar dan kuarsa di dekat Desa Ytterby, Swedia. Mineral tersebut
berhasil dipisahkan oleh J. Gadoli pada tahun 1794. Meskipun lantanida yang disebut
unsur tanah jarang, mereka tidak jarang terjadi di alam. Tingkat mereka di kerak bumi
sering sama atau lebih tinggi dari beberapa elemen fisiologis yang signifikan, seperti
yodium, kobalt, perak, emas, platinum dan selenium (Brzyska, 1996).
Sejak tahun 1998, lebih dari 80% dari bahan REE dunia baku datang dari Cina, dan
sebagian besar produksi adalah dari deposit Bayan Obo di Mongolia. Amerika Serikat

merupakan salah satu Negara yang 100% bergantung pada impor REE dan sangat
tergantung pada banyak mineral lain yang mendukung ekonominya. Sebagai contoh,
Amerika Serikat lebih dari 90% impor bergantung untuk mineral berikut: mangan
(100%), bauksit (100%), platinum (94%), dan uranium (90%).
Pada tahun 2010, China memangkas kuota ekspor sebesar 37% dan sebesar 35% pada
semester pertama tahun 2011. Hal ini menciptakan suatu paduan untuk ferro-paduan yang
mengandung unsur tanah jarang, dan meningkatkan ekspor sebesar 20 – 25% di Tahun
2011. Pembatasan kuota yang di lakukan Cina tentang kontrol ekspor logam langka
berdampak kepada industri di Amerika Serikat, Jepang, dan Eropa. Sementara sumbersumber alternatif untuk tanah jarang terus dikembangkan. Hal ini mengakibatkan para
pembuat kebijakan di AS, Eropa, dan di tempat lain mencari sejumlah pilihan untuk
mengatasi krisis di tanah jarang, termasuk tantangan kebijakan China di WTO.
Di Indonesia, keterdapatan unsur tanah jarang diketahui pada mineral-mineral seperti
zirkon, monasit dan xenotim dan sangat langka. Zirkon sebagai mineral ikutan dapat
dijumpai pada endapan emas dan timah aluvial, sedangkan monasit dan xenotim terdapat
sebagai mineral ikutan pada endapan timah aluvial. Keberadaan mineral mengandung
unsur tanah jarang sebagai mineral ikutan, dalam proses penambangan dan pengolahan
emas atau timah akan terbawa serta, sehingga mineral-mineral tersebut akan menjadi
produk sampingan. Di Indonesia mineral mengandung unsur tanah jarang terdapat
sebagai mineral ikutan pada komoditas utama terutama emas dan timah alluvial yang
mempunyai peluang untuk diusahakan sebagai produk sampingan yang dapat

memberikan nilai tambah dari seluruh potensi bahan galian.

2

BAB II
RARE EARTH MINERALS

Unsur-unsur tanah jarang terdiri dari lima belas (15) elemen lantanida dan dua (2)
elemen dengan karakteristik kimia yang mirip, yttrium dan skandium. Klasifikasi unsurunsur tanah jarang biasanya ditandai dengan baik "light" atau "berat", terutama
didasarkan pada nomor atom dan sifat-sifat lain, meskipun Samarium, Europium, dan
Gadolinium kadang-kadang dicirikan sebagai "media" earths. Unsur-unsur tanah jarang
memiliki sifat fisik dan kimia yang berbeda, termasuk sifat kuat magnetik, indeks bias
tinggi, konduktivitas yang tinggi, dan kemampuan untuk menyimpan hidrogen dan
oksigen secara efisien.

1.

Pentingnya Unsur Tanah Jarang (Rare Earth Element)

Unsur Tanah Jarang (REE) merupakan unsur mineral yang tidak kalah penting

dibandingkan unsur logam yang lain, keterdapatan dan keberadaan unsur tanah jarang
sangat penting menunjang perkembangan teknologi di permukaan bumi ini, hal-hal yang
menjadikan pentingnya unsur tanah jarang khususnya di Indoensia, yaitu ;
1.

2.

3.

4.

5.
6.

7.
8.

9.

Logam tanah jarang merupakan mineral langka yang cukup diminati negara asing

sebagai bahan baku untuk peralatan vital militer seperti alat pelacak dan peralatan
perang lainnya,
Tanah jarang memegang peranan yang sangat penting dalam kebutuhan material
produksi modern seperti dalam dunia superkonduktor, laser, optik elektronik, glass
dan keramik.
Unsur tanah jarang (UTJ) banyak kegunaannya dalam industri berteknologi tinggi,
dan sumbernya cukup banyak tersedia di Indonesia termasuk yang ada di Pulau
Bangka dan Pulau Belitung, terdapat terutama sebagai mineral monasit dan senotim
dalam tailing penambangan timah.
Logam tanah jarang ini merupakan mineral ikutan yang tergabung di dalamnya
seperti ; monazite, xenotime dan zircon yang mengandung unsur radioaktif uranium
dan torium.
Logam tanah jarang di Bangka Belitung juga merupakan bahan baku penting untuk
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN)
Tin slag I kadar timahnya hanya berkisar 15 hingga 20 persen, sedangkan tin slag II
diperkirakan kadar timahnya hanya mencapai lima persen dan selebihnya adalah
mineral ikutan yang memiliki nilai ekonomis cukup tinggi.
Di Indonesia ada 2 jenis mineral yang mengandung LTJ, yaitu monasit dan senotim,
Monasit dan senotim ini di Indonesia adanya di sepanjang pantai Kepulauan Bangka,
Belitung, Singkep, sama di Rirang Kalimantan Barat. Selain dalam bentuk pasir,

mineral ini di Bangka sana terdapat sebagai sisa penambangan timah
Logam tanah jarang (LTJ) merupakan unsur yang terletak di dalam golongan
lantanida dan termasuk tiga unsur tambahan yaitu Yttrium, Thorium dan Scandium.

3

2.

Keterdapatan Rare Earth di Bumi
Logam tanah jarang (LTJ) tidak ditemukan berupa unsur bebas dalam lapisan kerak
bumi. Namun ia berbentuk paduan membentuk senyawa kompleks. Sehingga
logam tanah harus dipisahkan terlebih dahulu dari senyawa kompleks tersebut.
Secara umum, logam tanah jarang ditemukan dalam bentuk senyawa kompleks
fosfat dan karbonat. Di bawah ini adalah beberapa contoh mineral logam tanah
jarang yang ditemukan di alam.
Bastnaesit (CeFCO3). Merupakan sebuah fluoro-carbonate serium yang
mengandung 60–70% Oksida logam tanah jarang seperti Lanthanum and
Neodymium. Mineral bastnaesit merupakan sumber logam tanah jarang yang utama
di dunia. Bastnaesit dtemukan dalam batuan kabonatit, dolomit breccia, pegmatit
dan amphibole skarn.

Gambar 1. Bastnäsite-(Ce) Zagi Mountain (Zegi Mountain), Mulla Ghori, Khyber
Agency, FATA, Pakistan. (Sumber : Christian Rewitzer, 2010)

Monazit ((Ce,La,Y,Th)PO3) merupakan senyawa fosfat logam tanah jarang yang
mengandung 50-70% Oksida LTJ. Monasit diambil dari mineral pasir berat yang
merupakan hasil samping dari senyawa logam berat lain. Monasit memiliki
kandungan thorium yang cukup tinggi. Sehingga mineral tersebut memiliki sifat
radioaktif. Thorium tersebut memancarkan radiasi pengion. Monasite dalam jumlah
tertentu dikategorikan sebagai TENORM (Technologically Enhanced Naturally
Occuring Radioactive Material) yaitu zat radioaktif alam yang dikarenakan
kegiatan manusia atau proses teknologi terjadi peningkatan paparan potensial jika
dibandingkan dengan keadaan awal, penanganan TENORM mesti mematuhi
batasan paparan radiasi sebagai berikut: Paparan pekerja 20 mSv/th atau 10
uSv/jam dan Paparan publik 1 mSv/th.

4

Xenotime (YPO4) merupakan senyawa ittrium phosphat yang mengandung 5465% LTJ termasuk erbium, cerium dan thorium. Xenotipe juga mineral yang
ditemukan dalam mineral pasir berat seperti pegmatite dan batuan leleh (igneous

rocks). Zircon, merupakan senyawa a zirconium silicate yang didalamnya
ditemukan thorium, ittrium dan cerium. Karbonatit sangat kaya kandungan unsur
tanah jarang, dan merupakan batuan yang mengandung UTJ paling banyak
dibanding batuan beku lainnya (Verdiansyah, 2006). Di bawah ini gambaran
mengenai lokasi penambangan berkaitan dengan REE di Amerika serikat.

Gambar 2. Rare-Earth Mining in United States (Sumber : USGS, 2013)

Gambar 3. These rare-earth oxides are used as tracers to determine which parts of
a drainage basin are eroding. Clockwise from top center: praseodymium, cerium,
lanthanum, neodymium, samarium, and gadolinium. (Sumber : wikipedia, 2013)

5

Gambar 4. Lokasi Deposit Endapan Rare Earth Mineral di Dunia

Sumber : Stephen B. Castor, et al, 2008
2.1

Terbentuknya Rare Earth

Sumber daya tanah jarang dunia terdapat dalam beberapa tipe cebakan. China
sebagai penghasil tanah jarang terbesar di dunia, mempunyai cebakan tanah jarang
dalam bentuk cebakan primer berupa produk sampingan dari tambang bijih besi,
dan sekunder berupa endapan aluvial dan cebakan lateritik. Mineral tanah jarang di
Indonesia dihasilkan sebagai mineral ikutan pada cebakan timah aluvial dan emas
aluvial. Selain itu sumber daya tanah jarang di Indonesia dijumpai juga bersama
dengan cebakan uranium, seperti dijumpai di daerah Rirang Kalimantan Barat
(Sandhi F, 2014). Dalam memperoleh mineral di atas, tidak bisa didapatkan dengan
mudah. Karena jumlah mineral tersebut sangat terbatas. Terlebih lagi, mineral di
atas tidak terpisah sendiri, tetapi ia tercampur dengan mineral lain. Seperti
contohnya pada kepulauan bangka Belitung, mineral ini merupakan hasil samping
dari penambangan timah. Sehingga sebelum memperoleh mineral di atas, maka
diperlukan proses pemisahan terlebih dahulu. Mineral-mineral yang mendominasi
dalam senyawa logam tanah jarang di atas adalah Lanthanum, Cerium,
Neodymium. Sehingga mineral ini, menjadi ekonomis untuk dilakukan proses
ekstraksi. Sehingga pemanfaatan ketiga mineral ini, sangat tinggi dibanding
mineral logam tanah jarang lainnya.

2.2

Golongan Unsur Rare Earth
Unsur REE terdapat sebanyak 17 elemen langka dibumi unsur tanah jarang (UTJ),
15 diantaranya dalam kelompok kimia yang disebut lantanida, ditambah yttrium
dan skandium. Lantanida terdiri dari: lantanum, cerium, praseodymium,
neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium,
holmium, erbium, thulium, Iterbium, dan lutetium. Tanah jarang yang cukup
melimpah di kerak bumi, beberapa bahkan lebih banyak dari tembaga, timah, emas,
dan platinum (Marc Humphries, 2013).

6

Sumber : http://www.rareelementresources.com/rare-earth-elements, diunduh tgl 05 Januari 2015

Gambar 5. Unsur Tanah Jarang dalam Susunan Periodik Unsur Kimia

Sedangkan apabila melihat keberadaan unsure tanah jarang di bumi, maka dapat
memperhatikan Tabel 1 di bawah ini.

Tabel 1. Komposisi Element di Bumi

Sumber : V. Zepf, 2013

7

2.3

Potensi dan Pemanfaatan Endapan Rare Earth

Penggunaan logam tanah jarang sangat luas dan erat kaitannya dengan produk industri
teknologi tinggi, seperti industri komputer, telekomunikasi, nuklir, dan ruang angkasa. Di
masa mendatang diperkirakan penggunaan tanah jarang akan meluas, terutama unsur
tanah jarang tunggal, seperti neodymium, samarium, europium, gadolinium, dan yttrium
(Sabtanto, 2009). Permintaan untuk komoditas mineral permintaan turunan yang berbeda
dari permintaan barang konsumsi.
Mineral yang digunakan sebagai input untuk produksi barang dan jasa. Konsumen tidak
perlu langsung untuk komoditas itu sendiri sebagai konsumen yang baik (Marc
Humphries, 2013). Permintaan untuk unsur tanah jarang berasal dari produksi
menggunakan produk akhir mereka, seperti menampilkan panel datar, mobil, katalis, dll
Akibatnya, permintaan untuk UTJ (seperti dengan mineral lainnya) tergantung pada
kekuatan permintaan dari produk akhir yang mereka masukan.
Peningkatan permintaan untuk produk akhir akan menyebabkan peningkatan permintaan
untuk REE.

Gambar 4. Produksi REE di China, USA, Australia dan beberapa Negara lain,
Tahun 1956 – 2008 (Sumber : Anonim, 2010)

8

Tabel 2. Pemanfaatan REE (Lanthanida)

Indonesia memiliki potensi untuk memproduksi unsur tanah jarang karena memiliki
kandungan mineral seperti monasit di beberapa tempat seperti Bangka, Belitung dan
Singkep (Sulaeman A, 2002). Pasir monasit yang terdapat di Indonesia merupakan hasil
samping tambang timah. Hasil analisis yang dilakukan oleh Purnomo dkk menyebutkan
bahwa kadar Ce dalam kosentrat hasil olahan monasit Bangka mencapai 15% (Purnomo,
et al, 1992).

Gambar 5. Refining Process of Rare Earth Fine Chemicals : A flowchart for rare earth element
production process (Sumber : Anonim, 2012)

9

Gambar 6. Aplikasi Pemanfaatan Material REE (Sumber : Anonim, 2012)

10

BAB III DAFTAR PUSTAKA

Allègre C, Manhès G, Lewin É, 2001, “Chemical composition of the Earth and the
volatility control on planetary genetics”. Earth Planet Sci Lett 185(1–2):49–69.
doi:10.1016/S0012-821X(00)00359-9
Anonim,
2012,
Opportunities
of
Strategic
Rare
Materials Processing Industry in Hong Kong, Hongkong Productivity Council

Earth

Anonim, 2010, The Principal Rare Earth Elements Deposits of the United States, USGS
REE Publication, United States Geologycal Survey
Brzyska W., 1996, “Lanthanides and Actinides”, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne
Poland, P. 40-41.
Evans C.H., 1997, “Episodes from the History of the Rare Earth Elements”, University of
Pittsburgh, PA, USA, 15.
Marc Humphries, 2013, Rare Earth Elements: The Global Supply Chain, Congressional
Research Service.
Rudnick RL, Gao S, 2003, “Composition of the continental crust”. In: Holland HD,
Turekian KK (eds) Treatise on geochemistry (pp 1–64). Pergamon [Imprint], San Diego,
Science and Technology Books. Retrieved from http://gmg.unizar.es........./GeologiaGradoFisica/apuntes/RudnickGaR2003.pdf. Accessed 11 Nov 2012.
Sandhi F, 2014, Rekayasa Bahan Galian Industri Logam Tanah Jarang Potensi Sumber
Daya dan Industri Provinsi Kalimantan Tengah, Jurusan Teknik Pertambangan,
Universitas Palangkaraya.
Stephen B. Castor and James B. Hedrick, “Rare Earth Elements,” 2006,
www.rareelementresources.com/i/pdf/RareEarths-CastorHedrickIMAR7.pdf,
785-786,
and United States Geological Survey, “Rare Earth Elements—Critical Resources for High
Technology,” 2002, http://pubs.usgs.gov/fs/2002/fs087-02.
Sabtanto J. Suprapto, 2009, Tinjauan tentang Unsur Tanah Jarang, Buletin Sumberdaya
Geologi, Vol. 4 No. 1, Pusat Sumber Daya Geologi, Bandung.
Sulaeman. A, 2002, Pola Transpor Pada Ekstraksi dan Pemisahan Unsur Tanah Jarang
Dengan Teknik Membran Cair Berpendukung Menggunakan Pengemban Campuran
D2EHP dan TBP, ITB.
Purnomo. E, dkk, 1992, Ekstraksi Y, La,Ce,dan Nd dari Konsentrat LTJ Hasil Olah Pasir
Monasit, Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah PPNY-BATAN Yogyakarta, 28-30
April 1992.
Verdiansyah, O., 2006. Karbonatit: Petrologi dan Geologi Ekonomi. Universitas Gajah
Mada. Jogjakarta

11