Hubungan Antara Keasaman Lumpur dan Baha
2014
PT. Trubaindo Coal Mining
Mery Marthen
HUBUNGAN ANTARA KEASAMAN,
LUMPUR, DAN BAHAN PENETRAL YANG
DIBUTUHKAN DALAM SATUAN VOLUME
AIR ASAM TAMBANG
The formation of Acid Mine Drainage (AMD) is very potentially to be occurred in all
mineral mining companies specially coal mining. All of the mining company have to
manage this problem. One of the method is by applying the neutralization of AMD by
the addition of the neutralizing material where as the commonly neutralizer known
are limestone CaCO3, quicklime CaO, and hydrate lime Ca(OH)2. In the neutralizing
process, metals that dissolved will be reacted with hydroxyl ion to become metal
hydroxide sediment. The amount of the neutralizing material is depend on the AMD
characteristic. Based on the determination result, the acidity of AMD is directly
proportional to the amount of the neutralizing material that being needed and either
to the volume of sludge produced in neutralizing process. From the determination of
total lime needs, where for AMD with pH 3.02-3.04 needed 1.5 g hydrate lime
Ca(OH)2 to neutralize 4 liters AMD, and from the neutralizing process, the sludge
produced is 160.56 ml in average or 4.01% v/v.
Hubungan Antara Keasaman, Lumpur, dan Bahan Penetral yang Dibutuhkan Dalam Satuan Volume
Air Asam Tambang
ABSTRAK
Pembentukan air asam tambang (AAT) sangat potensial terjadi pada perusahaan
yang beroperasi pada bidang pertambangan mineral khususnya batubara. Setiap
perusahaan pelaku penambangan wajib melakukan penanggulangan pada masalah ini.
Salah satu cara adalah mengaplikasikan metode netralisasi AAT dengan penambahan
bahan penetral dimana yang paling umum digunakan adalah limestone CaCO3,
quicklime CaO, dan hydratelime Ca(OH)2.
Pada proses penetralan, logam-logam yang terlarut akan diikat dan mengendap
sebagai endapan hidroksida logam. Banyaknya material penetral tergantung pada sifat
dari AAT itu sendiri. Berdasarkan penelitian keasaman AAT berbanding lurus dengan
jumlah material penetral yg dibutuhkan dan volume lumpur yang dihasilkan. Dari hasil
uji kebutuhan kapur, dimana AAT dengan pH 3,02-3,04 membutuhkan hydrate lime
Ca(OH)2 sebanyak 1,5 gram untuk menetralkan 4 liter AAT, dan dari hasil penetralan
ini menghasilkan lumpur sebanyak rata-rata 160,56 ml lumpur atau 4,01% v/v.
1
Hubungan Antara Keasaman, Lumpur, dan Bahan Penetral yang Dibutuhkan Dalam Satuan Volume
Air Asam Tambang
DAFTAR ISI
1. PENDAHULUAN ........................................................................................................ 3
1.1 Latar Belakang ........................................................................................................ 3
2. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................................... 5
2.1 Air Asam Tambang ................................................................................................. 5
2.2 Perkiraan Kebutuhan Material Penetral .................................................................. 8
2.3 Pembentukan Lumpur ........................................................................................... 11
2.3.1 Hubungan pH Air dan Lumpur ....................................................................... 14
3. KESIMPULAN ........................................................................................................... 17
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................... 18
2
Hubungan Antara Keasaman, Lumpur, dan Bahan Penetral yang Dibutuhkan Dalam Satuan Volume
Air Asam Tambang
1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pertambangan batubara merupakan suatu komuditi yang dapat menimbulkan
dampak positif dan negatif. Dampak negative terbesar adalah adalah potensi atau telah
terbentuknya Air Asam Tambang (AAT) atau dalam bahasa Inggris dikenal dengan Acid
Rock Drainage (ARD) atau Acid Mine Drainage (AMD), yang jika tidak ditanggulangi
maka akan dapat berakibat pada pencemaran perairan atau sungai yang menyebabkan
terganggunya ekosistem sungai, sehingga kelompok masyarakat
yang
ditinggal
disekitar sungai juga akan terkena dampak dari pencemaran ini, dan bahkan kerugian
yang akan muncul adalah lebih besar dari keuntungan yang telah diperoleh, jika dampak
kerusakan yang ditimbulkan dibiarkan tanpa upaya perbaikan.
Pembentukan AAT berasal dari oksidasi mineral-mineral sulfida dan yang paling
umum didapati dialam adalah pirit, FeS2. Oksidasi pirit ini melibatkan proses biokimia
yaitu
proses
oksidasi-reduksi
dengan
kehadiran
bakteri
sebagai
katalisator,
menghasilkan asam sulfat dan logam-logam terlarut diantaranya Fe, Mn, Zn, Cu yang
menyebabkan penurunan pH air hingga di bawah pH 3.
Beberapa sistem penanggulangan AMD telah banyak diaplikasikan oleh
beberapa perusahaan pertambangan di Indonesia. Sistem yang paling umum adalah
penggunaan batu kapur atau material basa lainnya. Sistem pengolahan ini menghasilkan
sejumlah besar lumpur basah yang membutuhkan pengolahan limbah hasil penetralan
AMD berupa lumpur dari bahan logam hidroksida.
Penambahan bahan penetral dari air asam bersumber dari perusahaan
pertambangan yang akan menghasilkan lumpur hasil reaksi penetralan. Bahan penyusun
lumpur bergantung pada bahan yang digunakan dalam proses penetralan, pada
umumnya adalah endapan lumpur Ca(OH)2, namun menurut penelitian pembentukan
endapan tidak menambah jumlah volume air pada akhir proses.
3
Hubungan Antara Keasaman, Lumpur, dan Bahan Penetral yang Dibutuhkan Dalam Satuan Volume
Air Asam Tambang
Penelitian tentang banyaknya jumlah bahan penetral yang dibutuhkan dalam
menetralkan air asam telah banyak dilakukan, salah satunya adalah laborarium AMD
PT. Trubaindo Coal Mining, dimana pada laboratorium ini dilakukan penelitian pada
sejumlah air asam dari washing plan, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui jumlah
bahan penetral dan waktu yang dibutuhkan untuk air asam mengalami peningkatan pH
hingga pH netral, sesuai dengan ketentuan dari perusahaan yang berlaku.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan pada uraian sebelumnya, maka rumusan permasalahan pada
penelitian ini adalah menyangkut tentang adanya korelasi antara potensi keasaman tanah
tambang, bahan penetral yang dibutuhkan jika air asam tambang terbentuk dan jumlah
limbah baru yang terbentuk setelah proses penetralan.
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mengetahui jumlah kebutuhan kapur untuk menetralkan sejumlah air asam
tambang
2. Mengetahui jumlah lumpur yang dihasilkan setelah proses penetralan
3. Mengetahui hubungan antara keasaman air dengan volume lumpur yang
terbentuk
1.4 Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat menambah informasi tentang siklus kegiatan
pertambangan dalam hal penanganan air asam tambang, mulai dari langkah pencegahan
dampak pertambangan hingga perlakuan penanggulangan dampak pertambangan serta
dampak dari penanggulangan tersebut.
4
Hubungan Antara Keasaman, Lumpur, dan Bahan Penetral yang Dibutuhkan Dalam Satuan Volume
Air Asam Tambang
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air Asam Tambang
Air Asam Tambang (AAT) yang dalam bahasa Inggris dikenal dengan Acid
Mine Drainage (AMD) atau Acid Rock Drainage (ARD) terjadi sebagai hasil dari proses
fisika dan kimia yang cukup kompleks yang mengakibatkan terbentuknya air yang
bersifat asam (tingkat keasaman yang tinggi dan sering ditandai dengan nilai pH yang
rendah di bawah 4) sebagai hasil dari oksidasi mineral sulfida yang terpapar (exposed)
di udara dengan kehadiran air.
Air asam tambang merupakan limbah pencemar lingkungan yang terjadi
akibat aktifitas pertambangan. Limbah ini terjadi karena adanya proses oksidasi
bahan mineral pirit (FeS2 ) dan bahan mineral sulfida lainnya yang tersingkap ke
permukaan tanah dalam proses pengambilan bahan mineral tambang. Proses kimia
dan biologi dari bahan-bahan mineral tersebut menghasilkan sulfat dengan tingkat
kemasaman
yang
tinggi.
Secara
langsung
kemasaman
yang
tinggi
mempengaruhi
maupun
kualitas
tidak
lingkungan
langsung
dan
tingkat
kehidupan
organisme. (Muhammad Yusron, 2009).
Prinsip terjadinya air asam tambang adalah adanya reaksi pembentukan H+ yang
merupakan ion pembentuk asam akibat oksidasi mineral-mineral sulfida dan bereaksi
dengan air (H2O). Kemudian oksidasi dari Fe2+, hidrolisis Fe3+ dan pengendapan logam
hidroksida. Prinsip tersebut bila dilihat secara kimia, sedangkan secara biologi terjadi air
asam tambang akibat adanya bakteri-bakteri tertentu yang sanggup untuk mempercepat
proses (katalisator) dari oksida mineral-mineral sulfida dan oksidasi-oksidasi besi.
Oksidasi mineral-mineral sulfida (dalam bentuk pyrit) yang menyebabkan
keasaman dari air asam tambang dapat digambarkan dengan reaksi berikut :
5
Hubungan Antara Keasaman, Lumpur, dan Bahan Penetral yang Dibutuhkan Dalam Satuan Volume
Air Asam Tambang
Fe2+ + 2 SO42- + 2 H+
FeS2 + 7/2 O2 + H2O
2+
+
Fe + ¼ O2 + H
Fe3+ + 3 H2O
3+
(1)
Fe + ½ H2O
(2)
Fe(OH)3 + 3 H+
(3)
FeS2 + 15/4 O2 + 7/2 H2O
2 H2SO4 + Fe(OH)3
(4)
Persamaan reaksi (1) menunjukkan oksidasi dari kristal pyrit oleh oksigen,
persamaan reaksi (2). menunjukkan oksidasi dari ferrous iron (Fe2+) menjadi Ferric iron
dan persamaan reaksi (3). menunjukkan hidrolisis ferric iron dan pengendapannya
menjadi besi hidroksida [Fe(OH)3]. Bila ketiga persamaan tersebut dijumlah akan
memberikan hubungan stokiometri secara menyeluruh seperti pada persamaan reaksi
(4).
Kondisi keasaman dari pelapukan ion-ion hidrogen selama oksidasi dapat pula
disebabkan karena adanya aktivitas biologi oleh bakteri-bakteri. Bakteri tersebut mampu
untuk mempercepat proses oksidasi dari mineral-mineral sulfida dan oksidasi besi serta
mendapat energi hasil pelepasan energi dari proses oksidasi. Bakteri ini termasuk dalam
subgroup strick aerobes, genus trobhasillus, species thiobasillus, ferroxidans (kadangkadang dijumpai Ferrobacillus ferroxidans).
Pada kegiatan penambangan, terdapat beberapa mineral sulfida, menurut U.S.
Environmental Protection Agency mineral sulfide yang umum ditemukan adalah:
1. FeS2: Pyrite
2. FeS2: Marcasite
3. CuFeS2: chalcopyrite
4. Cu2S: chalcocite
5. ZnS: sphalerite
6. PbS: galena
7. NiS: millerite
8. Fe1-xS (0
PT. Trubaindo Coal Mining
Mery Marthen
HUBUNGAN ANTARA KEASAMAN,
LUMPUR, DAN BAHAN PENETRAL YANG
DIBUTUHKAN DALAM SATUAN VOLUME
AIR ASAM TAMBANG
The formation of Acid Mine Drainage (AMD) is very potentially to be occurred in all
mineral mining companies specially coal mining. All of the mining company have to
manage this problem. One of the method is by applying the neutralization of AMD by
the addition of the neutralizing material where as the commonly neutralizer known
are limestone CaCO3, quicklime CaO, and hydrate lime Ca(OH)2. In the neutralizing
process, metals that dissolved will be reacted with hydroxyl ion to become metal
hydroxide sediment. The amount of the neutralizing material is depend on the AMD
characteristic. Based on the determination result, the acidity of AMD is directly
proportional to the amount of the neutralizing material that being needed and either
to the volume of sludge produced in neutralizing process. From the determination of
total lime needs, where for AMD with pH 3.02-3.04 needed 1.5 g hydrate lime
Ca(OH)2 to neutralize 4 liters AMD, and from the neutralizing process, the sludge
produced is 160.56 ml in average or 4.01% v/v.
Hubungan Antara Keasaman, Lumpur, dan Bahan Penetral yang Dibutuhkan Dalam Satuan Volume
Air Asam Tambang
ABSTRAK
Pembentukan air asam tambang (AAT) sangat potensial terjadi pada perusahaan
yang beroperasi pada bidang pertambangan mineral khususnya batubara. Setiap
perusahaan pelaku penambangan wajib melakukan penanggulangan pada masalah ini.
Salah satu cara adalah mengaplikasikan metode netralisasi AAT dengan penambahan
bahan penetral dimana yang paling umum digunakan adalah limestone CaCO3,
quicklime CaO, dan hydratelime Ca(OH)2.
Pada proses penetralan, logam-logam yang terlarut akan diikat dan mengendap
sebagai endapan hidroksida logam. Banyaknya material penetral tergantung pada sifat
dari AAT itu sendiri. Berdasarkan penelitian keasaman AAT berbanding lurus dengan
jumlah material penetral yg dibutuhkan dan volume lumpur yang dihasilkan. Dari hasil
uji kebutuhan kapur, dimana AAT dengan pH 3,02-3,04 membutuhkan hydrate lime
Ca(OH)2 sebanyak 1,5 gram untuk menetralkan 4 liter AAT, dan dari hasil penetralan
ini menghasilkan lumpur sebanyak rata-rata 160,56 ml lumpur atau 4,01% v/v.
1
Hubungan Antara Keasaman, Lumpur, dan Bahan Penetral yang Dibutuhkan Dalam Satuan Volume
Air Asam Tambang
DAFTAR ISI
1. PENDAHULUAN ........................................................................................................ 3
1.1 Latar Belakang ........................................................................................................ 3
2. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................................... 5
2.1 Air Asam Tambang ................................................................................................. 5
2.2 Perkiraan Kebutuhan Material Penetral .................................................................. 8
2.3 Pembentukan Lumpur ........................................................................................... 11
2.3.1 Hubungan pH Air dan Lumpur ....................................................................... 14
3. KESIMPULAN ........................................................................................................... 17
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................... 18
2
Hubungan Antara Keasaman, Lumpur, dan Bahan Penetral yang Dibutuhkan Dalam Satuan Volume
Air Asam Tambang
1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pertambangan batubara merupakan suatu komuditi yang dapat menimbulkan
dampak positif dan negatif. Dampak negative terbesar adalah adalah potensi atau telah
terbentuknya Air Asam Tambang (AAT) atau dalam bahasa Inggris dikenal dengan Acid
Rock Drainage (ARD) atau Acid Mine Drainage (AMD), yang jika tidak ditanggulangi
maka akan dapat berakibat pada pencemaran perairan atau sungai yang menyebabkan
terganggunya ekosistem sungai, sehingga kelompok masyarakat
yang
ditinggal
disekitar sungai juga akan terkena dampak dari pencemaran ini, dan bahkan kerugian
yang akan muncul adalah lebih besar dari keuntungan yang telah diperoleh, jika dampak
kerusakan yang ditimbulkan dibiarkan tanpa upaya perbaikan.
Pembentukan AAT berasal dari oksidasi mineral-mineral sulfida dan yang paling
umum didapati dialam adalah pirit, FeS2. Oksidasi pirit ini melibatkan proses biokimia
yaitu
proses
oksidasi-reduksi
dengan
kehadiran
bakteri
sebagai
katalisator,
menghasilkan asam sulfat dan logam-logam terlarut diantaranya Fe, Mn, Zn, Cu yang
menyebabkan penurunan pH air hingga di bawah pH 3.
Beberapa sistem penanggulangan AMD telah banyak diaplikasikan oleh
beberapa perusahaan pertambangan di Indonesia. Sistem yang paling umum adalah
penggunaan batu kapur atau material basa lainnya. Sistem pengolahan ini menghasilkan
sejumlah besar lumpur basah yang membutuhkan pengolahan limbah hasil penetralan
AMD berupa lumpur dari bahan logam hidroksida.
Penambahan bahan penetral dari air asam bersumber dari perusahaan
pertambangan yang akan menghasilkan lumpur hasil reaksi penetralan. Bahan penyusun
lumpur bergantung pada bahan yang digunakan dalam proses penetralan, pada
umumnya adalah endapan lumpur Ca(OH)2, namun menurut penelitian pembentukan
endapan tidak menambah jumlah volume air pada akhir proses.
3
Hubungan Antara Keasaman, Lumpur, dan Bahan Penetral yang Dibutuhkan Dalam Satuan Volume
Air Asam Tambang
Penelitian tentang banyaknya jumlah bahan penetral yang dibutuhkan dalam
menetralkan air asam telah banyak dilakukan, salah satunya adalah laborarium AMD
PT. Trubaindo Coal Mining, dimana pada laboratorium ini dilakukan penelitian pada
sejumlah air asam dari washing plan, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui jumlah
bahan penetral dan waktu yang dibutuhkan untuk air asam mengalami peningkatan pH
hingga pH netral, sesuai dengan ketentuan dari perusahaan yang berlaku.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan pada uraian sebelumnya, maka rumusan permasalahan pada
penelitian ini adalah menyangkut tentang adanya korelasi antara potensi keasaman tanah
tambang, bahan penetral yang dibutuhkan jika air asam tambang terbentuk dan jumlah
limbah baru yang terbentuk setelah proses penetralan.
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mengetahui jumlah kebutuhan kapur untuk menetralkan sejumlah air asam
tambang
2. Mengetahui jumlah lumpur yang dihasilkan setelah proses penetralan
3. Mengetahui hubungan antara keasaman air dengan volume lumpur yang
terbentuk
1.4 Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat menambah informasi tentang siklus kegiatan
pertambangan dalam hal penanganan air asam tambang, mulai dari langkah pencegahan
dampak pertambangan hingga perlakuan penanggulangan dampak pertambangan serta
dampak dari penanggulangan tersebut.
4
Hubungan Antara Keasaman, Lumpur, dan Bahan Penetral yang Dibutuhkan Dalam Satuan Volume
Air Asam Tambang
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air Asam Tambang
Air Asam Tambang (AAT) yang dalam bahasa Inggris dikenal dengan Acid
Mine Drainage (AMD) atau Acid Rock Drainage (ARD) terjadi sebagai hasil dari proses
fisika dan kimia yang cukup kompleks yang mengakibatkan terbentuknya air yang
bersifat asam (tingkat keasaman yang tinggi dan sering ditandai dengan nilai pH yang
rendah di bawah 4) sebagai hasil dari oksidasi mineral sulfida yang terpapar (exposed)
di udara dengan kehadiran air.
Air asam tambang merupakan limbah pencemar lingkungan yang terjadi
akibat aktifitas pertambangan. Limbah ini terjadi karena adanya proses oksidasi
bahan mineral pirit (FeS2 ) dan bahan mineral sulfida lainnya yang tersingkap ke
permukaan tanah dalam proses pengambilan bahan mineral tambang. Proses kimia
dan biologi dari bahan-bahan mineral tersebut menghasilkan sulfat dengan tingkat
kemasaman
yang
tinggi.
Secara
langsung
kemasaman
yang
tinggi
mempengaruhi
maupun
kualitas
tidak
lingkungan
langsung
dan
tingkat
kehidupan
organisme. (Muhammad Yusron, 2009).
Prinsip terjadinya air asam tambang adalah adanya reaksi pembentukan H+ yang
merupakan ion pembentuk asam akibat oksidasi mineral-mineral sulfida dan bereaksi
dengan air (H2O). Kemudian oksidasi dari Fe2+, hidrolisis Fe3+ dan pengendapan logam
hidroksida. Prinsip tersebut bila dilihat secara kimia, sedangkan secara biologi terjadi air
asam tambang akibat adanya bakteri-bakteri tertentu yang sanggup untuk mempercepat
proses (katalisator) dari oksida mineral-mineral sulfida dan oksidasi-oksidasi besi.
Oksidasi mineral-mineral sulfida (dalam bentuk pyrit) yang menyebabkan
keasaman dari air asam tambang dapat digambarkan dengan reaksi berikut :
5
Hubungan Antara Keasaman, Lumpur, dan Bahan Penetral yang Dibutuhkan Dalam Satuan Volume
Air Asam Tambang
Fe2+ + 2 SO42- + 2 H+
FeS2 + 7/2 O2 + H2O
2+
+
Fe + ¼ O2 + H
Fe3+ + 3 H2O
3+
(1)
Fe + ½ H2O
(2)
Fe(OH)3 + 3 H+
(3)
FeS2 + 15/4 O2 + 7/2 H2O
2 H2SO4 + Fe(OH)3
(4)
Persamaan reaksi (1) menunjukkan oksidasi dari kristal pyrit oleh oksigen,
persamaan reaksi (2). menunjukkan oksidasi dari ferrous iron (Fe2+) menjadi Ferric iron
dan persamaan reaksi (3). menunjukkan hidrolisis ferric iron dan pengendapannya
menjadi besi hidroksida [Fe(OH)3]. Bila ketiga persamaan tersebut dijumlah akan
memberikan hubungan stokiometri secara menyeluruh seperti pada persamaan reaksi
(4).
Kondisi keasaman dari pelapukan ion-ion hidrogen selama oksidasi dapat pula
disebabkan karena adanya aktivitas biologi oleh bakteri-bakteri. Bakteri tersebut mampu
untuk mempercepat proses oksidasi dari mineral-mineral sulfida dan oksidasi besi serta
mendapat energi hasil pelepasan energi dari proses oksidasi. Bakteri ini termasuk dalam
subgroup strick aerobes, genus trobhasillus, species thiobasillus, ferroxidans (kadangkadang dijumpai Ferrobacillus ferroxidans).
Pada kegiatan penambangan, terdapat beberapa mineral sulfida, menurut U.S.
Environmental Protection Agency mineral sulfide yang umum ditemukan adalah:
1. FeS2: Pyrite
2. FeS2: Marcasite
3. CuFeS2: chalcopyrite
4. Cu2S: chalcocite
5. ZnS: sphalerite
6. PbS: galena
7. NiS: millerite
8. Fe1-xS (0