Peran bioteknologi dalam pertambangan (1)
BIOTEKNOLOGI
PENAMBANGAN LOGAM
Perngertian Bioteknologi
Bioteknologi dapat diartikan sebagai
pemanfaatan prinsip-prinsip ilmiah dan
teknologi dengan menggunakan makhluk
hidup
sebagai
alat
bantu
untuk
menghasilkan produk atau jasa guna
kepentingan manusia
Perkembangan bioteknologi tidak hanya
didasari pada biologi semata, tetapi juga
pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain,
seperti biokimia, komputer, biologi
molekular, mikrobiologi, genetika, kimia,
matematika, dan lain sebagainya. Dengan
kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan
yang menggabungkan berbagai cabang ilmu
dalam proses produksi barang dan jasa.
pengertian Penambangan
Logam
penambangan logam merupakan
proses pengambilan material
berupa logam-logam yang dapat
diekstraksi dari dalam bumi.
Bioteknologi dalam
Penambangan Logam
Untuk mengetahui pemanfaatan agen biologi
dalam penambangan logam diperlukan suatu
ilmu yang mengkaji dan menganalisis proses
pertambangan tersebut. Diantaranya adalah
melalui “Biohidrometalurgi”, yang merupakan
ilmu dan teknologi yang mengkaji proses
pengolahan dan perekayasaan mineral dan
logam.
Bioteknologi dalam penambangan logam
memanfaatkan
mikroorganisme
yang
berkaitan dengan proses penambangan itu
sendiri, sehingga secara keseluruhan proses
pertambangan melibatkan agen biologi
berupa mikroba .
Misalnya: Thiobacillus ferrooxidan
berperan memisahkan logam dari bijihnya
sehingga didapat logam berkualitas tinggi.
Di
Indonesia,
sampai
saat
ini
pemanfaatan mikroorganisme untuk
bidang pertambangan logam masih
belum optimal atau bisa dikatakan
belum dimulai, atau sekadar wacana.
Sementara potensi atau kemampuan
mikroganisme
dalam
membantu
menambang logam di alam sudah
terbukti nyata.
Indonesia sebagai negara tropis yang kaya akan
cadangan berbagai mineral, tambang dalam
jumlah banyak dan berlimpah dengan berbagai
mikroorganisme, mempunyai peluang yang cerah
untuk melaksanakan Bioleaching
Dari sisi mikroorganismenya, kondisi iklim yang
tropis mendukung keberadaan kelompok bakteri
pelepasan logam yang hidup baik pada kondisi
mesofilik, yang menghendaki suhu yang hangat.
Bioteknologi
pertambangan
Bioleaching
Biooksidasi
Bioremidiasi
1. Bioleaching
Menurut Bosecker (1987)
Bioleaching merupakan suatu proses
ekstraksi logam yang dilakukan
dengan bantuan bakteri yang mampu
mengubah senyawa logam yang
tidak dapat larut menjadi senyawa
logam sulfat yang dapat larut dalam
air melalui reaksi biokimia.
Prinsipnya:
mengubah sifat fisik dan kimia
bahan tambang sehingga logam
dapat diekstraksi dengan cara yang
Bakteri yang digunakan dalam proses
tersebut Thiobacillus ferrooxidans
Bakteri ini termasuk sel berbentuk
batang motil
Dapat diisolasi dari sungai, kanal, tanah
sulfat diasamkan, drainase limbah
tambang dan daerah pertambangan
lainnya.
Thiobacilli ini disesuaikan dengan variasi
yang luas dari suhu dan pH dan dapat
dengan mudah diisolasi dan diperkaya.
Bakteri Thiobacillus ferrooxidans
Thiobacillus
adalah
organisme
autotrofik obligat, artinya mereka
membutuhkan molekul anorganik
sebagai donor elektron dan karbon
anorganik (seperti karbon dioksida)
sebagai sumber.
Tidak membentuk spora, mereka
Gram-negatif Proteobacteria. Siklus
hidup mereka adalah khas bakteri,
dengan reproduksi oleh fisi sel.
Dalam metabolisemenya tergolong
bakteri kemoautotrof.
Kemoautotrof adalah organisme yang
dapat memanfaatkan energi dari reaksi kimia
untuk membuat makanan sendiri dari bahan
anorganik.
Bakteri kemoautotrof menggunakan energi
kimia dari oksidasi molekul anorganik
(belerang, dan besi ) untuk menyusun
makanannya.Dalam prosesnya bakteri ini
membutuhkan oksigen.
Thiobacillus tidak membentuk spora,
Termasuk Gram-negatif Proteobacteria.
Siklus hidup mereka adalah khas bakteri,
dengan reproduksi oleh fisi sel.
Teknik Bioleaching
Mekanisme reaksi pelepasan
logam
Reaksi pelepasan logam biasanya meliputi
pengubahan cebakan logam yang tidak larut,
biasanya berupa sulfida, menjadi senyawa yang
larut dan logam yang diinginkan lebih mudah
dimurnikan atau diekstrak.
Bakteri pelepas logam dapat melakukan
perubahan ini secara langsung dengan
mengoksidasi sulfida logam sehingga terbentuk
besi ferri, asam sulfat dan sulfat logam dan hasil
logam tergantung jenis cebakanya.
Beberapa reaksi pelepasan logam sebagai
hasil serangan bakteri T. ferrooxidans
langsung
adalah
;
4FeS2(pirit ) + 15O2 + H2O à 2 Fe2(SO4)3 +
2H2SO4….. 1
4CuFeS2 (khalkopirit) + 17 O2 + H2SO4
à4CuSO4 + 2Fe(SO4)3 + 2H2O…2
2FeAsS (arsenopirit) + 2O2 + H2O à 2FeSO4 +
2 H2SO4 …3
CuS (kovelit) + 2O2 à CuSO4 ……4
Pelepasan logam dari mineral oleh bakteri
dapat juga secara tidak langsung. Seperti
diperlihatkan pada reaksi berikut ;
4FeS2 (pirit) + 2Fe(SO4)3 à 6Fe(SO4) +
4S…….. 5
CuS (kovelit) + Fe2 (SO4)3 à CuSO4 + 2F(SO4)
+ S………..6
Peranan Mikroba Dalam Siklus Besi
Siklus logam oleh mikroba salah satu indikasi
paling jelas menunjukan bahwa tanah tidak
bersifat inert. Tanpa adanya siklus logam, maka
transformasi logam tidak mungkin terjadi.
Mikroba pentrasnformsi logam penting dalam
pembentukan tanah dan produksi biji logam.
Mikroorganisme memiliki peranan penting
dalam mengekstark logam-logam menjadi bijih
logam grade rendah, mengasamkan limbah,
dan mencemari penyediaan air.
Lanjutan..
Logam Fe merupakan dari logam dlam tanah.
Tramformasi Fe adalah dengan oksidasi untuk
memperoleh sumber energi dan reduksi yang
menggunkan logam tersebut sebagai elektron
aseptor. Besi juga mengubah bahan-bahan
organik (asimilasi/imobilisasi) dan bentuk
organik kembali ke bentuk anorganik
(mineralisasi) .(Waluyo,lud. 2009).
Keuntungan dan Kerugian
Penggunaan Bakteri
Thiobacillus ferrooxidans
Keuntungan :
1. Dapat meningkatkan kecepatan proses pencucian
secara keseluruhan
2. Dapat
mengoksidasi
senyawa
belerang
disekelilingnya
3. Dapat mengubah tembaga sulfida yang tidak larut
dalam air menjadi tembaga sulfat yang larut dalam
air.
LANJUTAN…
4. Sebagai bakteri kemolitotrof yaitu bakteri yang
dapat mengambil dan mengumpulkan racun ion –
ion logam beracun yang bermanfaat memindahkan
polutan dari air
limbah dengan bantuan
bioremediasi
dapat membantu produsen logam
menghemat
energi, mengurangi polusi dan demikian menekan
biaya
produksi.
Kerugian
Produk sampingan lain dari metabolisme
(asam sulfat) bakteri T. ferrooxidans
kadang-kadang berhubungan dengan
korosi oksidatif dari beton dan pipa.
(Kuenen, J. Gijs, et al.1992).
Hal ini disebabkan karena mikroba tersebut
mampu mendegradasi logam melalui reaksi
redoks untuk memperoleh energi bagi
keberlangsungan hidupnya.
1.
2.
Lingkungan: Kimia racun terkadang
dihasilkan dalam proses ini. Asam
sulfat dan ion H+ yang telah terbentuk
dapat bocor ke dalam tanah dan air
permukaan
berubah
jadi
asam,
menyebabkan kerusakan lingkungan.
Gambar permukaan logam yang
terkorosi
biooksidasi
oksidasi
yang
dilakukan
dengan
bantuan mikroorganisme.
Oksidasi tekanan udara dilakukan
dengan cara menyuntikkan oksigen ke
dalam larutan disaat proses ekstraksi
berlangsung.
Penggilingan halus dilakukan untuk
memperoleh logam emas yang bebas
( terlepas dari perangkapnya).
Proses biooksidasi pada umumnya semua
logam sama seperti pada biooksidasi
tembaga.
Emas atau Au yang sudah terlepas ini
berikutnya akan dikomplekskan dengan
larutan sianida (CN-) dengan menggnakan
metode tradisional untuk memeroleh emas
murni.
Namun tidak seperti proses leaching pada
tembaga yang menggunakan kolam atau
dump yang besar, proses leaching pada
emas ini dilakukan dalam tank bioeaktor
kecil.
Bioteknologi dapat digunakan untuk meningkatkan
perolehan minyak bumi dengan memanfaatkan bakteri
dan/atau enzim yang dikenal dengan MEOR (microbial
enhanced oil recovery) atau EEOR (enzyme enhanced oil
recovery). Teknik penambangan minyak bumi
konvensional masih menyisakan sekitar 70% minyak di
dalam reservoir. Minyak tersebut berupa “minyak berat”
(heavy oil/viscous crude) yang sulit diangkat dengan
pemompaan serta minyak yang terjerap di pori-pori
batuan. Penggunaan bioteknologi tersebut dalam skala
lapang mampu meningkatkan produksi 60% hingga lebih
dari 100% pada sumur-sumur tua (Moon, 2008).
THANKS FOR YOUR
ATTENTION
PENAMBANGAN LOGAM
Perngertian Bioteknologi
Bioteknologi dapat diartikan sebagai
pemanfaatan prinsip-prinsip ilmiah dan
teknologi dengan menggunakan makhluk
hidup
sebagai
alat
bantu
untuk
menghasilkan produk atau jasa guna
kepentingan manusia
Perkembangan bioteknologi tidak hanya
didasari pada biologi semata, tetapi juga
pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain,
seperti biokimia, komputer, biologi
molekular, mikrobiologi, genetika, kimia,
matematika, dan lain sebagainya. Dengan
kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan
yang menggabungkan berbagai cabang ilmu
dalam proses produksi barang dan jasa.
pengertian Penambangan
Logam
penambangan logam merupakan
proses pengambilan material
berupa logam-logam yang dapat
diekstraksi dari dalam bumi.
Bioteknologi dalam
Penambangan Logam
Untuk mengetahui pemanfaatan agen biologi
dalam penambangan logam diperlukan suatu
ilmu yang mengkaji dan menganalisis proses
pertambangan tersebut. Diantaranya adalah
melalui “Biohidrometalurgi”, yang merupakan
ilmu dan teknologi yang mengkaji proses
pengolahan dan perekayasaan mineral dan
logam.
Bioteknologi dalam penambangan logam
memanfaatkan
mikroorganisme
yang
berkaitan dengan proses penambangan itu
sendiri, sehingga secara keseluruhan proses
pertambangan melibatkan agen biologi
berupa mikroba .
Misalnya: Thiobacillus ferrooxidan
berperan memisahkan logam dari bijihnya
sehingga didapat logam berkualitas tinggi.
Di
Indonesia,
sampai
saat
ini
pemanfaatan mikroorganisme untuk
bidang pertambangan logam masih
belum optimal atau bisa dikatakan
belum dimulai, atau sekadar wacana.
Sementara potensi atau kemampuan
mikroganisme
dalam
membantu
menambang logam di alam sudah
terbukti nyata.
Indonesia sebagai negara tropis yang kaya akan
cadangan berbagai mineral, tambang dalam
jumlah banyak dan berlimpah dengan berbagai
mikroorganisme, mempunyai peluang yang cerah
untuk melaksanakan Bioleaching
Dari sisi mikroorganismenya, kondisi iklim yang
tropis mendukung keberadaan kelompok bakteri
pelepasan logam yang hidup baik pada kondisi
mesofilik, yang menghendaki suhu yang hangat.
Bioteknologi
pertambangan
Bioleaching
Biooksidasi
Bioremidiasi
1. Bioleaching
Menurut Bosecker (1987)
Bioleaching merupakan suatu proses
ekstraksi logam yang dilakukan
dengan bantuan bakteri yang mampu
mengubah senyawa logam yang
tidak dapat larut menjadi senyawa
logam sulfat yang dapat larut dalam
air melalui reaksi biokimia.
Prinsipnya:
mengubah sifat fisik dan kimia
bahan tambang sehingga logam
dapat diekstraksi dengan cara yang
Bakteri yang digunakan dalam proses
tersebut Thiobacillus ferrooxidans
Bakteri ini termasuk sel berbentuk
batang motil
Dapat diisolasi dari sungai, kanal, tanah
sulfat diasamkan, drainase limbah
tambang dan daerah pertambangan
lainnya.
Thiobacilli ini disesuaikan dengan variasi
yang luas dari suhu dan pH dan dapat
dengan mudah diisolasi dan diperkaya.
Bakteri Thiobacillus ferrooxidans
Thiobacillus
adalah
organisme
autotrofik obligat, artinya mereka
membutuhkan molekul anorganik
sebagai donor elektron dan karbon
anorganik (seperti karbon dioksida)
sebagai sumber.
Tidak membentuk spora, mereka
Gram-negatif Proteobacteria. Siklus
hidup mereka adalah khas bakteri,
dengan reproduksi oleh fisi sel.
Dalam metabolisemenya tergolong
bakteri kemoautotrof.
Kemoautotrof adalah organisme yang
dapat memanfaatkan energi dari reaksi kimia
untuk membuat makanan sendiri dari bahan
anorganik.
Bakteri kemoautotrof menggunakan energi
kimia dari oksidasi molekul anorganik
(belerang, dan besi ) untuk menyusun
makanannya.Dalam prosesnya bakteri ini
membutuhkan oksigen.
Thiobacillus tidak membentuk spora,
Termasuk Gram-negatif Proteobacteria.
Siklus hidup mereka adalah khas bakteri,
dengan reproduksi oleh fisi sel.
Teknik Bioleaching
Mekanisme reaksi pelepasan
logam
Reaksi pelepasan logam biasanya meliputi
pengubahan cebakan logam yang tidak larut,
biasanya berupa sulfida, menjadi senyawa yang
larut dan logam yang diinginkan lebih mudah
dimurnikan atau diekstrak.
Bakteri pelepas logam dapat melakukan
perubahan ini secara langsung dengan
mengoksidasi sulfida logam sehingga terbentuk
besi ferri, asam sulfat dan sulfat logam dan hasil
logam tergantung jenis cebakanya.
Beberapa reaksi pelepasan logam sebagai
hasil serangan bakteri T. ferrooxidans
langsung
adalah
;
4FeS2(pirit ) + 15O2 + H2O à 2 Fe2(SO4)3 +
2H2SO4….. 1
4CuFeS2 (khalkopirit) + 17 O2 + H2SO4
à4CuSO4 + 2Fe(SO4)3 + 2H2O…2
2FeAsS (arsenopirit) + 2O2 + H2O à 2FeSO4 +
2 H2SO4 …3
CuS (kovelit) + 2O2 à CuSO4 ……4
Pelepasan logam dari mineral oleh bakteri
dapat juga secara tidak langsung. Seperti
diperlihatkan pada reaksi berikut ;
4FeS2 (pirit) + 2Fe(SO4)3 à 6Fe(SO4) +
4S…….. 5
CuS (kovelit) + Fe2 (SO4)3 à CuSO4 + 2F(SO4)
+ S………..6
Peranan Mikroba Dalam Siklus Besi
Siklus logam oleh mikroba salah satu indikasi
paling jelas menunjukan bahwa tanah tidak
bersifat inert. Tanpa adanya siklus logam, maka
transformasi logam tidak mungkin terjadi.
Mikroba pentrasnformsi logam penting dalam
pembentukan tanah dan produksi biji logam.
Mikroorganisme memiliki peranan penting
dalam mengekstark logam-logam menjadi bijih
logam grade rendah, mengasamkan limbah,
dan mencemari penyediaan air.
Lanjutan..
Logam Fe merupakan dari logam dlam tanah.
Tramformasi Fe adalah dengan oksidasi untuk
memperoleh sumber energi dan reduksi yang
menggunkan logam tersebut sebagai elektron
aseptor. Besi juga mengubah bahan-bahan
organik (asimilasi/imobilisasi) dan bentuk
organik kembali ke bentuk anorganik
(mineralisasi) .(Waluyo,lud. 2009).
Keuntungan dan Kerugian
Penggunaan Bakteri
Thiobacillus ferrooxidans
Keuntungan :
1. Dapat meningkatkan kecepatan proses pencucian
secara keseluruhan
2. Dapat
mengoksidasi
senyawa
belerang
disekelilingnya
3. Dapat mengubah tembaga sulfida yang tidak larut
dalam air menjadi tembaga sulfat yang larut dalam
air.
LANJUTAN…
4. Sebagai bakteri kemolitotrof yaitu bakteri yang
dapat mengambil dan mengumpulkan racun ion –
ion logam beracun yang bermanfaat memindahkan
polutan dari air
limbah dengan bantuan
bioremediasi
dapat membantu produsen logam
menghemat
energi, mengurangi polusi dan demikian menekan
biaya
produksi.
Kerugian
Produk sampingan lain dari metabolisme
(asam sulfat) bakteri T. ferrooxidans
kadang-kadang berhubungan dengan
korosi oksidatif dari beton dan pipa.
(Kuenen, J. Gijs, et al.1992).
Hal ini disebabkan karena mikroba tersebut
mampu mendegradasi logam melalui reaksi
redoks untuk memperoleh energi bagi
keberlangsungan hidupnya.
1.
2.
Lingkungan: Kimia racun terkadang
dihasilkan dalam proses ini. Asam
sulfat dan ion H+ yang telah terbentuk
dapat bocor ke dalam tanah dan air
permukaan
berubah
jadi
asam,
menyebabkan kerusakan lingkungan.
Gambar permukaan logam yang
terkorosi
biooksidasi
oksidasi
yang
dilakukan
dengan
bantuan mikroorganisme.
Oksidasi tekanan udara dilakukan
dengan cara menyuntikkan oksigen ke
dalam larutan disaat proses ekstraksi
berlangsung.
Penggilingan halus dilakukan untuk
memperoleh logam emas yang bebas
( terlepas dari perangkapnya).
Proses biooksidasi pada umumnya semua
logam sama seperti pada biooksidasi
tembaga.
Emas atau Au yang sudah terlepas ini
berikutnya akan dikomplekskan dengan
larutan sianida (CN-) dengan menggnakan
metode tradisional untuk memeroleh emas
murni.
Namun tidak seperti proses leaching pada
tembaga yang menggunakan kolam atau
dump yang besar, proses leaching pada
emas ini dilakukan dalam tank bioeaktor
kecil.
Bioteknologi dapat digunakan untuk meningkatkan
perolehan minyak bumi dengan memanfaatkan bakteri
dan/atau enzim yang dikenal dengan MEOR (microbial
enhanced oil recovery) atau EEOR (enzyme enhanced oil
recovery). Teknik penambangan minyak bumi
konvensional masih menyisakan sekitar 70% minyak di
dalam reservoir. Minyak tersebut berupa “minyak berat”
(heavy oil/viscous crude) yang sulit diangkat dengan
pemompaan serta minyak yang terjerap di pori-pori
batuan. Penggunaan bioteknologi tersebut dalam skala
lapang mampu meningkatkan produksi 60% hingga lebih
dari 100% pada sumur-sumur tua (Moon, 2008).
THANKS FOR YOUR
ATTENTION