kimia bahan galian_iyls
DESCRIPTION
kimia bahan galianTRANSCRIPT
Kimia Bahan Galian
Ika Yekti Liana Sari S, Si. M, Si
Pendahuluan Struktur Bumi
Atmosfer adalah lapisan udara yang menyelimuti bumi secara menyeluruh dengan ketebalan lebih dari 650 km. Lapisan air yang menyelimuti permukaan bumi disebut hidrosfer. Lithosfer berasal dari bahasa yunani yaitu lithos artinya batuan, dan sphera artinya lapisan. Lithosfer merupakan lapisan kerak bumi yang paling luar dan terdiri atas batuan dengan ketebalan rata-rata 1200 km. Biosfer merupakan sistem kehidupan paling besar karena terdiri dari gabungan ekosistem yang ada di planet bumi.
Peradapan manusia zaman batu (Stone age, sebelum 4000 SM), zaman tembaga (Bronze age, 4000 - 1500 SM), zaman besi (Iron age – 1500 SM - 1780), zaman Baja (Steel age – 1780 – 1945 M), dan zaman nuklir (Nuclear age sejak 1945 M).
Pengantar
Batuan : material alam yg tersusun atas kumpulan (agregat) mineral baik yang terkonsolidasi maupun yang tidak terkonsolidasi yang merupakan penyusun utama kerak bumi serta terbentuk sebagai hasil proses alam.
Istilah
Batuan
Monomineral rocks
Marmer (kalsit)
Kuarsit (kuarsa)
Polymineral rocks
Granit(kuarsa,
feldspar, dan biotit.)
Mineral : suatu ikatan kimia padat yang terbentuk
secara alamiah dan termasuk di dalamnya materi geologi padat yang menjadi penyusun terkecil dari batuan (Klein & Hurlbut, 1993).
Nickel (1995, dalam Hibbard, 2002) mendefinisikan mineral sebagai suatu unsur atau senyawa kimia yang biasanya berbentuk kristal dan merupakan hasil dari proses-proses geologi.
Kristal : zat padat yang mempunyai susunan atom atau molekul yang teratur.
Istilah
Bahan galian menurut UU No 11/1967 tentang
Ketentuan-ketentuan Pokok Pertambangan diartikan sebagai : unsur-unsur kimia mineral-mineral, bijih-bijih dan segala macam batuan termasuk batu-batu mulia yang merupakan endapan-endapan alam.
Bahan Galian Industri : bahan galian tambang bukan bijih yang pada umumnya digunakan sebagai bahan baku industri; penggunaan dalam industri banyak ditentukan oleh sifat fisika seperti warna, ukuran partikel, kekerasan, plastisitas, daya serap, dan lain-lain, msl. Batu gamping, bentonit, kaolin, dan zeolit.
Istilah
Batuan
Batuan beku
(igneous rocks)
Batuan metamorfosa (metamorphic
rocks)
Batuan sediment
(sedimentary rocks)
BatuanPembekuan dari magma
Materi hasil erosi
Perubahan temperature
dan/atau tekanan
Batuan sedimen (batuan endapan) adalah
batuan yang terjadi akibat pengendapan materi hasil erosi.
Batuan Sedimen
Batuan sedimen
Proses
pengendapannya
Tenaga alam yang
mengangkutTempat
endapannya
• Klastik (dari pecahan pecahan batuan sebelumnya)
• Kimiawi (dari proses kimia)• Organik (pengedapan dari
bahan organik)• Aerik (udara)• Aquatik (air sungai)• Marine (laut)• Glastik (gletser)• Limnik (rawa)• Fluvial (sungai)• Marine (laut)• Teistrik (darat)
Klasifikasi Batuan Sedimen
Batuan
Sedimen Klastik/Mekanik
Batuan yang mengalami penghancuran secara mekanis dari ukuran besar menjadi kecil tanpa mengubah susunan kimianya (pelapukan)
Exp:Batu pasir dan batu lempung
Batuan Sedimen Kimiawi
Batuan yang diendapkan secara kimia dan mengubah susunan kimia.
Exp:stalaktit dan stalagmit
(batuan sedimen kapur).
Proses PengendapanBatuan Sedimen
Organik
Batuan yang diendapkan melalui batuan organisme
Exp: Batu gamping dan
koral
They may also be created by the precipitation
of CaCO3, silica, salts, and other materials from solution. Hutton (175; dalam Sanders, 1981).
Secara kimia, endapan terbentuk sebagai hasil reaksi kimia, misalnya CaO + CO2 → CaCO3
Aluminium, Magnesium, Besi oksida, dll..
Komposisi Kimia Umum
Batu pasir merah di Arizona, AS.
Batu lempungBatu kapur dengan fosil
Stalaktit , di guaChoranche, Dataran Tinggi Vercors, Perancis.
Batu konglomerat (akuatis)
Batu Gamping
Batuan Beku
(Igneous Rock)
Pembekuan magma
Lati
n(i
gnis
)
Batuan Beku (Igneous Rock)
Igneous rock is formed when magma cools and makes crystals.
Magma is a hot liquid made of melted minerals. The minerals can form crystals when they cool.
Igneous rock can form underground, where the magma cools slowly or igneous rock can form above ground, where the magma cools quickly.
Batuan Beku
Plutonik (Intrusif)mineral penyusunnya
relatif besarGabro, Diorite,
dan Granit
Vulkanik (Ekstrusif) mineral penyusunnya
lebih kecilBasalt dan
Andesit
Batuan Beku
Menurut para ahli Turner dan Verhoogen (1960), F. F Groun (1947), Takeda (1970), magma didefinisikan sbg cairan silikat kental yg pijar terbentuk secara alamiah, bertemperatur tinggi antara 1.500–2.5000C & bersifat mobile (dapat bergerak) serta terdapat pada kerak bumi bagian bawah. Dalam magma terdapat beberapa bahan yg larut, bersifat volatile (air, CO2, chlorine, fluorine, iron, sulphur, dll) yg merupakan penyebab mobilitas magma, & non-volatile (non-gas) yg merupakan pembentuk mineral yg lazim dijumpai dlm batuan beku.
Batuan Beku
Contoh batuan beku; jalur yang berwarna lebih muda menunjukkan arah aliran
Tekstur Didefinisikan sbg keadaan atau hubungan yg erat antar mineral-mineral sbg bagian dari batuan & antara mineral-mineral dgn massa gelas yg membentuk massa dasar dari batuan.
Tekstur
Ukuran butir
Bentuk kristal
keseragaman antar butirnya
Tingkat kristalis
asi
Tingkat
kristalisasi
Holokristalin, yaitu batuan beku yang hampir seluruhnya disusun oleh kristalHipokristalin, yaitu batuan beku yang tersusun oleh kristal dan gelasHolohyalin, yaitu batuan beku yang hampir seluruhnya tersusun oleh gelas (obsidian)
Ukuran butirPhaneritic, yaitu batuan beku yang hampir seluruhmya tersusun oleh mineral-mineral yang berukuran kasarAphanitic, yaitu batuan beku yang hampir seluruhnya tersusun oleh mineral berukuran halus
Bentuk kristal
Euhedral, yaitu bentuk kristal yang sempurna
Subhedral, yaitu bentuk kristal yang kurang sempurna
Anhedral, yaitu bentuk kristal yang tidak sempurna
Keseragaman antar
butirnyaEquigranular, yaitu ukuran butir penyusun batuannya hampir sama
Inequigranular, yaitu ukuran butir penyusun batuannya tidak sama
Batuan beku asam (acid)SiO2 > 65%
Granit, Ryolit
Batuan beku
menengah (intermedi
at)SiO2 65% -
52%Diorit, Andesit
Batuan beku basa
(basic)
SiO2 52% - 45%
Gabbro, Basalt
Batuan beku ultra basa (ultra
basic)
SiO2 < 30%
Kandungan Kimia Batuan Beku (SiO2)
(C.L. Hugnes, 1962)
Menurut ( S.J. Shand,
1943)Leucoctaris rock(< 30% mineral
mafik )Mesococtik rock
(30% - 60% mineral mafik)
Melanocractik rock(> 60% mineral
mafik)
Menurut (S.J. Ellis, 1948)
Holofelsic, untuk batuan beku dengan indeks warna < 10%.
Felsic, untuk batuan beku dengan indeks warna 10% - 40%
Mafelsic, untuk batuan beku dengan indeks warna 40% - 70%
Mafik, untuk batuan beku dengan indeks warna > 70%.
Klasifikasi berdasarkan indeks warna
Jenis-jenis batuan beku
Batuan beku
dalam
Batu granit, diorit, dan Gabro
Batuan beku gang/
tengah
Granit porfir
Batuan beku luar
Batu andesit, obsidian,
dan basalt
Metamorphic Rock is from a word
metamorfism or transformation. Terbentuk hasil ubahan/alterasi dari mineral
dan batuan lain karena pengaruh tekanan dan temperatur.
Tekanan dan temperatur yang mempengaruhi pembentukan batuan ini sangat tinggi dari pada pembentukan batuan beku dan sedimen sehingga mengubah mineral asal menjadi mineral lain.
Batuan Metamorf
Through the metamorphic process, both
igneous rocks and sedimentary rocks can change into metamorphic rocks, and a metamorphic rock can change into another type of metamorphic rock.
Heat and pressure do not change the chemical makeup of the parent rocks but they do change the mineral structure and physical properties of those rocks.
Batuan Metamorf
Kontak
Batuan yg mengalami
metamorfose sbg akibat
dari adanya suhu yg
sangat tinggi (sebagai
akibat dari aktivitas magma).
Batu kapur (gamping) menjadi marmer
Batuan Metamorf Dinamo
Batuan yg mengalami
metamorfose sbg akibat
dari adanya tekanan yg
tinggi (berasal dari tenaga
endogen) dlm waktu yg
lama
Batu lumpur (mud stone) menjadi batu tulis (slate)
Klasifikasi AsalBatuan
Metamorf Kontak
Pneumatolistis
Batuan yang mengalami
metamorfose sebagai akibat
dari adanya pengaruh gas-gas yang ada pada magma.
Kuarsa dgn gas fluor berubah menjadi topas
Batuan
metamorfosa derajat rendah
Batuan metamorfosa
derjat menengah
Batuan metamorf
derajat tinggi
Klasifikasi Derajat Metamorfosa
Gambar: memperlihatkan batuan asal yang mengalami metamorfisme tingkat rendah – medium dan tingkat tinggi (O’Dunn dan Sill, 1986).
https://wingmanarrows.wordpress.com/geological/petrologi/batuan-metamorf/
Slate Filit
GneissSekis
Kuarsit
Milonit
Kimia Mineral → Proust (1799) & Dalton (1805) Komposisi kimia suatu mineral merupakan hal yg sangat mendasar, krn beberapa sifat2 mineral/kristal tergantung kepadanya. Sifat2 mineral/kristal tdk hanya tergantung kpd komposisi tetapi juga kpd susunan meruang dari atom2 penyusun & ikatan antar atom2 penyusun kristal/mineral.
Dasar-dasar Mineralogi
Sifat Fisik Mineral
Bentuk Kristal
Warna
Kekerasan
Gores
Kilap
Pecahan
Belahan
Bentuk Kristal
Isometrik
Tetragonal
Rombis/Orthorombis
Heksagonal
Trigonal
Monoklin
KilapKilap kaca
(kalsit, kuarsa, halit)
Kilap intan (intan)
Kilap sutera (Asbes, gipsum)
Kilap damar (sfalerit)
Kilap mutiara (dolomit, muskovit)
Kilap tanah (kaolin, limonit,
bentonit)
Kristal bismut.
Galium, logam yang dengan mudah membentuk kristal tunggal berukuran besar
Kristal insulin.
Unsur (native element), yang dicirikan oleh hanya
memiliki satu unsur kimia, sifat dalam umumnya mudah ditempa dan/atau dapat dipintal, seperti emas, perak, tembaga, arsenik, bismuth, belerang, intan, dan grafit.
Mineral sulfida atau sulfosalt, merupakan kombinasi antara logam atau semi-logam dengan belerang (S), misalnya galena (PbS), pirit (FeS2), proustit (Ag3AsS3), dll.
Oksida dan hidroksida, merupakan kombinasi antara oksigen atau hidroksil/air dengan satu atau lebih macam logam, misalnya magnetit (Fe3O4), goethit (FeOOH).
Klasifikasi Mineral
Haloid, dicirikan oleh adanya dominasi dari ion
halogenida yang elektronegatif, seperti Cl, Br, F, dan I. Contoh mineralnya: halit (NaCl), silvit (KCl), dan Fluorit (CaF2).
Nitrat, karbonat dan borat, merupakan kombinasi antara logam/semilogam dengan anion komplek, CO3 atau nitrat, NO3 atau borat (BO3). Contohnya: kalsit (CaCO3), niter (NaNO3), dan borak (Na2B4O5(OH)4 . 8H2O).
Sulfat, kromat, molibdat, dan tungstat, dicirikan oleh kombinasi logam dengan anion sulfat, kromat, molibdat, dan tungstat. Contohnya: barit (BaSO4), wolframit ((Fe,Mn)Wo4)
Fosfat, arsenat, dan vanadat, contohnya apatit (CaF(PO4)3), vanadinit (Pb5Cl(PO4)3)
Silikat, merupakan mineral yang jumlah meliputi 25% dari keseluruhan mineral yang dikenal atau 40% dari mineral yang umum dijumpai. Kelompok mineral ini mengandung ikatan antara Si dan O. Contohnya: kuarsa (SiO2), zeolit-Na (Na6[(AlO2)6(SiO2)30] . 24H2O).
Penggolongan Bahan Galian
Penggolongan Bahan Galian Dan
Bahan Galian Industri
Berdasarkan Pemanfaatanny
a
Bahan galian Logam / Bijih
(Ore);
timah,besi, tembaga,
nikel, emas, perak, seng, dll
Bahan galian Energi
batubara dan minyak bumi
Bahan galian Industri
asbes, aspal, bentonit,
batugamping, dolomit, diatomae, gipsum, halit, talk,kaolin, zeolit, tras.
Nilai strategis/ekonomis bahan galian terhadap Negara
Terdapatnya sesuatu bahan galian dalam alam (genese)
Penggunaan bahan galian bagi industri;
Pengaruhnya terhadap kehidupan rakyat banyak;
Pemberian kesempatan pengembangan pengusaha
Penyebaran pembangunan di Daerah
Penggolongan Bahan Galian Di Republik
Indonesia
Penggolongan bahan-bahan galian didasari pada :
Di Indonesia, penggolongan bahan galian
dapat dilihat dalam Undang-Undang No 11 tahun 1967 tentang Ketentuan-Ketentuan Pokok Pertambangan.
Selanjutnya UU 11/1967 ini ditindaklanjuti dengan Peraturan Pemerintah Tentang Penggolongan Bahan Galian (PP No 27/1980)
• minyak bumi, bitumen cair, lilin bumi, gas alam
• bitumen padat, aspal• antrasit, batubara, batubara
muda• uranium, radium, thorium
dan bahan-bahan galian radioaktip lainnya;
• nikel, kobalt• Timah
Golongan A
Golongan Bahan Galian
Strategis
• besi, mangan, molibden,
khrom, wolfram, vanadium, titan;
• bauksit, tembaga, timbal, seng;
• emas, platina, perak, air raksa, intan;
• arsin, antimon, bismut;• yttrium, rhutenium, cerium
dan logam-logam langka lainnya;
• berillium, korundum, zirkon, kristal kwarsa;
• kriolit, fluorpar, barit;• yodium, brom, khlor,
belerang;
Golongan B Golongan
Bahan Galian Vital
• nitrat-nitrat, pospat-pospat, garam batu (halite)
• asbes, talk, mika, grafit, magnesit• yarosit, leusit, tawas (alum), oker• batu permata, batu setengah
permata• pasir kwarsa, kaolin, feldspar,
gips, bentonit• batu apung, tras, obsidian, perlit,
tanah diatome, tanah serap (fullers earth);
• marmer, batu tulis;• batu kapur, dolomit, kalsit• granit, andesit, basal, trakhit,
tanah liat, dan pasir
Tidak Termasuk
dalam Golongan A
atau B.
Arti penggolongan bahan-bahan galian adalah :
a. Bahan galian Strategis berarti strategis untuk Pertahanan dan Keamanan serta Perekonomian Negara;
b. Bahan galian Vital berarti dapat menjamin hajat hidup orang banyak;
c. Bahan galian yang tidak termasuk bahan galian Strategis dan Vital berarti karena sifatnya tidak langsung memerlukan pasaran yang bersifat internasional.
Penggolongan bahan galian industri
berdasarkan cara terbentuknya.
Bahan Galian Industri
Kelompok I : BGI yang berkaitan dengan Batuan Sedimen :batu gamping, bentonit,
Kelompok II, BGI yang berkaitan dengan batuan gunung api : obsidian
Kelompok III, BGI yang berkaitan dengan intrusi plutonik batuan asam & ultra basa : granit, mika, asbes
Kelompok IV, BGI yang berkaitan dengan batuan endapan residu & endapanletakan : lempung, pasir kuarsa, intan, kaolin, zirkon
Kelompok V, BGI yang berkaitan dengan proses ubahan hidrotermal : barit, gipsum,kaolin, magnesit, tawas
Kelompok VI, BGI yang berkaitan dengan batuan metamorf : kalsit, marmer, kuarsit, grafit,
Tushadi dkk [1990, dalam Sukandarumidi, 1999]
Pengolahan Bahan Galian (Mineral dressing)
adalah pengolahan mineral dgn tujuan utk memisahkan mineral berharga & gangue-nya (tidak berharga) yg dilakukan secara mekanis, menghasilkan produk yg kaya mineral berharga (konsentrat) & yg kadarnya rendah (tailing).
Proses pemisahan ini didasarkan pada sifat fisik mineral maupun sifat kimia fisika permukaan mineral dan diupayakan menguntungkan.
Pengolahan Bahan Galian
Dengan melakukan Pengolahan Bahan Galian ini didapat
beberapa keuntungan, antara lain :
a. Mengurangi ongkos transport dari lokasi penambangan ke pabrik peleburan.
b. Mengurangi jumlah flux yang ditambahkan dalam peleburan, serta mengurangi metal yang hilang bersama slag.
c. Mereduksi ongkos keseluruhan dalam peleburan. d. Bila dilakukan pengolahan akan menghasilkan konsentrat
yang mempunyai kadar mineral berharga relatif tinggi, sehingga lebih memudahkan untuk diambil metalnya.
e. Bila konsentratnya mengandung lebih dari satu mineral berharga, maka ada kemungkinan dapat diambil logam yang lain sebagai hasil sampingan.
Tahapan Mineral Dressing
Mineral Dressing
Preparasi
Konsentrasi
Dewatering
Operasi Tambahan
. KONSENTRASI
Yaitu suatu proses pemisahan antara mineral yg berharga dgn mineral yg tak berharga, sehingga didapat kadar yg lebih tinggi & menguntungkan.
Pemisahan ini ada beberapa cara yang mendasarkan atas sifat fisik mineral, diantaranya adalah :1. Warna, kilap dan bentuk kristal2. Specific gravity (gravity concentration). Adalah
konsentrasi berdasarkan berat jenisnya3. Magnetic susceptibility4. Conductivity,5. Sifat permukaan mineral. Permukaan mineral itu
ada yg bersifat senang & tidak senang terhadap gelembung udara.
C. DEWATERINGAdalah merupakan proses pemisahan antara cairan dgn
padatan. Proses ini tdk dapat dilakukan sekaligus, tetapi harus secara bertahap, yaitu dgn jalan :
1. Thickening, Yaitu merupakan proses pemisahan antara padatan dengan cairan yang mendasarkan atas kecepatan mengendap partikel atau mineral tersebut dalam suatupulp sehingga solid factor yang dicapai sama dengan satu (% solid = 50%).
2. Filtrasi, Adalah merupakan proses pemisahan antara padatan dengan cairan jalan menyaring (dengan filter) sehingga didapat solid factor sama dengan empat (% solid = 100%).
3. Drying, Adalah proses penghilangan air dari padatan dengan jalan pemanasan, sehingga padatan itu betul-betul bebas dari cairan atau kering (% solid = 100%).
D. OPERASI TAMBAHANOperasi tambahan ini juga sangat besar artinya
dalam proses. Pengolahan atau operasi yang sedang dijalankan, yang meliputi :
1. Feeding yaitu merupakan proses memasukkan feed kedalam unit konsentrasi secara tetap dan lancar baik beratnya feed maupun volumenya.
2. Sampling yaitu merupakan proses pengambilan contoh yang sesedikit mungkin tetapi bisa mewakili bijih seluruhnya
Pengolahan bahan galian industri bertujuan untuk meningkatkan mutu dan berbagai nilai, seperti tingkat konsentrat, kadar suatu unsur kimia, mutu fisik, mutu bentuk dan penampilan.
Pengolahan Bahan Galian Industri