genesa mineral emas dan cara pengolahanya

[EKONOMI BAHAN GALIAN] April 19, 2015

A.GENESA MINERAL EMASDAN CARA PENGOLAHANYA

1.Genesa Emas (Au)

Magma merupakan larutan silikat panas yang

mengandung oksida, sulfida dan zat-zat mudah

menguap (volatile) yang terdiri dari air, CO2,

S, Chlorin, Fluorin dan Boron yang dikeluarkan ketika

pembekuan magma terjadi.

Emas pembentukannya berhubungan dengan naiknya larutan

sisa magma ke atas permukaan yang dikenal dengan

istilah larutan hidrothermal. Suatu cebakan bijih

hasil proses hidrothermal dalam pembentukkannya

harus melalui tiga proses yang meliputi proses

differensiasi, migrasi dan akumulasi (pengendapan).

Proses differensiasi berlangsung pada magma

sehingga dari suatu sumber magma akan terbentuk

berbagai macam mineral-mineral baru. Proses

differensiasi ini dapat diakibatkan oleh :

a.Kristalisasi

b.Gravitasi

c.Pemisahan cairan

d.Assimilasi

Melalui differensiasi unsur-unsur magma mengalami

perubahan dan membentuk endapan mineral sulfida dan

GENESA EMAS, NIKEL, dan BATUBARA 1


oksida magmatik yang biasanya tersebar. Sebelum

kristalisasi berakhir seluruh cairan sisa akan ditekan

keluar membentuk pegmatit, dan kemudian apabila

pemadatan telah atau hampir sempurna, akan terbentuk

larutan sisa magma yang mudah bergerak (larutan

hidrothermal). Larutan ini akan membentuk endapan

logam/mineral epigenetik (Suganda).



Gambar : Pembentukan emas dari proses hidrotermal

Seperti pada gambar diatas Larutan hidrothermal

tersebut naik ke atas permukaan melalui zona struktur

seperti patahan, sesar, rekahan maupun kontak

litologi, yang kemudian bercampur dengan air meteorik

sehingga mengalami proses pendinginan yang akan

membentuk urat-urat (vein) yang bentuknya tergantung

dari rongga yang dihasilkan oleh struktur. Selama

terjadi proses ini batuan yang diterobos akan

mengalami ubahan (alterasi) yang diikuti oleh

perubahan sifat fisik dan komposisi kimia. Perubahan



meliputi: perubahan warna, porositas dan tekstur. Zona

alterasi sendiri terdiri dari :

Zona silisifikasi

Zona ini biasanya sangat keras, banyak mengandung

kuarsa berukuran kriptokristalin, berwarna putih

agak bening, mineral pengikutnya saponit, khlorit,

anhidrit, gypsum dan andalusit.

Zona argilik

Dicirikan oleh kehadiran mineral lempung (kaolinit),

pirit (FeS2), kalkopirit, kuarsa selalu hadir dan

biasanya terbentuk di dekat vein. Warnanya putih-

kuning muda kecoklatan, permeabilitas cukup besar,

jika dipegang agak lunak.

Zona potasik

Terbentuk karena adanya penambahan unsur Fe dan Mg

yang diikuti oleh adanya sulfida dengan kadar

rendah.

Zona propilit

Zona terluar dari sistem hidrothermal, warnanya

hijau dan cukup keras, dengan mineral pengikutnya

klorit, epidot, kalsit, pirit, sedangkan mineral

bijih yang sering terkandung adalah galena,

sphalerit sinabar.



Sistem hidrothermal berdasarkan tingkat kedalaman,

tekanan dan temperaturnya, dikelompokkan menjadi 3

sistem :

Hipothermal

Mesothermal

Epithermal

Endapan emas epithermal merupakan endapan

hidrothermal yang terbentuk pada temperatur rendah (50

0–300°C) pada kedalaman antara 0-1000m (Hedenquist,

1985). Ditinjau dari macam batuan yang ditempatinya

(host rock), dibagi menjadi :

Batuan vulkanik

Batuan sedimen

Daerah pengendapan yang luas nilainya tidak terlalu

ekonomis, endapan ekonomis emas hanya dapat terbentuk

melalui beberapa mekanisme yang menyebabkan

peningkatan pengendapan dan pengkonsentrasian dalam

suatu wilayah yang terbatas mengingat kandungan emas

yang sangat kecil. Ada beberapa tahapan yang

memungkinkan hal ini dapat terjadi :

Pendinginan

Interaksi air dengan batuan samping

Pencampuran fluida

Pendidihan fluida



2.Cara Pengolahan Emas

Pengolahan Bijih Emas Diawali Dengan Proses kominusi

kemudian dilanjutkan dengan proses yang di sebut

Metalurgy.

a. Kominusi

Kominusi adalah proses reduksi ukuran dari ore agar

mineral berharga yang mengandung emas dengan tujuan

untuk membebaskan ( meliberasi ) mineral emas dari

mineral-mineral lain yang terkandung dalam batuan

induk.

Tujuan liberasi bijih ini antara lain agar :

Mengurangi kehilangan emas yang masih

terperangkap dalam batuan induk

Kegiatan konsentrasi dilakukan tanpa kehilangan

emas berlebihan

Meningkatkan kemampuan ekstraksi emas Proses

kominusi ini terutama diperlukan pada pengolahan

bijih emas primer, sedangkan pada bijih emas

sekunder bijih emas merupakan emas yang

terbebaskan dari batuan induk yang kemudian

terendapkan. Derajat liberasi yang diperlukan

dari masing-masing bijih untuk mendapatkan

perolehan emas yang tinggi pada proses

ekstraksinya berbeda-beda bergantung pada ukuran

mineral emas dan kondisi keterikatannya pada

batuan induk.



Proses kominusi ini dilakukan bertahap bergantung

pada ukuran bijih yang akan diolah, dengan

menggunakan :

Refractory ore processing, bijih dipanaskan pada suhu

100 – 110 0C, biasanya sekitar 10 jam sesuai dengan

moisture. Proses ini sekaligus mereduksi sulfur pada

batuan oksidis.

Crushing merupakan suatu proses peremukan ore

( bijih ) dari hasil penambangan melalui perlakuan

mekanis, dari ukuran batuan tambang <40 cm menjadi 1%)

Milling merupakan proses penggerusan lanjutan dari

crushing,hingga mencapai ukuran slurry dari hasil

milling yang diharapkan yaitu minimal 80% adalah -

200#, misalnya dengan menggunakan Hammer Mill, Ball

Mill, Rod Mill, Disc Mill , dll.

Seteleah mengalami proses kominusi selanjutnya

dihasilkan konsentrat yang selanjutnya di olah di

dalam proses yang di sebut Metalurgy, dalam proses

metallurgy ada banyak metode yang di gunakan namun

dalam pengolahan emas kali ini menitik beratkan

pada metode Sianida dan amalgamasi

b.Proses pemisahan Emas dari konsentrat

Cara memisahkan konsentrat yang di dalamnya ada

kandungan Emas, Konsentrat ini wujudnya seperti pasir.

Proses ini memakai 3 jenis furnace :



1. Smelting Furnace,

2. Slag cleaning Furnace,

3. Converting Furnace, lalu masuk ke pembentuk

anoda Cu (disebut anoda furnace) lalu dicetak

bentuknya batangan anoda Cu. Proses pertama :

Smelting Furnace, konsetrat yang dihasilkan di

freeport akan dilebur, disini sudah ditambahkan

flux SiO2 dan dihembus udara (biasanya udara bebas

dengan kompresor diatur oksigennya 60%). Tujuannya

untuk mengoksidasi unsur pengotor utama berupa Fe

(oksidasi jadi FeO, Fe3O4) dan mulai kurangi

sulfur dalam konsentrat (jadi SO2), lalu masuk

furnace no (2)

Slag Cleaning, sesuai namanya disini leburan Cu

(masih dibilang Matte) kerena Sulfur masih banyak

akan dipisahkan dengan terak/slag yang terbentuk

dari proses (1). disini pakai Electric arc

furnace, jadi matte yang lebih berat akan dibawah

lalu terak/slag akan mengapung diatas sambil terus

dipanaskan, disini metal/slag sudah terpisah.

Lanjut ke proses (3) untuk menghilangkan Sulfur.

Converting Furnace, proses ini matte diblowing udara

+ pakai flux batukapur (CaCO3), tujuan utamanya

untuk mengoksidasi Sulfur, memakai kapur untuk



menjaga komposisi slag (biar tidak kental, Fe3O4

solid tidak bisa diblowing).

Setelah converting Furnace, Sulfur sudah low (0.8%)

disebut gold blister (bukan lagi matte). lalu

dilanjut ke Furnace untuk cetak anoda Cu blister

(sebab perlu elektrowining untuk tahap

selanjutnya), dibeberapa proses ada tambahan proses

pemurnian untuk dioksidasikan S sampai “light”.

Setelah dicetak jadi anoda, Cu anoda akan benar-

benar dimurnikan (pengotor S, Au, Ag, Pt, Co, Ni)

masih ada dan harus dielektrowining.

Katodanya biasanya steel. Pakai larutan CuSulfat +

Asam Sulfat + air, jangan lupa arus harus searah,

disini metal akan dipisahkan dengan perbedaan sifat

kemurniannya (berdasarkan nilai E nol-nya) makanya

perlu memakai voltase DC yang tepat, biasanya Cu di

(+)0.34V. Nah disini Cu di anode akan larut

dilarutan lalu akan menempel di katoda (puritynya

bisa mencapai 99%); nah disini baru dibagi antara

Cu dan logam yang lebih mulia (Platina, Au, Ag).

karena lebih mulia mereka tidak ikut larut, tetapi

biasanya membentuk endapan (disebut slime), slime

biasanya tidak ikut menempel di katoda (karena

tidak larut). Selanjutnya slime ini yang harus

diolah lagi. Slime harus dilebur lagi, lalu ++ flux



lagi, borax biasanya untuk ikat pengotor. Setelah

cair digunakan metode Klorifikasi, dimana akan

dipisahkan antara pengotor dengan logam mulia AgCl,

AuCl, dll.

Bagaimana memisahkannya ?, masuk lagi ke

elektrowining cell dimana tegangannya diatur untuk

memisahkan logam mulia didalamnya, lalu dilebur

lagi untuk mendapatkan purity sampai Au 99.99 %.

c. Proses Pengolahan Emas dengan Sianida

Sianidasi Emas (juga dikenal sebagai proses sianida

atau proses MacArthur-Forrest) adalah teknik

metalurgi untuk mengekstraksi emas dari bijih kadar

rendah dengan mengubah emas ke kompleks koordinasi

yang larut dalam air. Ini adalah proses yang paling

umum digunakan untuk ekstraksi emas.

Produksi reagen untuk pengolahan mineral untuk

memulihkan emas, tembaga, seng dan perak mewakili

sekitar 13% dari konsumsi sianida secara global,

dengan 87% sisa sianida yang digunakan dalam proses

industri lainnya seperti plastik, perekat, dan

pestisida. Karena sifat yang sangat beracun dari

sianida, proses ini kontroversial dan penggunaannya

dilarang di sejumlah negara dan wilayah.



Pada tahun 1783 Carl Wilhelm Scheele menemukan

bahwa emas dilarutkan dalam larutan mengandung air

dari sianida. Ia sebelumnya menemukan garam

sianida. Melalui karya Bagration (1844), Elsner

(1846), dan Faraday (1847), dipastikan bahwa setiap

atom emas membutuhkan dua sianida, yaitu

stoikiometri senyawa larut. Sianida tidak

diterapkan untuk ekstraksi bijih emas sampai 1887,

ketika Proses MacArthur-Forrest dikembangkan di

Glasgow, Skotlandia oleh John Stewart MacArthur,

didanai oleh saudara Dr Robert dan Dr William

Forrest. Pada tahun 1896 Bodländer dikonfirmasi

oksigen yang diperlukan, sesuatu yang diragukan

oleh MacArthur, dan menemukan bahwa hidrogen

peroksida dibentuk sebagai perantara.

Reaksi kimia untuk pelepasan emas, “Persamaan

Elsner”, berikut:

4 Au + 8 NaCN + O2 + 2 H2O → 4 Na [Au (CN) 2] + 4

NaOH

Dalam proses redoks, oksigen menghilangkan empat

elektron dari emas bersamaan dengan transfer proton

(H +) dari air.

Berikut cara kerja pengolahan Emas dengan Sianida :



Cara Kerja

1. Bahan berupa batuan dihaluskan dengan

menggunakan alat grinding sehingga menjadi

tepung (mesh + 200).

2. Bahan di masukkan ke dalam tangki bahan,

kemudian tambahkan H2O (2/3 dari bahan).

3. Tambahkan Tohor (Kapur) hingga pH mencapai 10,2

– 10,5 dan kemudian tambahkan Nitrate (PbNO3)

0,05 %.

4. Tambahkan Sianid 0.3 % sambil di aduk hingga (t

= 48/72h) sambil di jaga pH larutan (10 – 11)

dengan (T = 85°C).

5. Kemudian saring, lalu filtrat di tambahkan

karbon (4/1 bagian) dan di aduk hingga (t= 48h),

kemudian di saring.

6. Karbon dikeringkan lalu di bakar, hingga menjadi

Bullion atau gunakan. (metode 1)

7. Metode Merill Crow (dengan penambahan Zink Anode

/ Zink Dass), saring lalu dimurnikan / dibakar

hingga menjadi Bullion. (metode 2).

8. Karbon di hilangkan dari kandungan lain dengan

Asam (3 / 5 %), selama (t =30/45m), kemudian di

bilas dengan H2O selama (t = 2j) pada (T = 80°C

– 90°C).



9. Lakukan proses Pretreatment dengan menggunakan

larutan Sianid 3 % dan Soda (NaOH) 3 % selama (t

=15 – 20m) pada (T = 90°C – 100°C).

10. Lakukan proses Recycle Elution dengan

menggunakan larutan Sianid 3 % dan Soda 3 %

selama (t = 2.5 j) pada (T = 110°C – 120°C).

11. Lakukan proses Water Elution dengan

menggunakan larutan H2O pada (T = 110°C –120°C)

selama (t = 1.45j).

12. Lakukan proses Cooling.

13. Saring kemudian lakukan proses elektrowining

dengan (V = 3) dan (A = 50) selama (t = 3.5j).

(metode 3)

d. Proses Pemurnian (Dari Bullion)

Proses Pemurnian (Dari Bullion) Dapat dilakukan denganbeberapa metode, yaitu :

1. Metode Cepat

Secara Hidrometallurgy yaitu dengan

dilarutkan dalam larutan HNO3 kemudian

tambahkan garam dapur untuk mengendapkan

perak sedangkan emasnya tidak larut dalam

larutan HNO3 selanjutnya saring aja dan

dibakar.

2. Metode Lambat



Secara Hidrometallurgy plus Electrometallurgy

yaitu dengan menggunakan larutan H2SO4 dan

masukkan plat Tembaga dalam larutan kemudian

masukkan Bullion ke dalam larutan tersebut,

maka akan terjadi proses Hidrolisis dimana

Perak akan larut dan menempel pada plat

Tembaga (menempel tidak begitu keras/mudah

lepas) sedangkan emasnya tidak larut

(tertinggal di dasar), lalu tinggal bakar aja

masing – masing, jadi deh logam murni.

e. Proses Perendaman

Ada pula proses pengolahan emas dengan perendaman,

berikut caranya:

bahan Ore/ bijih emas yang sudah dihaluskan dengan

mesh + 200 = 30 ton

Formula Kimia

1. NaCn = 40 kg

2. H2O2 = 5 liter

3. Kostik Soda/ Soda Api = 5 kg

4. Ag NO3 =100 gram

5. Epox Cl = 1 liter

6. Lead Acetate = 0.25 liter (cair)/ 1 ons (serbuk)

7. Zinc dass/ zinc koil = 15 kg

8. H2O (air) = 20.000 liter



Perendaman di Bak Kimia

1. NaCn dilarutkan dalam H2O (air) ukur pada PH 7

2. Tambahkan costik soda (+ 3 kg) untuk mendapatkan

PH 11-12

3. Tambahkan H2O2, Ag NO3, Epox Cl diaduk hingga

larut, dijaga pada PH 11-12

Percobaan di Bak Lumpur

1. Ore/ bijih emas yang sudah dihaluskan dengan

mesh + 200 = 30 ton dimasukkan ke dalam bak.

2. Larutan kimia dari Bak I disedot dengan pompa

dan ditumpahkan/dimasukkan ke Bak II untuk

merendam lumpur ore selama 48 jam.

3. Setelah itu, air/ larutan diturunkan seluruhnya

ke Bak I dan diamkan selama 24 jam, dijaga pada

PH 11-12. Apabila PH kurang untuk menaikkannya

ditambah costic soda secukupnya.

4. Dipompa lagi ke Bak II, diamkan selama 2 jam

lalu disirkulasi ke Bak I dengan melalui Bak

Penyadapan/ Penangkapan yang diisi dengan Zinc

dass/ zinc koil untuk mengikat/ menangkap logam

Au dan Ag (emas dan perak) dari larutan air kaya

5. Lakukan sirkulasi larutan/ air kaya sampai Zinc

dass/ zinc koil hancur seperti pasir selama 5 –

10 hari



6. Zinc dass/ zinc koil yang sudah hancur kemudian

diangkat dan dimasukkan ke dalam wadah untuk

diperas dengan kain famatex

7. Untuk membersihkan hasil filtrasi dari zinc dass

atau kotoran lain gunakan 200 ml H2SO4 dan 3

liter air panas

8. Setelah itu bakar filtrasi untuk mendapatkan

bullion

f. Teknologi Amalgamasi

Mekanisme Amalgamasi

Air aksa atau merkuri (Hg), pad temperature

(suhu) kamar, adalah zat cair. Bila terjadi

kontak antara merkuri (zat cair) deengan logam

(zat padat), maka ai raks membasahi dan menenbus

logam untuk membentuk larutan padat merkuri-

logam yang disebut amalgam. Proses yang terjadi

disebut amalgamasi. Logam-logam yang dapat

membentuk amalgam adalah emas, perak, tembaga,

timah, cadmium, seng, alkali dan alkali tanah.

Paduan merkuri emas disebut amalgam emas, yang

mempunyai rumus kimia dari kombinasi 2 atau

bahkan 3 dari 4 rumus kimia berikut ini yaitu

AuHg2, Au2Hg, Au3Hg atau AuHg. Kelarutan emas

dalam air raksa bertambah dengan naiknya

temperature. Paad temperature kamar kandungan



emas dalam amlgam kira-kira 0,14% Au, sedangkan

pada temperatu 1000C sebesar 0,65% Au. Produk

amalgasi bijih emas selanjutnya disebut amalgam,

karena tidak hanya mengandung emas melainkan

juga logam lain terutama perak dan tembaga.

Ukuran Butiran

Butiran emas yang bebas, tidak terselubung

mineral induk, menjadi pasyarat dalam amalgasi,

sehingga pembasahan emas dalam bijih emas

bervariasi dari yang kasa (bijih emas yang kaya)

sampai yang halus (bijih emas yang miskn).

Dengan demikian batuan atau bijih perlu dipecah

atau digerus sampai diperoleh butiran emas yang

bebas (tidak terselubung oleh mineral induk).

Namun, kenyataan menunjukkan bahwa butiran emas

yang berukuran lebih besar dari 0,074 mmyang

dapat diolah dengan teknik amalgamasi.

Gangguan Amalgamasi

Keberhasilan amalgamasi ditentukan oleh dua

kondisi, yaitu (1) kondisi mineralogy dari bijih

yang diolah dan (2) kondisi pulp (campuran

material padat yang halus dan air). Kondisis

yang buruk menyebabkan butiran emas tidak dapat



dibasahi oleh merkuri dam merkuri terpecah

menjadi partikel-partikel halus, sehingga

amlgamasi tidak dapat berlangsung secar baik.

Butiran emas yang berasal dari bijih emas primer

yang tidak teroksidasi biasanya bersih dan

mengkilap. Kondisi ini baik untuk amlgamsi.

Namun, butiran emas yang berasal dari bijih yang

teroksidasi biasanya kusam dan sering dilapisi

oleh oksida besi. Emas kusam mengurangi

kemampuan beramalgamasi dan emas yang dilapisi

oksida besi cendrung tidak bias beramalgamasi.

Untuk menghindari terdapatnya emas kusam dan

emas yang dilapisi oksida besi dapat dicegah

secar mekanik (sambil menggerus).

Mineral sulfide terutama sulfide arsen,

antimony, bismuth dan besi berpeluang untuk

menghasilkan in sulfide (sulfide telarut) di

dalam pulp. Ion sulfide dapat menghambat

amalgamasi. Penambahan bahan kimia yang dapat

memberikan ion-ion timbaldan tembaga dapat

menolong untuk mengurangi gangguan ini.

Penambahan bahan alkali yang kuat dapat

mengurangi gangguan ini.



Apabila minyak pelumas masuk ke gelundung saat

menggerus atau pada saat amalgamasi. Minyak

dapat berperan mengurangikemampuan amalgamasi.

Keberadaannya dalam pulp harus duhindari dengan

penambahan kapur yang sedikit.

Penggerusan

Saat penggerusan, kondisi yang perlu

diperhatikan adalah jumlah (volume) media

penggerus, kecepatan putar barel (gelundung),

persentase padatan dalam pulp, dan lamanya

penggerusan. Volume media penggerus dapat diatur

sehingga media penggers mengisi barel/gelundung

sedikit diats setengah isi barel/gelundung.

Keceptan putar yang sedemikian rupa menyebabkan

media penggerus tidak bergerak di bagian bawah

gelundung saja tetappi juga pada suatu posisi

sewaktu berputar media penggerus diberikan

kesempatan untuk jatuh.

Alat untuk penggerusn dikenal dengan nama ball

mill dan rod mill. Alat ini seharusnya

memakailiner, pelapisan barel di bagaian dalam

yang bergelombang. Permukaan bergelombang

ydimaksudkan untuk membantu mengangkat media

penggerus sewaktu barel berputar dan untuk

mencegah selip diantara media penggerus. Lineer



biasanya terbuat dari paduan baj, dan sewaktu-

waktu dapat dilepas untuk diganti apabila telah

aus. Media penggerus bias berbentuk bola atu

batangan. Diameter bola atu batnag penggerus

berkisar antara 1-6 inci. Bergantung pada ukuran

barel atau gelundung, yang bervariasi antara 18

inci x 24 inci sampai sebesar 4 kakix 6 kaki

(dikaitkan dengan ukuran gelundung yang biasa

digunakan dalam tahap amalgasi).

Pengikatan Emas oleh Merkuri

Pengikatan emas oleh merkuri atau amalgamasi

dapat dilakukan dengan menggunakan 4 jenis cara

atau alat yaitu pelat, kantong, penggerusan dan

pencampuran. Dari keemapt cara atau alat iniyang

akan dibahas adalah hanya amalagasi dengan

tekananan dan penggerusan. Alasannya, selain

telah dikenal masyarakat, cara ini berfaedah

untuk emas yang berkrat dan sulit dmalgamasi,

atau amat halus, atau tidak terikat dengan

mineral lain, atau dalam bijih uyang menyebabkan

merkuri tidak bekerja baik.

Masyarakat menggunakan bael atau gelundung baik

untuk penggerusan maupun amlgamasi. Nmun kedua



kegiatan ini (penggerusan dan amlgamasi)

sebaiknya dipisahkan. Dengan kata lain dua barel

atau gelundung seharusnya dimiliki, yang satu

memakai liner (untuk penggerusan) dn satu lagi

tanpa iner (untuk amlgamasi)

Ukuran yang telah disebutkan dalam pembahasan

tentang penggerusan dan perbedaannya adalah

bahwa paad tahap amlgamasi (penambahan merkuri

ke dalam pulp) media penggerus berjumlah 1 atau

2 batang yang berdiameter 4 atau 5 inci, atau

sengh lusin bola bediameter 4 atau 5 inci.

Selanjutnya kecepatan putarannya rendah dan

lamanya amalgamasi berkisar antara 1 jam sampai

beberapa jam. Pulp dan media penggerus mengisi

barel atu gelundung dengan kisaran dari

sepertiga sampai setengah volume barel. Jika

operasi penggerusan penting, operasi amlgamasi

memakai 60-80% padatan. Jika amlgamasi saja,

operasi dengan 30-50% padatan. Jumlah merkuri

yang ditambahkan bergantung pada kadar emas

dalam bijih dan jumlah merkuri ditambah apabila

kadar emasnya tinggi.



Perolehan Emas

Perolehan emas denag teknologi amlgamasi

relative rendah (artinya apabila dibandingkan

dengan teknologi sianida). Untuk memperbaiki

teknologi amalgamasi (perolehan emas dan

kehilangan merkuri) dari tambang rakyat dapat

dilakukan dengan penambahan baha kimia dan

pengaturan teknik (berat umpan, persentase

padatan, waktu giling, dan waktu amalgamasi)

perolehan emas dapat mencapai 55%. Air raksa

yang hilang sangat kecil (> 1%)

Untuk menentukan perolehan emas perlu diketahui

kandungan emas sebenarnya dalam batuan (bijih)

di laboratorium. Ada 2 metode yang digunakan

yaitu metode gravimetric dan metode dengan alat

modern yaitu AAS.



B.GENESA NIKEL DAN CARA PENGOLAHANNYA

1. Genesa Nikel

a. Genesa Pembentukan Bijih Nickel

Nickel ore adalah bijih nikel, yaitu mineral atau

agregat mineral yang mengandung nikel. Ferronickel

adalah produk metalurgi berupa alloy (logam paduan)

antara besi (ferrum) dan nikel.

Baja menggunakan produk alloy ini Nickel bisa berasal

dari Laterite (Ni Oxides) hasil proses pelapukan

batuan Ultramafik dan Sulfida (Ni Sulphides) hasil

dari proses magmatisme. Sumber batuan Ultramafik bisa

dari Dunite, Peridotite, Lherzolite,Serpentinite, dll.



Gambar : Batuan Dunite Gambar : Batuan Peridotite

Gambar : Batuan Serpentinite Gambar : Batuan Lherzolite

Gambar : Contoh Batuan Ultrabasa (Ultramafic)

Orebody dengan Ni grade yang tinggi umumnya didapat

dari proses pelapukan batuan (bedrock) yang kaya

Olivine karena memang kandungan Ni di Olivine lebih

tinggi dibanding mineral mafik yang lain. Kandungan Ni

di bedrock sebenar nya kecil sekali (<0.7%), kandungan

dibedrock didominasi oleh silica (>40%) dan magnesia

(>30%), proses pengkayaaan Ni terjadi karena adanya

proses Leaching dimana elemen-elemen yang mudah larut

dan punya mobilitas tinggi terutama SiO2 dan MgO

dilarutkan oleh air sehingga %Ni yg tinggal di profile

jadi tinggi (>2%).



Proses leaching yg efektif biasanya terjadi pada

Daerah tropis dimana curah hujan tinggi dan banyak

vegetasi yang membentuk lingkungan asam. Morfologi yg

"gentle" termasuk plateua karena sirkulasi air bagus

untuk "mencuci/mengeluarkan" Silica dan magnesia, jika

terlalu terjal hasil pelapukan akan tererosi sehingga

profile yang akan dihasilkan tipis. Kalo terlalu

landai seperti di lembah/dataran rendah sirkulasi air

kurang bagus. Struktur geologi yang intensif karena

penetrasi air ke bedrock akan lebih efektif.

b. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Pembentukan Bijih

Nikel Laterit

Ada beberapa Faktor Yang Mempengaruhi Pembentukan

Bijih Nikel Laterit, antara lain adalah senagai

berikut :

1. Batuan asal.

Adanya batuan asal merupakan syarat utama untuk

terbentuknya endapan nikel laterit, macam batuan

asalnya adalah batuan ultra basa. Dalam hal ini

pada batuan ultra basa tersebut: – terdapat elemen

Ni yang paling banyak diantara batuan lainnya –

mempunyai mineral-mineral yang paling mudah lapuk

atau tidak stabil, seperti olivin dan piroksin –

mempunyai komponen-komponen yang mudah larut dan

memberikan lingkungan pengendapan yang baik untuk

nikel.



2. Iklim.

Adanya pergantian musim kemarau dan musim penghujan

dimana terjadi kenaikan dan penurunan permukaan air

tanah juga dapat menyebabkan terjadinya proses

pemisahan dan akumulasi unsur-unsur. Perbedaan

temperatur yang cukup besar akan membantu

terjadinya pelapukan mekanis, dimana akan terjadi

rekahan-rekahan dalam batuan yang akan mempermudah

proses atau reaksi kimia pada batuan.

3. Reagen-reagen kimia dan vegetasi.

Yang dimaksud dengan reagen-reagen kimia adalah

unsur-unsur dan senyawa-senyawa yang membantu

mempercepat proses pelapukan. Air tanah yang

mengandung CO2 memegang peranan penting didalam

proses pelapukan kimia. Asam-asam humus menyebabkan

dekomposisi batuan dan dapat merubah pH larutan.

Asam-asam humus ini erat kaitannya dengan vegetasi

daerah. Dalam hal ini, vegetasi akan mengakibatkan:

Penetrasi air dapat lebih dalam dan lebih mudah

dengan mengikuti jalur akar pohon-pohonan

Akumulasi air hujan akan lebih banyak

Humus akan lebih tebal Keadaan ini merupakan

suatu petunjuk, dimana hutannya lebat pada

lingkungan yang baik akan terdapat endapan nikel

yang lebih tebal dengan kadar yang lebih tinggi.

Selain itu, vegetasi dapat berfungsi untuk

menjaga hasil pelapukan terhadap erosi mekanis. GENESA EMAS, NIKEL, dan BATUBARA 26


4. Struktur.

Struktur yang sangat dominan yang terdapat didaerah

Polamaa ini adalah struktur kekar (joint)

dibandingkan terhadap struktur patahannya. Seperti

diketahui, batuan beku mempunyai porositas dan

permeabilitas yang kecil sekali sehingga penetrasi

air sangat sulit, maka dengan adanya rekahan-

rekahan tersebut akan lebih memudahkan masuknya air

dan berarti proses pelapukan akan lebih intensif.

5. Topografi.

Keadaan topografi setempat akan sangat mempengaruhi

sirkulasi air beserta reagen-reagen lain. Untuk

daerah yang landai, maka air akan bergerak

perlahan-lahan sehingga akan mempunyai kesempatan

untuk mengadakan penetrasi lebih dalam melalui

rekahan-rekahan atau pori-pori batuan.

Akumulasi andapan umumnya terdapat pada daerah-

daerah yang landai sampai kemiringan sedang, hal

ini menerangkan bahwa ketebalan pelapukan mengikuti

bentuk topografi. Pada daerah yang curam, secara

teoritis, jumlah air yang meluncur (run off) lebih

banyak daripada air yang meresap ini dapat

menyebabkan pelapukan kurang intensif.



6. Waktu.

Waktu yang cukup lama akan mengakibatkan pelapukan

yang cukup intensif karena akumulasi unsur nikel

cukup tinggi.

c. Sifat kimia, Fisika, serta Karakteristik Nikel

1. Sifat kimia Nikel

Adapun sifat-sifat kimia dari nikel yaitu antara

lain:

a. Pada suhu kamar nikel bereaksi lambat

dengan udara.

b. Jika dibakar, reaksi berlangsung cepat

membentuk oksida NiO.

c . B e r e a k s i d e n g a n C l 2 membentuk Klorida

(NiCl2).

d. Bereaksi dengan steam H 2O membentuk Oksida

NiO.

e. Bereaksi dengan HCl encer dan asam

sulfat encer, yang reaksinyaberlangsung

lambat.

f. Bereaksi dengan asam nitrat dan aquaregia,

Ni segera larut Ni + HNO3 → Ni(NO3)2+ NO + H2O

g. Tidak beraksi dengan basa alkali

h . B e r e a k s i d e n g a n H 2S menghasilkan endapan

hitam.

2. Sifat fisika Nikel



Adapun sifat-sifat fisika dari nikel yaitu antaralain:

a. Logam putih keperak-perakan yang berkilat,

keras

b. Dapat ditempa dan ditarik.

c . F e r o m a g n e t i k

d. TL : 1420ºC, TD : 2900ºC

3. Karakteristik Nikel

No Karakteristik Keterangan lain

1. Nama Nikel

2. Lambing Ni

3. Nomor atom 28

4. Deret kimia Logam transisi

5. Golongan VIII B

6. Periode 4

7. Blok d

8. Penampilan Kemilau, metalik

9. Massa atom 58,6934(2) g/mol

10. Konfigurasi electron [Ar] 3d8 4s2

11. Jumlah electron tiapkulit

2 8 16 2

d. Sumber dan Pembentukan Bijih Nikel.

Adapun mineral-mineral utama pada logam bijih nikelyaitu antara lain :



a. Millerit, NiS

b. Smaltit (Fe,Co,Ni)As

c. Nikolit (Ni)As

d. Pentlandite (Ni, Cu, Fe)S

e. Garnierite (Ni, Mg)SiO3.xH2O

Nikel berwujud secara gabungan dengan belerang

dalam millerite, dengan arsenik dalam galian

niccolite, dan dengan arsenik dan belerang

dalam (nickelglance). Nikel juga terbentuk bersama-

sama dengan kromit dan platina dalam batuanultrabasa

seperti peridotit, baik termetamorfkan ataupun

tidak. Terdapat dua jenisendapan nikel yang

bersifat komersil, yaitu: sebagai hasil

konsentrasi residu silikadan pada proses

pelapukan batuan beku ultrabasa serta

sebagai endapan nikel-tembaga sulfida, yang

biasanya berasosiasi dengan pirit, pirotit, dan

kalkopirit.

e. Profil nikel laterit

Profil nikel laterit secara keseluruhan terdiri dari 4zona gradasi sebagai berikut :

1. Iron Capping

Merupakan bagian yang paling atas dari suatu

penampang laterit. Komposisinya adalah akar

tumbuhan, humus, oksida besi dan sisa-sisa organik

lainnya. Warna khas adalah coklat tua kehitaman dan



bersifat gembur. Kadar nikelnya sangat rendah

sehingga tidak diambil dalam penambangan.

Ketebalan lapisan tanah penutup rata-rata 0,3 s/d 6

m. berwarna merah tua, merupakan kumpulan massa

goethite dan limonite. Iron capping mempunyai kadar

besi yang tinggi tapi kadar nikel yang rendah.

Terkadang terdapat mineral-mineral hematite,

chromiferous.

2. Limonite Layer

Limonite layer Merupakan hasil pelapukan lanjut

dari batuan beku ultrabasa. Komposisinya meliputi

oksida besi yang dominan, goethit, dan magnetit.

Ketebalan lapisan ini rata-rata 8-15 m. Dalam

limonit dapat dijumpai adanya akar tumbuhan,

meskipun dalam persentase yang sangat kecil.

Kemunculan bongkah-bongkah batuan beku ultrabasa

pada zona ini tidak dominan atau hampir tidak ada,

umumnya mineral-mineral di batuan beku basa-

ultrabasa telah terubah menjadi serpentin akibat

hasil dari pelapukan yang belum tuntas. fine

grained, merah coklat atau kuning, lapisan kaya

besi dari limonit soil menyelimuti seluruh area.

Lapisan ini tipis pada daerah yang terjal, dan

sempat hilang karena erosi. Sebagian dari nikel

pada zona ini hadir di dalam mineral manganese



oxide, lithiophorite. Terkadang terdapat mineral

talc, tremolite, chromiferous, quartz, gibsite,

maghemite.

3. Silika Boxwork

Silika boxwork putih – orange chert, quartz,

mengisi sepanjang fractured dan sebagian

menggantikan zona terluar dari unserpentine fragmen

peridotite, sebagian mengawetkan struktur dan

tekstur dari batuan asal. Terkadang terdapat

mineral opal, magnesite. Akumulasi dari garnierite-

pimelite di dalam boxwork mungkin berasal dari

nikel ore yang kaya silika. Zona boxwork jarang

terdapat pada bedrock yang serpentinized.

4. Saprolite

Zona ini merupakan zona pengayaan unsur Ni.

Komposisinya berupa oksida besi, serpentin sekitar

<0,4% kuarsa magnetit dan tekstur batuan asal yang

masih terlihat. Ketebalan lapisan ini berkisar 5-18

m. Kemunculan bongkah-bongkah sangat sering dan

pada rekahan-rekahan batuan asal dijumpai magnesit,

serpentin, krisopras dan garnierit.

Bongkah batuan asal yang muncul pada umumnya

memiliki kadar SiO2 dan MgO yang tinggi serta Ni

dan Fe yang rendah. campuran dari sisa-sisa batuan,

butiran halus limonite, saprolitic rims, vein dari



endapan garnierite, nickeliferous quartz, mangan

dan pada beberapa kasus terdapat silika boxwork,

bentukan dari suatu zona transisi dari limonite ke

bedrock. Terkadang terdapat mineral quartz yang

mengisi rekahan, mineral-mineral primer yang

terlapukkan, chlorite.

Garnierite di lapangan biasanya diidentifikasi

sebagai kolloidal talc dengan lebih atau kurang

nickeliferous serpentin. Struktur dan tekstur

batuan asal masih terlihat.

5. Bedrock

Bedrock adalah bagian terbawah dari profil laterit.

Tersusun atas bongkah yang lebih besar dari 75 cm

dan blok peridotit (batuan dasar) dan secara umum

sudah tidak mengandung mineral ekonomis (kadar

logam sudah mendekati atau sama dengan batuan

dasar). Batuan dasar merupakan batuan asal dari

nikel laterit yang umumnya merupakan batuan beku

ultrabasa yaitu harzburgit dan dunit yang pada

rekahannya telah terisi oleh oksida besi 5-10%,

garnierit minor dan silika > 35%.

Permeabilitas batuan dasar meningkat sebanding

dengan intensitas serpentinisasi.Zona ini

terfrakturisasi kuat, kadang membuka, terisi oleh

mineral garnierite dan silika. Frakturisasi ini

diperkirakan menjadi penyebab adanya root zone



yaitu zona high grade Ni, akan tetapi posisinya

tersembunyi.

Gambar : Profil Formasi Nikel Laterit.

2. Penambangan Bijih Nikel



Operasi penambangan nikel biasanya digolongkan

sebagai tambang terbuka dengan tahapan sebagai

berikut:

a. Pemboran

Pada jarak spasi 25 - 50 meter untuk mengambil

sample batuan dan tanah guna mendapatkan

gambaran kandungan nikel yang terdapat di

wilayah tersebut.

b. Pembersihan dan pengupasan

Lapisan tanah penutup setebal 10– 20 meter yang

kemudian dibuang di tempat tertentu ataupun

dipakai langsung untuk menutupi suatu wilayah

pascatambang.

c. Penggalian

Lapisan bijih nikel yang berkadar tinggi

setebal 5-10 meter dan dibawa ke tempat

pengolahan.

3.Pengolahan Bijih Nickel

Secara umum, mineral bijih di alam ini dibagi dalam 2

(dua) jenis yaitu mineral sulfida dan mineral oksida.

Begitu pula dengan bijih nikel, ada sulfida dan ada

oksida. Masing-masing mempunyai karakteristik sendiri

dan cara pengolahannya pun juga tidak sama. Dalam

bahasan kali ini akan dibatasi pengolahan bijih nikel

dari mineral oksida (Laterit).



Bijih nikel dari mineral oksida (Laterite) ada dua

jenis yang umumnya ditemui yaitu Saprolit dan Limonit

dengan berbagai variasi kadar. Perbedaan menonjol dari

2 jenis bijih ini adalah kandungan Fe (Besi) dan Mg

(Magnesium), bijih saprolit mempunyai kandungan Fe

rendah dan Mg tinggi sedangkan limonit sebaliknya.

Bijih Saprolit dua dibagi dalam 2 jenis berdasarkan

kadarnya yaitu HGSO (High Grade Saprolit Ore) dan LGSO

(Low Grade Saprolit Ore), biasanya HGSO mempunyai

kadar Ni ≥ 2% sedangkan LGSO mempunyai kadar Ni.

Tingkat kebasaan ini menentukan brick/ refractory/bata

tahan api yang harus digunakan di dalam tungku

(furnace), jika basisitas tinggi maka refractory yang

digunakan juga sebaiknya mempunyai sifat basa agar

slag (terak) tidak bereaksi dengan refractory yang

akan menghabiskan lapisan refractory tersebut.

Basisitas juga menentukan viscositas slag, semakin

tinggi basisitas maka slag semakin encer dan mudah

untuk dikeluarkan dari furnace. Namun basisitas yang

terlalu tinggi juga tidak terlalu bagus karena difusi

Oksigen akan semakin besar sehingga kehilangan Logam

karena oksidasi terhadap logam juga semakin besar.



C. GENESA BATUBARA DAN CARA PENGOLAHANYA

1. Genesa Batubara

Pengertian umum batubara adalah batuan sedimen yang

dapat terbakar, terbentuk dari endapan organik,

utamanya adalah sisa-sisa tumbuhan dan terbentuk



melalui proses pembatubaraan. Unsur-unsur utamanya

terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen.

Batu bara juga adalah batuan organik yang memiliki

sifat-sifat fisika dan kimia yang kompleks yang dapat

ditemui dalam berbagai bentuk.

Analisa unsur memberikan rumus formula empiris seperti

C137H97O9NS untuk bituminus dan C240 H90O4NS untuk antrasit.

Pembentukan batu bara memerlukan kondisi-kondisi

tertentu dan hanya terjadi pada era-era tertentu

sepanjang sejarah geologi. Zaman Karbon, kira-kira 340

juta tahun yang lalu (jtl), adalah masa pembentukan batu

bara yang paling produktif dimana hampir seluruh

deposit batu bara (black coal) yang ekonomis di belahan

bumi bagian utara terbentuk.

Pada Zaman Permian, kira-kira 270 jtl, juga terbentuk

endapan-endapan batu bara yang ekonomis di belahan

bumi bagian selatan, seperti Australia, dan

berlangsung terus hingga ke Zaman Tersier (70 – 13

jtl) di berbagai belahan bumi lain.

2. Tahap dan proses pembentukan batubara, dibagi dalam 2

tahap :

a. Tahap Diagenesa (Biokimia)

Merupakan proses perusakan dan penguraian oleh

organisme atau sering dikenal dengan istilah proses

Biokimia. Pada dasarnya ekosistem rawa berbeda



dengan ekosistem danau dan sungai, sehingga

berbedapula kondisi tanah dan airnya Sirkulasi air

dirawa sangat minimum bahkan tidak ada sirkulasi

air sama sekali. Sehingga kandungan oksigen akan

berkurang. Bakteri aerob sangat suka oksigen untuk

menguraikan sisa tanaman yang mati, sehingga yang

berperan disini adalah bakteri anaerob (tidak suka

oksigen). Bakteri an-aerob menguraikan tanaman yang

sudah mati tidak menjadi kompos (busuk) tetapi

dalam bentuk lain yaitu Gel atu Jelly, hal ini

terjadi ditempat yang kurang atau bebas oksigen.

Gel atau Jelly lama kelamaan akan semakin tebal

membentuk sedimen yang mampat dan memadat. Pada

umumnya pemadatan akan menurunkan kadar air

sehingga akan membentuk sedimen kaya akan kandungan

bahan organik (Humin)yang dikenal dengan nama

Gambut (peat).

b. Fase Metamorfosa (Geokimia)

merupakan perubahan yang mendasar dari sifat fisik

& kimiawi dari bahan gambut menjadi

batubara.Perubahan ini ditandai dengan semakin

menurunnya kandungan air, Hidrogen, Oksigaen, CO2

dan bahan2 lain yg mudah terbakar (Volatile Matter)

pada tahap ini bakteri tidak lagi berperan akan

tetapi yang berperan adalah aktifitas aktifitas

yang terjadi dibumi seperti perubahan tekanan,

suhu, struktur, intrusi dan yang lain-nya.



Gambar : Proses Pembentukan Batubara

3. Materi pembentuk batu bara

Hampir seluruh pembentuk batu bara berasal daritumbuhan. Jenis-jenis tumbuhan pembentuk batu bara danumurnya menurut Diessel (1981) adalah sebagai berikut:

1. Alga, dari Zaman Pre-kambrium hingga Ordovisium dan

bersel tunggal. Sangat sedikit endapan batu bara

dari perioda ini.

2. Silofita, dari Zaman Silur hingga Devon Tengah,

merupakan turunan dari alga. Sedikit endapan batu

bara dari perioda ini.



3. Pteridofita, umur Devon Atas hingga Karbon Atas.

Materi utama pembentuk batu bara berumur Karbon di

Eropa dan Amerika Utara. Tetumbuhan tanpa bunga dan

biji, berkembang biak dengan spora dan tumbuh di

iklim hangat.

4. Gimnospermae, kurun waktu mulai dari Zaman Permian

hingga Kapur Tengah. Tumbuhan heteroseksual, biji

terbungkus dalam buah, semisal pinus, mengandung

kadar getah (resin) tinggi. Jenis Pteridospermae

seperti gangamopteris dan glossopteris adalah

penyusun utama batu bara Permian seperti di

Australia, India dan Afrika.

5. Angiospermae, dari Zaman Kapur Atas hingga kini.

Jenis tumbuhan modern, buah yang menutupi biji,

jantan dan betina dalam satu bunga, kurang bergetah

dibanding gimnospermae sehingga, secara umum,

kurang dapat terawetkan.



4. Kelas dan jenis batu bara

Berdasarkan tingkat proses pembentukannya yang

dikontrol oleh tekanan, panas dan waktu, batu bara

umumnya dibagi dalam lima kelas: antrasit, bituminus,

sub-bituminus, lignit dan gambut.

a. Antrasit adalah kelas batu bara tertinggi, dengan

warna hitam berkilauan (luster) metalik,

mengandung antara 86% – 98% unsur karbon (C) dengan

kadar air kurang dari 8%.

b. Bituminus mengandung 68 – 86% unsur karbon (C) dan

berkadar air 8-10% dari beratnya. Kelas batu bara

yang paling banyak ditambang di Australia.

c. Sub-bituminus mengandung sedikit karbon dan banyak

air, dan oleh karenanya menjadi sumber panas yang

kurang efisien dibandingkan dengan bituminus.

d. Lignit atau batu bara coklat adalah batu bara yang

sangat lunak yang mengandung air 35-75% dari

beratnya.

e. Gambut, berpori dan memiliki kadar air di atas 75%

serta nilai kalori yang paling rendah.



Gambar : Klasifikasi Batubara

5. Cara Penambangan Batubara

Metode penambang batubara sangat tergantung pada :

a. Keadaan geologi daerah antara lain sifat

lapisan batuan penutup, batuan lantai batubara

dan struktur geologi.

b. Keadaan lapisan batubara dan bentuk deposit.

Pada dasarnya dikenal dua cara penambangan

batubara yaitu :

Cara tambang dalam, dilakukan pertama-tama

dengan jalan membuat lubang persiapan baik

berupa lubang sumuran ataupun berupa

lubang mendatar atau menurun menuju ke

lapisan batubara yang akan ditambang.

Selanjutnya dibuat lubang bukaan pada

lapisan batubaranya sendiri. Cara

penambangnnya dapat dilakukan :



a. Secara manual, yaitu menggunakan

banyak alat yang memakai kekuatan

tenaga manusia.

b. Secara mekanis, yaitu mempergunakan

alat sederhana sampai menggunakan

sistem elektronis dengan pengendalian

jarak jauh.

Cara tambang terbuka, dilakukan pertama-

tama dengan mengupas tanah penutup. Pada

saat ini metode penambangan mana yang akan

digunakan dipilih dan kemungkinan

mendapatkan peralatan tidak mengalami

masalah. Peralatan yang ada sekarang dapat

dimodifikasikan sehingga berfungsi ganda .

Perlu diketahui pula bahwa berbagai jenis

batubara memerlukan jenis dan peralatan

yang berbeda pula. Mesin-mesin tambang

modern sudah dapat digunakan untuk

pekaerjaan kegiatan penambangan dengan

jangkauan kerja yang lebih luas dan mampu

melaksanakan berbagai macam pekerjaan

tanpa perlu dilakukan perubahan atau

modifikasi yang besar.



Gambar : Proses Penambangan Batubara

Gambar : Tambang Terbuka dan Tambang Bawah TanahPada Batubara


genesa mineral emas dan cara pengolahanya

Documents