IV.4

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 PENDAHULUAN

Bentonit adalah jenis lempung yang 80% lebih terdiri dari mineral

monmorilonite, bersifat lunak,mudah pecah, terasa berlemak, mempunyai sifat

mengembang apabila kena air. Endapan bentonit dapat terbentuk berdasarkan

hasil pelapukan, hydrothermal, transformasi, dan sedimentasi. Hal ini

tergantung dari iklim, lingkungan, pengendapan debu gunung api, dan kondisi

ph dari sedimen.Berdasarkan sifat kimianya, bentonit dibedakan menjadi dua,

yaitu Na-bentonit (type wyoming) dan Ca-bentonit

Penambangan bentonit menggunakan sistem penambangan terbuka,

hal ini dikarenakan kebanyakan endapan bentonit terdapat dekat dengan

permukaan tanah atau ada yang sudah tersingkap akibat proses pelapukan.

Dikarenakan pada saat ditambang bentuk dari endapan bentonit berupa

bongkah maka endapan tersebut perlu dihancurkan terlebih dahulu lalu setelah

itu melalui proses pemanasan, penggilingan dan pengayakan

Kegunaan Na-bentonit dipasaran biasanya untuk bahan perekat,

pengisi (filler) , dan lumpur bor. Sedangkan Ca-bentonit digunakan untuk

industri penjernihan minyak, pelumas, farmasi, kimia, kertas, keramik dan

lainya.

IV.4

BAB II

GEOLOGI

II.1 MULA JADI

Secara umum, asal mula endapan bentonit ada empat macam, yaitu

hasil pelapukan, hydrothermal, transformasi, dan sedimentasi.

II.1.1 Endapan hasil pelapukan;

Faktor pembentukan endapan ben-tonit hasil pelapukan adalah

kondisi komposisi mineral batuan, komposisi kimia dari air, dan daya

lalu air pada batuan asal. Yang terakhir ini dapat dikemukakan sebagai

: iklim, berbagai relief dan tumbuh-tumbuhan yang berada di atas

batuan.

Mineral penting saat pembentukan lempung adalah plagioklas,

kalium-feldspar, biotit, muskovit, sedikit kandungan senyawa alumina

dan ferro- magnesia. Plagioklas sangat reaktif, berjumlah banyak dan

sumber utama dari kation dan silika dalam air tanah.

Pembentukan bentonit hasil pelapukan adalah akibat reaksi

antara ion-ion hidrogen (H+) dalam air tanah dengan senyawa silikat.

Ion H+ tersebut berasal dari asam karbon akibat pembusukan zat-zat

organik di dalam tanah.

II.1.2 Endapan Hasil Hidrotermal

Larutan hidrotermal merupakan larutan bersifat asam dengan

kandungan klorida, belerang, karbon dioksida dan silika. Komposisi

larutan berubah karena ada reaksi dengan batuan gamping menjadi

IV.4

larutan alkali yang bersifat basa, lalu terbawa keluar dan akan tetap

bertahan selama unsur alkali dan alkali tanah tetap terbentuk akibat

penguraian batuan asal.

Pada alterasi hydrotermal relatif lemah, mineral-mineral asal

menentukan hasil alterasi tersebut. Pada alterasi sangat lemah,

mineral-mineral yang kaya dengan unsur magnesium cenderung

membentuk klorit. Pada alterasi lemah, adanya unsur alkali dan alkali

tanah akan membentuk monmorilonit kecuali kalium, mika,

feromagnesia dan feldspar. Monmorillonit terjadi karena adanya unsur

magnesium.

II.1.3 Endapan transformasi

Endapan bentonit hasil transformasi/ devitrifikasi debu gunung

api terjadi dengan sempurna apabila debu diendapkan di dalam

cekungan seperti danau atau laut. Mineral gelas gunung api lambat

laun akan mengalami devitrifikasi seperti yang dapat diamati pada

endapan piroklastik di laut tengah dekat gunung vesuvius sisilia.

Monmorilonit dijumpaai pada endapan resen di sekitar kepulauan

azores yang vulkanis.

II.1.4 Endapan sedimen

Monmorilonit bisa juga terjadi sebagai endapan sedimen dalam

kondisi basa (alkalin). Mineral hasil sedimentasi terbentuk dalam

cekungan dan bersifat basa dan tidak berasosiasi dengan tufa, seperti

atapulgit, sepiolit, mon-morillonit, karbonat, silika pipih, fosfat laut

dan sebagainya. Lingkungan ini banyak mengandung larutan silika

yang terendapkan dalam bentuk flint, kristobalit, atau senyawa

alumunium dan magnesium.

IV.4

Secara umum, Ca-bentonit terjadi dari alterasi mineral dalam

batuan beku dan metamorfik yang biasanya ter-dapat dekat dengan

permukaan. Hal ini disebabkan ion Na+ dalam lempung bentonit

bersifat tidak mantap dan mudah diganti oleh ion Ca+, dan juga ion H+

pada tingkat pelapukan selanjutnya. Sebaliknya, Keberadaan Na-

bentonit di daerah tropis hanya dijumpai pada tempat dalam yang

mengalami proses pelapukannya tidak berkepanjangan, yaitu setelah

proses bentonitisasi proses pelapukan akan berhenti

II.2 MINERALOGI

Bentonit adalah istilah lempung monmorillonit dalam dunia

perdagangan dan termasuk kelompok dioktohedral. Penamaan jenis lempung

tergantung dari penemu atau peneliti, misal ahli geologi, mineralogi, mineral

industri dan lain-lain. Dalam mineral industri, nama jenis lempung diambil

dari nama tempat-tempat endapan lempung ditemukan pertama kali, atau

menurut sifat, penggunaan, mineral penyusunya, dan lain-lain

Dalam keadaan awal, Na-bentonit berkemampuan tinggi untuk

menyerap warna dan dapat ditingkatkan lagi dengan melalui proses

pengolahan dan pemanasan.

Bentonit dapat dibagi menjadi 2 golongan berdasarkan kandungan alu-

munium silikat hydrous, yaitu activated clay dan fuller’s Earth. Activated clay

adalah lempung yang kurang memiliki daya pemucat, tetapi daya pemucatnya

dapat ditingkatkan melalui pengolahan tertentu. Sementara itu, fuller’s earth

digunakan di dalam fulling atau pembersih bahan wool dari lemak.

Tipe bentonit dibagi menjadi dua, yaitu :

II.2.1 Tipe Wyoming (Na-bentonit)

IV.4

Jenis bentonit tipe wyoming (Na-bentonit) memiliki daya

mengembang hingga delapan kali apabila dicelupkan ke dalam air, dan

tetap terdispersi beberapa waktu di dalam air. Penggunaan yang utama

adalah untuk  lumpur (bor) pembilas dalam kegiatan pemboran,

pembuatan pellet biji besi, penyumbat kebocoran bendungan/kolam.

Na-bentonit dalam keadaan kering berwarna putih atau cream,

pada keadaan basah dan terkena sinar matahari akan berwarna

mengkilap. Perbandingan soda dan kapur tinggi, suspensi koloidal

mempunyai pH: 8,5-9,8, tidak dapat diaktifkan, posisi pertukaran

diduduki oleh ion-ion sodium (Na+).

II.2.2 Mg, Ca-bentonit (Sub bentonit = meta bentonit)

Tipe bentonit ini kurang mengembang apabila dicelupkan ke

dalam air, dan tetap terdispersi di dalam air, tetapi secara alami atau

setelah diaktifkan mempunyai sifat menghisap yang baik.

Perbandingan kandungan Na dan Ca rendah, suspensi koloidal

memiliki  pH: 4-7.

Posisi pertukaran ion lebih banyak diduduki oleh ion-ion

kalsium dan magnesium. Dalam keadaan kering bersifat rapid slaking,

berwarna abu-abu, biru, kuning, merah dan coklat. Penggunaan

bentonit dalam proses pemurnian minyak goreng perlu aktivasi

terlebih dahulu dengan menggunakan asam-asam mineral.

Sebagian besar endapan bentonit di Indonesia digolongkan ke

dalam jenis Ca-bentonit yang tidak mengembang (nonswelling

bentonite).

IV.4

BAB III

PENAMBANGAN DAN PENGOLAHAN

III.1 PENAMBANGAN

Kebanyakan endapan bentonit terdapat dekat dengan permukaan tanah

atau ada yang sudah tersingkap akibat proses pelapukan, oleh karena itu

penambangan dilakukan dengan cara penambangan terbuka sistim jenjang

Lapisan tanah atas dikupas dan dipindah ke suatu tempat penimbunan,

yang akan digunakan untuk menimbun daerah endapan bila selesai ditam-

bang, sehingga bekas penambangan dapat dimanfaatkan untuk keperluan lain.

Peralatan yang digunakan dalam proses penggalian dan pengupasan tanah

penutup, antara lain: power scraper, dragline scraper, dragline excavator,

dan power shovel. (Gambar 1)

III.2 PENGOLAHAN

Hasil penggalian endapan bentonit dari tambang berupa bongkah-

bongkah, (raw material) diangkut dengan truk ke pabrik untuk diolah melalui

beberapa tahapan proses, yaitu penghancuran, pemanasan, penggilingan dan

pengayakan (Gambar 2)

a.     Pengembangan  bentonit

Bentonit mempunyai sifat menyerap sebab ukuran partikel

koloidnya  amat kecil dan memiliki kapasitas permukaan ion yang

tinggi.Pengembangan bentonit disebabkan oleh adanya penggantian

isomorphous pada lapisan oktohedral (Mg oleh Al) dalam menghadapi

kelebihan muatan di ujung kisi-kisinya.

IV.4

Adanya gaya elektrostatis yang mengikat kristal pada jarak 4,5o

dari permukaan cukup kuat untuk mempertahanan ion di per-mukaan

unit-unitnya, dan tetap men-jaga unit itu tidak saling merapat. Bila

dicampur air akan mengembang, maka jarak antara unit makin melebar

dan lapisannya membentuk serpihan, serta memiliki permukaan luas jika

dalam zat pengsuspensi.

b. Aktivasi bentonit

Aktivasi bentonit  bertujuan untuk menaikkan daya adsorpsi dan

memperoleh sifat bentonit yang diinginkan. Dalam keadaan awal,

bentonit memiliki kemampuan adsorpsi (penambahan asam dan

pemanasan), daya adsorpsinya akan meningkat.

Montmorillonit memiliki struktur ber-tingkat dan kapasitas

pertukaran ion yang aktif di bagian dasar.  Oleh karena itu, strukturnya

dapat diganti seperti struktur bagian dasar, yaitu dengan penambahan

asam agar terjadi penggantian ion-ion K+, Na+ dan Ca+2 dengan H+ dalam

ruang interlamelar, dan akan melepaskan ion-ion Al+3, Fe+3 dan Mg+2

dari kisi strukturnya sehingga lempung lebih aktif.

Aktivasi bentonit sangat dipengaruhi oleh konsentrasi asam.

Biasanya dipakai asam sulfat.  Faktor lain yang perlu diperhatikan

adalah sifat dasar, distribusi ukuran pori, keasaman, dan nilai SiO2 atau

Al2O3 dari endapan bentonit. Faktor-faktor tersebut tergantung juga pada

komposisi mineral lempung bentonit dan cara aktivasi.

Beberapa hasil aktivasi dapat diterangkan seperti di bawah ini.

1) Aktivasi dengan pemanasan

IV.4

Pada proses penjernihan minyak sawit dengan bentonit

sebagai absorben memperlihatkan bahwa bentonit mulai aktif

menyerap warna pada suhu 80o – 130 oC. Tingkat kejernihan tidak

begitu besar setelah suhu mencapai 140-150 oC, bahkan cenderung

menurun. Pada proses pemucatan minyak kedele penghilangan warna

minimum pada suhu sekitar 100o C.

2) Pengaruh waktu

Pengontrolan minyak dengan tanah pemucat sangat

dipengaruhi oleh waktu. Pada kondisi suhu, tekanan, dan jumlah

tanah pemucat yang sama menunjukkan bahwa hasil penghilangan

warna maksimum pada temperatur tertentu, dan cenderung menurun

bila kontak diperpanjang. Penurunan pemucatan karena daya serap

lempung akan habis.

3) Pengaruh tekanan

Proses penghilangan warna dari bahan pemucat dipengaruhi

juga oleh luas permukaan tanah pemucat yang dikontakkan dengan

minyak. Dengan menurunkan tekanan pori-pori tanah pemucat

sampai tekanan atmospir, bentonit akan terdeareasi, sehingga luas

permukaan akan lebih besar. Tekanan yang umum dilakukan di

industri-industri adalah 5,077 mm Hg.

c. Aktivasi bentonit untuk lumpur bor

Aktivasi bentonit untuk lumpur bor adalah proses merubah Ca-

bentonit menjadi Na-bentonit dengan cara penambahan senyawa alkali,

yaitu sodium karbonat (NaCO3) dan sodium hidroksida (NaOH).

Dengan aktivasi ini diharapkan terjadi perubahan sifat hidrasi, dispersi,

IV.4

reologi, swelling, dan sifat lainnya dari bentonit, sehingga dapat

digunakan untuk lumpur bor.

Agar reaksi lebih sempurna perlu diperhatikan aspek waktu

kontak, penekanan dan aspek lainnya.

Gambar 1. Bagan Alir Penambangan Endapan Bentonit

Penimbunan tanah tertutup

Penggalian tanah tertutup

Penggalian endapan bentonit

Pengangkutan

Lahan bekas tambang

Penimbunan kembali dengan tanah penutup

Reklamasi

Pemasaran dalam bentuk raw material

Lokasi pabrik pengolahan

Pengeringan

Proses pengolahan / aktivasi

Pemasaran

IV.4

+10 mm -10 mm

+5 mm -5 mm

+200 mesh -200 mesh

+200 mesh -200 mesh

Gambar 2. Bagan Alir Proses Pengolahan Bentonit

Bentonit dari tambang

Preparasi/reduksi ukuran

Pengayakan (10 mm)

Pengayakan (5 mm)Pengeringan dengan

burner (1-5 jam)

Pengeringan dengan burner (1 jam)

Pengeringan dengan burner ( 1 jam)

Penggilingan

Pengayakan dengan # 200 mesh

ProduksiPenggilingan

Classifying

IV.4

BAB IV

KEGUNAAN DAN SPESIFIKASI

IV.1 KEGUNAAN

Di pasaran, Na-bentonit alam dikenal sebagai bentonit Wyoming dan

bentonit sintesis yang disebut brekbond 2 (Inggris) dan berkonit (Italia).

Sdangkan Ca-bentonit juga dikenal dengan produk, seperti NKH, Tonsil,

Galleon, dll. NA bentonit biasa dipakai untuk bahan perekat, pengisi (filler),

dan lumpur bor. Penggunaan Na bentonit untuk pengeboran sebenarnya

bersaing dengan lempung yang telah diaktivasi. Misalnya pada pengeboran di

daerah bergaram dan geothermal, pemakaian NA bentonit tidak memperoleh

hasil baik, karena dapat terjadi pengendapan dan kerak-kerak akibat pengaruh

cairan elektrolit.

Penggunaan utama Ca bentonit adalah untuk pembuatan Na bentonit

sintetis dan lempung aktif . Selain itu juga digunakan untuk pembersih

minyak bakar , pelumas, minyak gorang , farmasi, kimia, dll. Ca bentonit

untuk pembuatan bentonit sintetis mempunyai banyak keuntungan lebih

banyak daripada lempung lain, kecuali lempung asam, misalnya saat

penggerusan, penyaringan dan pengeringan. Selain itu menghasilkan produk

sampingan, yaitu precipatated calcium carbonate.

Selain Na bentonit dan Ca bentonit terdapat lempung sejenis yang

penggunaanya hampir sama, yaitu : atapulgit, sepiolit, dan lempung asam.

Atapulgit mempunyai sifat mengembang yang baik sehingga mudah

membentuk spesifikasi yang diinginkan dengan konsumen. Aktivasi

dilakukan sama seperti Ca bentonit atau lempung asam. Kegunaanya sebagai

IV.4

penyerap dan penjernih di industri minyak goreng, dan juga sebagai lumpur

bor. Sepiolit digunakan sebagai bahan campuran pembuatan keramik agar

dapat sifat plastis yang diinginkan, dan bahan perekat pada pembuatan bata

tahan api, bahan wol mineral. Lempung asam banyak digunakan di industri

minyak goreng setelah dikativasi.

IV.2 SPESIFIKASI

Di Indonesia sebagian besar penggunaan Ca bentonit adalah di industri

penjernihan minyak dan kelapa sawit. Untuk dapat memperoleh minyak sawit

bermutu tinggi diperlukan Ca bentonit dengan persyaratan tertentu, terutama

bleaching power. Penggunaan di industri lainya, juga memerlukan persyaratan

yang sesuai dengan kebutuhan.

Berdasarkan hasil pengumpulan data tentang spesifikasi bentonit yang

dikonsumsi oleh industri hilir di dalam negeri tidak diperoleh data yang

lengkap, dan pada umumnya perusahaan yang disurvei hanya memberikan

unsur spesigikasi yang paling utama.

Spesifikasi bentonit di industri sabun (PT Angrocorb Indonesia)

adalah :

Fuller’s earth

Kandungan air : max 1%

Ukuran butir (lolos saringan -325 mesh) : min 90%

Spesifikasi bentonit di industri barang-barang dari semen (PT Wijaya

Karya) adalah sebagai berikut :

IV.4

Tabel 1.Spesifikasi Kimia Bentonit di Industri Minyak Sawit dan Mesin

Unsur Industri Minyak Nabati Industri Mesin

SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2O

Na2O3H2OL.O.IpH

Blea Power

37,88% - 64,43%13,24% - 19,68%

3,23 - 7,03%0,07 - 0,70%

2,14 - 15,40 %1,68 - 2,21%0,48 - 1,58%0,12 - 0,53%

-12,46 -21,76%

-25,38 - 38,11%

54,50 - 68,10%4,60 - 18,83%1,09 - 3,20%

-0,40 - 2,24%2,64 - 5,40%0,02 - 0,61%0,04 - 1,81%4,99 - 8,00%

12,46 - 21,76%3,20

-

Tabel2. Spesifikasi Bentonit di Industri Kosmetika

Spesifikasi Fisika

Bentuk butirWarna

Kadar airKadar abuDaya memucat

Serbuk Halusputih kekuning-kuningan, tidak berbaumaks. 15%min. 75%4% bleaching earth

Spesifikasi Kimia

pH :Kekuatan mengembang

9 - 10,520 - 30 ml

Dalam bentuk serbuk berukuran 200-300 mesh;

Zn murni : 98-99%

Kandungan Pb : maks 1%

Spesifikasi di industri kimia (obat-obatan) adalah :

IV.4

Mikrobal limit : Tidak mengandung escherichia coli

pH : 9,5-10,5

L.O.I : 5,0 - 8,0 % berat

Gel Formation : 2% dalam 24 jam

Swelling Power : 2 gr dalam larutan air 100 ml

Ukuran..butir..:..-200..mesh

IV.4

BAB V

PERTANYAAN

1. Tuliskan 4 macam endapan bentonit ?

2. Tuliskan 4 kegunaan bentonit ?

3. Tuliskan 3 sifat bentonit ?

4. Jelaskan mula jadi endapan bentonit berdasarkan endapan

transformasi?

5. Tuliskan dan jelaskan 2 tipe bentonit ?