TEKNIK PENGOLAHAN BEBERAPA BAHAN GALIAN INDUSTRI

1. Batu Gamping

Batu gamping merupakan kelompok batuan sedimen baik jenis batuan

sedimen nonklastik maupun klastik. Secara kimiawi batu gamping terdiri dari

kalsium karbonat (CACO3). Di alam tidak jarang pula dijumpai batu gamping

magnesium. Pada umumnya btu gamping yang padat dan keras mempunyai

berat jenis 2. Warnanya bervariasi dari putih susu, abu – abu muda, abu – abu

tua, coklat , merah, bahkan hitam. Hal ini disebabkan karena jumlah dan jenis

pengotor yang ada.

Batugamping yang terdapat di alam menurut genesanya terjadi akibat 2

(dua) proses yaitu :

a. Proses Sedimentasi

Batu gamping yang terjadi akibat proses sedimentasi melalui

sedimentasi organik dan sedimentasi kimia serta sedimentasi mekanik,

Proses sedimentasi organik terjadi karena adanya tumbuhan laut (koloni

binatang foraminifera, algae dan renik lainnya) yang telah mati dan

diendapkan di dasar laut dengan kondisi laut yang tenang. Batugamping

yang terjadi akibat sedimentasi kimia terjadi akibat proses kimia yang

berlangsung secara terus menerus di lautan luas dengan larutan yang

terkandung di dalmnya, sedangkan sedimentasi mekanik yang terjadi pada

batugamping diakibatkan oleh adanya proses akumulasi dari lumpur-lumpur

yang mengandung karbonat. Proses pembentukan batugamping melalui

proses sedimentasi secara teru menerus dan berlangsung cukup lama

sehingga terbentuk endapan batugamping yang ada sekarang ini.

b. Proses Pelapukan

Pada proses pelapukan ini , sumber unsur karbonatnya adalah karbon

dioksida ( CO2 ) dari udara dan mineral-mineral yang mengandung unsur-

unsur karbonat karbonat yang terdapat pada batuan asal yang tersebar di

permukaan bumi .Dalam bentuk yang umum adalah melalui proses

pelapukan pada masa batugamping sehingga membentuk larutan kalsium

karbonat ( Ca CO3 ) yang pada larutannya oleh media air diangkut dan

diendapkan di lingkungan laut dangkal.

Teknik Pengolahan

Dalam beberapa hal, bahan galian batu gamping dapat langsung

dipergunakan sebagai bahan dasar misalnya untuk keperluan industri pabrik

semen. Selain itu pengolahan batu gamping dimaksudkan untuk menghasilkan

kapur tohor (CaO), Kalsium hidroksida ( Ca(OH)2 ) atau gas CO2. Secara

umum pengolahan batu gamping adalah sebagai berikut :

a. Pembuatan Kapur Tohor

1. Batu Gamping dilakukan proses kalsinasi pada suhu 900* C sampai

1000* C dengan tujuan batu gamping akan teruai menjadi CaO dan

CO2.

2. CO2 diambil kemudian dibersihkan dan selanjutnya dimasukkan ke

dalam tangki.

3. Dari hasil proses kalsinasi akan dapat terbentuk kapur tohor (CaO)

atau quickline setelah CaO tersebut dibasahi air.

b. Pembuatan Bahan Rafractori

1. Bahan baku terdiri dari lime yang merupakan produk pengolahan batu

gamping sebagai hasil kalsinasi yang terdiri dari jenis :

a. High Balcium lime yaitu jenis lime yang dibuat dari batu gamping

(CaCO3) yang mempunyai komposisi 95 % kalsit dan 5 %

dolomit.

b. High Magnesium lime yaitu jensi lime yang dibuat dari batu

gamping dolomitan Ca Mg (CO3)2) yang mempunyai komposisi

50 - 90 % kalsit dan 10 - 5- % dolomit.

2. Bahan tambahan berupa tanah liat, air dan Samot.

3. Proses pembuatan lime terdiri dari :

a. Proses Kalsinasi yaitu proses yang berlangsung pada vertikal kiln

sampai temperatur 898* C untuk batu gamping dan temperatur

725* C untuk batu gamping dolomitan dengan tekanan 1 atm.

Produk yang dihasilkan adalah kapur tohor (Quick Lime)

berbentuk gumpalan. Reaksi kimia yang terjadi adalah :

CaCo3 CaO + CO2 ........ untuk batu gamping

CaMg(CO3) Ca O MgO + 2 CO2 ...... untuk batu gamping

dolomitan.

b. Proses pemberian air yaitu dengan tujuan pembuatan lime menjadi

lebih stabil dan merupakan menjadi hidratlime atau kapur padam.

Reaksi kimia yang terjadi adalah :

CaO + H2O Ca(OH)2 ...... untuk batu gamping

Cao MgO + H2O Ca (OH)2 MgO ...... untuk batu gamping

dolomitan.

c. Proses pengeringnya yaitu proses yang dilakukan untuk tujuan

mengurangi kadar air yang menggunakan rotary drying.

Temperatur yang dipakai antara 110* C sampai 150* C.

4. Proses berikutnya adalah pembuatan refractory dengan mencampurkan

bahan baku lime bersama tanah liat (ball clay) dan bahan tambahan air

dan samot. Campuran ini disebut dengan Mase. Selanjutnya diaduk

hingga merata atau homogen. Langkah berikutnya adalah melakukan

proses pencetakan sesuai ukuran yang telah ditentukan. Untuk

pengeringan batu bata cetakan (refractory) tersebut bisa melalui

pengeringan sinar matahari ataupun pemanasan melalui oven dengan

temperatur 1200* C.

5. Pembuatan refractory telah dicetak dan langkah selanjutnya adalah

penyimpanan pada tempat-tempat yang telah ditentukan.

c. Pembuatan Soda Abu

Untuk pembuatan soda abu, batu gamping yang akan diolah harus

memenuhi persyaratan sebagai berikut :

- Kadar CaCO3 minimum 90%

- Kadar MgCO3 minimum 0,6%

- Kadar Fe2O3 minimum 0,3%

- Kadar SO2 minimum 0,3%

Pembuatan soda abu menggunakan metode solvay yaitu dengan

menggunakan bahan-bahan antara lain : batu gamping, garam, kokas, batu

bara, ammonia losses, karbon dioksida, sodium sulfida dan air pendingin.

2. Marmer

Marmer disebut pula sebagai batu pualam, merupakan hasil proses

metamorfose kontak atau regional dari jenis batu gamping. Oleh sebab itu

marmer sangat tergantung oleh batuan asalnya. Warna asli marmer adalah putih

namun terdapat mineral pengotornya yang membuat marmer menjadi menarik

seperti grafit memberi warna hitam-coklat, pyrit dan ilmenit memberi warna

coklat kemerahan, dan sebagainya.

Keindahan marmer sangat ditentukan oleh tekstur, arah pemotongan

terhadap pola tekstur, bentuk penggunaan dan teknik polesan (polishing).

Marmer tidak tahan terhadap asam/air hujan. Oleh sebab itu bahan yang terbuat

dai marmer seyogyanya terhindar dari sinar matahai atau air hujan agar polesan

tahan lama.

Tujuan utama penambangan marmer adalah memperoleh blok marmer

sebesar-besarnya. Cara penambangan dapat dilakukan dengan gergaji yang

diawali dengan pembuatan lubang. Metode penambangan dengan sistem kuari

berjenjang akan mencegah kerusakan.

Pengolahan dan pemanfaatan

a. Bahan Bangunan

b. Setelah blok marmer diperoleh kemudian digergaji dengan bentuk yang

diinginkan dan dipoles dalam bentuk tegel baik untuk dinding ataupun

lantai.

c. Industri rumah tangga, sesuai dengan jenis marmer dapat dibentuk patung,

hiasan, ataupun meja. Pecahan dari marmer dimanfaatkan untuk tegel

campuran semen.

3. Phospat

Endapan phospat di Indonesia terdapat di beberapa gua dalam berbagai

bentuk butiran, bongkahan sampai bongkahan besar. Endapan phospat guano

dengan komposisi kalsium fosfat terdapat sebagai endapan permukaan. Secara

garis besar proses pembentukan ketiga jenis fosfat guano ini adalah sama yaitu

merupakan hasil reaksi antara batu gamping dengan kotoran burung dan

kelelawar yang mengandung asam fosfat karena pengaruh air hujan dan air

tanah.

Endapan fosfat umumnya terdapat di lapisan teratas batu gamping klastik,

endapan fosfat bawah permukaan terdapat dalam rongga pada tubuh batu

gampinbg terumbu, sedang endapan fosfat gua terdapat di dasar gua batu

gamping. Batuan fosfat merupakan batuan yang mengandung apatit. Dikenal 4

jenis apatit dalam fosfat yaitu :

Apatit : Ca5(PO4)3(Fe)

Hydoxyapatit : Ca5(PO4)3OH

Oxyapatit : Ca10(PO4)3(CO3)

Carbonate apatit : Ca10(PO4)6©3)(H2O)

Endapan fosfat yang terdapat di alam berwarna abu-abu, keboiruan, hitam,

jingga hingga putih kotor.

Penambangan fosfat pada umumnya dilakukan dengan cara sederhana. Hal

ini terpaksa dilakukan karena cadangan endapan fosfat relatih sedikit. Untuk

cadangan fosfat yang cukup besar penambangan dilakukan secara mekanis.

Teknik Pengolahan dan Pemanfaatan

Pengolahan fosfat cukup sederhana. Dari hasil penambangan fosfat yang

tercampur tanah dicudi kemudian dipecah sampai berdiameter 3 cm,

dikeringkan dengan sinar matahari, selanjutnya digiling dan diayak sampai

berupa tepung berukuran 80 mesh. Pemanfaatannya :

a. Pertanian

Dipergunakan sebagai pupuk baik ppuk buatan (TSP dan DSP) maupun

pupuk alam untuk tanah yang asam.

b. Industri

Dimanfaatkan dalam industri untuk pembuatan detergen, asam fosfat dan

idustri kimia lainnya.

4. Zeolit

Zeolit merupakan senyawa alumino silikat hidrat terhidrasi dari logam

alkali dan alkali tanah (terutama Ca dan Na). sifat umum dari zeolit adalah

merupakan kristal yang agak lunak, berwarna putih coklat atau kebiru-biruan.

Zeolit dikelompokkan menjadi 3 jenis, yaitu:

a.Zeolit yang terbentuk pada temperatur tinggi. Yang termasuk dalam grup ini

adalah akibat daari proses magmatik primer, proses metamorfosa kontak,

proses metamorfosa hydrotemal, proses penurunan dan pengangkatan

lingkungan pembentukannya dengan metamorfosa regional.

b. Zeolit yang terbentuk di dekat permukaan lingkungan sedimentasinya

dengan proses kimia yang merupakan faktor utama. Yang termasuk jenis

adalah sebagai akibat pengaruhb pergerakan air tanah, pelapukan ataupun

karena sifat alkalinya pada saline lake deposits.

c.Zeolit yang terbentuk sebagai akibat dari terbentuknya craters di lingkungan

dasar laut yang mengahsilkan fast hydrothermal zeolitization dari gelas

vulkanik.

Adapun dari sekian banyak jenis zeolit ada beberapa yang sering ditemukan

dalam batuan yaitu : Khabasit, Analsim, Leumonit, Philipsit, heulandit,

Mordenit, Klinoptilotit, Erionit, Ferrierit. Kebanyak zeolit yang mempunyai

nilai ekonomi tinggi terletak di dekat permukaan. Oleh karenanya penambangan

dilakukan dengan sistem quarry baik dengan mempergunakan alat mekanik,

semi mekanik maupun peralatan sederhana.

Teknik Pengolahan

Pengolahan zeolit sangat tergantung dari tujuan pemanfaatannya.

Pengolahan zaolit bertujuan untuk meningkatkan nilai tambah. Pada prinsipnya

pengolahan dilakukan dengan 2 tahap yaitu tahap preparasi dan tahap aktivasi.

a.Tahap Preparasi

Dengan mempertimbangkan zeolit mempunyai tingkat kekerasan yang

rendah maka preparasi dengan menggunakan mesin giling (mill) yang

mampu memproduksi sampai ukuran lebih kecil dari 100 mesh dan

mengobinasikannya dengan sistem siklun untuk dapat mengelompokkan

hasilnya menjadi fraksi-fraksi. Umpan untuk mesin giling ini dapat berupa

hasil pemecahan secara manual yang berukuran 3 cm ataupun dapat

dilakukan dengan mesin pemecah. Ketidak mampuan siklun dalam

meisahkan menjadi fraksi menyebabkan masih diperlukan proses

pengayakan. Apabila tahap ini sudah selesai untuk keperluan khusus

masih memerlukan pengolahan aktivasi.

b. Proses Aktivasi

Proses ini dilakukan dengan pemanasan atau dengan pereaksi zat yang

dipergunakan sebagai pereaksi adalah NaOH dan H2SO4.

Pemanfaatan zeolit cukup bervariasi, yaitu : sebagai dinding rumah, sebagai

tambahan untuk meningkatkan pertumbuhan dan hasil tanaman, sebagai bahan

penambah bahan makanan ternak agar menambah berat badan ternak, sebagai bahan

penghilang bau, sebagai penyerap gas N2, O2, dan CO2, dan sebagainya.

5. Kaolin

Kaolin merupakan massa batuan yang tersusun dari mineral lempung dengan

kandungan besi yang rendah. Kaolin mempunyai komposisi hidros aluminium silikat

dengan disertai beberapa mineral penyerta. Mineral yang termasuk golongan kaolin

adalah kaolinit, nakrit, dikrit, haloisit dengan kaolinit yang merupakan mineral utama.

Proses pembentukan kaolin karena pelapukan dan proses hydrotemal alterasi pada

batuan beku yang banyak mengandung feldsfar dimana mineral potasium aluminium

silikat dan feldspar diubah menjadi kaolin. Dapat pula terbentuk sebagaipelapukan

batuan metamorf khususnya gneiss sedang kaolin sekunder merupakan hasil

transportasi kaolin prmer. Kaolin umumnya berwarna putih.

Ukuran 3 cm

Aliran Atas

Pembuangan

Aliran Bawah

Aliran Bawah

Perikanan Pengolahan Air Pengolahan Air Pertanian

Peternakan

Umpan zeolit (min 30 % klinoptiolit atau 60 % zeolit berukuran 15 cm

Mesin Pemecah batu/ dengan palu

Mesin Giling

Pengayakan tenaga manusia Siklun - siklun

Fraksi – frasi ukuran zeolit

Pengaktifan

Pemanasan (Oven)

Pereaksi Kimia NaOH dan H2SO4

Pengantongan siap dipasarkan

Gambar 1. Bagan Alir Pengolahan Mineral Zeolit

Penambangan kaolin ada 3 cara yaitu dengan tambang terbuka/open pit, tambang

semprot/hydraulicking dan tambang bawah tanah.

Teknik Pengolahan

Pada dasarnya pengolahan kaolin ditujukan untuk membuang

mineral/kontaminan seperti pasir kuarsa, olksida besi, oksida titanium, mika dan lain-

lain. Selain itu bertujuan untuk mendapatkan butir-butir haslus, tingkat

keputihan/kecerahan tinggi, kadar air tertentu, PH tertentu dan sifat-sifat lainnya. Pada

dasarnya pengolahan yang dilakukan sangat tergantung pada jumlah jenis mineral

pengotor dan spesifikasi penggunaan.

Kaolin sebagai bahan baku industri mempunyai kegunaan yang cukup

bervariasi, yaitu :

1. sebagai bahan pengisi dan bahan pelapis dalam industri kertas

2. sebagai bahan body melalui proses biscuit

3. sebagai bahan vulkanisir dalam industri karet

4. bahan utama pembuatan bata tahan api

5. dan sebagainya.

6. Feldspar

Feldspar adalah masa batuan yang tersusun dari mineral-mineral feldspar

yang terdiri atas aluminium silicate , potasium , kalium , dan barium. Kegunaan

feldspar terutama untuk berbagai industri antara lain :

a. Industri Keramik dengan pembakaran tinggi.

Kaolin dari tambang

Talang dengan sekat (Sluice Box)

Elustrasi/ Desliming

Pengeringan

Kaolin Murni

Penggilingan

Tepung Kaolin

Tangki Pengendapan Pasir Kuarsa

Pasir KuarsaPenyaringan

Gambar 2. Bagan Alir Proses Pengolahan kaolin secara umum

b. Industri gelas.

c. Industri kaca lembaran

Feldspar terjadi selama proses kristalisasi batuan beku oleh pneumatolytic

dan hydrothermal agencies dalam urat pegmatik. Kondisi larutan pada proses

kristalisasi terjadi pada suhu tinggi .Feldspar merupakan mineral atau

pembentuk batuan beku dan umumnya banyak terdapat pada batuan beku dalam

(plutonic rock) dan juga pada batuan erupsi dan metamorfosa.

Feldspar merupakan batuan vulkanik yang banyak mengandung tufa dengan

komposisi batuan laterik sehingga batuan ini disebut dengan tufa laterik yang

kaya akan mineral ortoklas dan silika. Tufa ini terbentuk dari kegiatan gunung

berapi yang pada waktu meletus mengeluarkan abu vulkanik. Umumnya batuan

granit Feldspar berasosiasi dengan mineral kwarsa, mika, klorid, beryl, dan

rutyl. Sedangkan pada batuan pegmatil, Feldspar berasosiasi dengan mineral

kwarsa, mika dan topaz.

Teknik Pengolahan dan pemanfaatan

a.. Bahan baku keramik Bakaran Tinggi

Untuk keperluan bahan baku keramik bakaran tinggi diperlukan

sebagai berikut :

1. Feldspar.

Sebagai bahan pelebur dengan titik lebur antara 1200 derajat Celcius

sampai 1250 derajat Celcius serta untuk mengurangi plastisitas dan

susut kering saat dilakukan pembakaran .

2. Clay.

Berfungsi sebagai plastizer dan bider bahan keramik dengan

kandungan silika adalah 52 % dan alumina adalah 31 %.

3. Pasir kwarsa.

Berfungsi sebagai penambah kandungan silika dalam campuran agar

dapat mengikat bahan penyusuk keramik.

4. Batu porselin dan glass.

Berfungsi sebagai mempermudah penghancuran bahan yang masih

berupa bongkahan dalam kogel molen.

5. Air.

Berfungsi untuk memperhalus bahan campuran glass dan

memperkilatkan permukaan keramik.

6. Kaolin.

Berfungsi sebagai membantu mengurangi plastisitas serta memberikan

warna putih pada keramik.

Proses pembuatan keramik sebagai berikut :

Clay terlebih dahulu digiling sampai ukuran 50 # (mesh). Feldspar,

kaolin dan pasir kwarsa dimasukkan ke dalam kogel molen dengan

perbandingan berat 50 % : 40 % : 10 %.

Ke dalam kogel molen kemudian dimasukkan air dan batu porselin

kemudian diputar dengan kecepatan 25 Rpm. Untuk membuat

campuran yang lebih homogen maka dengan bantuan kompressor,

bahan dialirkan ke bak yang telah tersedia pengaduknya. Air

dipisahkan dengan penyaring sedangkan padatannya dimasukkan ke

filter prss selama 2 jam. Hasil ini disebut dengan "Cake" atau "mass

body". Agar ikatan oksidanya semakin kuat maka mass body dipress

lagi selama 3 hari dalam ruang pengerasan kemudian dimasukkan ke

dalam " Vacuum Strength Press " agar terbebas dari air maupun udara.

Langkah berikutnya adalah mass body dipotong-potong sesuai dengan

keinginan kemudian dicetak dan dipanaskan. Hasilnya dapat dilakukan

pengglasiran baik dengan model semprot maupun celupan.

b. Pembuatan Gelas high Alumina.

Proses pembuatan gelas high alumina adalah sebagai berikut :

1. Tahap Pencampuran ( mixing ).

Pencampuran bahan gelas di mixer hingga diperoleh campuran yang

homogen.Komposisi pencampuran yang dinyatakan dalam % berat

yaitu : SiO2 = 55% , Al2O3 = 15% , P2O3 = 8% , CaO = 21% dan

Na2O = 1%.

2. Tahap peleburan ( Smelting ).

Peleburan dilakukan dalam tungku peleburan yang menghasilkan

campuran gelas homogen , bersih , bebas gelembung dan bebas dari

kristal yang tidak melebur . Tungku yang dipakai disebut dengan Tank

Furnace.

3. Tahap Pencetakan ( Shaping ).

Proses pembentukan gelas dilakukan setelah hasil peleburan sudah

homogen , tidak mengandung kristal dan gas . Temperatur

pembentukan yang digunakan antara 800 derajat Celcius sampai 1100

derajat celcius melalui proses penekanan dan proses peniupan . Proses

pembentukan harus dilakukan secara cepat dengan viskositas antar 10

4 sampai 10 8 poises sedangkan proses pendinginan harus dilakukan

secara perlahan-lahan dengan tujuan agar diperoleh hasil yang baik

dan berkwalitas .

4. Proses Annealing dan Finishing.

Proses annealing dilakukan setelah produk gelas terbentuk . Pada

prinsipnya proses yang dilakukan untuk menghilangkan perbedaan

tegangan produk yang telah dihasilkan dengan maksud agar gelas tidak

mudah retak atau pecah . Pelaksanaan proses annealing dilakukan di

dalam sebuah tunnel dengan temperatur antara 500 derajat Celcius

sampai 600 derajat celcius selama kurang lebih 90 menit . Setelah

gelas dihasilkan maka selanjutnya dengan proses finishing yang

meliputi : pemotongan , penghalusan , pemolesan , pencucian dan

pengepakan serta pemasaran.

7. Pasir Kuarsa

Pasir kuarsa sebagai endapan sedimen berasal dari rombakan batuan yang

mengandung silikon dioksida seperti granit, riolit, grnodiorit. Endapan pasir

kuarsa terjadi setelah melalui proses transportasi, sortasi, dan sedimentasi. Oleh

sebab itu endapan pasir kuarsa di alam tidak pernah didapatkan tercampur

dengan lempung, feldspar, magnetit, ilmenit, limonit, zirkon, dan bahan organik

dari tumbuhan dan sebaginya. Proses transportasi oleh air menyebabkan butiran

pasir menjadi bertambah halus dan relatif menjadi lebih murni. Material

pengotor tersebut pada umumnya pasir kuarsa, sehingga dari warna yang

ditunjukkan dapat diperkirakan derajat kemurniannya. Pada umumnya pasir

kuarsa diendapkan dalam penyebaran melebar dengan ukuran butir nyang

berbeda mulai dari fraksi halus sampai dengan fraksi kasar.

Penambangan pasir kuarsa dilakukan dengan tambang terbuka berbentuk

jenjang. Tahapan kegiatan meliputi pengupasan lapisan penutup, pembongkaran

pemuatan dan pengangkutan.

Teknik Pengolahan

Pada dasarnya pengolahan/pencucian pasir kuarsa dimaksudkan untuk

menghilangkan zat pengotor, meningkatkan kadar SiO2 atau

memisahkan/mengubah ukuran butir untuk memperoleh spesifikasi yang

diinginkan. Tingkat pengolahan pasir kuarsa ditentukan oleh jenis

penggunaanya.

Pencucian dengan air untuk menghilangkan lempung yang dikandungnya dengan menggunakan

silikon/classifier/washer

Scrubbing (pencucian) dengan kekentalan tinggi : 60 – 70 % padatan

Pencucian dengan siklon/classifier

Pemisahan magnetis (magnetic separator)

Pengayakan

Pasir kuarsa murni dengan spesifikasi tertentu

Gambar 3. Bagan Alir Pengolahan pasir kuarsa

DAFTAR PUSTAKA

1. Sukandarrumidi. Bahan Galian Industri. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. 1999

2. http :/www.distam-propsu.go.id/