BAB II
2.1 Proses Pembentukan
Proses pembentukan kaolin adalah karena pelapukan yang terjadi pada permukaan atau sangat dekat dengan permukaan dan proses hydrothermal alterasi pada daerah rekahan, patahan atau daerah dengan pemiabilitas tinggi pada batuan beku yang banyak mengandung feldspar dimana mineral potassium aluminium silikat dan feldspar dirubah menjadi kaolin. Dapat pula terbentuk sebagai pelapukan bantuan metamorf khususnya gneiss, sedang kaolin sekunder merupakan hasil transportasi kaolin primer. Mineral yang termasuk dalam kelompok kaolin adalah kaolinit, nakrit, dikrit, dan halloysit (Al2(OH)4SiO5.2H2O), yang mempunyai kandungan air lebih besar dan umumnya membentuk endapan tersendiri.
Proses hidrothermal adalah proses-proses yang berkaitan dengan aktivitas pembentukan batuan beku yang melibatkan air panas pada tahap akhir diferensiasi magma.
Larutan hidrothermal dikenal sebagai larutan sisa dari hasil akhir suatu proses diferensiasi yang kaya akan unsur logam. Larutan hidrothermal ini dapat bergerak naik mealui bidang rekahan, celah ataupun rongga-rongga dan bereaksi dengan batuan di sekelilingnya.
Berdasarkan faktor-faktor di atas, proses pembentukan deposit hasil aktifitas hidrothermal dapat dikelompokkan diantaranya melalui proses penggantian (replacement) maupun proses pengisian celah (cavity filling), selanjutnya proses alterasi hidrothermal ditandai oleh pengaruh larutan hidrothermal yang dapat menyebabkan terjadinya perubahan mineralogi dan tekstur batuan dinding. Proses yang terjadi karena alterasi hydrothermal merupakan yang banyak berperan dalam proses terbentuknya kaolin (kaolinisasi)
Alterasi hidrothermal merupakan suatu proses ikutan yang selalu menyertai proses deposisi atau pembentukan deposit hidrothermal. Proses ini pada 8 prinsipnya adalah proses penggantian unsur-unsur tertentu dari mineral yang ada pada batuan dinding, yang kemudian digantikan oleh unsur lain yang berasal dari larutan hidrothermal. Proses ini menuju kondisi stabil melalui mekanisme pertukaran ion, yang dikontrol oleh temperatur, tekanan, kedalaman dan komposisi cairan yang mengakibatkan perubahan tekstur dan mineralogi pada
batuan dinding.
Pengertian alterasi sendiri adalah proses ubahan mineralogis baik perubahan bentuk, warna ataupun komposisinya. Bateman dan Jensen (1981) menyebutkan faktor pengontrol proses perubahan tersebut diantaranya adalah adanya disintegrasi mekanis, adanya dekomposisi kimia, pelarutan dari beberapa unsur, masuknya unsur-unsur baru dan kombinasi dari proses-proses tersebut diatas.
Alterasi hidrothermal merupakan salah satu tipe metamorfisme yang meliputi proses rekristalisasi dri batuan induk membentuk mineral baru yang lebih stabil akibat kontrol perubahan tertentu, dan dapat diartikan juga sebagai proses penggantian unsur-unsur dari mineral batuan dinding yang digantikan unsur lain dari luar. Salah satu ciri utama dari alterasi hidrothermal adalah adanya perubahan sekumpulan mineral essensial menjadi mineral-mineral baru yang lebih stabil di bawah kondisi suhu, tekanan dan komposisi larutan hidrothermal yang tertentu.
2.2 Kenampakan
2.2.1 Sifat Fisik
a. Sifat Fisik Kaolin
Secara umum kaolin berwarna putih atau agak keputih-putihan,
kekerasan 2-2.5, bersifat plastis bila tercampur air, dengan daya hantar listrik dan
panas yang rendah dan berat jenis antara 2,60-2,63. Sifat-sifat kaolin akan sangat
dipengaruhi oleh komposisi mineral tanah lempung yang ada dalam kaolin, maka
untuk mengetahui sifat-sifat fisik yang lain seperti plastisitas, kekuatan, tekstur
dan lain-lain yang dibahas adalah sifat-sifat dari mineral penyusunnya yaitu
mineral lempung. Menurut Kirsch (1968) sifat-sifat fisik tersebut antara lain:
b. Flokulasi dan deflokulasi
Flokulasi adalah proses penggumpalan butir-butir lempung menjadi gumpalan yang lebih besar, sedangkan deflokulasi adalah proses disperse gumpalan-gumpalan yang berukuran lebih besar menjadi bagian-bagian yang lebih kecil. Flokulasi dan deflokulasi menggambarkan keadaan agresi dari butir-butir lempung bila bercampur dengan air, dimana mineral lempung dengan cepat menyerap air dan untuk kaolin air yang terserap itu akan menguap pada pemanasan pada suhu 100 0C-200 0C. Proses dispersi dapat diperkuat dengan penambahan elektrolit atau deflokulan seperti waterglass, Na2CO3, Na2PO4 dan lain-lain. Jumlah penggunaan deflokulan untuk proses dispersi ini tergantung pada beberapa faktor (Grim, 1968) diantaranya adalah oleh kadar butir-butir halus yang menunjukkan sifat-sifat koloid, jumlah dan jenis garam-garaman terlarut yang ada dalam lempung, silikat-silikat dan elektrolit atau deflokulan yang dipakai, sifat-sifat
mineral lempung yang ada dalam flokulan. c. Plastisitas
jauh lebih kecil dibandingkan dengan montmorilonit yang plastisitasnya berlangsung cepat, jika ke dalam larutan ditambahkan elektrolit seperti waterglass atau Na2CO3 akan menambah proses dispersi dan menghasilkan suatu suspensi yang lebih permanen.
e. Tekstur
Tekstur mineral lempung meliputi ukuran dan bentuk partikel mineral lempung yang mempengaruhi keplastisannya, kekuatan mekanis, kemudahan dalam pengeringan dan karakter produk setelah dibakar dan kaolin umumnya memiliki dua jenis tekstur (Grim, 1968), yaitu tekstur mineral-mineral non plastis yang umumnya sebagai impurities bertekstur kasar sampai halus dan tekstur mineral-mineral yang sangat halus.
f. Susut kering
Pada waktu proses pengeringan terjadi pengeluaran air sehingga memungkinkan butir-butir lempung melekat satu dengan yang lainnya, ini diistilahkan sebagai susut kering, yang masih terdapat air sisa dinamakan air pori, bisa bertahan hingga pemanasan sampai dengan 110 0C. Lempung sangat bervariasi susut keringnya. Derajat variasi susut kering lempung identik dengan variasi jumlah air yang diperlukan untuk menimbulkan keplastisannya, makin tinggi keplastisan lempung makin banyak air terabsorbsi maka makin besar pula susut keringnya. Lempung yang memiliki susut kering tinggi sukar dikeringkan tanpa timbulnya retak-retak atau pecah-pecah, untuk mengurangi timbulnya retak atau pecah dapat dilakukan dengan penambahan bahan non plastis seperti pasir kuarsa, flint dan feldspar. Menurut Uun dan Asril (1990), susut kering kaolin dibagi menjadi 3, yaitu kaolin kasar susut kering lini air 5,0-7,6 , untuk kaolin tercuci berkisar 3,3 - 10,8 , dan untuk kaolin sedimenter berkisar 4,5-12,8.
g. Kekuatan
Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan kering mineral lempung (Grim, 1968) antara lain adalah ukuran dan bentuk butir dari bagian yang plastis dan non plastis, derajat flokulasi lempung sebelum dibakar, jumlah butir-butir sangat halus, lamanya waktu dan temperatur pada waktu lempung itu diperam (aging) sebelum dibentuk, jumlah air yang digunakan untuk menguapkan massa plastis, campuran air dan bahan-bahan lain, cara yang dipergunakan dalam menguapkan massa siap pakai, kecepatan dan tinggi temperatur waktu pengeringan.
h. Slaking
Slaking adalah sifat dari lempung apabila kena air lalu mengambang dan selanjutnya hancur menjadi bagian-bagian yang lebih kecil.
Warna kaolin akan dipengaruhi oleh warna dari mineral lempung penyusunnya bebas dari pengotoran di atas. Warna dari mineral lempung sebelum dan sesudah pembakaran kadang-kadang mengalami perubahan, untuk kaolin sebelum dan sesudah pembakaran umumnya akan tetap sama putih, namun juga bisa berubah sedikit menjadi putih kekuningan.
2.2.2 Sifat Kimia
Seperti halnya sifat fisik yang dimiliki oleh kaolin, sifat kimiawi yang dimiliknya juga sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat kimiawi mineral lempung penyusunnya. Salmag (1961) menyebutkan sifat-sifat kimiawi tersebut antara lain:
a. Pertukaran ion
Salah satu sifat yang penting dari mineral lempung adalah pertukaran elektrik pada partikel-partikelnya dimana mineral-mineral lempung akan menarik kation dan anion dengan cara pertukaran untuk netralisir, artinya dengan mudah digantikan oleh anion dan kation lain saat kontak dengan ion lain pada larutan yang encer, kecuali kalau di bawah kondisi asam yang ekstrim, pertukarannya lebih bersifat negatif. Mineral lempung cenderung menyerap kation yang sering disebut Cation Exchange Capacity (CEC) atau Kapasitas Pertukaran Kation, yang dapat dinyatakan sebagai jumlah ekuivalen per satuan berat pada keadaan kering (mili ekuivalen per seratus gram). Kegunaan pertukaran ion pada mineral lempung antara lain adalah sebagai sumber nutrisi pada soil untuk pertumbuhan tanaman terutama sekali pada kalsium, magnesium dan kalium, walaupun ada beberapa tanaman yang dapat memanfaatkan kalium tanpa adanya pertukaran ion pada soil; sifat fisik dari soil lempung (kekuatan, plastisitas dan lain-lain) yang sangat tergantung pada unsur Na+ dan Ca+ ; proses pertukaran ion memainkan peranan penting pada penghentian kation yang tidak diinginkan seperti sebagai pembubuh organik atau dari pembuangan komponen radioaktif; dapat diketahui imulasi cara pembentukan mineral lempung dari reaksi antar muatannya, sehingga memudahkan dalam penyesuaian sifat katalisator dan molekuler pada lempung untuk penggunaan tertentu (Grim, 1968) Harga CEC pada kaolin adalah 2%-15% (Milens & King, 1955 dalam (Grim, 1968), harga CEC ini adalah termasuk paling kecil dibandingkan dengan mineral lempung lainnya.
b. Interaksi dengan air
Sifat interaksi dengan air pada mineral lempung khususnya kaolin dapat dihubungkan dengan hal-hal berikut: sifat hidrasi pada kandungan air yang relatif rendah. Sifat mineral lempung dalam air sangat kompleks dan penting. Pada umumnya sifat ini mempertimbangkan penyerapan air oleh mineral lempung dari suatu keadaan yang relatif kering, yaitu interaksi terjadi ketika molekul air menjadi lengket pada permukaan partikel dan atau berhubungan dengan kation yang dapat berpindah. Hidrasi mineral lempung pada keadaan kering merupakan proses eksoterm, ini dapat diuji dengan mudah oleh panas yang ditimbulkan pada sisi gelas kimia yang dihasilkan ketika sejumlah bubuk mineral lempung dibasahi. Penyerapan air oleh mineral lempung dapat terjadi baik oleh hidrasi permukaan kristal ataupun oleh pertukaran kation. Pada kaolin, air hanya dapat diserap pada permukaan luar, dimana ada dua macam yaitu siloksan dan gibsit, dan pada ujung partikel. Entalpi penyerapan air ini sangat kecil dan dapat dihilangkan oleh kenaikan panas yang kecil.
Beberapa molekul organik, seperti pada air dapat dengan mudah diserap oleh mineral lempung. Pada beberapa kejadian, terutama untuk molekul organik tak berkutub, kekuatan interaksinya relatif lemah, hanya sesuai untuk penyerapan secara fisik. Namun demikian, spesies organik berkutub atau berion dapat menjadi variasi yang luas dari reaksi kimia dengan mineral lempung. Kelompok mineral kaolinit, smektit dan vermikulit dapat berkembang oleh penetrasi molekul antar lapisan untuk membentuk suatu interkalasi yang komplek.
2.3 Kegunaan Kaolin
1. Industri kertas, kaolin digunakan sebagai bahan pengisi (filler material) dan sebagai bahan pelapis (coating material)
2. Industri keramik, kaolin digunakan sebagai bahan body maupun bahan glasir untuk meningkatkan kualitas warna produk menjadi lebih cerah
3. Industri karet, kaolin digunakan sebagai bahan vulkanisir untuk meningkatkan kekuatan dan ketahanan karet
4. Industri cat, kaolin digunakan sebagai bahan extender prduksi cat, substitusi mewarnai cat dan untuk membuat cat berwarna cemerlang
5. Industri plastik, kaolin digunakan untuk membuat permukaan plastik menjadi rata dan membuat plastik resisten terhadap serangan zat-zat kimia
6. Industri Fiberglass, kaolin digunakan sebagai penguat dalam fiberglass yaitu untuk memperbaiki proses integrasi fiber terhadap produkyang penguatannya menggunakan plastik
2.4 Keterdapatan Kaolin di Indonesia
Cadangan endapan Kaolin paling besar terdapat di Kalimantan Barat, Kalimantan Selatan dan Pulau Bangka dan Belitung. Sedangkan lainnya tersebar di Pulau Sumatera , Jawa , dan Sulawesi Utara.
Potensi endapan kaolin ini antara lain berada di Bandar Pulau (Sumut),Bonjol Pasaman (Sumbar), Belilas dan Indragiri Hulu (Riau), Pulau Bangka Belitung, Pondok Kelapa (Bengkulu), Garut dan Tasikmalaya (Jabar), Blitar dan Trenggalek (Jatim), Sambas dan singkawang (Kalbar), Martapura (Kalsel), Polewali (Sulsel), dan Paniai (Papua).
2.5 Cara Penambangan
Penambangan kaolin dapat di kerjakan dengan cara tambang terbuka (open cut mining), tunneling atau dengan cara penambangan dalam (under ground mining). Untuk memperoleh hasil kaolin yang baik, maka hasil penambangan itu harus di murnikan terlebih dahulu. Kaolin dapat di murnikan dengan berbagai cara, tetapi yang biasanya digunakan sebagai berikut: suspense kaolin di alirkan melalui talang yang panjang sempit dan dangkal.
Kemudian inpurtities seperti pasir, mika dan sebagainya dapat disingkirkan dengan jalan mengerukkan hand shovel ke atas, setelah itu suspense kaolin sidaring yang kemudian di tampung di settling tank. Ke dalam settling tank di masukkan suatu coagulating agent (penggumpal) misalnya alum untuk mempercepat pengendapan kaolin. Setelah itu air jernihnya dikeluarkan, baru kemudian kaolin di filter press serta di jemur baik dengan menggunakan panas matahari maupun dengan menggunakan oven.
Nilai ekonomis di dapat dari bahan galian industri, bahan galian golongan C, dan bahan galian hidrotermal.
Sumber : STUDI GENESA KAOLIN DAN PEMANFAATANNYA (Studi Kasus Daerah Kec.Semin, Kab.Gunungkidul) SEMINAR
JURUSAN Teknik Geologi Fakultas Teknologi Mineral
