PROSES PENGAMBILAN TEMBAGA DARI BATUAN MINERAL.

(1)

Tinjauan Pustaka

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Secara Umum

Indonesia memiliki berbagai bahan mentah yang berpotensi untuk diolah

menjadi produk yang bermanfaat untuk kehidupan manusia dan bernilai ekonomis

yang tinggi, antara lain berupa hasil hutan, hasil pertanian, hasil laut, bahan

tambang, dan lainnya. Sejarah menunjukkan bahwa sekitar abad 15 dan 16,

bangsa-bangsa Eropa berupaya keras mencari jalan ke Indonesia untuk

mendapatkan bahan-bahan mentah yang pada waktu itu terutama rempah-rempah.

Namun saat ini, kesejahteraan masyarakat Indonesia, ditinjau dari aspek ekonomi,

masih relatif rendah. Indonesia memiliki berbagai bahan mentah berpotensi

ekonomi, yang bisa ditingkatkan untuk menambah devisa negara.

Saat ini, industri pengolahan bahan-bahan mentah relatif belum banyak

dilakukan. Pengembangan industri pemanfaatan bahan mentah Indonesia tentunya

berpotensi besar untuk bisa meningkatkan kesejahteraan rakyat indonesia. Rakyat

Papua seolah berjalan di atas bantaran emas dan tembaga, tetapi mereka belum

maksimum untuk menikmatinya. Demikian juga halnya di Newmount, beribu-ribu

ton logam kita dikeruk oleh bangsa lain, sementara rakyat disana dan bangsa

Indonesia secara umum hanya bisa menonton. Dan banyak lagi contoh yang lain.

Pada umumnya alam yang mengandung batuan logam banyak terdapat di

(2)

kebijakan pemerintah yang cenderung mengesampingkan pengembangan

pembangunan daerah tersebut dan kurang menyentuh pada penyuluhan wawasan

teknologi pertambangan kepada masyarakat. Oleh karena itu, daerah itu belum

banyak tersentuh kebijakan untuk pengelolaannya. Beberapa provinsi yang

berpotensi memiliki batuan mineral / logam di Indonesia meliputi : Sumatra,

Kalimantan, Maluku, Papua, Flores, Sulawesi, Jawa, dan lain sebagainya.

Dari hasil berbagai bacaan, kandungan logam di berbagai daerah itu

beragam. Namun secara teoritis sangat menguntungkan bila bahan-bahan tersebut

diolah secara profesional, mengingat logam-logam yang terdapat di dalam batuan

tersebut merupakan logam yang sangat dibutuhkan dalam berbagai industri.

Adapun jenis logam yang terdapat dalam kandungan batuan umumnya adalah

logam-logam argentum (perak), cupri (tembaga), plumbun (timah hitam), nikel,

platinum (platina), zeng, mangan, tin (timah putih) bahkan aurum (emas).

Salah satu batuan yang mengandung tembaga atau copper terdapat di

daerah Papua. Keterdapatan tembaga di alam sebagai native copper termasuk

jarang. Sebagian besar terikat dengan sulfur atau teroksidasi dengan oksigen yang

disebut dengan batuan sulfida dan oksida.

Tembaga atau cuprum menempati urutan ke dua penggunaannya dalam

industri dan dunia modern setelah besi (Kirk & Othmers, 1972). Logam tembaga

digunakan untuk kawat listrik, untuk membuat logam paduan, peralatan industri.

Meskipun aluminium dapat digunakan untuk tegangan tinggi pada jaringan

transmisi, tetapi tembaga masih memegang peranan penting untuk jaringan bawah

(3)

Tinjauan Pustaka

2.2. Batuan Logam

Logam-logam yang terdapat dalam batuan dapat berupa logam murni atau

suatu senyawa dan campuran dengan logam lain yang disebut amalgam. Di

daerah-daerah yang telah disebutkan di atas di Indonesia terdapat batuan logam

kebanyakan dalam bentuk senyawa. Oleh karena itu, dalam teknologi

pemurniannya harus dilakukan dengan penanganan yang spesifik tergantung pada

senyawa yang dibentuknya. Batuan adalah sekumpulan mineral-mineral yang

menjadi satu. Bisa terdiri dari satu atau lebih mineral. Lapisan lithosphere di bumi

terdiri dari batuan, sedangkan mineral adalah substansi yang terbentuk karena

kristalisasi dari proses geologi, yang memiliki komposisi fisik dan kimia. Batuan

diklasifikasikan berdasarkan mineral dan komposisi kimia, dengan tekstur

partikelnya dan dengan proses terbentuknya, maka batuan diklasifikasikan

menjadi Igneous, sedimentary dan metamorphic. Ketiga jenis batuan ini pada

proses pembentuknya saling melengkapi dan berupa siklus.

(http://en.wikipedia.org/wiki/mineral,2008).

Tembaga (Cu) mempunyai sistim kristal kubik, secara fisik berwarna

kuning dan apabila dilihat dengan menggunakan mikroskop bijih akan berwarna

pink kecoklatan sampai keabuan. Unsur tembaga terdapat pada hampir 250

mineral, tetapi hanya sedikit saja yang komersial. Pada endapan sulfide primer,

kalkopirit (CuFeS2) adalah yang terbesar, diikuti oleh kalkosit (Cu2S), bornit

(Cu5FeS4), kovelit (CuS) dan anergit (Cu3AsS4). Mineral tembaga utama dalam

bentuk deposit oksida adalah krisokola (CuSiO3.2H2O), malasit (Cu2(OH)2CO3),

(4)

2.3 Landasan Teori

Ekstraksi adalah suatu metode pemisahan dua atau lebih komponen dari

suatu bahan menggunakan zat pelarut an organik. Secara umum proses ekstraksi

ada dua cara ditinjau dari segi bahan bakunya, yaitu ekstraksi cair-cair dan

ekstraksi padat-cair. Kedua proses ini pada dasarnya mempunyai prinsip kerja

yang sama yaitu mengambil salah satu komponen dari partikel padat atau cair

dengan jalan menambahkan zat pelarut tertentu yang dapat melarutkan komponen

tersebut, tetapi tidak melarutkan zat lainnya. (Geankoplis, 1983).

Ekstraksi menggunakan pelarut diperkenalkan oleh Milton tahun 1858,

namun gagal karena pelarut yang mahal terbuang. Sekitar tahun 1890, teknik yang

merupakan penyempurnaan cara Milton, berhasil digunakan secara komersil,

karena bahan pelarut tidak terbuang dan dapat digunakan berulang kali. Sampai

sekarang teknik ini masih dipakai oleh sebagian industri.

(http://www.tekmira.esdm.go.id/data/ekstraksi/ulasan.asp?xdir=ekstraksi&commI

d=30&comm=ekstraksi).

Ekstraksi bijih tembaga termasuk dalam ekstraksi padat-cair. Proses ini

dapat terjadi dengan pengontakkan antara pelarut dan padatan yang mengandung

suatu komponen, sehingga komponen tersebut larut ke dalam pelarut.

Secara umum mekanisme proses ekstraksi yaitu proses perubahan fase

solute untuk larut ke dalam pelarut, yang kemudian bereaksi.

Beberapa faktor yang mempengaruhi pada proses ekstraksi padat-cair,

(5)

Tinjauan Pustaka

1. Jenis Pelarut

Pelarut yang baik adalah pelarut yang dapat melarutkan, tidak bereaksi

dengan bahan dan mempunyai harga yang tidak terlalu mahal.

2. Suhu ekstraksi

Suhu ekstraksi sangat dipengaruhi oleh titik didih pelarut. Suhu ekstraksi

yang terlalu tinggi melebihi titik didih pelarut akan mengakibatkan menurunnya

volume pelarut, sehingga proses menjadi kurang efisien.

3. Waktu ekstraksi

Semakin lama waktu ekstraksi dijalankan, semakin sempurna terjadinya

kontak antara pelarut dengan partikel-partikel sampai dengan batas tertentu,

sehingga hasil ekstraksi makin sempurna.

4. Ukuran Partikel

Ukuran partikel yang kecil akan memperbesar luas permukaan kontak

antara partikel bahan dengan pelarut,sehingga akan mempercepat proses reaksi.

Besarnya ukuran partikel yang seragam dimaksudkan agar tiap partikel

mempunyai waktu ekstraksi yang sama.

4. Pengadukan

Pengadukan akan membantu terjadinya kontak antara pelarut dengan

partikel, sehingga akan mempercepat proses reaksi.

Reaksi yang terjadi :

1. Pada roasting 1 :

(6)

b. CuO + O2 Cu + 3/2 O2

2. Pada proses extraction

3Cu + 8HNO3→ 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

3. Pada proses precipitation

Cu(NO3)2 + 2Fe 2FeNO3 + Cu

4. Pada proses roasting II

Cu + Na2B4O7.10H2O Cu + slug

2.4 Hipotesa

Proses ekstraksi bijih tembaga dari batuan mineral dapat menghasilkan

tembaga, dipengaruhi oleh kecepatan pengaduk, dan konsentrasi solvent atau

(7)

Metode Penelitian

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Bahan yang digunakan

Bahan berupa batuan biji tembaga diperoleh di daerah Papua. Batuan

dianalisis kandungan logam yang ada di dalamnya. Batuan dihaluskan dan diayak

lolos 200 mesh.Dan digunakan solvent HNO3 dalam proses ekstraksi.

3.2. Alat yang digunakan

Peralatan yang digunakan terdiri atas ekstraktor untuk memisahkan

tembaga dari batuan dengan pelarut asam nitrat,retort untuk pembakaran awal

dalam pelogaman(menghilangkan senyawa kimia dalam batuan),

furnace(peleburan).

3.3. Kondisi yang digunakan

Variable :

- kecepatan pengaduk : 100, 125, 150, 175, 200 rpm

- konsentrasi nitrat : 2, 4, 6, 8, 10 N

Kondisi yang ditetapkan :

- Ukuran mesh : 200 mesh

- Berat : 100 gr

(8)

- Waktu : 120 menit

- Volume nitrat : 233ml

3.4. Prosedur Penelitian

Batuan biji tembaga yang telah dihaluskan lolos 200 mesh ditimbang

seberat 100 gram. Dilakukan pencucian untuk menghilangkan kotoran dan

retorting untuk menghilangkan senyawa kimia yang terikat dalam logam.Setelah

itu batuan di ekstraksi menggunakan asam nitrat sebagai pelarut dengan variable

tertentu. Dari proses tersebut didapat larutan dan endapan. Selanjutnya endapan

kita pisahkan,dan larutan kita ambil.Berikut kita lakukan pengendapan dengan

menggunakan logam besi (Fe). Endapan yang dihasilkan dicuci beberapa kali

yang terakhir dicuci dengan air aquades.Kemudian kita lakukan proses retorting,

proses terakhir adalah kita lebur dengan furnace pada suhu titik lelehnya yang

(9)

Metode Penelitian

3.5 Gambar alat

(10)

SKEMA PROSES PENELITIAN

Roasting at temperature 800oC a. 2CuS + 3O2 2CuO + 2SO2

b. SO2 + H2O + 1/2O2 H2SO4

screening

Tailing solution

(11)

Metode Penelitian

3.6 Analisa Bahan

Analisa bahan dan hasil penelitian dilakukan di Laboratorium

Instrumentasi Jurusan Teknik Kimia UPN ’Veteran’ Jatim dengan menggunakan

alat spektrometer Pharo.

- Prosedur PentaKadarTembaga (Cu) secara dekstruksi asam

a. Siapkan erlenmeyer volume 250ml;

b. Timbang contoh uji yang telah dihomogenkan sebanyak ± 3,00g ,

masukkan ke dalam erlenmeyer;

c. Tambahkan 25ml air suling, aduk dengan menggunakan batang

berpengaduk;

d. Tambahkan 5ml sampai 10ml asam nitrat, HNO3 pekat, aduk hingga

bercampur rata;

e. Tambahkan 3 butir sampai 5 butir batu didih, tutup dengan kaca arloji;

f. Letakan erlenmeyer tersebut di atas penangas listrik, atur suhunya pada

105oC sampai dengan 120oC;

g. Panaskan sampai volume contoh uji tinggal ± 10ml;

h. Angkat dan diinginkan;

i. Tambahkan 5ml asam nitrat, HNO3 pekat dan 1 ml sampai dengan 3ml

asam perklorat HClO4 pekat tetes demi tetes melelui dinding kaca

erlenmeyer;

j. Panaskan kembali pada penangas listrik sampai timbul asam putih dan

(12)

k. Setelah timbu asap putih, pemanasan dilanjutkan selama ± 30menit;

l. Jika larutan contoh uji belum jernih, ulangi langkah i sampai dengan k;

m. Dinginkan contoh uji. Saring dengan kertas saring kuantitatif dengan

ukuran pori 8,0 µm. Tempatkan filtrat contoh uji pada labu ukur 100ml

dan tambahkan air suling sampai tanda tera, filtrat siap diukur ke dalam

SSA.

n. Lakukan pengukuran blanko:

1. Siapkan erlenmeyer volume 250ml;

2. Pipet 25ml air suling, masukkan ke dalam erlenmeyer tersebut;

3. Lakukan langkah pada butir d sampai dengan m

o. Pembuatan spike matrix :

1. Siapkan erlenmeyer volume 250 ml;

2. Masukkan ± 3,0 g contoh uji yang telah dihomogenkan ke dalam

erlenmeyer, tambahkan 2 ml larutan baku tembaga, Cu 10 µm;

3. Lakukan langkah pada butir d sampai m

Hasil analisa awal kadar tembaga (Cu) yang kita peroleh dengan

(13)

Hasil dan Pembahasan Penelitian

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN PENELITIAN

4.1. Hasil Penelitian

Tabel 1. Pengaruh Kosentrasi Asam Nitrat Terhadap Kadar Tembaga Dalam

Batuan Mineral

Konsentrasi (N)

Kecepatan Pengadukan (rpm)

(14)

4.2. Pembahasan

Tabel 2. Pengaruh Kecepatan Pengadukan Terhadap Kadar Tembaga dalam Batuan Mineral pada Konsentrasi Nitrat 2 N

Kadar (mg/ liter)

100 9,526

125 6,664

150 3,802

175 4,182

200 5,744

(15)

Hasil dan Pembahasan Penelitian

Pembahasan :

Dengan bertambahnya kecepatan pengadukan (rpm) kadar tembaga yang di dapaat semakin besar, tetapi pada pelaksanaan praktikum kami kecepatan pengaduk 125 rpm dan 150 rpm pada konsentrasi nitrat 2N menurun diakibatkan sebagian tembaga tidak bereaksi dengan asam nitrat . Dilihat dari reaksi :

0,1875 Cu + 0,5 HNO3 0,1875 Cu(NO3) + 0,125 NO + 0,25 H2O

Pada konsentrasi asam nitrat 2N reaksi belum stabil sehingga sebagian tembaga tidak terikat pada asam nitrat. Di dalam batuan / ores banyak senyawa yang mengandung Cu, seperti CuS, Cu2S, CuO, Cu2O, CuFeS2, Cu5FeS4 , dan dari

beberapa senyawa tersebut ada yang bersifat reaktif dan bersifat kurang reaktif. Senyawa yang tidak reaktif seperti Cu2S, Cu2O, Cu5FeS4 inilah yang bereaksi

pada konsentrasi nitrat 2N pada kecepatan pengadukan 125 rpm dan 150 rpm sehinggat tembaga yang terikat tidak sempurna. Karena Cu yang bereaksi dengan asam nitrat ini adalah Cu yang kurang reaktif.

Table 3. Pengaruh Kecepatan Pengadukan Terhadap Kadar Tembaga dalam Batuan Mineral pada Konsentrasi Nitrat 4 N

(16)

Grafik 2. Pengaruh Kecepatan Pengadukan Terhadap Kadar Tembaga dalam Batuan Mineral pada Konsentrasi Nitrat 4 N.

Pembahasan :

Pada konsentrasi asam nitrat 4 N , dengan bertambahnya kecepatan pengadukan kadar tembaga yang dihasilkan semakin besar karena semua tembaga dapat terikat oleh pelarutnya pada ekstraksi berlangsung. Reaksinya adalah :

(17)

Hasil dan Pembahasan Penelitian

Kadar (mg/ liter)

100 7,406

125 8,510

150 9,610

175 10,717 200 14,124

Pembahasan :

(18)

Kadar (mg/ liter)

100 6,558

125 9,125

150 11,691 175 12,012

200 4,332

Pembahasan :

Pada konsentrasi asam nitrat 8 N , dengan bertambahnya kecepatan pengadukan kadar tembaga yang dihasilkan semakin besar karena semua tembaga dapat terikat oleh pelarutnya pada ekstraksi berlangsung. Reaksinya adalah :

(19)

Hasil dan Pembahasan Penelitian

Kadar (mg/ liter)

100 23,770 125 29,750 150 32,729 175 35,019 200 36,989

Pembahasan :

(20)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

1. Dari hasil proses ekstraksi batuan tembaga dengan asam nitrat dengan

kondisi yang telah terpilih, maka dapat dikatakan bahwa asam nitrat dapat

dibuat untuk mengambil tembaga dari batuan mineral.

2. Dengan berubahnya konsentrasi asam nitrat pada kecepatan pengadukan

tertentu hasil yang didapat tidak stabil, karena dengan berubahnya

konsentrasi molnya pun ikut berubah. Reaksi akan berjalan baik pada

kondisi asam nitrat 8 mol, sedangkan pada pelaksanaan praktikum kami

hanya pada kondisi 2,5 mol atau 10N.

V.2 Saran

Bagi peneliti yang akan mengembangkan penelitian ini dapat

mencoba menggunakan pelarut lain seperti asam sulfat dan menambah

berat batuan mineral yang akan diekstrak, selain itu juga perlu diperhatikan

(21)

DAFTAR PUSTAKA

Geankoplis, C.J. 1983, ”Transport Procces and unit peration 2end”. Allyn and

Bacon inc, Boston.

Kirk –Othmers, 1972, “Encyclopedia of Chemical Technology 2end”.

Treadwell, F.B, 196, ” Analytical Chemistry Qualitative Analysis volume 1”.

Thirteenth Printing , United State of America.

http://www.tekmira.esdm.go.id/data/Tembaga/ulasan.asp?xdir=Tembaga&commI

d=30&comm=Tembaga.

(22)

PENELITIAN

OLEH :

1. Candra Asmitha Mewal 0731010041

2. Nina Yulia Rosita 0731010055

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”

JAWA TIMUR

(23)

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas

segala rahmat dan karunia-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan

penelitian yang berjudul “PROSES PENGAMBILAN TEMBAGA DARI

BATUAN MINERAL”.

Adapun tugas Penelitian ini dilaksanakan untuk melengkapi persyaratan

akademis dalam menempuh program sarjana Teknik Kimia di Fakultas Teknologi

Industri, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

Penyusun menyadari tanpa adanya bantuan dari berbagai pihak, tidaklah

mungkin semua itu dapat terlaksana dan tersusun sedemikian rupa, untuk itulah,

pada kesempatan ini penyusun mengucapkan terima kasih atas bantuan dan

bimbingan selama pelaksanaan penyusunan Penelitian ini kepada :

1. Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan hidayahNya kami bisa

menyelesaikan laporan praktek kerja lapangan ini dengan tepat.

2. Bapak Ir. Sutiyono, MT selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri,

Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

3. Ibu Ir. Retno Dewati, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia, Universitas

Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

4. Bapak Ir.Siswanto selaku Dosen Pembimbing dalam penyusunan

(24)

5. Orang tuaku tercinta serta saudaraku tersayang yang telah banyak

memberikan dorongan moril, materiil serta do’a selama penyusunan

Penelitian ini.

6. Partnerku Nina Yulia Rosita yang membantu untuk menyelesaikan

penelitian ini.

7. Sahabat-sahabatku Tekkim’07B yang telah banyak memberikan bantuan.

Semua pihak yang telah membantu baik secara langsung maupun tidak langsung

dalam menyelesaikan Penelitian ini.

Penyusun menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam pelaksanaan

dan penyusunan Penelitian ini, oleh karena itu penyusun mengharapkan saran dan

kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan Penelitian ini.

Akhir kata, semoga Penelitian ini dapat memberikan manfaat bagi kita

semua.

Surabaya, Agustus 2010

(25)

DAFTAR ISI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Secara Umum ……….. 3

2.2. Batuan Logam ………. 5

2.3. Landasan Teori ………. 6

2.4. Hipotesa ……… 8

BAB III METODE PENELITIAN

3.1. Bahan yang digunakan……...……… 9

3.2. Alat yang digunakan……… 9

3.3. Kondisi yang digunakan ………. 9

3.4. Prosedur penelitian ………. 10

3.5. Gambar Alat ……… 11

(26)

BAB V KESIMPULAN DAN PEMBAHASAN

5.1. Kesimpulan ……….. 22

5.2. Saran ……… 22

Daftar Pustaka

Lampiran

(27)

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Pengaruh Kosentrasi Asam Nitrat Terhadap Kadar Tembaga Dalam Batuan Mineral

Tabel 2. Pengaruh Kecepatan Pengadukan Terhadap Kadar Tembaga dalam Batuan Mineral

pada Konsentrasi Nitrat 2 N

Table 3. Pengaruh Kecepatan Pengadukan Terhadap Kadar Tembaga dalam Batuan Mineral

(28)

(29)

DAFTAR GRAFIK

Grafik 1. Pengaruh Kecepatan Pengadukan Terhadap Kadar Tembaga dalam Batuan Mineral

pada Konsentrasi Nitrat 2 N.

(30)

atau lebih mineral . Logam-logam yang terdapat dalam batuan dapat berupa logam murni atau

suatu senyawa dan campuran dengan logam lain yang disebut amalgam. Proses Pengambilan

logam ini dilakukan dengan proses ekstraksi padat cair menggunakan pelarut asam nitrat.

Penelitian ini untuk mempelajari perolehan tembaga dengan proses ekstraksi dalam

batuan mineral, melalui variable kecepatan pengadukan, dan konsentrasi nitrat serta

mendapatkan kondisi yang terbaik dalam proses tersebut.

Batuan mineral yang telah dihaluskan lolos 200 mesh ditimbang seberat 100 gram.

Dilakukan pencucian untuk menghilangkan kotoran, dan retorting untuk menghilangkan

senyawa kimia yang terikat dalam logam.Setelah itu batuan di ekstraksi menggunakan asam

nitrat sebagai pelarut dengan variable kosentrasi asam nitrat dan kecepatan pengadukkan.

Dari proses tersebut didapat larutan dan endapan. Selanjutnya endapan kita pisahkan dari

larutannya.Berikut pada larutan kita masukkan logam besi (Fe) sebagai pengendap. Endapan

yang dihasilkan dicuci beberapa kali dengan air bersih yang terakhir dicuci dengan air

aquades.Kemudian kita lakukan proses retorting pada suhu 800 oC dan proses terakhir adalah kita lebur dengan furnace pada suhu 1070 oC selanjutnya kita timbang tembaga yang didapat.

Dari hasil analisa diperoleh hasil terbaik pada kosentrasi asam nitrat 10N dan

(31)