angga juner

angga juner

Sabtu, 22 Oktober 2011

makalah nikel

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Ekstraksi metalurgi adalah praktek menghapus logam berharga dari sebuah bijih dan pemurnian logam mentah yang diekstrak ke dalam bentuk murni. Metalurgi adalah seni dan ilmu pengetahuan untuk mendapatkan logam dari bijihnya dan pembuatan logam menjadi berbagai produk. Ruang lingkup metalurgi terbagi menjadi dua bagian yaitu mineral processing dan metal processing. Mineral processing yaitu perlakuan bijih untuk mendapatkan logam atau konsentrat mineral. Sedangkan metal processing yaitu pembuatan produk dari logam.

Adapun proses-proses dari ekstraksi metalurgi / ekstraksi logam itu sendiri antara lain adalah pyrometalurgy (proses ekstraksi yang dilakukan padatemperatur tinggi), hydrometalurgy (proses ekstraksi yang dilakukan pada temperatur yang relatif rendah dengan cara pelindian dengan media cairan), dan electrometalurgy (proses ekstraksi yang melibatkan penerapan prinsip elektrokimia, baik pada temperatur rendah maupun pada temperatur tinggi).

Salah satu bahan galian yang memiliki nilai ekonomis yang tinggi yaitu Nickel yang merupakan baja nirkarat yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

I-1

Adapun sifat-sifat nickel merupakan logam berwarna putih keperak – perakan, ringan, kuat antin karat, mempunyai daya hantar listrik dan panas yang baik. Spesifik gravity nya 8,902 dengan titik lebur 14530C dan titik didih 27320C, resisten terhadap oksidasi, mudah ditarik oleh magnet, larut dalam asam nitrit, tidak larut dalam air dan amoniak, sedikit larut dalam hidrokhlorik dan asam belerang. Memiliki berat jenis 8,8 untuk logam padat dan 9,04 untuk kristal tunggal.

I-2

Batuan ultra basa yang mengandung unsur nikel adalah gabro, basalt, peridotit dan norit. Endapan nickel tembaga sulfide dihasilkan dari pemisahan lelehan sulfida oksida dari lelehan silikat bersulfur pada sebelum, selama atau sesudah proses alihan pada suhu diatas 9000C, mineral utamanya adalah pentlandit (Fe,Ni)gS8. mineral lainnya antara lain nikolit (NiAs), skuterudit (Co, Fe, Ni)As3 dan violurit (FeNi2S4)

Di indonesia endapan Bijih Nickel banyak terdapat didaerah sulawesi. Bijih Nickel berbeda dengan bahan tambang lainnya dikarenakan Bijih Nickel tidak dapat diketahui secara Spontanitas dengan pengamatan mata biasa, Oleh kaerna itu diperlukan penelitian serta pengamatan di ruang Khusus.

1.2. Tujuan Makalah

Tujuan darri makalah ini yaitu untuk mengetahui dan menggambarkan secara umum mengenai Proses Pengolahan Bijih Nickel.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II-1

2.1 Ekstraksi Metalurgi

Ekstraksi metalurgi adalah praktek menghapus logam berharga dari sebuah bijih dan pemurnian logam mentah yang diekstrak ke dalam bentuk murni.

Metalurgi adalah seni dan ilmu pengetahuan untuk mendapatkan logam dari bijihnya dan pembuatan logam menjadi berbagai produk. Ruang lingkup metalurgi terbagi menjadi dua bagian yaitu mineral processing dan metal processing. Mineral processing yaitu perlakuan bijih untuk mendapatkan logam atau konsentrat mineral. Sedangkan metal processing yaitu pembuatan produk dari logam

Proses mineral dibedakan menjadi dua kegiatan. Pertama ada yang disebut mineral dressing atau beneficiation dan yang kedua disebut metalurgi ekstraksi. Perbedaan keduanya, yaitu beneficiation dilakukan pada temperatur dan tekanan normal sedangkan metalurgi ekstraksi biasanya dilakukan pada temperatur tinggi dan kadang-kadang juga pada tekanan tinggi.

2.2 Dasar Fisika Ekstraksi Metalurgi

Mineral dressing adalah pengolahan mineral secara fisika. Tujuan dari mineral dressing adalah meningkatkan kadar logam berharga dengan cara membuang bagian-bagian dari bijih yang tidak diinginkan. Secara umum, setelah proses mineral dressing akan dihasilkan tiga kategori produk yaitu:

a. Konsentrat, dimana logam-logam berharga terkumpul dan dengan demikian kadarnya menjadi tinggi.

b. Tailing, dimana bahan-bahan tidak berharga (bahan ikutan, gangue mineral) terkumpul.

c. Middling, yang merupakan bahan pertengahan antara konsentrat dan tailing.

II-2

Teknik mineral dressing bermacam-macam. Pengaplikasiannya sangat tergantung pada jenis bijih atau mineral yang akan ditingkatkan konsentrasinya. Pemilihan teknik didasarkan pada perbedaan sifat-sifat fisik dari mineral-mineral yang ada dalam bijih tersebut.

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam proses mineral dressing di antaranya adalah antara lain:

a. Konsentrasi gravitasi, Teknik ini memanfaatkan perbedaan berat jenis antara mineral-mineral. Mineral-mineral dipisahkan dengan peralatan yang berprinsip pada pemisahan berat jenis seperti jigging, rake classifier, spiral classifier, vibrating table, dll.

b. Flotasi Teknik ini memanfaatkan perbedaan sifat permukaan mineral-mineral. Dengan menambahkan reagen kimia yang bisa membuat permukaan salah satu mineral menjadi hidrofil sementara bagian reagen itu sendiri memiliki sifat hidrofob, maka mineral bersangkutan dapat diangkat oleh gelembung yang ditiupkan ke permukaan untuk dipisahkan. Biasnya mineral-mineral sulfida dipisahkan dengan cara ini.

c. Magnetic Separation Cara ini memanfaatkan sifat magnet dari mineral-mineral. Mineral yang bersifat feromagnetik dipisahkan dari mineral yang bersifat diamagnetik.Dan teknik-teknik lainnya, seperti electric separator, dll.

Metalurgi ekstraksi yang terjadi pada proses fisika ini adalah pada bagian mineral dressing, konsentrat yang mengandung logam berharga dipisahkan dari pengotor (gangue mineral) yang menyertainya. Sedangkan ilmu extractive metallurgy adalah untuk memisahkan logam berharga dalam konsentrat dari material lain.

II-3

2.3 Dasar Kimia Ekstraksi Metalurgi

Metalurgi didefinisikan sebagai ilmu dan teknologi untuk memperoleh sampai pengolahan logam yang mencakup tahapan dari pengolahan bijih mineral,pemerolehan (ekstraksi) logam, sampai ke pengolahannya untuk menyesuaikan sifat-sifat dan perilakunya sesuai dengan yang dipersyaratkan dalam pemakaian untuk pembuatan produk rekayasa tertentu.
Berdasarkan tahapan rangkaian kegiatannya, metalurgi dibedakan menjadi dua jenis, yaitu metalurgi ekstraksi dan metalurgi fisika.

Metalurgi ekstraksi yang banyak melibatkan proses-proses kimia, baik yang temperatur rendah dengan cara pelindian maupun pada temperatur tinggi dengan cara proses peleburan utuk menghasilkan logam dengan kemurnian tertentu, dinamakan juga metalurgi kimia. Meskipun sesungguhnya metalurgi kimia itu sendiri mempunyai pengertian yang luas, antara lain mencakup juga pemaduan logam denagn logam lain atau logam dengan bahan bukan logam. Beberapa aspek perusakan logam (korosi) dan cara-cara penanggulangannya, pelapisan logam secara elektrolit,dll.

Adapun proses-proses dari ekstraksi metalurgi / ekstraksi logam itu sendiri antara lain adalah pyrometalurgy (proses ekstraksi yang dilakukan padatemperatur tinggi), hydrometalurgy (proses ekstraksi yang dilakukan pada temperatur yang relatif rendah dengan cara pelindian dengan media cairan), dan electrometalurgy (proses ekstraksi yang melibatkan penerapan prinsip elektrokimia, baik pada temperatur rendah maupun pada temperatur tinggi).

2.4 Proses Pirometalurgi

Adapun proses pirometalurgi terbagi atas 5 proses, yaitu antara lain :

1. Drying (Pengeringan)

Adalah proses pemindahan panas kelembapan cairan dari material. Pengeringan biasanya sering terjadi oleh kontak padatan lembap denganpembakaran gas yang panas oleh pembakaran bahan bakar fosil. Pada beberapa kasus, panas pada pengeringan bisa disediakan oleh udara panas gas yang secara tidak langsung memanaskan.Biasanya suhu pengeringan di atur pada nilai diatas titik didih air sekitar 120oC.pada kasus tertentu, seperti pengeringan air garam yang dapat larut, sushu pengeringan yang lebih tinggi diperlukan.

2.

II-4

Calcining (Kalsinasi)

Kalsinasi adalah dekomposisi panas material. Contohnya dekomposisi hydrate seperti ferric Hidroksida menjadi ferric oksida dan uap air atau dekomposisi kalsium karbonat menjadi kalsium oksida dan karbon diosida dan atau besi karbonat menjadi bsi oksida.Proses kalsinasi membawa dalam variasi tungku/furnace termasuk shaft furnace, rotary kilns dan fluidized bed reactor.

3. Roasting (Pemanggangan)

Adalah pemanasan dengan kelebihan udara dimana udara dihembuskan pada bijih yang dipanaskan disertai penambahan regen kimia dan pemanasan ini tidak mencapai titik leleh (didih).

Kegunaan Roasting adalah :

a. Mengeluarkan sulfur, Arsen, Antimon dari persenyawaannya

b. Merubah mineral sulfida menjadi oksida dan sulfur

c. 2 ZnS + 3O2 2 ZnO + 2 SO4

d. Membentuk material menjadi porous

e. Menguapkan impurity yang foltair.

Adapun jenis-jenis roasting, yaitu antara lain:

a. Oksida Roasting

Biasanya dilakukan terhadap mineral-mineral sulfida pada temperatur tinggi (direduksi langsung).

b. Reduksi Roasting

Adalah suatu proses pemanggangan dimana suatu oksida mengalami proses reduksi oleh suatu reduktor gas yang dimaksudkan untuk menurunkan derajat oksidasi suatu logam. Peristiwa reduksi ini tidak dapat tercapai untuk suatu oksida yang sangat stabil..

c.

II-5

Chlor Roasting

Dalam proses ini, bijih/konsentrat dipanggang bersama senyawa klorida (CaCl2,NaCl) atau dengan gas Cl2.

4. Smelting

Adalah proses peleburan logam pada temperatur tinggi sehingga logam meleleh dan mecair setelah mencapai titik didihnya.

Smelting terbagi beberapa jenis, yaitu antara lain:

a. Reduksi smelting

b. Oksidasi smelting

c. Netral smelting

d. Sementasi smelting

e. Sulfida smelting

f. Presipitasi smelting

g. Flash smelting (peleburan semprot)

h. Ekstraksi timbal dan seng secara simultan.

5. Refining (Pemurnian)

Pemunian adalah pemindahan kotoran dari material dengan proses panas dengan tujuan agar mendapatkan logam.



BAB III

PROSES PENGOLAHAN NIKEL

3.1. 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 batual Ultramafik bisa dari Dunite, Peridotite, Lherzolite,Serpentinite, dll.

Orebody dengan Ni grade yg tinggi umumnya didapat dari proses pelapukan batuan (bedrock) yg kaya Olivine karena memang kandungan Ni di Olivine lebih tinggi dibanding mineral mafik yg 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 yg 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.

III-2

III-1



GAMBAR 3.1.

LAPISAN PENYUSUN BIJIH NICKEL

Proses leaching membentuk profile Limonite (bagian atas/zona oksidasi) dan Saprolite (bagian bawah/zona reduksi) dimana pada lapisan limonite proses pelapukan sudah sangat lanjut sehingga hampir semua Silica dan magnesia sudah tercuci dan sisa-sisa struktur/tekstur batuan sudah boleh dikatakan hilang (semua lapisan bedrock sudah jadi tanah), lapisan limonite mengandung Fe yang sangat tinggi karena memang Fe sangat suka lingkungan oksidasi. Kalo saprolite boleh dikatakan setengah lapuk dimana masih ditemukan sisa-sisa batuan dasar. Kandungan Ni tertinggi akan didapat pada zona saprolite karena Ni lebih stabil di zona reduksi.

3.2. Sifat kimia, Fisika, serta Karakteristik Nikel

1. Sifat kimia Nikel

Adapun sifat-sifat kimia dari nikel yaitu antara lain:

- Pada suhu kamar nikel bereaksi lambat dengan udara.

- Jika dibakar, reaksi berlangsung cepat membentuk oksida NiO.

- Bereaksi dengan Cl2 membentuk Klorida (NiCl2).

-

III-3

Bereaksi dengan steam H2O membentuk Oksida NiO.

- Bereaksi dengan HCl encer dan asam sulfat encer, yang reaksinyaberlangsung lambat.

- Bereaksi dengan asam nitrat dan aquaregia, Ni segera larut

Ni + HNO3 → Ni(NO3)2+ NO + H2O

- Tidak beraksi dengan basa alkali

- Bereaksi dengan H2S menghasilkan endapan hitam.

2. Sifat fisika Nikel

Adapun sifat-sifat fisika dari nikel yaitu antara lain:

- Logam putih keperak-perakan yang berkilat, keras

- Dapat ditempa dan ditarik.

- Feromagnetik

- 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 tiap kulit

2 8 16 2

3.3. Sumber dan Pembentukan Bijih Nikel.

Adapun mineral-mineral utama pada logam bijih nikel yaitu 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

III-4

Nikel berwujud secara gabungan dengan belerang dalam millerite, denganarsenik 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.

3.4. Penambangan Nikel

Endapan nikel laterit terbentuk karena proses pelapukan dari batuan ultramafik yang terbentang dalam suatu singkapan tunggal terbesar di dunia seluas lebih dari 120 km x 60 km. Sejumlah endapan lainnya tersebar di provinsi Sulawesi Tengah dan Tenggara.

Operasi penambangan nikel biasanya digolongkan sebagai tambang terbuka dengan tahapan sebagai berikut:

1. Pemboran

pada jarak spasi 25 - 50 meter untuk mengambil sample batuan dan tanah guna mendapatkan gambaran kandungan nikel yang terdapat di wilayah tersebut.

2. Pembersihan dan pengupasan

lapisan tanah penutup setebal 10– 20 meter yang kemudian dibuang di tempat tertentu ataupun dipakai langsung untuk menutupi suatu wilayah purna tambang.

3. Penggalian

lapisan bijih nikel yang berkadar tinggi setebal 5-10 meter dan dibawa ke tempat pengolahan.

3.5. Pengolahan Bijih Nickel

III-5

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

III-6

terlalu tinggi juga tidak terlalu bagus karena difusi Oksigen akan semakin besar sehingga kehilangan Logam karena oksidasi terhadap logam juga semakin besar.

GAMBAR 3.2

KESETIMBANGAN METAL-SLAG

Setelah bahan galian ditambang dan lalu di dangkut dengan alat muat (wheel loader) menuju ke stockfile. Dan setelah diangkut sebaiknya melakukan proses pengolahan nickel. Dalam proses pengolahan bijih nickel meliputi beberapa tahapan proses utama (Gambar 3.2.) yaitu :

GAMBAR 3.3

NICKEL PROCESS ILLUSTRATION

III-7

Setelah bahan galian ditambang dan lalu di dangkut dengan alat muat (wheel loader) menuju ke stockfile. Dan setelah diangkut sebaiknya melakukan proses pengolahan nickel. Adapun tahap-tahap yang dilakukan untuk melakukan proses pengelolahan nikel melalui beberapa tahap utama yaitu, crushing, Pengering, Pereduksi, peleburan, Pemurni, dan Granulasi dan Pengemasan.

1. Crushing

Dimana proses ini bertujuan untuk reduksi ukuran dari ore agar mineral berharga bisa terlepas dari bijihnya. Berbeda dengan pengolahan emas, dalam tahap ini untuk nikel ore ini hanya dibutuhkan ukuran maksimal 30 mm sehingga hanya dibutuhkan crusher saja dan tidak dibutuhkan grinder.

2. Pengeringan di Tanur Pengering (Drying)

Dari stockpile, hasil tambang (ore) diangkut menuju apron feeder. Di apron feeder ore mengalami penyaringan dan pengaturan beban sebelum diangkut dengan belt conveyor menuju dryer atau tanur pengering. Diruang pembakaran tersebut terdapat alat pembakar yang menggunakan high sulphur oil atau yang biasa disebut minyak residu sebagai bahan bakar. Dalam tahap pengeringan ini hanya dilakukan penguapan sebagian kandungan air dalam bijih basa dan tidak ada reaksi kimia. Ore kemudian dihancurkan dan kemudian dikumpulkan di gudang bijih kering (Dry Ore Storage).

Dimana drying atau pengeringan dibutuhkan untuk mengurangi kadar moisture dalam bijih. Biasanya kadar moisture dalam bijih sekitar 30-35 % dan diturunkan dalam proses ini dengan rotary dryer menjadi sekitar 23% (tergantung desain yang dibuat). Dalam rotary dryer ini, pengeringan dilakukan dengan cara mengalirkan gas panas yang dihasilkan dari pembakaran pulverized coal dan marine fuel dalam Hot Air Generator (HAG) secara Co-Current (searah) pada temperature sampai 200 C.

GAMBAR 3.4

TANUR PENGERING DAN GUDANG BIJIH KERING

3. Kalsinasi dan Reduksi di Tanur Pereduksi

III-8

Tujuannya untuk menghilangkan kandungan air di dalam bijih, mereduksi sebagian nikel oksida menjadi nikel logam, dan sulfidasi. Setelah proses drying, bijih nikel yang tersimpan di gudang bijih kering pada dasarnya belumlah kering secara sempurna, karena itulah tahapan ini bertujuan untuk menghilangkan kandungan air bebas dan air kristal serta mereduksi nikel oksida menjadi nikel logam. Proses ini berlansung dalam tanur reduksi. Bijih dari gudang dimasukkan dalam tanur reduksi dengan komposisi pencampuran menggunakan ratio tertentu untuk menghasilkan komposisi silika magnesia dan besi yang sesuai dengan operasional tanur listrik. Selain itu dimasukkan pula batubara yang berfungsi sebagai bahan pereduksi pada tanur reduksi maupun pada tanur pelebur. Untuk mengikat nikel dan besi reduksi yang telah tereduksi agar tidak teroksidasi kembali oleh udara maka ditambahkanlah belerang. Hasil akhir dari proses ini disebut kalsin yang bertemperatur sekitar 700oC.

III-9

Tujuan utama proses ini adalah menghilangkan air kristal yang ada dalam bijih,air kristal yang biasa dijumpai adalah serpentine (3MgO.2SiO2.2H2O) dan goethite (Fe2O3.H2O). Proses dekomposisi ini dilakukan dalam Rotary Kiln dengan tempetatur sampai 850 oC menggunakan pulverized coal secara Counter Current. Reaksi dekomposisi air kristal yang terjadi adalah sebagai berikut:

a. Serpentine
Reaksi dekomposisi dari serpentine adalah sebagai berikut:


3MgO.2SiO2.2H2O = 3 MgO + 2 SiO2 + 2 H2O

Reaksi ini terjadi pada temperatur 460-650 C dan tergolong reaksi endotermik. Pemanasan lebih lanjut MgO dan SiO2 akan membentuk forsterite dan enstatite yang merupakan reaksi eksotermik.

2MgO + SiO2 = 2MgO.SiO2

MgO + SiO2 = MgO.SiO2

b. Goethite
Reaksi dekomposisi dari goethite adalah sebagai berikut:

Fe2O3.H2O = Fe2O3 + H2O


Reaksi ini terjadi pada 260C – 330C dan merupakan reaksi endotermik. Disamping menghilangkan air kristal, pada proses ini juga biasanya didesain sudah terjadi reaksi reduksi dari NiO dan Fe2O3. Dalam teknologi Krupp rent, semua reduksi dilakukan dalam rotary kiln dan dihasilkan luppen. Sedangkan dalam technology Electric Furnace, hanya sekitar 20% NiO tereduksi secara tidak langsung dalam rotary kiln

III-10

menjadi Ni dan 80% Fe2O3 menjadi FeO sedangkan sisanya dilakukan dalam electric furnace. Produk dari rotary kiln ini disebut dengan calcined ore dengan kandungan moisture sekitar 2% dan siap dilebur dalam electric furnace.

GAMBAR 3.5

TANUR REDUKSI

4. Peleburan di Tanur Listrik (smalting)

Untuk melebur kalsin hasil kalsinasi/reduksi sehingga terbentuk fasa lelehan matte dan Slag. Kalsin panas yang keluar dari tanur reduksi sebagai umpan tanur pelebur dimasukkan kedalam surge bin lalu kemudian dibawa dengan transfer car ke tempat penampungan. Furnace bertujuan untuk melebur kalsin hingga terbentuk fase lelehan matte dan slag. Dinding furnace dilapisi dengan batu tahan api yang didinginkan dengan media air melalui balok tembaga. Matte dan slag akan terpisah berdasarka berat jenisnya. Slag kemudian diangkut kelokasi pembuangan dengan kendaraan khusus.

Proses peleburan dalam electric furnace adalah proses utama dalam rangkaian proses ini. Reaksi reduksi 80% terjadi secara langsung dan 20%

III-11

secara tidak langsung pada temperature sampai 1650 C. Reaksi reduksi langsung yang terjadi adalah sebagai berikut:


NiO(l) + C(s) = Ni(l) + CO(g)
FeO(l) + C(s) = Fe(l) + CO(g)

Beberapa material yang mempunyai afinitas yang tinggi terhadap oksigen juga tereduksi dan menjadi pengotor dalam logam.


SiO2(l) + 2C(s) = Si(l) + 2CO(g)
Cr2O3(l) + 3C(s) = 2Cr(l) + 3CO(g)
P2O5(l) + 5C(s) = 2P(l) + 5CO(g)
3Fe(l) + C(s) = Fe3C(l)

Karbon disupplay dari Antracite (tergantung desain), dan reaksi terjadi pada zona leleh elektroda. CO(g) yang dihasilkan dari reaksi ini ditambah dengan CO(g) dari reaksi boudoard mereduksi NiO dan FeO serta Fe2O3 melalui mekanisme solid-gas reaction (reaksi tidak langsung):


NiO(s) + CO(g) = Ni(s) + CO2(g)
CoO(s) + CO(g) = Co(s) + CO2(g)
FeO(s) + CO(g) = Fe(s) + CO2(g)
Fe2O3(s) + CO(g) = 2FeO(s) + CO2(g)

Oksida stabil seperti SiO2, Cr2O3 dan P2O5 tidak tereduksi melalui reaksi tidak langsung. Sampai di sini Crude Fe-Ni sudah terbentuk dan proses sudah bisa dikatakan selesai.

GAMBAR 3.6

PELEBURAN DITANUR LISTRIK

5. Pengkayaan di Tanur Pemurni (refining)

III-12

Bertujuan untuk menaikkan kadar Ni di dalam matte dari sekitar 27 persen menjadi di atas 75 persen. Matte yang memiliki berat jenis lebih besar dari slag diangkut ke tanur pemurni / converter untuk menjalani tahap pemurnian dan pengayaan. Proses yang terjadi dalam tanur pemurni adalah peniupan udara dan penambahan sililka. Silika ini akan mengikat besi oksida dan membentuk ikatan yang memiliki berat jenis lebih rendah dari matte sehingga menjadi mudah untuk dipisahkan.

Pada proses ini yang paling utama adalah menghilangkan/memperkecil kandungan sulfur dalam crude Fe-Ni dan sering disebut Desulfurisasi. Dilakukannya proses ini berkaitan dengan kebutuhan proses lanjutan yaitu digunakannya Fe-Ni sebagai umpan untuk pembuatan Baja dimana baja yang bagus harus mengandung Sulfur maksimal 20 ppm sedangkan kandungan Sulfur pada Crude Fe-Ni masih sekitar 0,3% sehingga jika kandungan sulfur tidak diturunkan maka pada proses pembuatan baja membutuhkan kerja keras untuk menurunkan kandungan sulfur ini.

Sedangkan reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

CaC2 (S) + S = CaS (S) + 2C (Sat)
Na2CO3 + S + Si = Na2S + (SiO2) + CO
Na2Co3 + SiO2 = Na2O . SiO2 + CO2

Reaksi ini merupakan reaksi eksotermik sehingga tidak membutuhkan pemanasan lagi pasca smelting.

III-13

Proses selanjutnya adalah converting, sebenarnya proses ini masih dalam bagian refining hanya untuk membedakan antara menurunkan sulfida dengan menurunkan pengotor lain seperti Si, P, Cr dan C sesuai dengan kebutuhan. Sedangkan prosesnya sama hanya saja reaksi lebih dominan oksidasi dari oksigen.


Si (l) + O2 (g) = SiO2 (l) ↔ SiO2 (l) + CaO (l) = CaO . SiO2 (l)
Cr (l) + 5O2 (g)= 2Cr2O3 (l)
4P (l)+ 5O2 (g)= 2P2O5 (l) ↔CaO (l)+P2O5 (l)= CaO. P­2O5 (l)
C(l) + ½ O2 (g)= CO (g)
C(l) + O2 (g)= CO2 (g)

GAMBAR 3.7

TANUR PEMURNI

6. Granulasi dan Pengemasan

III-14

Untuk mengubah bentuk matte dari logam cair menjadi butiran-butiran yang siap diekspor setelah dikeringkan dan dikemas. Matte dituang kedalam tandis sembari secara terus menerus disemprot dengan air bertekanan tinggi. Proses ini menghasilkan nikel matte yang dingin yang berbentuk butiran-butiran halus. Butiran-butiran ini kemudian disaring, dikeringkan dan siap dikemas.

GAMBAR 3.8

GRANULASI DAN PENGEMASAN

3.6. Bagan Alir Pengolahan Nikel

III-15

III-8

Dari mekanisme pengolahan nikel di atas dapat dibuat bagan alir pengolahan nikel seperti pada gambar di bawah ini.


BAB IV

PENUTUP

4.1. Kesimpulan

Adapun hal-hal yang dapat disimpulkan dari makalah ini meliputi :

1. Ekstraksi metalurgi adalah praktek menghapus logam berharga dari sebuah bijih dan pemurnian logam mentah yang diekstrak ke dalam bentuk murni.

2. proses-proses dari ekstraksi metalurgi / ekstraksi logam itu sendiri antara lain adalah pyrometalurgy (proses ekstraksi yang dilakukan padatemperatur tinggi), hydrometalurgy (proses ekstraksi yang dilakukan pada temperatur yang relatif rendah dengan cara pelindian dengan media cairan), dan electrometalurgy (proses ekstraksi yang melibatkan penerapan prinsip elektrokimia, baik pada temperatur rendah maupun pada temperatur tinggi).

3.

IV-1

Adapun sifat-sifat nickel merupakan logam berwarna putih keperak – perakan, ringan, kuat antin karat, mempunyai daya hantar listrik dan panas yang baik. Spesifik gravity nya 8,902 dengan titik lebur 14530C dan titik didih 27320C, resisten terhadap oksidasi, mudah ditarik oleh magnet, larut dalam asam nitrit, tidak larut dalam air dan amoniak, sedikit larut dalam hidrokhlorik dan asam belerang. Memiliki berat jenis 8,8 untuk logam padat dan 9,04 untuk kristal tunggal.

4. 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.

5.

IV-1

untuk menaikkan kadar Ni di dalam matte dari sekitar 27 persen menjadi di atas 75 persen

6.

IV-2

Adapun tahap-tahap yang dilakukan untuk melakukan proses pengelolahan nikel melalui beberapa tahap utama yaitu, crushing, Pengering, Pereduksi, peleburan, Pemurni, dan Granulasi dan Pengemasan.

4.2. Saran

Adapun saran yang penulis sampaikan yaitu semoga apa yang telah kita pelajari pada pelajaran Ekstraksi Metalurgi ini dapat kita terapkan dengan kemampuan kita masing-masing.

PROSES PENGOLAHAN NIKEL

logounsri14092008_3793

EKSTRAKSI METALURGI

Dibuat Sebagai Tugas Mata Kuliah Ekstraksi Metalurgi

Pada Jurusan Teknik Pertambangan

Oleh

Ariadika Pristiawan (53081002007)

Al Akbar Husaini (53081002029)

Jefri Hansen (53081002045)

Anggreadi Ridho Permana (53081002061)

Anggha Putra Pratama (53081002063)

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

FAKULTAS TEKNIK

2011

PROSES PENGOLAHAN NIKEL

TUGAS EKSTRAKSI METALURGI

Disetujui untuk Jurusan Teknik Pertambangan

oleh Pembimbing :


Ir. A. Taufik Arief.MS.

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-Nya yang begitu melimpah sehingga Penulis dapat menyelesaikan tulisan ini pada waktunya.

Pada kesempatan ini, Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

1. Ir. A. Taufik Arief, MS. selaku dosen pengasuh mata kuliah Ekstraksi Metalurgi.

2. Rekan-rekan yang telah membantu penulisan tulisan ini.

Penulis sadar bahwa dalam tulisan ini masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat bermanfaat untuk penyempurnaan tulisan ini.

Akhir kata Penulis berharap semoga tulisan ini dapat bermanfaat untuk memajukan ilmu pengetahuan dan teknologi.

Palembang, Maret 2011 Penulis.

III


DAFTAR PUSTAKA

Bates, R.L., 1960. Geology of The Industrial Rocks And Minerals, Harper And Raw Publisher, New York.

Kuzvart, M., 1984. Industrial Minerals And Rocks, Development in Economic Geology 18, Elsevier, Amsterdam.

_____. 1986-1990. Pengembangn Kapasitas Nasional Sektor Industri. Departemen Perindustrian.

Power, T., 1985 Limestone Spesifications, Limiting Constrants on The Market, Industrial Minerals.

R. F. Tylecote (1992) A History of Metallurgy

www.bukukita.com

www.google.com

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR .................................................................................... iii

DAFTAR ISI .................................................................................................. iv

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... v

BAB

I. PENDAHULUAN ........................................................................... I-1

1.1 Latar belakang .............................................................................. I-1

1.2 Tujuan penulisan ........................................................................... I-2

II. TINJAUN PUSTAKA......................................................................... II-1

2.1 Ekstraksi Metalurgi......................................................................... II-1

2.2 Dasar Fisika Ekstraksi Metalurgi ................................................... II-1

2.3 Dasar Kimia Ekstraksi Metalurgi.................................................... II-3

2.4 Proses Pyrometalurgi ..................................................................... II-3

III.

iv

PROSES PENGOLAHAN NIKEL.................................................... III-1

3.1 Genesah Pembentukan Bijih Nikel................................................. III-1

3.2 Sifat Kimia, Fisika, Serta Karakteristik Nikel ............................... III-2

3.3 Sumber dan pembentukan Bijih Nikel ........................................... III-4

3.4 Penambangan Nikel ....................................................................... III-4

3.5 Pengolahan Bijih Nikel................................................................... III-5

3.6 Bagan Alir Pengolahan Nikel ........................................................ III-15

IV. PENUTUP............................................................................................ IV-1

4.1 Kesimpulan..................................................................................... IV-1

4.2 Saran............................................................................................... IV-2

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

IV


DAFTAR GAMBAR

Gambar halaman

3.1. Lapisan Penyusun Bijih Nikel....................................................................... III-2

3.2. Kesetimbangan Metal-Slage......................................................................... III-6

3.3. Nikel Prosess Ilustration............................................................................... III-6

3.4. Tanur Pengering dan Gudang Bijih Kering.................................................. III-8

3.5. Tanur Reduksi............................................................................................... III-10

3.6. Peleburan Ditanur Listrik.............................................................................. III-12

3.7 Tanur Pemurni............................................................................................... III-13

3.8 Granulasi dan Pengemasan........................................................................... III-14

v

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar