DETEKSI HIBRIDISASI

DETEKSI HIBRIDISASI

DALAM BIOSENSOR DNA ELEKTROKIMIA

1. Disain Biosensor Hibridisasi Elektrokimia

Pemilihan asam nukleat untuk preparasi suatu biosensor berdasarkan DNA terutama bergantung pada apa yang akan di-sense. Misalnya jika tujuan biosensor untuk mendeteksi urutan DNA, suatu ssDNA, biasanya oligonukleotida pendek digunakan sebagai elemen biosensing. Dendrimer dan analog DNA dapat digunakan

juga untuk tujuan ini.

Dua aspek yang penting dalam pengembangan biosensor hibridisasi:

sensitivitas untuk mendeteksi konsentrasi DNA yang serendah mungkin, dan

selektivitas untuk dapat mendeteksi titik mutasi. Metode tradisional untuk mendeteksi

terjadinya hibridisasi adalah sangat lambat dan memerlukan preparasi khusus. Ini

yang menjadi alasan mengapa akhir-akhir ini pengembangan biosensor hibridisasi

secara elektrokimia menjadi sangat menarik.

Suatu biosensor hibridisasi DNA elektrokimia pada dasarnya terdiri dari suatu

elektrode yang dimodifikasi dengan ssDNA yang disebut probe. Karena elektrode

dimodifikasi dengan probe, maka akan menyebabkan interaksi dengan sampel

melalui pengenalan urutan komplementernya, di antara yang lainnya, di bawah

kondisi pH, kekuatan ion, dan temperatur tertentu. Tahap selanjutnya adalah deteksi

pembentukan double helix

SISTEM TERMODINAMIKA

Sistem termodinamika adalah bagian dari jagat raya yang diperhitungkan. Sebuah batasan yang nyata atau imajinasi memisahkan sistem dengan jagat raya, yang disebut lingkungan. Klasifikasi sistem termodinamika berdasarkan pada sifat batas sistem-lingkungan dan perpindahan materi, kalor dan entropi antara sistem dan lingkungan.

Ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungan:

• sistem terisolasi: tak terjadi pertukaran panas, benda atau kerja dengan lingkungan. Contoh dari sistem terisolasi adalah wadah terisolasi, seperti tabung gas terisolasi.
• sistem tertutup: terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran benda dengan lingkungan. Rumah hijau adalah contoh dari sistem tertutup di mana terjadi pertukaran panas tetapi tidak terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan. Apakah suatu sistem terjadi pertukaran panas, kerja atau keduanya biasanya dipertimbangkan sebagai sifat pembatasnya:
• pembatas adiabatik: tidak memperbolehkan pertukaran panas.
• pembatas rigid: tidak memperbolehkan pertukaran kerja.
• sistem terbuka: terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) dan benda dengan lingkungannya. Sebuah pembatas memperbolehkan pertukaran benda disebut permeabel. Samudra merupakan contoh dari sistem terbuka.

Dalam kenyataan, sebuah sistem tidak dapat terisolasi sepenuhnya dari lingkungan, karena pasti ada terjadi sedikit pencampuran, meskipun hanya penerimaan sedikit penarikan gravitasi. Dalam analisis sistem terisolasi, energi yang masuk ke sistem sama dengan energi yang keluar dari sistem.

Keadaan termodinamika

Ketika sistem dalam keadaan seimbang dalam kondisi yang ditentukan, ini disebut dalam keadaan pasti (atau keadaan sistem).Untuk keadaan termodinamika tertentu, banyak sifat dari sistem dispesifikasikan. Properti yang tidak tergantung dengan jalur di mana sistem itu membentuk keadaan tersebut, disebut fungsi keadaan dari sistem. Bagian selanjutnya dalam seksi ini hanya mempertimbangkan properti, yang merupakan fungsi keadaan.

Jumlah properti minimal yang harus dispesifikasikan untuk menjelaskan keadaan dari sistem tertentu ditentukan oleh Hukum fase Gibbs. Biasanya seseorang berhadapan dengan properti sistem yang lebih besar, dari jumlah minimal tersebut.

Pengembangan hubungan antara properti dari keadaan yang berlainan dimungkinkan. Persamaan keadaan adalah contoh dari hubungan tersebut.

PRINSIP ASAS BLACK

Kalor adalah suatu bentuk energi yang diterima oleh suatu benda yang menyebabkan benda tersebut berubah suhu atau wujud bentuknya. Kalor berbeda dengan suhu, karena suhu adalah ukuran dalam satuan derajat panas. Kalor merupakan suatu kuantitas atau jumlah panas baik yang diserap maupun dilepaskan oleh suatu benda.

Pelarutan

Molekul komponen-komponen larutan berinteraksi langsung dalam keadaan tercampur. Pada proses pelarutan, tarikan antarpartikel komponen murni terpecah dan tergantikan dengan tarikan antara pelarut dengan zat terlarut. Terutama jika pelarut dan zat terlarutnya sama-sama polar, akan terbentuk suatu sruktur zat pelarut mengelilingi zat terlarut; hal ini memungkinkan interaksi antara zat terlarut dan pelarut tetap stabil.

Bila komponen zat terlarut ditambahkan terus-menerus ke dalam pelarut, pada suatu titik komponen yang ditambahkan tidak akan dapat larut lagi. Misalnya, jika zat terlarutnya berupa padatan dan pelarutnya berupa cairan, pada suatu titik padatan tersebut tidak dapat larut lagi dan terbentuklah endapan. Jumlah zat terlarut dalam larutan tersebut adalah maksimal, dan larutannya disebut sebagai larutan jenuh. Titik tercapainya keadaan jenuh larutan sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor lingkungan, seperti suhu, tekanan, dan kontaminasi. Secara umum, kelarutan suatu zat (yaitu jumlah suatu zat yang dapat terlarut dalam pelarut tertentu) sebanding terhadap suhu. Hal ini terutama berlaku pada zat padat, walaupun ada perkecualian.

Kelarutan zat cair dalam zat cair lainnya secara umum kurang peka terhadap suhu daripada kelarutan padatan atau gas dalam zat cair. Kelarutan gas dalam air umumnya berbanding terbalik terhadap suhu. Sifat koligatif larutan
Larutan cair encer menunjukkan sifat-sifat yang bergantung pada efek kolektif jumlah partikel terlarut, disebut sifat koligatif (dari kata Latin colligare, "mengumpul bersama"). Sifat koligatif meliputi penurunan tekanan uap, peningkatan titik didih, penurunan titik beku, dan gejala tekanan osmotik.

BATU KAPUR

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Batu kapur (Gamping) dapat terjadi dengan beberapa cara, yaitu secara organik, secara mekanik, atau secara kimia. Sebagian besar batu kapur yang terdapat di alam terjadi secara organik, jenis ini berasal dari pengendapan cangkang/rumah kerang dan siput, foraminifera atau ganggang, atau berasal dari kerangka binatang koral/kerang. Batu kapur dapat berwarna putih susu, abu muda, abu tua, coklat bahkan hitam, tergantung keberadaan mineral pengotornya.

Mineral karbonat yang umum ditemukan berasosiasi dengan batu kapur adalah aragonit (CaCO3), yang merupakan mineral metastable karena pada kurun waktu tertentu dapat berubah menjadi kalsit (CaCO3). Mineral lainnya yang umum ditemukan berasosiasi dengan batu kapur atau dolomit, tetapi dalam jumlah kecil adalah Siderit (FeCO3), ankarerit (Ca2MgFe(CO3)4), dan magnesit (MgCO3).

GAMBAR I.1

BATU KAPUR

I.2 Manfaat dan Tujuan

Penggunaan batu kapur sudah beragam diantaranya untuk bahan kaptan, bahan campuran bangunan, industri karet dan ban, kertas, dan lain-lain. Potensi batu kapur di Indonesia sangat besar dan tersebar hampir merata di seluruh kepulauan Indonesia. Sebagian besar cadangan batu kapur Indonesia terdapat di Sumatera Barat.

1.3 Pembatasan Masalah

Dalam tugas ini penulis membahas tentang masalah perencanaan dan pengolahan suatu perusahaan tambang, yang dijelaskan melalui bagaimana cara terdapatnya material-material tambang, hakekat fisiknya, dan cara-cara pengolahan yang benar.

1.4 Metode Penulisan

Dalam penulisan tugas ini, penulis memakai metode pendekatan studi literature, dimana bahan-bahan atau referensi yang digunakan pada penulisan tugas ini didapat dari berbagai buku, tulisan-tulisan, artikel-artikel, website, dan juga berasal dari bahan kepustakaan yang tentunya ada hubungannya dengan masalah yang sedang dibahas dalam tugas ini.

BAB II

ISI

II.1 Potensi batu kapur di Indonesia

Dalam suatu daerah pertambangan bijih sangatlah diperlukan yang namanya pengolahan. Jadi, pada perusahaan tambang PT. Bengkulu Maju yang mengekplorasi Batu kapur juga terdapat banyak sekali tahapan-tahapan pengolahan material tambangnya. Potensi batu kapur sangat besar dan tersebar hampir merata di seluruh kepulauan Indonesia. Sebagian besar cadangan batu kapur Indonesia terdapat di Sumatera Barat.

GAMBAR II.1

PETA SEBARAN BATU KAPUR DI INDONESIA

II.2 Sifat fisik, kimia dan Mekanik Batu Kapur yang ada di PT. Bengkulu Maju

II.2.1 Sifat fisik

Batu kapur dapat berwarna putih susu, abu muda, abu tua, coklat bahkan hitam, tergantung keberadaan mineral pengotornya.

II.2.2 Sifat kimia

Berasosiasi dengan aragonit (CaCO3), yang merupakan mineral metastable karena pada kurun waktu tertentu dapat berubah menjadi kalsit (CaCO3). Mineral lainnya yang umum ditemukan berasosiasi dengan batu kapur atau dolomit, tetapi dalam jumlah kecil adalah Siderit (FeCO3), ankarerit (Ca2MgFe(CO3)4), dan magnesit (MgCO3).

Sifat kimia lain batu kapur adalah mudah terbakar.

II.2.3 Sifat mekanik

berasal dari pengendapan cangkang/rumah kerang dan siput, foraminifera atau ganggang, atau berasal dari kerangka binatang koral/kerang.

II.3 Teknologi dalam penambangan dan pengolahan batu kapur

Pada kegiatan penambangan pada PT. Bengkulu maju ini ada beberapa peralatan yang digunakan, Tapi sebelum menambang dan mengolah Batu kapur kita harus tahu dulu berapa cadangan dan umur tambang. Di Perusahaan PT. Bengkulu Maju terdapat jumlah Cadangan 150 Ton, umur tambang diperkirakan 15 tahun maka Production Ratenya adalah Pr = Q/t Dimana : Q = Jumlah Cadangan dan t = Umur tambang. Jadi Pr nya adalah 10 ton/tahun. PT. Bengkulu Maju menghendaki keuntungan minimum 10 % jadi peralatan yang digunakan di bedakan menjadi tiga kelompok, yaitu :

1.

II.3

Alat untuk proses loosening/breaking

Alat-alat yang digunakan adalah alat-alat bor untuk membuat lubang tembak, antara lain adalah crawler drill.

2. Alat untuk proses loading/pemuatan

Alat yang digunakan antara lain adalah power shovel, dragline, back hoe, dan sebagainya.

3. Alat untuk proses hauling/pengangkutan

Alat yang digunakan antara lain adalah truck, lori, dan sebagainya.

Peralatan yang digunakan untuk melaksanakan aktivitas penambangan antara lain adalah :

1. Alat bor yaitu crawler drill

GAMBAR II.2

CRAWLER DRILL

2. Alat gali muat yaitu :

a. Power shovel

GAMBAR II.3

POWER SHOVEL

b. back hoe

GAMBAR II.4

BACK HOE

kemampuan kerja Back hoe antara lain teknik pengoperasiannya dapat dilakukan pada posisi paling atas tumpukan material dan dapat melakukan penggalian di lereng serta pemuatan material ke atas alat angkut.

c. Bulldozer

Bulldozer mempunyai kemampuan sebagai pembersihan lahan.

Kemampuan kerja bulldozer yaitu :

1. Pembabatan

2. Perataan tempat jalan darurat

3. Menyebarkan material

4. Menimbun kembali

5. Gali angkut jarak pendek

GAMBAR II.5

BULLDOZER

3. Alat angkut

Alat angkut yang digunakan yaitu Dump truck. Dump trusk digunakan untuk mengangkut batu kapur ke crusher.

GAMBAR II.6

DUMP TRUCK

4. Alat penghancur material yaitu hummer crusher

GAMBAR II.7

HUMMER CRUSHER

II.4 Prinsip dan mekanisme pengolahan batu kapur

Sebelum melakukan pengolahan batu kapur menjadi semen terlebih dahulu kita menyiapkan bahan (batu kapur) dengan melakukan penambangan terhadap batu kapur.

II.4.1 Sistem Penambangan

Metode penambangan yang diterapkan adalah system quarry, yang merupakan cabang dari system tambang terbuka (surface mining) yang diterapkan untuk endapan mineral industri.

Proses penambangan dibagi kedalam beberapa tahap, yaitu :

1. Clearing

Clearing merupakan pekerjaan awal yang dilakukan sebelum dimulai proses penambangan berikutnya. Kegiatan ini berupa pembersihan lahan dan semak-semak, pohon-pohon besar, sisa pohon yang di tebang, dan membuang semua bagian yang dapat menghalangi pekerjaan selanjutnya. Selanjutnya kegiatan ini meratakan lahan dan membuat jalan darurat sebagai jalur keluar masuknya alat mekanis lainnya, membuat saluran air untuk mengeringkan lokasi kerja.

Dalam kegiatan clearing alat yang digunakan adalah bulldozer caterpillar.

2. Stripping overburden

Kegiatan ini dilakukan untuk mengeluarkan lapisan tanah yang menutupi cadangan batu kapur di bawahnya.

Alat yang digunakan pada kegiatan ini adalah :

· Unit bulldozer caterpillar

· Back hoe

· Truck pengangkut overburden

3. Drilling

Pemboran pada operasi penambangan system quarry merupakan pembutan lubang ledak di font atau lokasi. Kegiatan pemboran bertujuan untuk membuat lubang-lubang ledak yang disiapkan untuk proses peledakan guna membongkar batu kapur. Pola pengeboran yang ada pada tambang terbuka sangat terbatas di bandingkan dengan yang ada pada tambang bawah tanah.

Beberapa keuntungan pola pengeboran pada tambang terbuka adalah :

1. Free face dapat diperluas

2. Pemakaian alat-alat bor relative bebas

3. Kedalaman lubang bor relative dalam

4. Posisi dari lubang bor relative bebas

5. Lemparan batuan hasil peledakan dapat dikontrol

Di quarry pusar saat ini pekerjaa pengeboran tidak lagi dikerjakan sendiri oleh PT. Bengkulu Maju dan perusahaan kontraktor yritu PT. Dahana. Pengeboran dilakukan oleh enam orang pekerja dengan menggunakan dua unit alat bor yang memiliki panjang batang bor 3 meter dan diameter mata bor 3,5 inchi. Geometri lubang bor bervariasi dengan kedalaman antara 3 sampai 12 meter. Pola pengeboran yang digunakan adalah pola selang-seling dengan tenaga penggerak alat bor adalah dua unit kompresor udara tenaga diesel dengan spasi 4,5 meter dan burden 4 meter , disesuaikan dengan kondisi batuan yang akan diladakkan dan ukuran fragmentasi yang ingin dihasilkan.

4. Untuk mendapatkan ukuran fragmentasi yang diinginkan, maka perlu perencanaan peledakan yang sebaik-baiknya karena perencanaan peledakan yang tidak baik akan mengakibatkan hasil yang diharapkan menjadi tak terpenuhi serta juga dapat mengakibatkan bahaya serta biaya operasional yang akan meningkat.

Pekerjaan peledakan di quarry pusar pada awalnya dilakukan sendiri oleh PT. Bengkulu Maju, namun karena beberapa alasan, pekerjaan peledakan saat ini dipercayakan kepada perusahaan kontraktor PT. Dahana di bawah pengawasan perusahaan. Peledakan dilakukan dengan pola lubang ledak staggered, menggunakan bahan peledak ANFO dalam kemasan karung-karung plastic @ 25 kg, dan Dayagel dalam bentuk dodol.

Tahap-tahap pekerjaan peledakan yang dilakukan adalah sebagai berikut :

1. Mempersiapkan bahan peledak, detonator listrik serta peralatan lain yang diperlukan

2. Pengecekan kedaan lubang tembak

3. Mengecek detonator dengan blasting machine

4. Memasukkan detonator lstrik kedalam dinamit

5. Memasukkan primer yang dilanjutkan dengan bahan peledak ANFO kedalam lubang tebak

6. Melakukan pekerjaan streaming

7. Menghubungkan detonator lisrik, sehingga rangkaian tersusun dengan baik

8. Menguji rangkaian dengan blasting ohm meter untuk mengetahui apakah susunan tersebut telah sempurna

9. Memberikan aba-aba dengan sirine sebagai tanda bahwa peledakan dapat dimulai jika daerah penambangan dianggap aman.

5. Loading dan Hauling

Pemuatan merupakan rangkaian kegiatan yang dilakukan untuk mengambil dan memuat material kedalam alat angkut atau ketempat penampungan material.

Pekerjaan mambawa batu kapur hasil peledakan dilakukan PT. Bengkulu Maju bersama dua perusahaan kontraktor dengan menggunakan dump truck berukuran kecil dalam dua shift perhari dengan jumlah dump truck 20 unit per shift.

Jalan angkut produksi dengan bahan pekapis batu kapur membentang sepanjang 1200 sampai 2000 meter mulai dari crusher hingga ke quarry, berubah-ubah tergantung lokasi pemuatan dan kemajuan tambang.

6. Crushing

PT. Bengkulu Maju memiliki dua unit penggilingan bahan mentah, yaitu satu unit mesin penggiling batu kapur dan satu unit mesin penggiling tanah liat. Kedua mesin penggiling ditempatkan pada lokasi yang berbeda.

Kapasitas mesin penggiling batu kapur jenis hummer crusher yang digunakan adalah 650 ton/jam.

II.4.2 Pengolahan batu kapur menjadi semen

Pengolahan batu kapur menjadi semen dibagi menjadi lima tahapan, yaitu :

1. Penyiapan bahan

Pada tahapan peniapan bahan, dilakukan beberapa tehapan yaitu penambangan, penghancuran, dan penyiapan bahan mentah. Pada proses pembuatan semen penembangan bahan mentah merupakan proses tahapan awal dimana tahapan ini sangat di tentukan oleh keadaan deposit.

2. Penggilingan bahan

Hasil proses penambangan masuk kedalam crusher, hasil penggilingan dengan crusher ini berupa bahan baku yang berukuran maksimal 80 mm. selanjutnya disimpan dalam blending storage. Setelah itu bahan mentah digrinding di dalam autogeneous mill yang bertujuan untuk mengurangi kadar H₂O dan memperkecil ukuran bahan. Selanjutnya bahan dimasukkan ke dalam row meal silo untuk melakukan proses homogenizing hingga diperoleh umpan kiln yang komposisi kimianya sesuai dengan yang dikehendaki.

3.

II.12

Pembakaran bahan

Tahap ini merupakan tahap inti dari pembuatan semen, dan berpengaruh langsung terhadap klinker yang dihasilkan.

Tahap pembakaran meliputi proses pemanasan, pembentukan dan pendinginan.

4. Penggilingan terak

Penggiling terak meliputi beberapa tahapan yaitu :

· Penyimpanan klinker

· Penggilingan terak

5. Pemuatan semen

Pemuatan semen meliputi kegiatan penyimpanan, pengantongan dan pengangkutan. Semen yang telah dihasilkan kemudian disimpan dalam silo semen dan kemudian dilakukan pengujian fisika maupun kimia.

Ekstraksi semen dari dalam silo semen, dibawa ke unit pengantongan, seterusnya semen tadi dikemas dalam zak 50 kg dan atau satu ton. Selain itu semen juga dipasarkan melalui mobil kapsul yang biasanya berdasarkan permintaan, dalam hal ini biasanya dilakukan oleh unit pengelolah proyek yang sedang dibangun.

II.13

II.4.3 Pemasaran

Yaitu kegiatan untuk memperdagangkan atau menjual hasil-hasil dari penambangan dan pengolahan bahan galian. Dalam tahapan pemasaran ini hal pertama yang harus dilakukan adalah memenuhi permintaan pasar yang tentunya sangat dipengaruhi oleh tingkat produksi perusahaan. Pada PT. Bengkulu Maju Pemasaran dilakukan di dalam maupun luar negeri dengan tingkat konsumen yang tinggi. PT. Bengkulu Maju sangatlah menjunjung tinggi kepuasan para konsumen, karena dengan memenuhi permintaan konsumen perusahaan ini bisa menjadi produsen kepercayaan dan juga bisa meningkatkan ekonomi pada perusahaan ini.

Jadi dari keseluruhan kegiatan tambang yang ada di perusahaan ini dapat dilihat dari bagan yang ada di bawah ini :

BAB III

KESIMPULAN

III.1 Kesimpulan

1. Penggunaan batu kapur sudah beragam diantaranya untuk bahan kaptan, bahan campuran bangunan, industri karet dan ban, kertas, dan lain-lain.

2. Pengolahan batu kapur menjadi semen di bagi kedalam lima tahapan,yaitu penyiapan bahan, penggilingan bahan, pembakaran bahan, penggilingan terak, dan pemuatan semen.

3. Penambangan batu kapur di bagi kedalam enam tahapan, yaitu clearing, striping overburden, drilling, blasting, loading dan hauling, dan crushing.

MAKALAH ALUMINIUM

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Metalurgi (metallurgy) adalah ilmu yang mempelajari cara-cara untuk memperoleh logam (metal) melalui proses fisika dan kimia serta mempelajari cara-cara memperbaiki sifat-sifat fisik dan kimia logam murni maupun paduannya (alloy). Metalurgi dibedakan dalam dua kelompok utama, yaitu :

a. Metalurgi Ekstraksi (extractive metallurgy).

b. Metalurgi fisik dan ilmu bahan (physical metallurgy and material science).

Menurut Kirk-Othmer metalurgi ekstraktif adalah ilmu yang mempelajari cara-cara pengambilan (ekstraksi) logam dari bijih dan proses pemurniannya, sehingga sesuai dengan syarat-syarat komersial. Adapun proses-proses dari ekstraksi metalurgi terdiri dari pyrometalurgy yaitu suatu proses ekstraksi metal dengan menggunakan temperature tinggi, hydrometallurgy yaitu proses ekstraksi pada temperature yang relative rendah dengan cara pelindian oleh media cairan dan electrometallurgy yaitu proses ekstraksi yang melibatkan penerapan prinsip elektrokimia, baik pada temperatur rendah maupun temperatur tinggi.

Aluminium sebagai logam yang bernilai komersial didapatkan dari hasil ekstraksi metalurgi. Untuk mendapatkan Aluminium ini diperlukan Alumina sebagai bahan baku yang didapat dari pengolahan bauksit atau dikenal juga dengan proses Bayer dan proses Hall-Heroult. Pada saat ini Indonesia telah memiliki pabrik peleburan alumunium satu-satunya dengan cara reduksi elektrolit yang di kelola oleh PT. Inalum (Indonesia Asahan Alumunium) dimana bahan baku utamanya adalah alumina (Al₂O₃).

I.2 Maksud dan Tujuan Penulisan

Adapun maksud dan tujuan dari penulisan ini adalah untuk mengetahui dan memahami proses-proses ekstraksi metalurgi (proses peleburan dan pemurnian) bijih Aluminium.

I.3 Permasalahan

Dalam makalah ini masalah yang akan dibahas yaitu mengenai proses pengolahan bijih Bauksit hingga ekstraksi metalurgi untuk mendapatkan bijih Aluminium.

I.4 Metode Penulisan

Metode yang digunakan dalam penulisan ini adalah metode literatur, dimana bahan-bahan penulisan berasal dari buku-buku pedoman, materi kuliah, maupun sumber lain yang masih berkaitan dengan permasalahan yang akan dibahas.

BAB II

PENAMBANGAN DAN PENGOLAHAN BIJIH BAUKSIT

II.1 Sistem Penambangan Bauksit

Aluminium didapatkan dari bijih bauksit yang ditambang terlebih dahulu. Pada tahap awal penambangan dilakukan pembersihan lokal (land clearing) dari tumbuh-tumbuhan yang terdapat di atas endapan bijih bauksit. Hal ini dimaksudkan untuk mempermudah dalam operasi selanjutnya yaitu kegiatan pengupasan lapisan penutup (overburden). Metode penambangan bijih Aluminium dapat dilakukan secara tambang terbuka seperti metode penambangan bijih Aluminium yang dilakukan di PT. Inalum Sumatra Utara.

Untuk melaksanakan kegiatan pengupasan lapisan penutup digunakan bulldozer, sedangkan untuk penggalian endapan bauksit digunakan alat gali muat excavator yang selanjutnya dimuatkan ke alat angkut dump truck. Untuk mengoptimalkan perolehan, bauksit kadar rendah dicampur (mixing) dengan bijih bauksit kadar tinggi, hal ini dapat berfungsi juga untuk memperpanjang umur tambang. Untuk menghindari pengotoran dari batuan dasar yang ikut tergali pada saat penambangan bauksit, maka penggalian dilakukan dengan menyisakan bauksit setebal 40 - 50 cm di atas batuan dasarnya. Kemajuan penambangan setiap blok disesuaikan dengan rencana penambangan pada peta tambang.

GAMBAR 2.1

PENAMBANGAN BAUKSIT

II.2 Pengolahan Bijih Bauksit

Pekerjaan pengolahan bahan galian dilakukan untuk mendapatkan konsentrat atau bijih yang sesuai dengan standar, keinginan atau patokan pasar dengan ketentuan - ketentuan atau kriteria tertentu. Adapun konsentrat yang didapatkan dari hasil pengolahan ini berupa Alumina. Logam alumunium sebagai produk dari industri pertambangan yang berasal dari pengolahan bijih bauksit melalui standar yang telah kita kenal, yaitu didapat dari proses pengolahan bauksit menjadi alumina (proses bayer) dan pengolahan alumina menjadi alumunium (proses Hall-Heroult).

Proses pencucian yang dilakukan bertujuan untuk meliberasi bijih bauksit terhadap unsur-unsur pengotornya yang pada umumnya berukuran -2 mm yaitu berupa tanah liat (clay) dan pasir kuarsa. Sehingga hasil dari proses pencucian tersebut akan mempertinggi kualitas bijih bauksit, yaitu didapatkan kadar alumina yang lebih tinggi dengan berkurangnya kadar silika, oksida besi, oksida titan dan mineral-mineral pengotor lainnya.

GAMBAR 2.2

PENCUCIAN BIJIH BAUKSIT

Peralatan pencucian yang dapat digunakan adalah ayakan putar (tromol rail atau rotary grizzly) dan ayakan getar (vibrating screen). Ayakan putar mempunyai fungsi untuk mencuci bijih bauksit yang masuk melalui hopper (stationary grizzly), sedangkan ayakan getar berfungsi untuk mencuci bijih bauksit yang keluar dari ayakan putar. Ayakan getar mempunyai dua tingkat ayakan, dimana ayakan tingkat pertama (bagian atas) mempunyai lebar lubang bukaan 12,5 mm dan ayakan tingkat kedua (bagian bawah) mempunyai lebar bukaan 2 mm sehingga alat ini sering juga disebut dengan system ayakan getar bertingkat (vibration horizontal double deck screen).

GAMBAR 2.3

BAGAN ALIR PENCUCIAN BAUKSIT

Dengan demikian selama proses pencucian, bijih mengalami tiga tahap proses pencucian antara lain :

1. Proses penghancuran untuk memperkecil ukuran bijih bauksit yang berasal dari front penambangan.

2. Proses pembebasan (liberasi) yaitu proses pembebasan bijih bauksit dari unsur-unsur pengotor.

3. Proses pemisahan (sorting) terhadap bijih bauksit yang berdasarkan pada perbedaan ukuran dan pemisahan terhadap fraksi yang tidak diinginkan yaitu yang berukuran -2 mm.

Adapun mekanisme dari pengolahan bijih Bauksit menjadi Alumina (proses Bayer) adalah sebagai berikut :

a. Mereduksi ukuran bijih bauksit yang akan dijadikan feed deangan cara digerus (grinding). Hal ini bertujuan untuk mempercepat proses pelarutan. Hasil atau produk dari proses penggerusan ini umumnya yang dipakai sebagai feed pada proses bayer yaitu bijih yang berukuran kurang dari 35 mesh.

b. Melarutkan alumina yang terdapat dalam bijih bauksit dengan larutan soda api atau “caustic soda”dengan konsentrasi dan temperature tertentu, dengan menggunakan media uap sebagai pemanas didalam suatu tabung yang dibuat dari baja yang tehan terhadap tekanan yang timbul akibat proses pemanasan selama berlangsungnya proses pelaruatan. Suhu pelarutan sekitar 108^osampai 250^o dengan konsentrasi soda api 250 sapai 400 gr/liter. Pemilihan temperatu dan konsentrasi serta lamanya waktu pelarutan tergantung pada sifat-sifat spesifik bijih bauksit yang digunakan dan berdasarkan perhitungan-perhitungan yang paling ekonomis meliputi semua rantai proses beserta efek- efeknya untuk dapat menghasilkan alumina dengan mutu yang memenuhi persyaratan sesuai yang dibutuhkan. Reaksi yang terjadi pada prosespelarutan adalah:

Bauksit + NaOH NaAlO₂ + H₂O

Atau

Al₂O₃3H₂O + 2NaOH 2NaAlO₂ + 4H₂O

Sesuai dengan reaksi diatas, diperkirakan sekitar 90% alumina yang ada dalam bijih beuksit akan larut menjadi NaAlO₂. sedangkan rekasi sampingan yang terjadi sebagai akibat adanya unsure silica reaktif dalam bijih bauksit adalah:

SiO₂ + 2NaOH Na₂SiO₂

5SiO₂ + 6NaAlO₂ + 5H₂O 3Na₂O.3Al₂O₃.5SiO₂.5H₂O

c. Proses memisahkan larutan natrium aluminat (NaAlO₂) dari benda padat yang tidak larut dan produk dari reaksi disilikasi. Pemisahan dilkaukan dengan cara pengendapan, suhu pengendapan dikontrol sekitar 100^oC, dimana alumina masih dalam kondisi kelarutannya. Dari proses pengendapan ini akan didapat suatu produk berupa larutan natrium aluminat yang bening.

d. Larutan bening yang didapat, kemudian diproses lagi dengan proses. Presipitasi dengan cara menambahkan serbuk Al₂O₃ sebagai inti pengendapan (seed). Endapan yang etrbentuk merupakan kristal-kristal dari hidrat alumina dan sebagian teraglomerasi membentuk gumpalan-gumpalan alumina yang lebih besar dan tidak mudah pecah. Hasil dari proses presipitasi yang ukurannya dikembalikan lagi kedalam proses Presipitasi sebagai inti pengendapan. Larutan sisa presipitasi (spent liquor), dimanfaatkan kembali dengan cara mengembalikannya kedalam proses pelarutan dengan terlebih dahulu di uapkan kemudian ditambahkan soda api. Reaksi yang terjadi selama berlangsungnya proses presipitasi adalah:

2NaAlO₂ + 4H₂O 2NaOH + Al₂O₃3H₂O

e. Hidrat alumina yang didapat dari proses presipitasi sdan memenuhi persyaratan yang telah ditentukan, selajutnya akan mengalami proses kalsinasi (pemanggangan) pada suhu sekitar 1.200^oC yang bertujuan untuk mengeluarkan juga mengurangi kadar air dan air kristal yangbterikat dalam gumpalan-gumpalan alumina. Reaksi-reaksi yang terjadi pada proses kalsinasi adalah :

Al₂O₃3H₂O Al₂O₃ + 3H₂O

Al₂O₃ yang didapat dari proses diatas adalah alumina yang siap dikirim ke pabrik peleburan untuk dilebur menjadi aluminium.

BAB III

DASAR – DASAR FISIKA DAN KIMIA ALUMINIUM

III.1 Dasar-Dasar Fisika Aluminium

Sebelum logam-logam atau senyawa-senyawa logam di ekstraksi dari bijihnya perlu dilakukan proses-pengerjaan fisik terhadap bijih tersebut. Adapun pengerjaan fisik yang dilakukan terhadap bijih Bauksit untuk meningkat kadarnya yaitu mereduksi ukuran bijih bauksit yang akan dijadikan feed deangan cara digerus (grinding). Hal ini bertujuan untuk mempercepat proses pelarutan. Hasil atau produk dari proses penggerusan ini umumnya yang dipakai sebagai feed pada proses bayer yaitu bijih yang berukuran kurang dari 35 mesh.

III.2 Dasar Kimia Bijih Aluminium

Dalam melakukan pengolahan untuk mendapatkan Aluminium diperlukan penambahan soda abu setelah mereduksi ukuran bijih Bauksit. Reaksi Soda Abu (NaOH) dengan bijih Bauksit (Al₂O₃3H₂O) memerlukan panas dan sebagai hasil dari reaksi ini menghasilkan natrium aluminat (NaAlO₂).

Al₂O₃3H₂O + 2NaOH 2NaAlO₂ + 4H₂O

Untuk pengolahan selanjutnya natrium aluminat (NaAlO₂) didapatkan dengan cara pengendapan.

BAB IV

PEMBAHASAN

IV.I Ekstraksi Bijih Aluminium

Bijih alumunium yang lebih dikenal dengan nama bauksit banyak terdapat di daerah Tropik dan Sub-Tropik, yaitu Afrika, India Barat, Amerika Selatan dan Australia. Bijih bauksit dimurnikan menjadi alumunium oxide trihydrate (alumina) kemudian secara elektrolisa direduksi menjadi logam alimunium. Logam alumunium sebagai produk dari industri pertambangan yang berasal dari pengolahan bijih bauksit melalui standar yang telah kita kenal, yaitu didapat dari proses pengolahan bauksit menjadi alumina (proses bayer) dan pengolahan alumina menjadi alumunium (proses Hall-Heroult).

Setelah mendapatkan Alumina dari proses Bayer maka proses selanjutntya untuk mendapatkan Aluminium adalah peleburan Alumina. Proses ini didasarkan pada prinsip elektrolisa lelehan garam alumina pada temperature yang tinggi. Syarat alumina yang akan dilebur menjadi logam aluminium adalah sebagai berikut :

a. kadar Al₂O₃ 98,50% - 99,40%

b. kadar SiO₂ 0,015% - 0,03%

c. kadar Fe₂O₃ 0,015% - 0,03%

d. kadar TiO₂ 0,001% - 0,003%

Beberapa perlengkapan yang digunakan dalam proses Hall-Heroult (Berdasarkan PT. Inalum) antara lain :

a. Anoda karbon yang digunakan di pabrik reduksi merupakan anoda karbon hasil produksi dari pabrik karbon yang ada di PT. Inalum. Anoda ini terbuat dari kokas residu hasil penyulingan minyak bumi atau kokas batubara. Anoda ini dilengkapi dengan tangkai (rodding) untuk menghubungkan arus dari busbar anoda ke blok anoda karbon. Anoda yang dipakai pada proses Hall-Heroult adalah karbon. Pemilihan material karbon sebagai anoda ini perlu dipertimbangkan berdasarkan acuan literatur sebagai berikut:

1) Konduktivitas listrik tinggi (0,0036-0,0091 Ωcm) agar aliran listrik dapat mengalir efektif.

2) Daya tahan panas tinggi, titik sublimasi 4.200^oC dan titik leleh 3.700^oC pada tekanan 1 atm berguna untuk bekerja pada suhu operasi yang tinggi (965^oC)

3) Konduktivitas panasnya tinggi berguna pada saat proses backing sehingga pot reduksi cepat mencapai suhu yang tinggi.

4) Ekspansi panas yang rendah (± 0,5 kali tembaga) berguna pada saat konstruksi perangkaian anoda agar anoda tidak terlepas dari tangkainya karena pemuaian.

5) Densitas rendah (1,4-1,7 gr/m3) agar partikel karbon yang terlepas (debu) tidak terendapkan pada katoda sehingga tidak mengotori produk ingot.

b. Katoda

Katoda merupakan elektroda berkutub negatif. Katoda yang sering digunakan pada proses Hall-Heroult adalah katoda karbon.

Kategori dalam pemilihan karbon berdasarkanbahan baku dan proses pembuatannya harus memiliki spesifikasi sebagai berikut :

1) Katoda amorphus bahan baku antrasit, suhu pemanggangan 1.200^oC.

2) Katoda semigrafit bahan baku grafit, suhu pemanggangan 1.200^oC.

3) Katoda semigrafit bahan baku semigrafit, suhu pemanggangan 2.300^oC.

4) Katoda semigrafit bahan baku kokas, terintegrasi hingga suhu 3.000^oC.

c. Elektrolit

Elektrolit yang dipakai dibagian reduksi PT. Inalum pada proses Hall-Heroult adalah lelehan kryolite (Na₃AlF₆). Lelehan ini dipilih karena kemampuannya melautkan berbagai jenis oksida dengan baik. Kelarutan alumina dalam kryolite (bath) dipengaruhi oleh suhu lelehan kryolite. Pada suhu ± 960^oC alumina melarut dalam lelehan kryolite murni sebanyak 11% dari beratnya. Kelarutan alumina juga dapat dipengaruhi oleh zat tambahan (aditif) dalam kryolite.

d. Bath

Bath adalah cairan yang mengandung 70-90% kryolite (Na₃AlF₆) dan komponen lainnya seperti alumina dan alumunium fluorida. Dalam satu pot reduksi alumunium dibutuhkan 12 ton bath. Karena hanya berfungsi sebagai elektrolit, kehilangan kryolite di pot reduksi selama produksi relatif kecil yaitu sekitar 0,2 kg/ton alumunium yang umumnya terjadi karena penguapan.

Bath ini memiliki sifat yang menguntungkan untuk operasi peleburan. Sifat-sifat tersebut antara lain sebagai berikut :

1) Mampu melarutkan alumina dengan baik

2) Konduktivitas tinggi

3) Tegangan dekomposisi lebih tinggi dai alumina

4) Titik lelehnya relatif rendah

5) Tidak bereaksi dengan alumina dan karbon

6) Cukup encer sebagai pelarut

7) Tekanan uap rendah

TABEL 3

KOMPOSISI BATH

Komponen	Kandungan (%)
AlF3 (Alumunium Florida) CaF2 (Kalsium Florida) Al2O3 (Alumina) Na3AlF6 (Kryolite)	7-9 3-4 1-8 79-90

e. Alumunium Fluorida (AlF₃)

Penggunaan Alumunium Fluorida (AlF₃) didalam proses peleburan antara lain dapat menurunkan nilai liquidus temperatur, daya serap logam dam cairan, tegangan permukaan, kekentalan dan berat jenis serta dapat meningkatkan keasaman bath. Sedangkan efek yang tidak diinginkan dari penambahan AlF₃ ini adalah dapat menurunkan daya larut alumina, konduktivitas listrik serta tekanan uap.

f. Soda Abu

Pemakaian soda abu pada pot reduksi hanya pada saat transisi saja, yaitu untuk memperkuat struktur lapisan karbon pada katoda dan dinding samping sehingga tidak mudah tererosi baik oleh bath maupun metal alumunium. Pemakaian soda abu juga membantu mempercepat terbentuknya lapisan kerak di dinding samping pot. Lapisan kerak ini fungsinya sebagai penahan erosi bath.

g. Energi Listrik

Energi listrik merupakan faktor penting pada peleburan alumunium khususnya di bagian reduksi. Energi listrik yang digunakan merupakan energi listrik arus searah (DC) untuk melangsungkan proses elektrolisis sekaligus menghasilkan panas untuk melelehkan kryolite dan untuk mengoperasikan alat-alat atau sistem pemrosesan lainnya pada pabrik reduksi.

Proses Hall-Heroult didasarkan pada prinsip elektrolisa lelehan garam alumina pada temperatur tinggi (2.050^oC). Lelehan garam alumina merupakan campuran alumina (Al₂O₃) dengan kryolite (Na₃AlF₆) dengan titik leleh 1.010^oC. Bejana yang diperlukan dalam proses peleburan alumunium dengan proses Hall-Heroult disebut bejana sel elektrolisa rectangular yang mempunyai dua elektroda, yaitu anoda (elektroda positif) dan katoda (elektroda negatif).

Karena proses ini didasarkan pada proses elektrolisa maka dalam bejana ini diperlukan suatu media yang dapat menyalurkan arus listrik untuk keperluan tersebut. Oleh karena itu dipasanglah batang-batang baja yang dipasang pada dasar bejana tersebut. Arus listrik yang dialirkan akan menyebabkan kedua elektroda saling berinteraksi. Interaksi ini disebabkan karena adanya beda potensial yang dimiliki kedua elektroda tersebut akibat aliran arus listrik yang dialirkan.

Reaksi dasar yang terjadi pada sel elektrolisa adalah sebagai berikut :

Katoda : 4Al₂O₃ 8Al + 6O₂

Anoda : 7C + 6O₂ 5CO₂ + 2CO

___________________________________

4Al₂O₃ + 7C 8Al + 5CO₂ + 2CO

Pada reaksi diatas dapat kita lihat bahwa produk setelah reksi adalah logam aluminium, gas CO dan gas CO₂. logam aluminium yang didapat dari proses ini akan terendapkan pada dasar bejana elektrolisa, hal ini disebabkan karena beret jenis logam aluminium lebih besar dri pada berat jenis larutan campuran alumina dan kryolit. Logam aluminium produk dari reaksi ini akan memiliki presentase (kadar) aluminium sekitar 99,70% dan siap untuk dipasarkan. Pemasaran logam ini biasanya dalam bentuk balok-balok aluminium atau lebih dikenal dengan nama “aluminium ingot”. Secara sistematis proses peleburan alumina menjadi aluminium dapat digambarkan pada bagan berikut :

GAMBAR 4.1

SKEMA PROSES HALL HERRAULT

Untuk keperluan yang sifatnya langsung, logam aluminium yang didapat dari pross elektrolisa tidak perlu lagi dimurnikan, misalnya untuk keperluan dunia rekayasa dan elektronika. Sedangkan untuk keperluan yang sifatnya khusus, misalnya untuk keperluan industri, pengepakan, makanan atau industri obat-obatan, maka aluminium ini harus diproses lagi. Proses ulang ini disebut “refinery”, dari proses ini akan didapatkan suatu produk logam aluminium dengan kadar 99,9%.

BAB V

PENUTUP

Aluminium sebagai produk yang bernilai komersial didapatkan dari pengolahan bijih Bauksit. Bijih Bauksit dari lokasi tambang terlebih dahulu dilakukan pengecilan ukuran (reduksi) untuk memudahkan pada proses selanjutnya. Pengolahan bijih Bauksit ini dibedakan dalam dua proses yaitu Proses Bayer, yaitu proses pengolahan bijih Bauksit untuk mendapatkan Alumina (Al₂O₃) dan proses Hall – Heroult yaitu proses peleburan Alumina untuk mendapatkan Aluminium. Adapun Syarat alumina yang akan dilebur menjadi logam aluminium adalah sebagai berikut :

1. kadar Al₂O₃ 98,50% - 99,40%

2. kadar SiO₂ 0,015% - 0,03%

3. kadar Fe₂O₃ 0,015% - 0,03%

4. kadar TiO₂ 0,001% - 0,003%

Aluminium yang didapat dari proses peleburan ini memiliki kadar sekitar 99,70%

BY : MAKALAH TEDI IRAWAN