BAB I PEDAHULUAN 1.1. Latar Belakang · PDF fileMakalah Proses Pengolahan Timah dan Alumunium...

Makalah Proses Pengolahan Timah dan Alumunium 1

BAB I

PEDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Indonesia merupakan salah satu Negara yang kaya akan sumber daya

alam termasuk sumber daya mineral logam. Kesadaran akan banyaknya

mineral logam ini mendorong bangsa Indonesia untuk dapat memanfaatkan

sumber daya alam tersebut secara efisien. Dalam pemanfaatanya, tentu saja

menggunakan berbagai metode dan teknologi sehingga dapat diperoleh hasil

yang optimal dengan hasil yang optimal dengan keuntungan yang besar,

biaya produksi yang seminim mungkin serta ramah lingkungan.

Pengolahan timah menjadi sesuatu yang lebih bermanfaat tidak lepas

dari peran reaksi kimia fisika. Pencucian maupun pemisahan pada timah

merupakan nagian dari proses yang melibatkan reaksi-reaksi kimia fisika.

Oleh karena itu, proses pemurnian timah untuk memperoleh hasil yang

ekonomis perlu di kaji dan dipelajari dari segi kimia fisika.

Timah merupakan logam dasar terkecil yang diproduksi, yaitu kurang

dari 300.000 ton per tahun, apabila dibandingkan dengan produksi

aluminium sebesar 20 juta ton per tahun. Timah putih merupakan unsur

langka, kelimpahan rata-rata pada kerak bumi sekitar 2 ppm, dibandingkan

dengan seng yang mempunyai kadar rata-rata 94 ppm, tembaga 63 ppm dan

timah hitam 12 ppm. Sebagian besar (80%) timah putih dunia dihasilkan dari

cebakan letakan (aluvial), sekitar setengah produksi dunia berasal dari Asia

Tenggara.

Pada abad ke-19, sebelum ditemukannya proses elektrolisis, aluminium

hanya bisa didapatkan dari bauksit dengan proses kimia Wöhler.

Dibandingkan dengan elektrolisis, proses ini sangat tidak ekonomis, dan

harga aluminium dulunya jauh melebihi harga emas. Karena dulu dianggap

sebagai logam berharga, Napoleon III Paul L.T Heroult dari Perancis (1808-

1873) pernah melayani tamunya yang pertama dengan piring aluminium dan


tamunya yang kedua dengan piring emas dan perak. Pada tahun 1886,

Charles Martin Hall dari Amerika Serikat (1863-1914) dan Paul L.T.

Héroult dari Perancis (1863-1914) menemukan proses elektrolisis yang

sampai sekarang membuat produksi aluminium ekonomis.

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).

1.2. Rumusan Masalah

1.2.1. Bagaimana proses pengolahan pada timah?

1.2.2. Bagaimana proses pengolahan pada aluminium?

1.2.3. Apa kegunaan timah?

1.2.4. Apa kegunaan aluminium?

1.3. Tujuan

1.3.1. Untuk mengetahui proses pengolahan timah.

1.3.2. Untuk mengetahui proses pengolahan aluminium.

1.3.3. Untuk mengetahui kegunaan dari timah.

1.3.4. Untuk mengetahui kegunaan dari aluminium.


BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Pengertian Timah

Timah adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Sn (bahasa Latin: stannum) dan nomor atom 50. Unsur ini

merupakan logam miskin keperakan, dapat ditempa (“malleable”), tidak

mudah teroksidasi dalam udara sehingga tahan karat, ditemukan dalam

banyak aloy, dan digunakan untuk melapisi logam lainnya untuk mencegah

karat. Timah diperoleh terutama dari mineral cassiterite yang terbentuk

sebagai oksida.

Timah adalah logam berwarna putih keperakan, dengan kekerasan

yang rendah, berat jenis 7,3 g/cm3, serta mempunyai sifat konduktivitas

panas dan listrik yang tinggi. Dalam keadaan normal (13 – 1600C), logam

ini bersifat mengkilap dan mudah dibentuk.

Timah putih (sn) adalah unsur kimia dengan simbol Sn (Latin :

stannum) dan nomor atom 50, adalah logam golongan utama di kelompok 14

dari tabel periodik. Timah menunjukkan kemiripan kimia untuk kedua

kelompok 14 elemen tetangga, germanium dan memimpin dan memiliki dua

kemungkinan oksidasi, +2 dan sedikit lebih stabil 4. Timah adalah unsur

paling melimpah ke-49 dan memiliki, dengan 10 isotop stabil, jumlah

terbesar yang stabil isotop dalam tabel periodik. Tin diperoleh terutama dari

mineral kasiterit , di mana itu terjadi sebagai timah dioksida.

Mineral ekonomis penghasil timah putih adalah kasiterit (SnO2),

meskipun sebagian kecil dihasilkan juga dari sulfida seperti stanit, silindrit,


frankeit, kanfieldit dan tealit (Carlin, 2008). Mula jadi timah di daerah jalur

timah yang membentang dari Pulau Kundur sampai Pulau Belitung dan

sekitarnya diawali dengan adanya intrusi granit yang berumur ± 222 juta

tahun pada Trias Atas. Magma bersifat asam mengandung gas SnF4, melalui

proses pneumatolitik hidrotermal menerobos dan mengisi celah retakan,

dimana terbentuk reaksi: SnF4 + H2O → SnO2 + HF2 (Pamungkas, 2006).

Cebakan bijih timah merupakan asosiasi mineralisasi Cu, W, Mo, U, Nb,

Ag, Pb, Zn, dan Sn. Busur metalogenik terbentuknya timah 100 - 1000 km.

Terdapat tiga tipe kelompok asosiasi mineralisasi timah putih, yaitu

stanniferous pegmatites, kuarsa-kasiterit dan sulfida-kasiterit (Taylor, 1979).

Urat kuarsa-kasiterit, stockworks dan greisen terbentuk pada batuan

beku granitik plutonik, secara gradual terbentuk stanniferous pegmatites

yang ke arah dangkal terbentuk urat kuarsa-kasiterit dan greisen (Taylor,

1979). Urat berbentuk tabular atau tubuh bijih berbentuk lembaran mengisi

rekahan atau celah (Strong, 1990). Tipe kuarsa-kasiterit dan greisen

merupakan tipe mineralisasi utama yang membentuk sumber daya timah

putih pada jalur timah yang menempati Kepulauan Riau hingga Bangka-

Belitung. Jalur ini dapat dikorelasikan dengan “Central Belt” di Malaysia

dan Thailand (Mitchel, 1979).

Mineral utama yang terkandung di dalam bijih timah berupa kasiterit,

sedangkan pirit, kuarsa, zirkon, ilmenit, galena, bismut, arsenik, stibnit,

kalkopirit, xenotim, dan monasit merupakan mineral ikutan. Timah putih

dalam bentuk cebakan dijumpai dalam dua tipe, yaitu cebakan bijih timah

primer dan sekunder. Pada tubuh bijih primer, kandungan kasiterit terdapat

pada urat maupun dalam bentuk tersebar. Proses oksidasi dan pengaruh

sirkulasi air yang terjadi pada cebakan timah primer pada atau dekat

permukaan menyebabkan terurainya penyusun bijih timah primer. Proses

tersebut menyebabkan juga terlepas dan terdispersinya timah putih, baik

dalam bentuk mineral kasiterit maupun berupa unsur Sn. Proses pelapukan,

erosi, transportasi dan sedimentasi yang terjadi terhadap cebakan bijih timah

putih pimer menghasilkan cebakan timah sekunder, yang dapat berada pada

tanah residu maupun letakan sebagai endapan koluvial, kipas aluvial, aluvial

sungai maupun aluvial lepas pantai. Tubuh bijih primer yang berpotensi


menghasilkan sumber daya cebakan timah letakan ekonomis adalah yang

mempunyai dimensi sebaran permukaan erosi luas sebagai sumber dispersi.

Cassiterite adalah mineral timah oksida dengan rumus SnO2.

Berbentuk kristal dengan banyak permukaan mengkilap sehingga tampak

seperti batu perhiasan. Kristal tipis Cassiterite tampak translusen. Cassiterite

adalah sumber mineral untuk menghasilkan logam timah yang utama dan

biasanya terdapat dialam di alluvial atau aluvium.

Stannite adalah mineral sulfida dari tembaga, besi dan timah. Rumus

kimianya adalah Cu2FeSnS4 dan merupakan salah satu mineral yang dipakai

untuk memproduksi timah. Stannite mengandung sekitar 28% timah, 13%

besi, 30% tembaga, dan 30% belerang. Stannite berwarna biru hingga abu-

abu.

Cylindrite merupakan mineral sulfonat yang mengandung timah,

timbal, antimon, dan besi. Rumus mineral ini adalah Pb2Sn4FeSb2S14.

Cylindrite membentuk kristal pinakoidal triklinik dimana biasanya

berbentuk silinder atau tube dimana bentuk nyatanya adalah gulungan dari

lembaran kristal ini. Warna cylindrite adalah abu-abu metalik dengan

spesifik gravity 5,4. Pertama kali ditemukan di Bolivia pada tahun 1893.

Timah hitam ( Pb ) merupakan logam lunak yang berwarna kebiru-

biruan atau abu-abu keperakan dengan titik leleh pada 327,5°C dan titik

didih 1.740°C pada tekanan atmosfer. Senyawa Pb-organik seperti Pb-

tetraetil dan Pb-tetrametil merupakan senyawa yang penting karena banyak

digunakan sebagai zat aditif pada bahan bakar bensin dalam upaya

meningkatkan angka oktan secara ekonomi. PB-tetraetil dan Pb tetrametil

berbentuk larutan dengan titik didih masing-masing 110°C dan 200°C.

Karena daya penguapan kedua senyawa tersebut lebih rendah dibandingkan

dengan daya penguapan unsur-unsur lain dalam bensin, maka penguapan

bensin akan cenderung memekatkan kadar P-tetraetil dan Pb-tetrametil.

Kedua senyawa ini akan terdekomposisi pada titik didihnya dengan adanya

sinar matahari dan senyawa kimia lain diudara seperti senyawa holegen

asam atau oksidator.


Sumber timah yang terbesar yaitu sebesar 80% berasal dari endapan

timah sekunder (alluvial) yang terdapat di alur-alur sungai, di darat

(termasuk pulau-pulau timah), dan di lepas pantai. Endapan timah sekunder

berasal dari endapan timah primer yang mengalami pelapukan yang

kemudian terangkut oleh aliran air, dan akhirnya terkonsentrasi secara

selektif berdasarkan perbedaan berat jenis dengan bahan lainnya. Endapan

alluvial yang berasal dari batuan granit lapuk dan terangkut oleh air pada

umumnya terbentuk lapisan pasir atau kerikil.

Mineral utama yang terkandung pada bijih timah adalah cassiterite

(Sn02). Batuan pembawa mineral ini adalah batuan granit yang berhubungan

dengan magma asam dan menembus lapisan sedimen (intrusi granit). Pada

tahap akhir kegiatan intrusi, terjadi peningkatan konsentrasi elemen di

bagian atas, baik dalam bentuk gas maupun cair, yang akan bergerak melalui

pori-pori atau retakan. Karena tekanan dan temperatur berubah, maka

terjadilah proses kristalisasi yang akan membentuk deposit dan batuan

samping.

Timah tidak ditemukan dalam unsur bebasnya dibumi akan tetapi

diperoleh dari senyawaannya. Timah pada saat ini diperoleh dari mineral

cassiterite atau tinstone. Cassiterite merupakan mineral oksida dari timah

SnO2, dengan kandungan timah berkisar 78%. Contoh lain sumber biji timah

yang lain dan kurang mendapat perhatian daripada cassiterite adalah

kompleks mineral sulfide yaitu stanite (Cu2FeSnS4) merupakan mineral

kompleks antara tembaga-besi-timah-belerang dan cylindrite

(PbSn4FeSb2S14) merupakan mineral kompleks dari timbale-timah-besi-

antimon-belerang dua contoh mineral ini biasanya ditemukan bergandengan


dengan mineral logam yang lain seperti perak. Timah merupakan unsur ke-

49 yang paling banyak terdapat di kerak bumi dimana timah memiliki

kandungan 2 ppm jika dibandingkan dengan seng 75 ppm, tembaga 50 ppm,

dan 14 ppm untuk timbal. Cassiterite banyak ditemukan dalam deposit

alluvial/alluvium yaitu tanah atau sediment yang tidak berkonsolidasi

membentuk bongkahan batu dimana dapat dapat mengendap di dasar laut,

sungai, atau danau. Alluvium terdiri dari berbagai macam mineral seperti

pasir, tanah liat, dan batu-batuan kecil. Hampir 80% produksi timah

diperoleh dari alluvial/alluvium atau istilahnya deposit sekunder.

Diperkirakan untuk mendapatkan 1 Kg Cassiterite maka sekitar 7 samapi 8

ton biji timah/alluvial harus ditambang disebabkan konsentrasi cassiterite

sangat rendah.

Dibumi timah tersebar tidak merata akan tetapi terdapat dalam satu

daerah geografi dimana sumber penting terdapat di Asia tenggara termasuk

china, Myanmar, Thailand, Malaysia, dan Indonesia. Hasil yang tidak

sebegitu banyak diperoleh dari Peru, Afrika Selatan, UK, dan Zimbabwe.

2.1.1. Sifat Timah

1. Timah termasuk golongan IV B dan mempunyai bilangan oksidasi

+2 dan +4.

2. Timah merupakan logam lunak, fleksibel, dan warnanya abu-abu

metalik.

3. Timah tidak mudah dioksidasi dan tahan terhadap korosi disebabkan

terbentuknya lapisan oksida timah yang menghambat proses oksidasi

lebih jauh. Timah tahan terhadap korosi air distilasi dan air laut, akan

tetapi dapat diserang oleh asam kuat, basa, dan garam asam. Proses

oksidasi dipercepat dengan meningkatnya kandungan oksigen dalam

larutan.

4. Jika timah dipanaskan dengan adanya udara maka akan terbentuk

SnO2.

5. Timah ada dalam dua alotrop yaitu timah alfa dan beta. Timah alfa

biasa disebut timah abu-abu dan stabil dibawah suhu 13,2 C dengan

struktur ikatan kovalen seperti diamond. Sedangkan timah beta


berwarna putih dan bersifat logam, stabil pada suhu tinggi, dan

bersifat sebagai konduktor.

6. Timah larut dalam HCl, HNO3, H2SO4, dan beberapa pelarut organic

seperti asam asetat asam oksalat dan asam sitrat. Timah juga larut

dalam basa kuat seperti NaOH dan KOH.

7. Timah umumnya memiliki bilangan oksidasi +2 dan +4. Timah(II)

cenderung memiliki sifat logam dan mudah diperoleh dari pelarutan

Sn dalam HCl pekat panas.

8. Timah bereaksi dengan klorin secara langsung membentuk Sn(IV)

klorida.

9. Hidrida timah yang stabil hanya SnH4.

Unsur ini memiliki 2 bentuk alotropik pada tekanan normal. Jika

dipanaskan timah abu-abu (timah alfa) dengan struktur kubus berubah pada

13.2°C menjadi timah putih (timah beta) yang memiliki struktur tetragonal.

Ketika timah didinginkan pada suhu 13.2°C, ia pelan pelan berubah dari

putih menjadi abu-abu. Perubahan ini disebabkan ketidakmurnian

(impurities) seperti alumunium dan seng, dan dapat dicegah dengan

menambahkan antimony atau bismut. Jika dipanaskan dalam udara, timah

membentuk Sn2, sedikit asam, dan membentuk stannate salts dengan oksida.

2.2. Pengolahan Timah

2.2.1. Penambangan

Penambangan timah putih dilakukan dengan beberapa cara, yaitu

semprot, penggalian dengan menggunakan excavator, atau menggunakan

kapal keruk untuk penambangan endapan aluvial darat yang luas dan dalam

serta endapan timah lepas pantai. Kapal keruk dapat beroperasi untuk

penambangan cebakan timah aluvial lepas pantai yang berada pada

kedalaman sekitar 15 meter sampai dengan 50. Penambangan menggunakan

cara semprot dilakukan terutama pada endapan timah aluvial darat dengan

sebaran tidak luas dan relatif dangkal. Penambangan dengan menggunakan

shovel/excavator dilakukan untuk menggali cebakan timah putih tipe residu,

yang merupakan tanah lapukan bijih primer, umumnya berada pada lereng

daerah perbukitan. Penambangan oleh masyarakat umumnya dilakukan


dengan cara semprot. Banyak juga penambangan dalam sekala kecil terdiri

dari satu atau dua orang, menggunakan peralatan sangat sederhana berupa

sekop, saringan dan dulang, seperti penambangan oleh masyarakat di lepas

pantai menggunakan sekop dengan panjang sekitar 2,5 meter, dan dilakukan

pada saat air laut surut. Penambangan banyak dilakukan pada wilayah bekas

tambang dan sekitarnya. Bahkan tailing yang semula dianggap sudah tidak

ekonomis, kembali diolah untuk dimanfaatkan kandungan timah putihnya.

Penambangan oleh masyarakat di lepas pantai selain menggunakan peralatan

manual sederhana, menggunakan juga pompa hisap dan perahu.

2.2.2 Pengolahan (Smelting)

Timah diolah dari bijih timah yang didapatkan dari batuan

atau mineral timah ( kasiterit SnO2 ). Proses produksi logam timah

dari bijinya melibatkan serangkaian proses yang terbilang rumit

yakni pengolahan mineral ( peningkatan kadar timah/proses fisik dan

disebut juga upgrading ), persiapan material yang akan dilebur,

proses peleburan, proses refining dan proses pencetakan logam

timah. Pemakaian timah biasanya dalam bentuk paduan timah yang

dikenal dengan nama timah putih yakni campuran 80% timah, 11 %

antimony dan 9% tembaga serta terkadang ditambah timbal. Timah

putih ini terutama dipakai untuk peralatan logam pelindung dan pipa


dalam industri kimia, industri bahan makanan dan untuk menyimpan

bahan makanan. Proses pengolahan timah ini bertujuan sesuai

dengan namanya yaitu meningkatkan kadar kandungan timah dimana

Bijih timah diambil dari dalam laut atau lepas pantai dengan

penambangan atau pengerukan setelah itu dilakukan pembilasan

dengan air atau washing dan kemudian diisap dengan pompa. Bijih

timah hasil dari pengerukan biasanya mengandung 20 – 30 % timah.

Setelah dilakukan proses pengolahan mineral maka kadar kandungan

timah menjadi lebih dari 70 %, sedangkan bijih timah hasil

penambangan darat biasanya mengandung kadar timah yang sudah

cukup tinggi >60%. Adapun Proses pengolahan mineral timah ini

meliputi banyak proses, yaitu :

a. Washing atau Pencucian

(Wassrij (wasre) tempat pencucian PasirTimah )

Pencucian timah dilakukan dengan memasukkan

bijih timah ke dalam ore bin yang berkapasitas 25 drum per

unit dan mampu melakukan pencucian 15 ton bijh per jam. Di

dalam ore bin itu bijih dicuci dengan menggunakan air

tekanan dan debit yang sesuai dengan umpan.

( Proses Pengolahan Timah )


b. Pemisahan berdasarkan ukuran atau screening/sizing dan uji

kadar

Bijih yang didapatkan dari hasil pencucian pada ore

bin lalu dilakukan pemisahan berdasarkan ukuran dengan

menggunakan alat screen, mesh, setelah itu dilakukan pengujian

untuk mengetahui kadar bijih setelah pencucian. Prosedur

penelitian kadar tersebut adalah mengamatinya dengan

mikroskop dan menghitung jumlah butir dimana butir timah dan

pengotornya memiliki karakteristik yang berbeda sehinga dapat

diketahui kadar atau jumlah kandungan timah pada bijih.

c. Pemisahan berdasarkan berat jenis

Proses pemisahan ini menggunakan alat yang disebut jig

Harz.bijih timah yang mempunyai berat jenis lebih berat akanj

mengalir ke bawah yang berarti kadar timah yang diinginkan

sudah tinggi sedangkan sisanya, yang berkadar rendah yang juga

berarti mengandung pengotor atau gangue lainya seperti quarsa ,

zircon, rutile, siderit dan sebagainya akan ditampung dan

dialirkan ke dalam trapezium Jig Yuba.

d. Pengolahan tailing

Dahulu tailing timah diolah kembali untuk diambil

mineral bernilai yang mungkin masih tersisa didalam tailing atau

buangan. Prosesnya adalah dengan gaya sentrifugal. Namun saat

ini proses tersebut sudah tidak lagi digunakan karena tidak efisien

karena kapasitas dari alat pengolah ini adalah 60 kg/jam.

e. Proses Pengeringan

Proses pengeringan dilakukan didalam rotary dryer. Prinsip

kerjanya adalah dengan memanaskan pipa besi yang ada di

tengah – tengah rotary dryer dengan cara mengalirkan api yang

didapat dari pembakaran dengan menggunakan solar.

f. Klasifikasi

Bijih – bijih timah selanjutnya akan dilakukan proses –

proses pemisahan/klasifikasi lanjutan yakni: klasifikasi


berdasarkan ukuran butir dengan screeningklasifikasi

berdasarkan sifat konduktivitasnya dengan High Tension

separator. Klasifikasi berdasarkan sifat kemagnetannya dengan

Magnetic separator. Klasifikasi berdasarkan berat jenis dengan

menggunakan alat seperti shaking table , air table dan multi

gravity separator(untuk pengolahan terak/tailing).

g. Pemisahan Mineral Ikutan

Mineral ikutan pada bijih timah yang memiliki nilai atau

value yang terbilang tinggi seperti zircon dan thorium( unsur

radioaktif ) akan diambil dengan mengolah kembali bijih timah

hasil proses awal pada Amang Plant. Mula – mula bijih diayak

dengan vibrator listrik berkecepatan tinggi dan disaring/screening

sehingga akan terpisah antara mineral halus berupa cassiterite

dan mineral kasar yang merupakan ikutan. Mineral ikutan

tersebut kemudian diolah pada air table sehingga menjadi

konsentrat yang selanjutnya dilakukan proses smelting,

sedangkan tailingnya dibuang ke tempat penampungan. Mineral

– mineral tersebut lalu dipisahkan dengan high tension separator

–pemisahan berdasarkan sifat konduktor – nonkonduktornya atau

sifat konduktivitasnya. Mineral konduktor antara lain: Cassiterite

dan Ilmenite. Mineral nonconductor antara lain: Thorium, Zircon

dan Xenotime. Lalu masing – masing dipisahkan kembali

berdasarkan kemagnetitanya dengan magnetic separation

sehingga dihasilkan secara terpisah, thorium dan zircon.

h. Proses pre-smelting

Setelah dilakukan proses pengolahan mineral dilakukan

proses pre-smelting yaitu proses yang dilakukan sebelum

dilakukannya proses peleburan, misalnya preparasi

material,pengontrolan dan penimbangan sehingga untuk proses

pengolahan timah akan efisien.

i. Proses Peleburan ( Smelting )

Ada dua tahap dalam proses peleburan :


- Peleburan tahap I yang menghasilkan timah kasar dan

slag/terak.

- Peleburan tahap II yakni peleburan slag sehingga

menghasilkan hardhead dan slag II.

( Peleburan )

Proses peleburan berlangsung seharian –24 jam dalam

tanur guna menghindari kerusakan pada tanur/refraktori.

Umumnya terdapat tujuh buah tanur dalam peleburan. Pada tiap

tanur terdapat bagian – bagian yang berfungsi sebagai panel

kontrol: single point temperature recorder, fuel oil controller,

pressure recorder, O2 analyzer,multipoint temperature recorder

dan combustion air controller. Udara panas yang dihembuskan ke

dalam mfurnace atau tanur berasal dari udara luar / atmosfer yang

dihisap oleh axial fan exhouster yang selanjutnya dilewatkan ke

dalam regenerator yang mengubahnya menjadi panas.Tahap awal

peleburan baik peleburan I dan II adalah proses charging yakni

bahan baku –bijih timah atau slagI dimasukkan kedalam tanur

melalui hopper furnace. Dalam tanur terjadi proses reduksi

dengan suhu 1100 – 15000C.unsure – unsure pengotor akan

teroksidasi menjadi senyawa oksida seperti As2O3 yang larut

dalam timah cair. Sedangkan SnO tidak larut semua menjadi

logam timah murni namun adapula yang ikut ke dalam slag dan

juga dalam bentuk debu bersamaan dengan gas – gas lainnya.

Setelah peleburan selesai maka hasilnya dimasukkan ke foreheart

untuk melakukan proses tapping. Sn yang berhasil dipisahkan

selanjutnya dimasukkan kedalam float untuk dilakukan

pendinginan /penurunan temperatur hingga 4000C sebelum


dipindahkan ke dalam ketel.sedangkan hardhead dimasukkan ke

dalm flame oven untuk diambil Sn dan timah besinya.

j. Proses Refining ( Pemurnian )

- Pyrorefining

Yaitu proses pemurnian dengan menggunakan panas

diatas titik lebur sehingga material yang akan direfining cair,

ditambahkan mineral lain yang dapat mengikat pengotor atau

impurities sehingga logam berharga dalam hal ini timah akan

terbebas dari impurities atau hanya memiliki impurities yang

amat sedikit, karena afinitas material yang ditambahkan terhadap

pengotor lebih besar dibanding Sn. Contoh material lain yang

ditambahkan untuk mengikat pengotor: serbuk gergaji untuk

mengurangi kadar Fe, Aluminium untuk untuk mengurangi kadar

As sehingga terbentuk AsAl, dan penambahan sulfur untuk

mengurangi kadar Cu dan Ni sehingga terbentuk CuS dan NiS.

Hasil proses refining ini menghasilkan logam timah dengan kadar

hingga 99,92% (pada PT.Timah). Analisa kandungan impurities

yang tersisa juga diperlukan guina melihat apakah kadar

impurities sesuai keinginan, jika tidak dapat dilakukan proses

refining ulang.

- Eutectic Refining

Yaitu proses pemurnian dengan menggunakan

crystallizer dengan bantuan agar parameter proses tetap konstan

sehingga dapat diperoleh kualitas produk yang stabil. Proses

pemurnian ini bertujuan mengurangi kadar Lead atau Pb yang

terdapat pada timah sebagai pengotor /impuritiesnya. Adapun

prinsipnya adalah berhubungan dengan temperatur eutectic Pb-

Sn, pada saat eutectic temperature lead pada solid solution

berkisar 2,6% dan aakan menurun bersamaan dengan kenaikan

temperatur, dimana Sn akan meningkat kadarnya. Prinsip


utamnya adalah dengan mempertahankan temperatur yang

mendekati titik solidifikasi timah.

- Electrolitic Refining

Yaitu proses pemurnian logam timah sehingga

dihasilkan kadar yang lebih tinggi lagi dari pyrorefining yakni

99,99%( produk PT. Timah: Four Nine ). Proses ini melakukan

prinsip elektrolisis atau dikenal elektrorefining. Proses

elektrorefining menggunakan larutan elektrolit yang

menyediakan logam dengan kadar kemurnian yang sangat tinggi

dengan dua komponen utama yaitu dua buah elektroda –anoda

dan katoda –yang tercelup ke dalam bak elektrolisis.Proses

elektrorefining yang dilakukan PT.Timah menggunakan bangka

four nine (timah berkadar 99,99% ) yang disebut pula starter

sheetsebagai katodanya, berbentuk plat tipis sedangkan anodanya

adalah ingot timah yang beratnya berkisar 130 kg dan larutan

elektrolitnya H2SO4. proses pengendapan timah ke katoda terjadi

karena adanya migrasi dari anoda menuju katoda yang

disebabkan oleh adanya arus listrik yang mengalir dengan voltase

tertentu dan tidak terlalu besar.

k. Pencetakan

( Tumpukan Timah siap Jual )

Pencetakan ingot timah dilakukan secara manual dan

otomatis. Peralatan pencetakan secara manual adalah melting

kettle dengan kapasitas 50 ton, pompa cetak and cetakan logam.

Proses ini memakan waktu 4 jam /50 ton, dimana temperatur

timah cair adalah 2700C. Sedangkan proses pencetakan otomatis


menggunakan casting machine, pompa cetak, dan melting

kettleberkapasitas 50 ton dengan proses yang memakan waktu

hingga 1 jam/60 ton. Langkah – langkah pencetakan:

a. Timah yang siap dicetak disalurkan menuju cetakan.

b. Ujung pipa penyalur diatur dengan menletakkannya diatas

cetakan pertama pada serinya, aliran timah diatur dengan

mengatur klep pada piapa penyalur.

c. Bila cetakan telah penuh maka pipa penyalur digeser ke

cetakan berikutnya dan permukaan timah yang telah dicetak

dibersihkan dari drossnya dan segera dipasang capa pada

permukaan timah cair.

d. Kecepatan pencetakan diatur sedemikian rupa sehingga laju

pendinginan akan merata sehingga ingot yang dihasilkan

mempunyai kulitas yang bagus atau sesuai standar.

e. Ingot timah yang telah dingin disusun dan ditimbang.

2.3. Kegunaan Timah

Data pada tahun 2006 menunjukkan bahwa logam timah banyak dipergunakan

untuk solder(52%), industri plating (16%), untuk bahan dasar kimia (13%),

kuningan & perunggu (5,5%), industri gelas (2%), dan berbagai macam aplikasi

lain (11%).

Akibat dari petumbuhan permintaan, kegunaan baru dari timah

ditemukan. Masalah lingkungan, keselamatan dan kesehatan mempengaruhi

kegunaan timah. Hasil dari riset yang sedang dilakukan di Internatioanal Tin

Research Institude Ltd., lembaga yang dibiayai industri, banyak pasar baru

untuk timah sedang dikembangkan.

Adapun manfaat timah dalam kehidupan sehari-hari yaitu digunakan

sebagai pelapis dalam kaleng kemasan makanan, digunakan dalam pembuatan

bola lampu, sampai pada penggunaan pada alat-alat olah raga.


Industri kimia adalah konsumen timah yang paling cepat berkembang.

Permintaan sangat kuat untuk peralatan rumah tangga dan cat industri, pada

plastik dan lapisan tanpa belerang yang digunakan industri teknik (tembaga,

perunggu dan fosfor perunggu diantara yang lainnya). Contoh aplikasi komersil

adalah pelapisan timah pada kawat dan kabel tembaga dan pembuatan bentuk-

bentuk timah tempa.

2.4. Pengertian Aluminium

Aluminium (dalam bentuk bauksit) adalah suatu mineral yang berasal

dari magma asam yang mengalami proses pelapukan dan pengendapan secara

residual. Proses pengendapan residual sendiri merupakan suatu proses

pengkonsentrasian mineral bahan galian di tempat.

Aluminium merupakan suatu metal reaktif, dan tidak terjadi secara

alami. Oleh karena itu, aluminium tak dikenal sebagai unsur terpisah sampai

tahun 1820-an, walaupun keberadaan nya telah diramalkan oleh beberapa

ilmuwan yang telah belajar aluminum campuran. Aluminium pertama kali

diproduksi dengan bebas oleh ahli kimia dan ahli ilmu fisika yang berasal dari

Denmark, Hans Oersted Kristen, dan ahli kimia Jerman, Frederich Wohler,

pada pertengahan tahun1820-an. Nama aluminum diperoleh dari bahasa latin:

alumen, yang berarti tawas tawas ( suatu aluminium sulfate mineral).

Aluminium adalah unsur yang paling berlimpah ketiga dalam kerak

bumi, yang terdiri dari 8% dari tanah dan batu (oksigen dan silikon

membentuk 47% dan 28% masing-masing). Di alam, aluminium hanya

ditemukan dalam senyawa kimia dengan unsur lain seperti belerang, silikon,

dan oksigen. Logam aluminium dapat diproduksi secara ekonomis hanya dari

bijih aluminium oksida.

Aluminium metalik memiliki sifat ringan, kuat, bukan magnetik, dan

tidak beracun. Melakukan panas dan listrik dan mencerminkan panas dan

cahaya. Aluminium kuat tapi mudah dibentuk, dan mempertahankan kekuatan

di suhu sangat dingin tanpa menjadi rapuh. Permukaan aluminium dengan

cepat mengoksidasi untuk membentuk sebuah penghalang tak terlihat terhadap


korosi. Serta, aluminium dapat dengan mudah dan ekonomis didaur ulang

menjadi produk baru.

2.4.1 Sifat Alumunium

a. Alumunium punya sifat yang ajaib, ia punya densitas yang

rendah hanya sepertiga dari kepadatan atau densitas dari logam

baja. Densitas logam ini hanya 2,7 g/cm3 atau kalau

dikonversikan ke kg/m3 menjadi 2.700 kg/m

3. Kepadatan yang

relatif kecil membuatnya ringan tapi sama sekali tidak

mengurangi kekuatannya.

b. Berbagai paduan logam alumunium memiliki kekuatan tarik

antara 70 hingga 700 mega pascal. Kekuatan yang sangat besar.

Sifat alumunium ini unik tidak seperti baja. Pada suhu rendah

baja akan cenderung rapuh tapi sebaliknya dengan alumunium.

Pada suhu rendah kekuatannya akan meninggkat dan pada suhu

tinggi malah menurun.

c. Jika dibandingkan dengan logam lain, alumunium punya

koefisien ekspansi linier yang relatif besar.

d. Bahan alumunium sangat aplikatif untuk berbagai jenis mesing

seperti tipe mesin drilling, potong, keprok, bending, dan

sebagainya.

e. Sifat konduktivitas panas dan listrik alumunium sangat baik. Luar

biasanya lagi konduktor dari alumunium beratnya hanya setengah

dari konduktor yang terbuat dari bahan tembaga.

f. Alumunium adalah reflektor cahaya tampak yang baik. Sifat

alumunium ini juga belaku untuk pemancaran panas.

g. Alumunium bereakasi dengan oksigen di udara membentuk

lapisan oksida tipis yang ampuh melindungi badan logam dari

korosi.

h. Alumunium adalah bahan nonmagnetik. Karena sifatnya ini maka

alumunium sering digunakan sebagai alat dalam perangkat X-ray

yang menggunkan magnet.


i. Logam alumunium punya sifat tidak beracun sama sekali. Ia

berada pada urutan ketiga setelah oksigen dan silikon unsur yang

paling banyak di kerak bumi. Beberapa senyawa alumunium juga

secara alami terbentuk dalam makanan yang kita konsumsi setiap

hari.

2.5. Proses Pengolahan Alumunium

Pembuatan Aluminium terjadi dalam dua tahap:

1.) Proses Bayer merupakan proses pemurnian bijih bauksit untuk

memperoleh aluminium oksida (alumina), dan

2.) Proses Hall-Heroult merupakan proses peleburan aluminium oksida untuk

menghasilkan aluminium murni.

2.5.1. Proses Bayer

Bijih bauksit mengandung 50-60% Al2O3 yang bercampur dengan zat-

zat pengotor terutama Fe2O3 dan SiO2. Untuk memisahkan Al2O3 dari zat-zat

yang tidak dikehendaki, kita memanfaatkan sifat amfoter dari Al2O3.


Tahapan dalam Proses Bayer:

1. Pertama, bijih bauksit diambil dari tambang.

2. Lalu, bijih bauksit tersebut dihancurkan atau dihaluskan secara

mekanik.

3. Impurities (pengotor) dihilangkan dengan cara memanaskan serbuk

bauksit dalam udara sehingga logam-logam lain teroksidasi. Misalnya

besi teroksidasi menjadi Fe2O3.

4. Kemudian, serbuk bijih yang telah dipanaskan direaksikan dengan

soda kaustik atau larutan Natrium hidroksida (NaOH) pekat dan

diproses di pabrik penggilingan untuk menghasilkan lumpur (suspensi

berair) yang mengandung partikel-partikel bijih yang sangat halus.

5. Suspensi berair tadi dipompa ke digester, yaitu sebuah tangki yang

berfungsi seperti panci presto. Larutan ini diproses pada suhu dan

tekanan yang tinggi untuk melarutkan alumina dalam bijih. Larutan

dipanaskan sampai 230-520 ° F (110-270 ° C) dan dengan tekanan 50

lb / dalam 2 (340 kPa). Kondisi ini, dilakukan selama sekitar setengah

jam atau hingga beberapa jam. Pada prosesnya penambahan NaOH

dilakukan untuk memastikan bahwa seluruh senyawa aluminium yang

terkandung terlarut. Proses ini akan memisahkan bijih dari kotoran

yang tidak larut seperti senyawa silika, besi dan titanium.

6. Larutan panas dilewatkan melalui serangkaian tangki.

7. Larutan kemudian dipompa ke dalam tangki pengendapan. Larutan

SiO32-

dan [Al(OH)4]- akan ditampung.Ketika suspensi berair berada di

dalam tangki ini, pengotor yang tidak larut dalam NaOH akan

mengendap di bagian bawah tangki. Residu (disebut "red mud" atau

“lumpur merah”) yang terakumulasi di dasar tangki terdiri dari pasir

halus, oksida besi, dan oksida dari unsur lain seperti titanium. Al2O3

dan SiO2 akan larut, sedangkan Fe2O3 dan pengotor lainnya tidak larut

(mengendap).

Al2O3 (s) + 2OH- (aq) + 3H2O(l) → 2Al(OH)4

- (aq)

SiO2 (s) + 2OH- (aq) → SiO3

2- (aq) + H2O(l)

8. Setelah pengotor telah diendapkan, masih ada larutan yang tersisa

(filtrat) yang kemudian dipompa melalui serangkaian filter


(penyaring). Setiap partikel-partikel halus dari pengotor yang masih

ada dalam larutan juga akan tersaring.

9. Larutan yang telah disaring akan dipompa melalui serangkaian tangki

pengendapan.

10. Larutan itu kemudian direaksikan dengan asam encer, yaitu larutan

HCl. Ion silikat tetap larut, sedangkan ion aluminat akan diendapkan

sebagai Al(OH)3. AlO2- (aq) + H

+ (aq) → Al(OH)3 (s) Atau dengan cara

dialirkan CO2 ke dalam larutan tersebut sehingga ion aluminat akan

diendapkan sebagai Al(OH)3.

AlO2- (aq) + H2O(l) → Al(OH)3 (s)

11. Endapan kristal atau Al(OH)3 (s) (mengendap di bagian bawah tangki)

sedangkan SiO32-

tetap larut.

12. Kemudian endapan Al(OH)3 disaring dan diambil.

13. Setelah dicuci, endapan Al(OH)3 dipindahkan ke pengering untuk

dilakukan proses kalsinasi (pemanasan untuk melepaskan molekul air

yang secara kimiawi terikat pada molekul alumina). Suhu 2.000 ° F

(1.100 ° C) akan mendorong lepasnya molekul air, sehingga hanya

tinggal Kristal alumina anhidrat. Setelah meninggalkan tungku

pengering, kristal akan melewati pendingin.

14. Setelah itu, maka terbentuklah serbuk Al2O3 murni (korundum).

2Al(OH)3(s) → Al2O3 (s) + 3H2O(g)

2.5.2. Proses Hall-Heroult

Setelah diperoleh Al2O3 murni, maka proses selanjutnya adalah elektrolisis

leburan Al2O3. Pada elektrolisis ini Al2O3 dicampur dengan CaF2 dan 2-8%


kriolit (Na3AlF6) yang berfungsi untuk menurunkan titik lebur Al2O3 (titik

lebur Al2O3 murni mencapai 2000 0C), campuran tersebut akan melebur

pada suhu antara 850-950 0C. Anode dan katodenya terbuat dari grafit.

Reaksi yang terjadi sebagai berikut:

Al2O3 (l) → 2Al3+

(l) + 3O2-

(l)

Anode (+): 3O2-

(l) → 3/2 O2 (g) + 6e−

Katode (-): 2Al3+

(l) + 6e- → 2Al (l)

Reaksi sel: 2Al3+

(l) + 3O2-

(l) → 2Al (l) + 3/2 O2 (g)

Peleburan alumina menjadi aluminium logam terjadi dalam tong baja

yang disebut pot reduksi atau sel elektrolisis. Bagian bawah pot dilapisi

dengan karbon, yang bertindak sebagai suatu elektroda (konduktor arus listrik)

dari sistem. Secara umum pada proses ini, leburan alumina dielektrolisis,

dimana lelehan tersebut dicampur dengan lelehan elektrolit kriolit dan CaF2 di

dalam pot dimana pada pot tersebut terikat serangkaian batang karbon

dibagian atas pot sebagai katoda. Karbon anoda berada dibagian bawah pot

sebagai lapisan pot, dengan aliran arus kuat 5-10 V antara anoda dan

katodanya proses elektrolisis terjadi. Tetapi, arus listrik dapat diperbesar

sesuai keperluan, seperti dalam keperluan industri.

Alumina mengalami pemutusan ikatan akibat elektrolisis, lelehan

aluminium akan menuju kebawah pot, yang secara berkala akan ditampung

menuju cetakan berbentuk silinder atau lempengan. Masing – masing pot

dapat menghasilkan 66.000-110.000 ton aluminium per

tahun(Anonymous,2009). Secara umum, 4 ton bauksit akan menghasilkan 2

ton alumina, yang nantinya akan menghasilkan 1 ton alumunium.

Tahapan proses Hall-Heroult adalah sebagai berikut:

1. Di dalam pot reduksi (sel elektrolisis), kristal alumina dilarutkan dalam

pelarut lelehan kriolit (Na3AlF6) cair dan CaF2 pada suhu 1.760-1.780

° F (960-970 ° C) untuk membentuk suatu larutan elektrolit yang akan

menghantarkan listrik dari batang karbon (Katoda) menuju Lapisan-

Karbon (Anoda).

2. Sebuah arus searah (5-10 volt dan 100.000-230.000 ampere)

dilewatkan melalui larutan. Reaksi yang dihasilkan akan memecah

ikatan antara aluminium dan atom oksigen dalam molekul alumina.


Oksigen yang dilepaskan tertarik ke batang karbon, di mana ia

membentuk karbon dioksida. Atom-atom aluminium dibebaskan dan

mengendap di bagian bawah pot sebagai logam cair.

3. Proses peleburan dilanjutkan, dengan penambahan alumina pada

larutan kriolit untuk menggantikan senyawa yang terdekomposisi. Arus

listrik konstan tetap dialirkan. Panas yang berasal dari aliran listrik

menjaga agar isi pot tetap berada pada keadaan cair.

4. Lelehan aluminium murni terkumpul dibawah pot.

5. Lelehan yang sudah terkumpul ini dipindahkan ke tungku

penyimpanan dan kemudian dituangkan ke dalam cetakan sebagai

batangan atau lempengan.

6. Ketika logam diisi ke dalam cetakan, bagian luar cetakan didinginkan

dengan air, yang menyebabkan aliminium menjadi padat.

7. Logam murni yang padat dapat dibentuk dengan penggergajian sesuai

dengan kebutuhan. Dengan proses Hall-Heroult ini, aluminium

diproduksi secara massal dan murah.

2.6. Kegunaan Alumunium

Karena kelebihan sifat alumunium yang telah disebukan di atas, maka

logam ini banyak digunakan atau dimanfaatkan dalam kehidupan manusia,

diantaranya:

1. Karena sifat alumunium yang ringan dan kuat membuatnya ideal untuk

digunakan dalam konstruksi badan pesawat. Yang sering dipakai

bukan merupakan alumunium murni tetapi paduan alumunium yang

disebut dengan duralium. Paduan ini dimaksudkan untuk

meningkatkan kualitas alumunium sendiri.

2. Sifat Alumunium yang tahan korosi membuatnya menjadi bahan

favorit untuk minuman kaleng dan rangka atap rumah.


(rangka atap dari aluminium)

3. Alumunium banyak digunakan dalam alat masak sepeti kompor, panci,

dan sebagainya karena sifat konduktivitas panasnya yang bagus.

4. Alumunium merupakan bahan kabel favorit karena bagus

konduktivitas dan punya kelebihan lebih ringan dari tembaga. Akan

tetapi harganya sedikit lebih mahal.

5. Alumunium punya reflektivitas tinggi. Karena sifat alumunium

tersebut maka alumunium sangat cocok untuk cermin, reflektor pans

dan cahaya, serta pakaian tahan api untuk pemadam kebakaran.


BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Timah adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

symbol Sn (bahasa Latin: stannum) dan nomor atom 50. Unsur ini merupakan

logam miskin keperakan, dapat ditempa (“malleable”), tidak mudah

teroksidasi dalam udara sehingga tahan karat, ditemukan dalam banyak aloy,

dan digunakan untuk melapisi logam lainnya untuk mencegah karat. Timah

diperoleh terutama dari mineral cassiterite yang terbentuk sebagai oksida.

Adapun Proses pengolahan mineral timah ini meliputi banyak proses, yaitu :

Proses Pengolahan Mineral Timah

Washing atau Pencucian

Pemisahan berdasarkan ukuran atau screening/sizing dan uji kadar

Pemisahan berdasarkan berat jenis

Pengolahan tailing

Proses Pengeringan

Klasifikasi timah

Pemisahan Mineral Ikutan

Proses pre-smelting

Proses Peleburan ( Smelting )

Proses Refining ( Pemurnian)

Pyrorefining

Eutectic Refining

Electrolitic Refining

Pencetakan

Adapun manfaat timah dalam kehidupan sehari-hari yaitu digunakan

sebagai pelapis dalam kaleng kemasan makanan, digunakan dalam pembuatan

bola lampu, sampai pada penggunaan pada alat-alat olah raga.


Aluminium (dalam bentuk bauksit) adalah suatu mineral yang berasal

dari magma asam yang mengalami proses pelapukan dan pengendapan secara

residual. Proses pengendapan residual sendiri merupakan suatu proses

pengkonsentrasian mineral bahan galian di tempat.

Pembuatan Aluminium terjadi dalam dua tahap:

1.) Proses Bayer merupakan proses pemurnian bijih bauksit untuk

memperoleh aluminium oksida (alumina), dan

2.) Proses Hall-Heroult merupakan proses peleburan aluminium oksida untuk

menghasilkan aluminium murni.

Adapun kegunaan aluminium sendiri yaitu dari mulai pembuatan

badan pesawat sampai bahan dasar pembuat minuman dan atap rumah.


DAFTAR PUSTAKA

http://revival44.wordpress.com/2010/03/02/logam-besi/ Diakses 2 Januari 2015

http://metal-hamzah.blog.friendster.com/2008/04/pengolahan-bijih-timah/

Diakses 2 Januari 2015

http://moslemchemistry.blogspot.com/2011/04/besi.html Diakses 2 Januari 2015

http://www.encangirul.com/2011/04/proses-ekstraksi-timah-dari-ore.html


http://www.chem-is-try.org/ Diakses 2 Januari 2015

http://rimayantisihite.blogspot.com/2011/03/timah.html Diakses 2 Januari 2015

http://www.ypb97.com/2010/02/proses-pemurnian-mineral.html Diakses 2

Januari 2015

https://dananglistiyanto.wordpress.com/2013/01/24/metode-pengolahan-timah/


http://id.wikipedia.org/wiki/Aluminium/ Diakses 2 Januari 2015

http://yarayaa.blogspot.com/2013/05/proses-pembuatan-aluminium.html


http://rumushitung.com/2014/09/09/sifat-aluminium-dan-kegunaannya/ Diakses

2 Januari 2015

BAB I PEDAHULUAN 1.1. Latar Belakang · PDF fileMakalah Proses Pengolahan Timah dan Alumunium...

Documents

Transcript of BAB I PEDAHULUAN 1.1. Latar Belakang · PDF fileMakalah Proses Pengolahan Timah dan Alumunium...