BAB II

PROSES PRODUKSI

II.1 Tahap Eksplorasi

Proses eksplorasi bijih timah pada PT. Timah (Persero) Tbk. terdiri dari

tambang darat dan tambang laut. Kegiatan eksplorasi terdiri dari beberapa

kegiatan yaitu sebagai berikut:

1. Indentifikasi daerah potensial.

2. Penyelidikan umum.

3. Pemboran prospeksi.

4. Pemboran produksi.

5. Perhitungan sumber daya.

Eksplorasi darat atau penambangan darat menggunakan alat bor manual

yang disebut bangka drill. Bangka drill mampu mengebor hingga kedalaman

30 meter. Selain Bangka Drill, digunakan bor mekanik yang memiliki

kemampuan mengebor hingga kedalaman 60 meter. Pemboran yang dilakukan di

lepas pantai menggunakan kapal bor atau ponton bor. Kapal bor mampu

mengebor dari permukaan laut ke dasar laut. Sampel diambil setiap 2 meter atau

dapat dilakukan juga pada setiap lapisan tanah yang berbeda.

PT. Timah (Persero) Tbk. melakukan kegiatan penambangan timah di darat

maupun di lepas pantai. Kegiatan penambangan yang dilakukan di darat

beroperasi di wilayah yang telah memiliki Izin Usaha Pertambangan (IUP).

6

7

Wilayah ini berada di daerah Kepulauan Bangka dan Belitung serta Kepulauan

Riau.

Proses penambangan timah yang berada di darat atau alluvial biasanya

menggunakan metode pompa semprot (gravel pump). Pengoperasiannya sesuai

dengan pedoman atau prosedur penambangan yang baik (good mining practices).

Sedangkan untuk penambangan di laut, perusahaan mengoperasikan kapal keruk

dengan jenis bucket line dredges. Ukuran mangkuknya mulai dari 7-24 cuft dan

dapat beroperasi mulai dari 15-50 meter di bawah permukaan laut dengan

kemampuan penggalian hingga 3,5 juta m3 material setiap bulannya.

PT. Timah (Persero) Tbk. membangun Kapal Isap Produksi (KIP) dengan

kemampuan penggalian mencapai 25 meter di bawah permukaan laut sehingga

dapat menjangkau cadangan sisa dari kapal keruk. Pengembangan bucket wheel

dredges nantinya akan menggantikan kapal keruk jenis bucket line yang

mempunyai kemampuan penggalian sekitar 70 m3 di bawah permukaan laut. Pada

hasil eksplorasi ini menghasilkan bijih timah berupa kasiterit.

II.2 Pengolahan Kasiterit

Pengolahan bijih timah yang dihasilkan dari tambang laut dan tambang

darat dengan kadar Sn sekitar 20-30% diproses di Pusat Pengolahan Bijih Timah

(PPBT) agar kasiterit terpisah dari mineral pengotornya. Selain dihilangkan

pengotornya, kadar Sn ditingkatkan sampai 72-74% sebagai syarat utama

peleburan. Diagram alir pengolahan timah mulai dari bijih kasiterit sampai

diperoleh kadar Sn 72-74% dapat dilihat pada Gambar II.1.

Pencucian Tailing

Jig Yuba

Rotary Dryer

Round Screen

Air Table

Magnetic Separator

High Tension Separator

Keterangan : F =Feed T = Tailing C = Concentrate

Jig Harz

Rotary Dryer

Ore Bin

PeleburanTailing

Konsentrat

8

Gambar II.1 Diagram Alir Pengolahan di PPBT

II.2.1 Pencucian Bijih

Pencucian timah dilakukan dengan memasukkan bijih timah ke

dalam ore bin yang berkapasitas 25 drum per unit dan mampu melakukan

pencucian 15 ton bijih per jam. Di dalam ore bin bijih dicuci menggunakan

High Grade Cassiterite (Sn>70%)

9

air dengan tekanan dan debit yang disesuaikan dengan umpan. Bijih timah

yang tercuci dalam ore bin akan masuk ke jig harz untuk memisahkan bijih

timah dengan mineral ikutannya. Skema alat jig harz dapat dilihat pada

Gambar II.2.

Gambar II.2 Skema Jig Harz

II.2.2 Jig Yuba

Bijih timah yang telah dicuci dimasukkan ke jig yuba. Jig yuba

merupakan salah satu alat gravity separator. Alat ini menggunakan prinsip

jungkit untuk memisahkan konsentrat dengan tailing. Keluaran dari alat ini

adalah konsentrat dan tailing dalam keadaan basah dikarenakan proses

pemisahannya menggunakan air. Tailing yang dihasilkan akan diproses

kembali pada jig yuba. Sedangkan konsentrat akan dimasukan ke dalam

rotary dryer untuk dilakukan proses berikutnya. Skema jig yuba dapat

dilihat pada Gambar II.3.

Gambar II.3 Skema Jig Yuba

10

II.2.3 Rotary Dryer

Proses selanjutnya berlangsung pada rotary dryer. Rotary dryer

merupakan alat untuk mengeringkan bijih timah yang telah dicuci. Prinsip

kerjanya adalah dengan memanaskan pipa besi yang berada di posisi tengah

rotary dryer dengan cara mengalirkan api yang didapat dari pembakaran

dengan menggunakan solar. Alat ini dapat mengasilkan panas hingga 700C

dan dapat berputar sehingga panas yang dihasilkan merata dan bijih timah

dapat kering dengan cepat. Putaran itu dapat diatur sesuai dengan kebutuhan

operasi. Rotary dryer yang terdapat di PT. Timah (Persero) Tbk. dapat

dilihat pada Gambar II.4.

Gambar II.4 Rotary Dryer

II.2.4 Round Screen

Bijih timah yang telah kering kemudian dipisahkan dengan round

screen yang merupakan alat pengayak berbentuk lingkaran. Ada beberapa

tahap pengayakan pada alat ini antara 20-50#. Jika umpan yang disaring

memiliki ukuran -20# +50#, maka umpan tersebut dapat dilanjutkan ke

proses selanjutnya. Jika umpan tersebut -50#, maka umpan masih dapat

dilanjutkan ke proses berikutnya. Namun, jika umpan memiliki ukuran +20#

11

maka proses tersebut tidak dapat dilanjutkan ke proses selanjutnya

melainkan dilakukan proses pencucian ulang.

II.2.5 Air Table

Proses selanjutnya dilakukan pada air table. Air table merupakan

meja goyang yang berguna untuk memisahkan mineral berdasarkan berat

jenisnya. Sistem kerja air table yaitu pada saat meja digoyangkan, mineral

yang memiliki berat jenis lebih berat akan turun ke bawah dan mineral yang

ringan akan terlempar ke dalam wadah yang telah disediakan.

Proses pada air table berlangsung dalam keadaan kering. Produknya

berupa konsentrat, tailing dan middling. Tailing yang dihasilkan akan

dikembalikan ke proses pencucian bijih timah. Konsentrat yang dihasilkan

berupa kasiterit yang sangat halus dan dapat langsung dikirim ke pabrik

peleburan dan pemurnian untuk dilakukan proses berikutnya. Gambar air

table dapat dilihat pada Gambar II.5.

Gambar II.5 Air Table

II.2.6 Mineral Ikutan

Mineral ikutan dalam bijih kasiterit dipisahkan dengan high tension

separator. Pemisahan berdasarkan sifat konduktor dan nonkonduktor atau

12

sifat konduktivitas. Mineral konduktor antara lain kasiterit dan ilmenit.

Mineral non konduktor antara lain thorium, zircon dan xenotime. Kemudian

masing-masing mineral dipisahkan kembali berdasarkan sifat

kemagnetannya dengan magnetic separator sehingga dihasilkan secara

terpisah, thorium dan zircon. Hingga saat ini, mineral tersebut masih

menumpuk di belakang pabrik seperti pada Gambar II.6. Hal ini

dikarenakan belum ditemukan metode untuk memanfaatkan mineral ikutan

tersebut.

Gambar II.6 Gudang Penyimpanan Mineral Ikutan

II.2.7 Sampling

Setelah dilakukan proses peningkatan kadar Sn, maka diambil

sampel untuk diteliti kadarnya dengan menggunakan metode sampling.

Sampling merupakan teknik pengambilan sebagian bijih yang dapat

diketahui kadarnya serta dapat mewakili bijih secara keseluruhan. Sampling

dilakukan dengan menggunakan microscope. Bijih kasiterit dengan kadar

lebih dari 70% akan dikirim ke pabrik peleburan dan pemurnian, sedangkan

bijih kasiterit dengan kadar kurang dari 70% akan dilakukan proses

pencucian ulang.

13

II.3 Proses Peleburan dan Pemurnian

Bijih yang telah ditingkatkan kadarnya hingga 70% akan dikirim ke pabrik

Peleburan dan Pemurnian Unit Metalurgi PT. Timah (Persero) Tbk. Pertama, bijih

tersebut akan disimpan dalam gudang penyimpanan bijih timah.

II.3.1 Gudang Penyimpanan

Gudang penyimpanan merupakan tempat untuk menyimpan bijih

timah yang akan dilebur serta material sirkulasi. Biasanya, bijih timah dari

PPBT diangkut ke tempat ini dengan menggunakan truk besar dan dirapikan

menggunakan shovel. Gudang memiliki lubang yang merupakan tempat

jatuhnya bijih timah ke conveyor. Selanjutnya, conveyor tersebut akan

mengangkut bijih timah secara otomatis menuju bunker composition.

II.3.2 Bunker composition

Bunker composition ini memiliki ukuran yang cukup besar dan dapat

menampung bijih timah hingga ratusan ton. Di dalam bunker composition,

bijih timah dicampur dengan antrachite dan batu kapur. Setelah

dicampurkan, maka bijih timah dimasukkan ke dalam bucket berukuran

besar dan ditimbang hingga beratnya 50 ton. Bucket tersebut akan dikirim

menuju tanur 1 dan tanur 2 untuk dilakukan peleburan. Proses ini

dinamakan proses peleburan tahap 1. Proses peleburan bijih timah dapat

dilihat pada Gambar II.7.

14

Gambar II.7 Diagram Alir Pabrik Peleburan dan Pemurnian

II.3.3 Tahap Peleburan

Tanur yang digunakan dalam peleburan ini yaitu reverberatory

furnace. Di dalam tanur, terjadi proses peleburan bijih timah yang

berlangsung selama 24 jam. Suhunya dapat mencapai 1100oC hingga

1400oC. Di dalam tanur juga dilakukan pengadukan agar campuran batu

kapur dan antrachite merata. Dalam tanur terjadi proses reduksi. Unsur-

unsur pengotor akan teroksidasi menjadi senyawa oksida misalnya

As2O3 yang larut dalam timah cair. Sedangkan SnO tidak larut semua

15

menjadi logam timah murni namun ada pula yang ikut ke dalam slag dan

debu.

Setelah peleburan selesai maka hasilnya dimasukkan ke foreheart

untuk dilakukan proses tapping. Sn yang berhasil dipisahkan selanjutnya

dimasukkan ke dalam float untuk dilakukan pendinginan atau penurunan

temperatur hingga 400oC sebelum dipindahkan ke dalam kettle. Proses ini

menghasilkan crude tin, slag 1 dan dross. Setelah proses selesai maka

penutup akan terbuka untuk mengalirkan timah cair.

Timah cair tersebut di floating sehingga timah akan terpisah dari

slag dan dross karena timah cair memiliki berat jenis lebih berat. Dross

akan mengapung dan dilakukan pemisahan secara manual yaitu diangkat

menggunakan sekop panjang. Slag hasil proses peleburan dialirkan menuju

kolam yang berisi air. Air tersebut berguna agar slag cepat berubah menjadi

padat.

Slag yang dihasilkan dilebur kembali di dalam tanur 3 dan 4. Slag

ini dinamakan slag 1 karena slag yang pertama dihasilkan pada proses

peleburan. Slag ini masih mengandung Sn yang cukup tinggi yaitu sekitar

20-30% sehingga dilakukan peleburan kembali. Hasil peleburan kedua

menghasilkan crude tin dan hardhead. Crude tin dikirim menuju kettle

refining sedangkan hardhead dan dross akan dilebur dalam flame oven.

Dross yang dihasilkan dari tanur 1 dan 2 serta dross dari kettle refining

dikirim menuju flame oven untuk dilakukan peleburan, sehingga dihasilkan

crude tin. Hal ini bertujuan untuk mengambil Sn dan timah besinya.

16

II.3.4 Pyro-refining

Pyro-refining adalah proses pemurnian dengan menggunakan panas

diatas titik lebur sehingga material yang akan dimurnikan mencair. Pada

proses ini ditambahkan mineral lain yang dapat mengikat pengotor sehingga

logam berharga dalam hal ini timah akan terbebas dari pengotor dengan

kadar yang rendah karena afinitas material yang ditambahkan terhadap

pengotor lebih besar dibanding Sn.

Contoh material lain yang ditambahkan untuk mengikat pengotor

yaitu serbuk gergaji untuk mengurangi kadar Fe. Sedangkan aluminium

ditambahkan untuk mengurangi kadar As sehingga terbentuk AsAl dan

penambahan sulfur untuk mengurangi kadar Cu dan Ni sehingga terbentuk

CuS dan NiS. Hasil proses refining menghasilkan logam timah dengan

kadar Sn hingga 99,92%. Analisa kandungan pengotor yang tersisa juga

diperlukan untuk melihat apakah kadar pengotor sesuai standar.

II.3.5 Eutectic Refining

Eutectic refining merupakan proses pemurnian dengan

menggunakan crystallizer sehingga diperoleh timah dengan kemurnian yang

lebih tinggi. Proses pemurnian ini bertujuan mengurangi kadar Pb yang

terdapat pada timah sebagai pengotor.

Adapun prinsipnya berhubungan dengan temperatur eutektik Pb-Sn.

Proses pemurnian Sn dari Pb dilakukan pada temperatur 183oC yang dapat

dilihat pada Gambar II.8. Prinsip utamnya adalah dengan mempertahankan

temperatur yang mendekati titik solidifikasi timah.

17

Gambar II.8 Diagram Fasa Pb-Sn

II.3.6 Electrolytic Refining

Electrolytic refining merupakan proses pemurnian secara

elektrolisis dengan prinsip logam yang ingin ditingkatkan kadarnya

digunakan sebagai anoda pada sel elektrolisis. Dalam proses electrolytic

refining hampir semua unsur pengotor seperti Ag, Cu, As, Sb, Bi, Zn, Fe,

Cd, Ni dan Co dapat dipisahkan secara langsung dalam satu tahapan proses

sehingga produk yang dihasilkan memiliki kemurnian Sn yang sangat tinggi

yaitu 99,99%.

Electrolytic refining pada PT. Timah (Persero) Tbk. menggunakan

larutan elektrolit yang terdiri dari timah (II) sulfat teknis (42,86% Sn2+),

18

asam heksaflorosilikat teknis (40% H2SiF6), asam sulfat teknis (95% H2SO4)

dan asam klorida teknis (35% HCl). Proses pembuatannya yaitu pertama-

tama air suling diisikan ke dalam electrolyte mixing tank dengan kapasitas

200 liter. Kemudian asam florosilikat dan asam sulfat dipompakan dari

drum asam sulfat sesuai dengan kebutuhan. Lalu dimasukkan dalam drum

reservoir dengan kapasitas 20 liter.

Jika asam sulfat yang digunakan berlebih akan menyebabkan lapisan

pasif pada anoda. Kemudian asam sulfat dimasukkan dalam electrolyte

mixing tank. Padatan timah (II) sulfat dimasukkan ke dalam electrolyte

mixing tank hingga larut. Saat suhu larutan sudah menurun dibawah 350oC,

mixer dihidupkan dan asam florosilikat dituangkan dalam electrolyte mixing

tank.

Setelah elektrolit selesai dipreparasi kemudian dipompakan menuju

tanki reservoir elektrolit. Addition agent yang ditambahkan pada elektolit

ini berupa zat koloid yaitu gelatin dan eugenol. Koloid berfungsi agar

katoda yang terbentuk tidak berbentuk jarum dan deposit timah pada katoda

menjadi lebih halus dan merata.

Sebelum dilakukan pemurnian, crude tin dilelehkan dalam melting

kettle anode dan dibentuk menjadi anoda. Katoda yang digunakan adalah

timah murni. Selama proses pemurnian, ion timah dari anoda akan

mengendap pada katoda. Electrolytic refining Unit Metalurgi PT. Timah

(Persero) Tbk. secara umum dapat diilustrasikan seperti Gambar II.9.

19

Gambar II.9 Diagram Alir di Electrolytic Refining

II.3.7 Pencetakan

Pencetakan ingot timah dilakukan secara manual dan otomatis.

Peralatan pencetakan secara manual adalah melting kettle dengan kapasitas

50 ton, pompa cetak dan cetakan logam. Proses ini memakan waktu 4 jam

per 50 ton dan temperatur yang digunakan adalah 270oC. Sedangkan proses

pencetakan otomatis menggunakan casting machine, pompa cetak dan

Crude Tin

Rectifier

Melting Kettle Anode

Electrolyt

Anode ER Cells

Scrap

Anode Slime

Cathode Product

Starter Sheet Cathode

Melting Kettle Starter Sheet

Melting Kettle Fournine

Ingot Banka Fournine

20

melting kettle berkapasitas 50 ton dengan proses yang memakan waktu

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

1. Timah yang siap dicetak disalurkan menuju cetakan.

2. Ujung pipa penyalur diatur dengan meletakkannya di atas cetakan

pertama pada serinya.

3. Aliran timah diatur dengan mengatur katup pada pipa penyalur.

4. Bila cetakan telah penuh maka pipa penyalur digeser ke cetakan

berikutnya dan permukaan timah yang telah dicetak dibersihkan dari

dross dan segera dipasang capa (alat penutup) pada permukaan timah

cair.

5. Kecepatan pencetakan diatur sedemikian rupa sehingga laju pendinginan

akan merata sehingga ingot yang dihasilkan mempunyai kualitas yang

sesuai standar.

6. Ingot timah yang telah dingin disusun dan ditimbang.