TEKNOLOGI PARTIKEL

BAHAN GALIAN INDUSTRI YANG BERKAITAN DENGAN

BATUAN SEDIMEN

Disusun Oleh

Dicky Yusuf Musthofa 121130058

Andi Alantomila 121130022

Sandi Cahyadi 121130059

Andrean 121130065

Ihsani Ahmad Khoiri 121130206

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN "VETERAN" YOGYAKARTA

2015

SUBKELOMPOK A

1. BATU GAMPINGSecara garis besar batu gamping dibagi menjadi 2 yaitu:

Batu gamping non klastik/koral (merupakan koloni binatang laut) Batu gamping klastik (hasil rombakan non klastik melalui erosi air, sortasi dan

sedimentas).Pengelompokan ukuran butir batu gamping secara alamiah:

Kalsirudit (Fragmental/pecahan), Kalkarenit (ukuran pasir), Kalsilutit (ukuran lempung).

Secara kimia batu gamping terdiri atas kalasium karbonat (CaCO3) dan magnesium yang kerapkali tercampur lempung, pasir dan mineral lainnnya. Pada umumnya mempunyai berat jenis 2 dan memiliki warna putih, abu-abu, coklat, merah bahkan hitam.

Teknik Penambangan Batu gamping dilakukan dengan cara sistem terbuka bentuk kuari tipe sisi bukit (side

hill type) yang terbagi menjadi 2, yaitu: Skala besar: peledakan beruntun dibantu alat escavator dan ripper. Skala kecil: dengan alat sederhana seperti cangkul, gancu dan sekop.

Pengolahan dan Pemanfaatan Batu gamping diolah dan dimanfaatkan antara lain untuk: Fondasi rumah,Penetral asam

tanah, Kapur tohor, Bahan bangunan, Bahan baku semen portland, Pembuatan karbit, Tambahan proses peleburan dan pemurnian baja, Bahan Pemutih, Soda abu, Bahan pupuk, Bahan keramik, Bahan kaca, Bata tahan api dan Penjernih air

2. DOLOMITDolomit umumnya terjadi karena peresapan magnesium dari air laut kedalam batu

gamping. Proses ini disesbut dolomitisasi yaitu pergantian unsur Ca diganti Mg.Berdasar unsur dolomit (MgCO3) dibedakan menjadi:

Batu gamping (CaCO3 =100%) Batu gamping dolomitan (CaCO3 + >10% MgCO3) Dolomit (CaCO3 + >45% MgCO3)

Dolomit dapat berbentuk butiran halus hingga kasar dan berwarna abu-abu putih, kebiruan kuning dengan kristal bentuk heksagonal. Dolomit tidak larut dalam HCl dan punya kekerasan 3,5-4 mohs dengan berat jenis 2,8-2,9.

Teknik Penambangan Dolomit dilakukan seperti batu gamping dengan cara sistem terbuka bentuk kuari tipe

sisi bukit (side hill type) yang terbagi menjadi 2, yaitu: Skala besar: peledakan beruntun dibantu alat escavator dan ripper. Skala kecil: dengan alat sederhana seperti cangkul, gancu dan sekop

Pengolahan dan Pemanfaatan

Dolomit diolah dan dimanfaatkan antara lain untuk: bahan bangunan, Kapur tohor, Bahan tahan api,Penggosok, Pupuk dan bahan baku magnesium.

3. KALSITKalsit merupakan mineral kalsium karbonat (CaCO3) yang murni. Jenis mineral ini

dapat terjadi karena beberapa proses, antara lain: Penghambluran kembali larutan batu gamping akibat air tanah/hujan Proses metamorfose kontak atau regional pada batu gamping yang diterobos oleh

batuan beku Proses hidrotermal temperatur rendah dan berasosiasi dengan senyawa sulfida.

Skala kekerasan kalsit 3 mohs dengan berat jenis 2,71. Sistem kristal hexagonal dengan warna putih, coklat kuning dan yang murni tidak berwarna.

Teknik Penambangan

Penambangan kalsit berasosiasi dengan batu gamping yang dilakukan dengan alat-alat sederhana seperti gancu dan linggis. Kalsit dapat dikumpulkan dari hasil sampingan batu gamping sehingga tidak diperlukan keahlian khusus.

Pengolahan dan Pemanfaatan

Kalsit diolah dengan dipisahkan berdasar warnanya kemudian dicuci dengan air. Selanjutnya dikeringkan dan digerus sampai halus sehingga dapat dimanfaatkan antara lain untuk: keperluan optik, prisma polarisasi mikroskop, cat, gelas, plastik, penetral asam, bahan pemutih, pengisi filter, industri kertas, pupuk dan lainnya.

4. MARMER

Disebut juga sebagai marble, hasil proses metamorfose kontak atau regional dari jenis batu gamping. Oleh sebab itu jenis dari marmer sangat tergantung dari jenis batuan asal. Warna asli marmer adalah putih, tapi ada pengotor yang menyebabkan warna marmer menajdi menarik. Mineral pengotor antara lain grafit, pyrit, ilmenit, dolomit, kuarsa, mika, khlorit, plagioklas, epidote, diopsid, piroksen, tremolit, wolastonite, visuvianite, forsterite, olivin, talk, brucit, serpentin, dan periklas.

Berdasarkan kegunaan marmer dibagi menjadi 2 jenis yaitu: marmer ordinario untuk bangunan dan marmer statuario untuk seni pahat.

Berdasarkan tekstur marmer diklarifikasikan sebagai berikut :

Statuary marble : tekstur lembut, putih bersih Architectural marble : warna, tekstur, mutu, dan kekuatan bagus Ornamental marble : warna indah dan bervariasi Onix marble : mengandung dolomit/arorganit Cipdin marble : mengandung mika dan talk Ruin marble : tekstur halus dan seginya tak teratur Breccia marble : tekstur kasar dan persegi Shell marble : terdapat fosil

Berdasarkan daya aus dan kekuatan tekan marmer dibedakan menjadi :

Kelas

Daya aus (mm/menit) Kuat tekan (kg/cm2)

1 <0.100 1500 – 2000

2 0.100 – 0.130 1200 – 1400

3 0.130 – 0.160 990 – 1100

4 <0.160 300 – 800

Keindahan marmer sangat ditentukan oleh tekstur,arah pemotongan terhadap pola tekstur,bentuk penggunaan dan teknik polesan. Retakan rambut akan menyebabkan kualitas marmer yang sudah dipoles menjadi turun. Untuk mengetahui adanya retakan rambut, pada permukaan marmer ditetesi dengan cairan berwarna sehingga cairan akan merembes ke pori – pori yang halus apabila ada retakan rambut.

Teknik Penambangan

Marmer tidak tahan asam/air hujan. Sebaiknya bahan yang terbuat dari marmer terhindar dari sinar matahari atau air hujan agar polsan tahan lama.

Tujuan utama penambangan marmer adalah memperoleh block marmer sebesar-besarnya. Cara penambangan marmer dapat dilakukan dengan alat sederhana atau dengan gergaji yang diawali dengan pembuatan lubang. Metode penambangan dengan sistem kuari berjenjang akan mencegah kerusakan.

Pengolahan dan pemanfaatan:

Bahan banguan.Setelah block marmer diperoleh kemudian digergaji dengan bentuk yang diinginkan dan dipoles dalam bentuk tegel, baik untuk dinding ataupun lantai.

Industri rumah tanggaSesuai dengan jenis, marmer dapat dibentuk patung,ataupun meja.Pecahan marmer dimanfaatkan untuk tegel campuran semen.

5. ONIKS

Endapan oniks mempunyai komposisi kimia CaCO3, terdiri dari mineral kalsit yang berlapis dengan ketebalan dan pola bervariasi.Umumnya berwarna putih kekuningan dan agak bening sehingga tembus pandang. Oniks terbentuk pada rongga atau tekanan batu gamping yang bersala dari larutan kalsium karbonat baik yang terjadi pada temperatur panas atau dingin, jika terkena proses metamorfose maka akan terbentuk oniks marmer. Oniks tidak tahan terhadap larutan asam.

Teknik Penambangan

Teknik penambangan oniks sama seperti marmer yaitu dilakukan dengan alat sederhana atau dengan gergaji yang diawali dengan pembuatan lubang. Metode penambangan dengan sistem kuari berjenjang akan mencegah kerusakan.

Pengolahan dan Pemanfaatannya

Antara lain untuk: hiasan/ornamen, dibentuk asbak, vas, lampu duduk/gantung, atau bentukan dekorasi lainnya.

6. FOSFAT

Endapan fosfat di Indonesia terdapat di beberapa gua di Indonesia dalam berbagai bentuk. Endapan fosfat guano dengan komposisi kalsium fosfat terdapat sebagai endapan permukaan, endapan gua dan endapan bawah permukaan. Secara garis besar, proses pembentukan ketiga jenis fosfat guano ini sama, yaitu hasil reaksi antara batu gamping dengan kotoran burung dan kelelawar yang mengandung asam fosfat karena pengaruh air hujan atau air tanah.

Endapan fosfat permukaan umumnya terdapat dilapisan teratas batu gamping klastik, endapan fosfat bawah permukaan terdapat dalam rongga pada tubuh batu gamping terumbu sedang endapan fosfat gua terdapat di dasar gua batu gamping dan berasal dari kotoran kelelawar dan burung.Batuan fosfat merupakan batuan yang mengandung apatit. Dikenal 4 jenis apatit yang sering didapatkan dalam fosfat yaitu:

Apatit : Ca5 ( PO4 )3(FCe)

Hydroxyapatit : Ca5 ( PO4 )3OH

Oxyapatit : Ca10 ( PO4 )3CO3

Carbonate apatit : Ca10 ( PO4 )6(H ¿¿2O)¿

Penggolongan fosfat didasarkan atas kadar P2O 5.Fosfat yang terdapat di Jawa rata – rata berkadar P2O 5 30 – 40 %.

Teknik Penambangan

Penambangan fosfat pada umumnya dilakukan dengan cara sederhana. Hal ini terpaksa dilakukan karena cadangan fosfat relatif sedikit. Untuk cadangan fosfat yang cukup besar, penambangan dilakukan semi mekanis.

Pengolahan dan Pemanfaatannya

Pengolahan fosfat cukup sederhana. Dari hasil penambangan yang telah dicuci, kemudian dipecah sampai berdiameter 3 cm, dikeringkan dengan sinar matahari, selanjutnya digiling dan diayak sampai berupa tepung berukuran 80 mesh. Pemanfaatan fosfat antara lain :

Pertanian

Digunakan sebagai pupuk baik pupuk batuan (TSP dan DSP) maupun pupuk alam untuk tanah yang asam.

Industri

Dimanfaatkan untuk pembuatan detergen, asam fosfat,dan industri kimia lainnya.

7. RIJANG

Rijang (SiO2) terbentuk dari proses replacement terhadap batu gamping oleh silika atau anorganik. Rijang umumnya berwarna kemerah-merahan, kagang kehijauan atau kehitaman. Rijang memiliki nilai kekerasan 7.

Teknik penambangan sebagai endapan aluvial sehingga penambangan dilakukan secara sederhana.

Karena rijang termasuk batu setengah permata, sehingga rijang ini dibentuk sebagai hiasan. Cara pengolahan rijang tergantung rencana penggunaannya, salah satunya dengan menggeraji bongkahan rijang yang kemudian dipoles hingga mengkilap.

8. GIPSUM

Gipsum(CaSO42H2O) terbentuk akibat hidrotermal yang berdekatan dengan karbonat akan menghasilkan gips kristal. Secara teoritis gipsum mempunyai komposisi CaO 32,6%, SO3 46% dan H2O 20,9%. Gipsum memiliki nilai kekerasan 2.

Sifat fisik gipsum berwarna putih, kuning, abu-abu, merah jingga atau hitam. Bila gipsum tidak murni maka akan lunak, pejal kekerasan antara 1,5-2.Pada umumnya gipsum mempunyai komposisi CaO 32,6%; SO3 46,5%; dan H2O 20,9%.

Teknik penambangan dilakukan dengan sistem kuari atau dengan gophering biladeposit sebagai retas-retas atau mengisi bongkahan.

Pengolahan gipsum yaitu gips dibersihkan dari pengotor, kemudian dicuci dengan air lalu dikeringkan. Lalu gips tersebut dimasukkan tungku pembakar sehingga gips dapat berubah menjadi anhydrit.

Pemanfaatan gipsum diantaranya :

Bahan tambahan semen Bahan plester Bahan pembuat cetakan Kedokteran Bahan pembuat kapur tulis Alat optik dalam mikroskop polarisasi Industri kimia Industri makanan

SUBKELOMPOK B

1. BENTONIT

Bentonit adalah jenis lempung yang 80% lebih terdiri dari dari mineral monmorilonite yang bersifat lunak dan mengembang jika terkena air. Bentonit mempunyai kekerasan 1 pada skala Mohs.

Sifat-sifat bentonit antara lain :

Berkilap Bewarna pucat Terasa licin bila diraba Sedikit menghisap air Berubah menjadi bubur bila terkena hujan

Terbentuknya bentonit:

Proses pelapukan Proses Hidrothermal Proses Transformasi Proses pengendapan kimia

Di alam ada 2 jenis bentonit :

1. Natrium bentonit2. Kalsium-Magnesium bentonit

Teknik penambangan bentonit ialah dengan menggunakan sistem kuari dan dapat menggunakan peralatan sederhana.

Pengolahan bentonit berupa bongkahan yang melalui tahapan penghancuran, pemanasan, penggilingan dan pengayakan. Macam-macam proses yaitu :

Proses pengaktifanTeknik ini dilakukan khusus jenis bentonit yang tidak mengembang yaitu Ca-Mg. Dan bertujuan untuk melarutkan unsur pengganggu(Ca, Al, Mg, Fe, Na, K,dll) .

Proses pengubahan ionKation bervalensi tinggi menggantikan kation yang bervalensi rendah. Pengubahan kation ini dilakukan denga menghilangkan atau mengeluarkan dari produk samping yang terjadi.

Pemanfaatan Bentonit:1. Na-bentonit

Dimanfaatkan sebagai lumpur pemboran minyak bumi/gas/panas bumi. Sebagai bleaching powder minyak sawit, industri kimia dan farmasi. Sebagai pencampur semen Insektisida dan sabun.

2. Ca-Mg bentonit

Pembuat Na-bentonit dengan proses pengaktifan Industri penyaringan lilin, minyak kelapa, industri baja yaitu sebagai perekat

pasir cetak dalam proses pengecoran baja. Industri kimia sebagai katalisator, zat pemutih, zat penyerap, pengisi, lateks,

dan tinta cetak.

2. BALL CLAY

Ball clay adalah jenis lempung yang tersusun dari mineral kaolinit. Apabila sifat-sifat fisik ball clay tersebut lebih rendah dari standart maka lempung tersebut disebut bond clay. Ball clay dan bond clay umumnya bersifat sangat plastis karena terdiri dari partikel sangat halus, mempunyai daya ikat dan daya alir yang sangat baik.ball clay dan bond clay terbentuk sebagai akibat sedimenatasi dalam lingkungan lakustrin atau delta, berasosiasi dengan endapan pasir, lanau, dan lignit/batubara.

Teknik penambangan

Ball clay dan bond clay merupakan bahan galian yang lunak dapat dijumpai dekat permukaan cara penambangannya dilakukan dengan system kuari dan dijumpai agak dalam dari permukaan cara penambangannya dengan gophering atau membuat sumur.

Pengolahan dan Pemanfaatan

Ball clay dan bond clay ini bersifat liat, tahan panas, dan menghisap cairan. Pemanfaatannya yaitu untuk bahan industry keramik dan bata tahan api, campuran makanan ternak(pellet), dan sebagai bahan vulkanisir dalam industry karet. Pengolahannya yaitu bahan galian dibersihkan dari kotoran dengan hand sorting terutama mineral yang berwarna(pada umumnya Oksida besi). Kemudian dilanjutkan dengan proses floatation untuk memisahkan dari butiran yang lebih kasar atau dari pengotor zat organik, sesudah terlebih dahulu dilakukan proses grinding. Dalam proses floatation diperlukan air dalam jumlah banyak dan ini dapat dilakukan dengan system pengendapan dan sirkulasi.

3. FIRE CLAY

Merupakan bahan galian yang terdiri dari mineral kaolinit yang bentuk kristalnya tidak sempurna(melorit=disordered kaolinit), ilite, kuarsa dan mineral lempung lainnya, bersifat plastis, dilapangan tidak menunjukan perlapisan. Jenis lempung ini tahan terhadap suhu tinggi(lebih dari 1600◦C). fire clay terbentuk akibat proses sortasi dan sedimentasi yang telah lanjut sehingga didalamnya tidak memperlihatkan adanya perlapisan, diendapkan pada lingkungan lakustrin ataupun delta yang umumnya mengandung batubara.

Teknik penambangan

Fire clay merupakan bahan galian yang lunak. Oleh sebab itu penambangan gothering tidak dianjurkan, tetapi apabila karena kondisi geologi terpaksa harus dilaksanakan dengan teknik penambangan yang aman.

Pengolahan dan Pemanfaatan

Fire clay dari hasil penambangan dibersihkan dari kotoran terutama dari kontaminan pengganggu yang umumnya merupakan oksida besi yang berwarna coklat. Kemudian dilakukan proses pemisahan ukuran butir dengan cara diaduk dengan air lalu diendapkan pada bak pengendapan. Endapan yang berada dibagian atas diambil dan siap dimanfaatkan untuk pembuatan bata tahan api.

4. ZEOLIT

Zeolite merupakan senyawa alumino silikat hidrat terhidrasi dari logam alkali dan alkali tanah(terutama Ca an Na). dengan rumus umur Lm Alx Sig O2nH2O(L=logam). Sifat umum dari zeolit adalah merupakan Kristal yang agak lunak, berat jenis 2-2,4, warna putih coklat atau kebiru-biruan. Kristalnya berwujud dalam struktur tiga dimensi yang tak terbatas dan mempunyai rongga-rongga yang berhubungan dengan yang lain membentuk saluran kesegala arah dengan ukuran saluran tergantung dari garis tengah logam alkali atau alkali tanah yang terdapat pada strukturnya. Di alam saluran tersebut akan terisi oleh air yang disebut sebagai air Kristal. Air Kristal ini mudah dilepas dengan melakukan pemanasan, mudah melakukan pertukaran ion-ion dari logam alkali atau alkali tanah dengan ion-ion elemen lain. Cara dan lingkungan terbentuknya zeolite sangat bervariasi.

William (1992) didalam bukunya Natural Zeolities, zeolite dikelompokan menjadi 3 yaitu:

Zeolit yang terbentuk pada temperature yang tinggi, dimana pada masing-masing temperature tertentu akan terbentuk jenis zeolit tertentu pula yang termasuk dalam group ini adalah akibat dari proses magmatik primer, proses metamorphose kontak, proses metamorphoses hydrothermal, proses penurunan dan pengangkatan lingkungan pembentukannya dengan disertai metamorphose regional.

Zeolite yang terbentuk didekat permukaan lingkungan sedimentasinya dengan perubahan proses kimia merupakan factor utama. Yang termasuk group ini adalah sebagai akibat pengaruh pergerakan air tanah, pelapukan ataupun karena sifat alkalin pada saline lake deposits.

Zeolit yang terbentuk pada suhu rendah pada lingkungan pengendapan laut. Zeolit yang terbentuk sebagai akibat dari terbentuknya craters dilingkungan dasar laut

yang menghasilkan fast hydrothermal zeolitization dari gelas vulkanik.

Teknik Penambangan

Kebanyakan zeolit yang mempunyai nilai ekonomi, terletak didekat permukaan. Oleh karenanya, penambangan dilakukan dengan system kuari baik dengan mempergunakan alat mekanik, semi mekanik ataupun peralatan sederhana.

Pengolahan dan Pemanfaatan

Pada prinsipnya pengolahan dilakukan dengan 2 tahap yaitu tahap preparasi dan tahap aktipasi. Pemanfaatan zeolit cukup bervariasi diantaranya bahan pangan fisik, bidang pertanian, bidang perikanan, bidang peternakan, bidang lingkungan, dan bidang industry.

5. DIATOMEADiatomea merupakan sebuah gangang yang bersifat plankton dimana jaringan batang

terdiri dari SiO2. Diatomea mempunyai berat jenis rendah yaitu ± 0,45. Oleh sebab itu agar diatomea yang mati dapat membentuk endapan maka pengaruh arus air harus kecil.

Diatomea mempunyai daya serap air 25-45% dengan warna putih coklat tergantung kontaminasinya. Kemampuan daya hantar listrik atau panas rendah sehingga mudah dipisahkan.

Teknik penambanganDiatomea merupakan bahan galian yang lunak yang pada umumnya didapatkan di

permukaan. Oleh karena itu penambangannya dengan sistem kuari menggunakan alat sederhana.

Pengolahan dan pemanfaatanPengolahan diatomea dilakukan dengan sortasi dipisahkan dari batuan yang lain.

Kemudian digiling dan diayak sesuai ukuran yang dikehendaki. Diatomea dapat dimanfaatkan antara lain untuk : Bahan bangunan, Bahan isolator/peredam panas, bahan filter, bahan pemutih, bahan keramik, bahan penggosok logam

6. YODIUMYodium merupakan unsur halogen terberat dan aktif yang didapatkan pada tumbuhan

laut dan mata air/garam(brine). Secara garis besar terjadinya yodium diawali sewaktu bitumenal batuan berubah menjadi minyak bumi, maka larutan yodium dan bromium kedalam air kedalam minyak.

Teknik penambangan yodium mempunyai nilai ekonomis dilakukan dengan cara pengeboran.

Pengolahan dan pemanfaatan yodium antara lain untuk: Industri kimia (obat-obatan) Industri pangan (garam dapur)

7. MANGAN

Mangan di Jawa umumnya terdapat sebagai kantong lensa dalam batu gamping yang terletak di dalam atau di atas batuan volkanik. Terdapat 4 jenis mineral yang mengandung Mn yaitu :

1. Pirolusit : berwarna abu-abu kehitaman, bentuknya kristal kasar dan kristal jarum halus

2. Hollandite (Ramsdellit) : berwarna putih kekuningan, berbentuk kristal butir

3. Kriptomelan : berwarna abu-abu kebiruan, berbentuk ura-urat kecil, kristal jarum

4. Psilomelan : berwarna hitam, bentuknya hampir mirip kriptomelan

Teknik penambangan

Untuk deposit yang dekat permukaan Mangan di tambang dengan sistem tambang terbuka bila deposit yang jauh dari permukaan dengan sistem gophering.

Pengolahan dan pemanfaatanMangan dapat di manfaatkan untuk industri baja, industri kimia, korek api, gelas, cat,

dan batre kering. Untuk batre kering Mangan harus mempunyai struktur kristal yang buruk dan keras tetapi sarang serta memiliki kandungan MnO2 yang mencukupi. Mineral yang cocok untuk batre kering adalah kelompok kriptomelan, hollandit, pirolusit, ramsdelit, nsutit, birnessit, todoraktif. Sementara mangan dioksida buatan yang digunakan dalam industri adalah mangan dioksida elektronik, mangan dioksida, mangan hidrat.

8. FELDSPAR

Feldspar merupakan kelompok mineral dengan komposisi alumunium silikat, potasium (kalium), sodium (natrium) kadang-kadang kalsium. Feldspar terjadi selama proses kristalisasi magma baik melalui proses pneumatolytic ataupun proses hidrothermal dalam urat pegmatik. Feldspar mempunyai struktur jaringan tiga dimensi yang disebut tektosilikat dan mempunyai 4 atom oksigen yang membentuk silikat (SiO4) tetrahedral, berwarna cerah.

Teknik penambangan Untuk penambangan bahan galian feldspar dilakukan dengan sistem terbuka dalam

bentuk kuari dengan sistem teras atau tambang dalam. Pengolahan dan pemanfaatanFeldspar dapat diolah dengan penggilingan, pencucian dan pengayakan. Pengolahan

feldspar bertujuan untuk menghilangkan/menurunkan kadar mineral pengotor seperti besi, biotit, turmalin, garnet, mika/muscovit dan kuarsa. Feldspar dapat digunakan untuk industri keramik, industri gelas dan kaca lembaran.Spesifikasi feldspar untuk keperluan industri.

Jenis industriK2O+Na2O

(%)Fe2O3

(%)TiO2

(%)CaO (%)

SiO2

(%)Al2O3

(%)K2O(%)

Porselen 6-15 0.5 0.3 0.5Saniter 6-15 0.7 0.7 0.5Gerabah 6-15 0.8 1Gelas >11 0.1-0.2 68-69.99 >17Gelas amber 0.05 2 >18 >10Kaca lembaran <0.8 >18 >10