BAB I

PENDAHULUAN

Gypsum adalah salah satu bahan galian industri yang mempunyai kegunaan cukup penting di sektor industry, kontruksi, maupun bidang kedokteran. Di alam, gypsum merupakan mineral hidrous sulfat yang mengandung dua molekul air. Rumus kimia gypsum CaSO4-2H2O. Jenis batuannya adalah satinspar, alabaster, gypsite, dan selenit. Warna gypsum mulai dari putih, kekuning-kuningan, sampai abu-abu. Dalam penggunaannya, gypsum dibagi menjadi dua,yaitu gypsum yang tidak dikalsinasi dan dengan kalsinasi (bentuk plaster).

Perkembangan sector industry pemakai gypsum di Indonesia telah menunjukkan peningkatan yang cukup berarti, terutama industry semen sehingga mengakibatkan penyediaan gypsum di dalam negeri meningkat. Meskipun Indonesia sudah memproduksi gypsum alam dan gypsum sintesis, untuk pemenuhan sebagian kebutuhan industry di dalam negeri masih harus mengimpor. Di sisi lain, Indonesia mulai tahun 1985 telah melakukan ekspor gypsum ke negara negara tetangga.

BAB II

GEOLOGI

2.1 Mula Jadi

Gipsum adalah mineral hidrous kalsium sulfat (CaSO4.H2O) yang terjadi di alam. Endapan gypsum pada umumnya berbentuk endapan sedimen mendatar, terletak dekat permukaan bumi dengan penyebaran yang luas, serta sering berasosiasi dengan batu kapur, serpih, batu pasir, marmer, dan lempung. Jenis batuan lain dan selalu berasosiasi dengan gypsum adalah anhidrit (CaSO4), mineral sulfat yang sejenis dengan gypsum tetapi tidak mengandung kristal H2O.

Sebagian besar endapan gypsum terbentuk dari air laut dan sebagian kecil berasal dari endapan danau yang mengandung air garam, dapat juga terjadi dari hasil kegiatan vulkanik, tempat gas H2S dari furamol bereaksi dengan kapur dan hasil pelapukan batuan-batuan.

2.2 Mineralogi

Endapan gypsum ditemukan dalam lima jenis, yaitu :

Batuan gypsum yang berbentuk granular dan buram, mengandung sedikit dolomite, batu kapur, dan kadar CaSO4 : 76%.

Gipsit ; bersifat lunak dan kurang murni.

Alabaster ; berbentuk padat, berbutir halus, berwarna putih dan agak bening.

Satinspar ; berbentuk serat dan berkilap (fiber), sering ditemukan dalam lapisan tipis dengan bentuk kristal. Selenit ; berbentuk Kristal dan transparana. Sifat Fisik

- Warna : putih, kuning, abu-abu, merah jingga, hitam bila tidak murni.

- Spesifik Gravity : 2,31 2,35

- Kekerasan : 1,5 2 (skala F. Mohs)

- Bentuk Mineral : kristalin, serabut dan massif

- Kilap : sutera

b. Sifat Kimia

Gipsum pada umumnya mengandung :

SO3 : 46,5%

CaO : 32,6%

H2O : 20,9%

Kelarutan dalam air adalah :

2,1 gram tiap liter pada suhu 40(C

1,8 gram tiap liter pada suhu 0(C

1,9 gram tiap liter pada suhu 70 - 90(CKelarutan bertambah dengan penambahan HCl atau HNO3.

BAB III

PENAMBANGAN DAN PENGOLAHAN

3.1 Penambangan

Penambangan gypsum dapat dilakukan secara tambang terbuka (quarry) atau tambang bawah tanah (underground mining) tergantung kepada letak dan penyebaran endapan. Penambangan secara tambang terbuka meliputi tahapan : pengupasan lapisan tanah penutup (stripping), pembongkaran (loosening), pemuatan (loading), dan pengangkutan (transporting).

a. Pengupasan tanah penutup

Merupakan kegiatan membersihkan segala macam material yang menutupi tubuh batuan, seperti : alang-alang, tanah, atau batuan pengotor lainnya. Kegiatan ini dapat menggunakan alat-alat manual (seperti cangkul, linggis, blincong, dsb) sampai alat modern (seperti bulldozer yang dilengkapi ripper, scrapper, shovel, hydraulicking, dsb). Pemilihan alat tergantung kepada keadaan lapangan dan skala produksi. Kegiatannya meliputi : pembabatan, pembersihan dan pendorongan material-material pengganggu ke tempat yang tidak mengganggu kegiatan penambangan selanjutnya.b. Pembongkaran

Serangkaian pekerjaan untuk membebaskan batuan atau endapan dari batuan induknya yang massif/padat bergantung kepada kekerasan batuan/endapan. Mengingat sifat fisik endapan gypsum yang kekerasannya lunak (1,5 2 skala Mohs) maka untuk skala produksi besar dapat menggunakan bulldozer yang dilengkapi ripper. Tetapi bila endapan telah mengeras sehingga tidak mungkin dilakukan penggaruan maka dapat dilakukan pengeboran dan peledakan. Kegiatan pembongkaran meliputi : penggaruan dengan bulldozer atau pengeboran dan peledakan, kemudian material hasil dikumpulkan dengan bulldozer agar mudah dimuat.

c. Pemuatan dan Pengangkutan

Kegiatan memuat dan mengangkut material hasil penggaruan/peledakan ke unit pengolahan atau penampungan. Kegiatan ini dapat menggunakan alat muat wheel loader, dan alat angkut dump truck dengan kapasitas tergantung skala produksinya.

3.2 Pengolahan

Gypsum diolah untuk menghilangkan mineral pengotor yang terkandung di dalamnya serta agar dapat memenuhi spesifikasi yang diperlukan oleh industry pemakai (gambar 1). Secara garis besar proses pengolahan gypsum dibagi menjadi tiga tahap, yaitu proses preparasi, kalsinasi, dan formulasi. Tahapan proses yang dilakukan tergantung kepada kualitas dan jenis gypsum yang dibutuhkan industry pemakai.

a. Proses preparasi

Proses preparasi dimaksudkan untuk mereduksi bongkah-bongkah batuan gypsum menjadi butir atau partikel dengan ukuran tertentu yang sesuai dengan kebutuhan. Sedangkan tahap prosesnya meliputi :

Peremukan primer menggunakan peremuk crusher yang tipenya bergantung kepada ukuran bongkah.

Peremukan sekunder dengan menggunakan hammer mill dan cone crusher.

Pengayakan dilakukan baik sesudah peremukan primer maupun sekunder dengan menggunakan ayakan getar.

Penghalusan, dengan menggunakan roller mill, ball mill, dan metode gravitasi lainnya atau dengan flotasi.

Pengeringan, untuk mengurangi kadar air bebas, biasanya dilakukan sebelum atau sesudah peremukan sekunder menggunakan pengering putar pada suhu 49(C.

Pencucian, jika dibutuhkan produk bersih dan putih maka dilakukan pencucian dengan menggunakan heavy media separator.b. Proses Kalsinasi

Kalsinasi atau pemanasan dilakukan untuk mengurangi/mereduksi gypsum dari bentuk dehidrat menjadi hemihidrat (stucco atau plaster of paris), anhidrit dapat larut (solube anhidrit), dan anhidrit tidak dapat larut (insoluble anhidrit atau dead burn gypsum).

Hemihidrat (CaSO4. H2O)

Terdiri atas -hemihidrat dan -hemihidrat, keduanya mempunyai bentuk kristal yang sama tetapi sifat fisika yang berbeda.

Pembuatan -hemihidrat dilakukan dengan memanaskan (kalsinasi) gypsum hasil preparasi di dalam suatu lingkungan yang jenuh air pada suhu 97(C, dengan tekanan tinggi yang dihasilkan dari autoclave dari uap air. Sedangkan -hemihidrat dibuat dengan memanaskan (kalsinasi) gypsum pada suhu 100(C di dalam suatu ruangan hampa udara biasanya dilakukan dalam kettle yang terdiri atas ruangan mengandung sedikit uap air pada tekanan atmosfir.

Beberapa metode lain untuk menghasilkan -hemihidrat yaitu dengan kalsinasi dalam tanur putar, hollow flight show can (dengan pemakaian panas melalui hollow flight), atau kombinasi grinding dengan kalsinasi (pemanasan) melalui impact mill. Reaksinya :

CaSO4. 2H2O CaSO4. H2O + 1H2O

Soluble Anhidrit

Bila hemihidrat yang terbentuk di dalam ketel dipanaskan lebih lanjut dengan uap air sampai dengan 200(C, akan terbentuk suatu plaster anhydrous calcium sulfat atau anhidrit yang dapat larut (soluble anhidrit), kurang plastis, lebih kuat. Reaksinya :

CaSO4. 2H2O

CaSO4 + 2H2O

Insoluble Anhdrit

Jika kalsinasi dilanjutkan sampai dengan suhu hamper 500(C (dalam tanur putar), akan menghasilkan anhidrit yang tidak dapat larut (insoluble anhidrit atau dead burned gypsum). Jika accelerator ditambahkan ke dalamnya akan membentuk suatu plester yang disebut Keenes Cement. Jika temperature dinaikkan lagi hingga suhu 900(C, sebagian SO2 akan dibebaskan hingga dihasilkan produk dengan kandungan CaO lebih tinggi, serta bila dicampur air akan menghasilkan produk yang sangat ppadat, kerat, mempunyai ketahanan tinggi, dan berwarna buram. Reaksinya :

CaSO4. 2H2O CaO + SO3 + 2H2O

c. Proses Formulasi

Proses formulasi pada dasarnya untuk mengatur waktu pengerasan (setting time) dari produk hasil kalsinasi dengan penambahan suatu zat atau material yang disebut accelerator dan retarder.

Bila gypsum hasil kalsinasi ditambah air akan mengeras kembali dalam waktu 15-25 menit. Dengan penambahan accelerator, waktu pengerasan menjadi 3-4 menit. Material yang digunakan sebagai accelerator antara lain potassium sulfat. Bila retarder yang ditambahkan, maka waktu pengerasan akan menjadi 2-3 jam. Material retarder dibuat dari unsure-unsur organic.

Gambar 1. Bagan Alir Pengolahan GipsumBAB IV

KEGUNAAN DAN SPESIFIKASI

Penggunaan gypsum di sector konstruksi maupun industry terbagi atas dua macam, yaitu :

a. Gipsum yang belum dikalsinasi

dipergunakan untuk :

industry Portland semen (sebagai retarder agar semen tidak cepat membeku). Jika pembakaran kapur sudah berbentuk klinker, maka gypsum atau campuran gypsum dan anhidrit akan dicampurkan dan digerus bersama klinker tersebut sehingga membentuk Portland semen.

Spesifikasinya :

SO3 (min) 35%

CaO (min) berat SO3 Garam-garam Mg dan Na (maks.) 0,1% Hitung pijar (maks.) 9% Ukuran partikel 95% - 14 mesh Pertanian ; sebagai kondisioner tanah yang mengandung alkali dan sebagai pupuk terutama untuk tanaman kacang Industry kertas, cat, dan insektisida, sebagai filler, jenis gypsum adalah terra alba, berwarna putih dan derajat kemurniannya lebih besar dari 98%.b. Gipsum Kalsinasi

Di sector kontruksi, untuk wallboard dan partisi, yaitu gypsum plaster jenis -hemihidrat.

Di bidang kedokteran, -hemihidrat (plaster of paris) untuk cetakan gigi, pengobatan tulang yang patah, dan sebagainya.

Di industry keramik/sanitair, untuk cetakan (moulding dan potting plaster)

Spesifikasinya :

Untuk industri keramik :

CaSO4. H2O

: 80%

Waktu pengerasan

: 20 40 menit

Untuk partikel

:

100 mesh

: 90%

30 mesh

: 100%

Compressive strength: 800 psi

Untuk industry pasta gigi :

CaSO4. H2O

: 93%

Waktu pengerasan

: 5 - 20 menit

Untuk partikel

:

100 mesh

: 95%

30 mesh

: 100%

Brewing

CaSO4. 2H2O

: 98%

SiO2

: 0,34%

Al2 & Fe2O3

: 0,34%

MgO

: 0,08%

Alkali

: 0,14%

H2O dan organic lain

: 0,26%

Untuk bahan tahan api ; bila gypsum plaster dicampur 20% air, dapat melindungi barang dari suhu tinggi.

Dalam bentuk soluble anhidrit dapat digunakan juga untuk filter.

Penggunaan lainnya adalah sebagai sumber pembuatan asam sulfat, aluminium sulfat, kapur tulis, dan sebagai lumpur pemboran (drilling mud).

BAB V

PERTANYAAN

1. Tuliskan lima jenis endapan gypsum!

2. Tuliskan sifat fisik gypsum!

3. Tuliskan tahapan penambangan secara tambang terbuka!

4. Tuliskan kegunaan dari gypsum kalsinasi!

5. Jelaskan proses formulasi pada pengolahan gypsum!TUGAS 1

BAHAN GALIAN INDUSTRI

GYPSUM

OLEH

Kiagus Husni Thamrin03091002056

Arie Saputra

03091002057

Merina Murti

03091002058

Aldhitia Mahenda

03091002060

Melinda Sylviana

03091002061

TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

2011Gypsum dari tambang

Peremukan dan pengayakan

Peremukan dan pengayakan II

Pengayakan buangan

pengeringan

Gypsum untuk semen

kalsinasi

penghalusan

penghalusan

kalsinasi

Gypsum untuk filter dan pertanian

stucco

Wallboard mesin dan tungku

Penghalusan kembali

Campuran plaster

produk

produk