MITIGASI AIR ASAM BATUAN (AAB) DENGAN METODE

PENCAMPURAN

BATUGAMPING DI TIMBUNAN LOWER WANAGON,

TAMBANG TERBUKA GRASBERG

PAPER

MANAJEMEN LIMBAH ENERGI DAN PERTAMBANGAN

MINERAL DAN BATUBARA

Disusun Oleh :

Gen Gen Gumelar / 114.110.036

Tirta Adi Putra / 114.110.057

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”

YOGYAKARTA

2014

1. PENDAHULUAN

Tambang Terbuka Grasberg dikelola oleh PT. Freeport Indonesia (PTFI) beroperasi sejak

tahun 1990 dengan produksi harian sekitar 700 ribu ton material, yang terdiri atas 150-180 ribu

ton bijih dan sisanya berupa batuan penutup. Pengelolaan batuan penutup dengan metode yang

tepat diperlukan untuk memastikan seluruh batuan penutup yang dihasilkan sampai dengan akhir

masa tambang pada tahun 2016 tidak berpotensi membentuk Air Asam Batuan (AAB). Tujuan

pengelolaan AAB di area PTFI adalah untuk memastikan mutu air yang dilepas ke lingkungan

dapat memenuhi persyaratan kualitas yang telah ditentukan. Serangkaian penelitian untuk

memahami mekanisme pembentukan AAB telah dilakukan oleh PT.

Freeport Indonesia sejak Tahun 1992, dalam skala laboratorium hingga skala besar (full

scale) di lapangan. Dari hasil studi yang telah dilakukan menunjukkan bahwa metode

pencampuran batugamping dengan batuan penutup penghasil asam mampu mempertahankan pH

lindi yang netral. Metode pencampuran batugamping ini kemudian diterapkan pada salah satu

timbunan di area tambang Grasberg, yaitu Timbunan Batuan Penutup Lower Wanagon.

Timbunan Lower Wanagon beroperasi sejak akhir tahun 2003 dan hingga tahun 2011 sekitar 220

juta ton batuan penutup telah ditempatkan di daerah timbunan ini. Pengelolaan AAB yang

dilakukan pada timbunan Lower Wanagon merupakan upaya preventif agar material yang

ditimbun bersifat Non Acid Forming (NAF) dengan cara pencampuran batugamping dengan

batuan penutup penghasil asam sesuai dengan rasio tertentu berdasarkan karakteristik

geokimianya.

Pemantauan geokimia batuan Timbunan Lower Wanagon dan kualitas air Sungai

Wanagon dilakukan untuk mengukur keberhasilan pelaksanaan pengelolaan AAB di Lower

Wanagon. Hasil pemantauan kualitas air Sungai Wanagon menunjukkan pH berkisar 7-8 dan

memenuhi persyaratan pH yang ditetapkan dalam Kepmen LH Nomor 202 Tahun 2004, tentang

baku mutu air limbah bagi kegiatan penambangan bijih emas dan atau tembaga. Hal ini

menunjukkan bahwa program mitigasi AAB di Timbunan Lower Wanagon dengan metode

pencampuran batugamping secara efektif dapat mempertahankan lindi netral (neutral drainage).

2. TAMBANG TERBUKA GRASBERG

Tambang Terbuka Grasberg adalah salah satu tambang tembaga terbesar di dunia,

berlokasi pada pegunungan Jayawijaya, Kabupaten Mimika, Papua, dengan ketinggian berkisar

dari 3.300 hingga 4.200 m di atas permukaan laut. Curah hujan tahunan di area tambang berkisar

antara 4.000 hingga 5.000 mm. Cadangan Grasberg ditemukan pada tahun 1988 dan merupakan

mineralisasi porfiri yang terbentuk sekitar 3 juta tahun yang lalu akibat aktivitas magmatis yang

menerobos batugamping. Sejumlah fase intrusif ini membentuk sebuah kompleks intrusi yang

dikenal dengan Grasberg Intrusion Complex (GIC) yang berbentuk subsirkular dan

meninggalkan daerah mineralisasi berbentuk kerucut terbalik berukuran sekitar 2,3 km x 1,7 km.

Penambangan terbuka Grasberg dimulai tahun 1990 dan direncanakan akan berakhir pada tahun

2016. Produksi harian tambang Grasberg sekitar 700.000 ton, terdiri atas 150.000 – 180.000 ton

bijih dan sisanya merupakan batuan penutup. Batuan penutup ini ditempatkan pada beberapa

kawasan timbunan di sekitar tambang terbuka, yaitu pada Kawasan Timbunan Bagian Timur,

Timbunan Bagian Barat dan Lower Wanagon (Gambar 1).

Gambar 1. Lokasi penempatan timbunan batuan penutup di sekitar

Tambang Terbuka Grasberg

Pengelolaan batuan penutup secara benar menjadi penting untuk memastikan potensi

pembentukan Air Asam Batuan (AAB) dapat dicegah sampai ke level paling minimal. Potensi

AAB terjadi karena oksidasi mineral sulfida yang terkandung dalam batuan penutup ini terpapar

oleh air dan udara dan menghasilkan lindi yang bersifat asam. Berdasarkan berbagai hasil studi

intensif, metode mitigasi AAB yang dipilih adalah pencampuran batugamping untuk Timbunan

Lower Wanagon dan penudungan batugamping untuk kawasan timbunan lainnya.

3. TIMBUNAN BATUAN PENUTUP LOWER WANAGON

Timbunan Batuan Penutup Lower Wanagon berlokasi di barat daya Tambang Terbuka

Grasberg. Timbunan ini merupakan salah satu timbunan utama karena jarak hauling yang cukup

dekat dari sumbernya yang berada didalam area Tambang Terbuka Grasberg. Batuan penutup ini

dihancurkan lebih dahulu menggunakan mesin penghancur (crusher) kemudian ditranspor

menggunakan sistem ban berjalan menuju stacker untuk dicurahkan ke Cekungan Lower

Wanagon.

Timbunan Batuan Penutup Lower Wanagon (Gambar 2) mulai beroperasi pada akhir

tahun 2003 dan diproyeksikan akan berakhir pada tahun 2013. Produksi harian normal batuan

penutup ini adalah 135 ribu ton dengan total kapasitas hingga akhir masa timbunan sekitar 310

juta ton.

Gambar 2. Kawasan Timbunan Batuan Penutup Lower Wanagon

Berdasarkan posisinya, kawasan Timbunan ini dibagi atas dua level elevasi yaitu Level

3845 (Upper Pad) dan Level 3685 (Lower Pad). Pada Upper Pad telah ditempatkan sekitar 220

juta ton material sejak tahun 2003 hingga tahun 2011. Setelah kapasitasnya penuh (2011),

kegiatan dilanjutkan pada Level 3685 (Lower Pad), yang akan beroperasi hingga tahun 2013

dengan kapasitas sekitar 90 juta ton.

4. STUDI MITIGASI AIR ASAM BATUAN

Menyadari potensi terbentuknya AAB dari timbunan batuan penutup serta dampak yang

mungkin akan terjadi, maka sebelum memulai kegiatan operasional penimbunan batuan penutup

di Timbunan Lower Wanagon, PTFI melakukan serangkaian studi AAB untuk mengetahui

metode dan desain timbunan batuan penutup yang paling tepat dan efisien dalam meminimalkan

potensi terbentuknya AAB.

Studi AAB dimulai sejak tahun 1992, meliputi serangkaian penelitian/uji skala

laboratorium yang terdiri dari studi geokimia statis (Acid Base Accounting Test) untuk

mengkarakterisasi geokimia batuan penutup di Grasberg dan studi geokimia kinetik berupa

kolom pelindian (leach columns) yang dilaksanakan di Laboratorium Lingkungan PTFI, serta

pengujian timbunan skala model (500 ton) di area Timbunan Manado. Maksud dari semua

penelitian ini adalah untuk mengetahui potensi/kemampuan pembentukan asam maupun penetral

asam dari setiap tipe batuan penutup yang ada di Grasberg dan mengevaluasi mekanisme

pelindian dari berbagai skenario pencampuran antar tipe batuan penutup.

Hasil studi karakterisasi geokimia batuan penutup mengidentifikasi tiga tipe batuan

berdasarkan sifatnya sebagai penghasil atau penetral asam yaitu: 1) Tipe Hijau: pengkonsumsi

asam (NAG = 0 kg H2SO4/ton); 2) Tipe Biru: penghasil asam berkapasitas rendah hingga

menengah (NAG <35 kg H2SO4/ton); dan 3) Tipe Merah: penghasil asam berkapasitas tinggi

(NAG ≥35 kg H2SO4/ton). Berbagai skenario pencampuran dengan rasio tertentu antara batuan

tipe hijau dengan batuan tipe biru dan tipe merah di uji-coba di dalam tes kolom pelindian

maupun di lapangan.

Pada akhir tahun 1999, penelitian dilanjutkan dengan membangun timbunan uji skala

penuh (skala timbunan sebenarnya) di lokasi timbunan Batu Bersih yang merupakan bagian dari

studi mitigasi AAB jangka panjang. Hasil studi timbunan uji skala penuh konsisten dengan hasil

studi kinetik pembentukan AAB yang diperoleh dari kolom pelindian di laboratorium maupun

timbunan uji skala model.

Penggalian timbunan uji skala penuh pada akhir tahun 2004 (Gambar 3) menunjukkan

bahwa percobaan pencampuran batugamping menggunakan sistem ban berjalan dan stacker

dapat mengontrol proses oksidasi secara efektif dalam jangka panjang. Pemantauan kualitas lindi

pada lysimeter 1 Panel 7 timbunan Uji Batu Bersih, yang dibangun menggunakan metode stacker

dengan komposisi campuran 3 bagian batuan penutup Tipe Biru/Merah dengan 1 bagian

batugamping yang ukurannya mensimulasikan skala timbunan sebenarnya, menunjukkan pH

netral dengan laju pelepasan sulfat yang rendah.

Gambar 3. Pengambilan sampel di Panel 7 Timbunan Batu Bersih

Sebagai tambahan, uji hasil pengamatan mikroskopis secara detail pada sampel Panel 7

(panel uji batuan penutup yang dicampur dengan batugamping) melalui secondary electron

image (SEI) menunjukkan bahwa permukaan butiran pirit terselubungi lapisan mineral sekunder,

dimana pembentukannya dikontrol oleh pH lingkungan yang netral atau mendekati netral

(Gambar 4). Pelapisan permukaan (armoring) pada permukaan partikel pirit ini akan mengurangi

laju oksidasi karena membatasi kontak dengan air dan oksigen dan akhirnya dapat meningkatkan

performance pencampuran batugamping sebagai kontrol pembentukan AAB dalam jangka

panjang.

Gambar 4. Secondary Electron Image dari partikel pyrite Sampel Panel 7 yang

menunjukkan indikasi armoring oleh mineral sekunder

Kesimpulan dari seluruh hasil penelitian di atas menunjukkan bahwa pengelolaan AAB

dengan metode pencampuran batugamping (blending) merupakan pendekatan yang sangat efektif

guna meminimalkan pembentukan AAB di Tambang Terbuka Grasberg baik dalam jangka

pendek maupun jangka panjang. Batugamping dengan rasio yang mencukupi dicampur dengan

batuan penutup tipe merah dan biru untuk menghasilkan netralisasi yang efektif, mengurangi

tingkat oksidasi mineral sulfida dan mem-promote pelapisan mineral-mineral sulfida (armoring).

Penambahan batugamping kepada material batuan penutup yang berpotensi membentuk

asam bukan hanya menyediakan sumber alkalinitas bagi penetralisasian asam tapi juga

membantu pembentukan pelapisan oleh mineral sekunder yang mengisolasi permukaan pirit dari

oksidasi atmosfir sehingga mengakibatkan penurunan tingkat oksidasi.

5. STANDARD OPERATING PROCEDURE (SOP) MANAJEMEN PENEMPATAN

BATUAN PENUTUP DI TIMBUNAN LOWER WANAGON

Sebagai acuan dalam mengelola dan memonitor performance batuan penutup yang

dibuang ke Timbunan Lower Wanagon, PT. Freeport Indonesia menyusun sebuah Standard

Operating Procedure (SOP). SOP ini disusun untuk mengontrol penempatan batuan penutup di

Lower Wanagon dengan tujuan memastikan pemenuhan terhadap kriteria geokimia maupun

geoteknis guna meminimalisasi pembentukan AAB di area Timbunan Lower Wanagon

sepanjang masa penambangan Tambang Terbuka Grasberg hingga penutupan tambang.

Pada SOP tersebut dinyatakan bahwa aktivitas penempatan batuan penutup harus

dimonitor untuk memastikan kriteria geokimia dan geoteknis terpenuhi. Kriteria Geokimia yang

diatur dalam SOP ini menyangkut nilai ANC*/NAG* yaitu rasio kapasitas penetral asam (dalam

Ton H2SO4) terhadap kapasitas pembentuk asam (Ton H2SO4) dalam batuan penutup. ANC*

(ANC (Acid Neutralizing Capacity) x Tonase material) adalah perhitungan kapasitas penetral

asam yang berasal dari komponen batuan penutup tipe hijau sedangkan NAG* (NAG (Net Acid

Generation) x Tonase material) adalah perhitungan total kapasitas penghasil asam dari

komponen batuan penutup tipe biru dan/atau merah. Rasio ANC*/NAG* ini membantu

perencanaan penambangan dalam mengevaluasi keseimbangan asam basa yang berkaitan dengan

jadwal produksi dan operasional tambang.

Kriteria geokimia yang digunakan dalam SOP ditentukan berdasarkan pada studi dengan

mengambil sampel pada ban berjalan yang bertujuan untuk mempelajari implikasi distribusi

ukuran partikel (particle size distribution) terhadap geokimia batuan. Rasio ANC/MPA

digunakan sebagai parameter kontrol tingkat pembentukan AAB, dimana MPA (Maximum

Potential Acidity) mengasumsikan bahwa semua sulfur sulfida adalah berupa pirit yang reaktif

dan habis teroksidasi (konservatif).

Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai ANC/MPA untuk partikel berukuran kasar (>

2,36 mm) lebih besar dari 2, hal ini mengindikasikan bahwa potensi pembentukan asam dari

campuran material berukuran kasar dapat diabaikan (negligible). Sedangkan untuk campuran

material berukuran halus (< 2,36 mm), ditemukan rasio ANC/MPA yang rendah hingga lebih

besar dari 2. Oleh karenanya faktor kritis (safety factor) untuk mengontrol pembentukan AAB

dari timbunan Lower Wanagon ditentukan oleh nilai rasio ANC/MPA campuran material

berukuran halus.

6. PENCAPAIAN PRODUKSI TIMBUNAN BATUAN PENUTUP LOWER WANAGON

Hingga akhir tahun 2011 sekitar 220 juta ton batuan penutup telah ditempatkan dengan

komposisi rata-rata 55 % Tipe Hijau (batugamping), 39 % batuan penutup Tipe Merah dan 6%

tipe Biru Secara kuantitas, material batuan penutup Hijau, Biru dan Merah yang ditempatkan

pada Timbunan Lower Wanagon sampai dengan 2011 memperlihatkan peningkatan proporsi

Tipe Batuan Hijau (batugamping) terhadap total batuan penutup Merah dan Biru (Gambar 5).

Hal ini mengindikasikan bahwa kapasitas batuan penetral asam (batuan Tipe Hijau) secara

kuantitas melebihi kapasitas batuan Tipe Merah dan Biru, dengan demikian ketersedian

batugamping mencukupi kebutuhan untuk menetralkan AAB.

Gambar 5. Pengiriman batuan penutup ke Timbunan Lower Wanagon

Untuk memastikan target ANC*/NAG* yang telah ditetapkan dalam SOP terpenuhi,

kontrol dan pemantauan pengiriman material senantiasa dilakukan setiap hari dan perhitungan

pemenuhan target dilakukan setiap kuartal. Gambar 6 menunjukan pencapaian rasio

ANC*/NAG* dalam periode 2004-2011, dimana secara umum target geokimia dalam SOP dapat

dipenuhi.

Gambar 6. Pencapaian ANC*/NAG* per kuartal pada Timbunan Lower Wanagon

7. PEMANTAUAN DAN KONTROL KEBERHASILAN

Serangkaian program pemantauan AAB Timbunan Lower Wanagon telah dan akan terus

dilaksanakan untuk memastikan pengelolaan AAB berjalan dengan baik. Program pemantauan

yang dilakukan berupa: 1) pengambilan conto batuan langsung dari lereng timbunan (face

sampling) Lower Wanagon untuk dianalisis geokimianya dan, 2) pemantauan kualitas air stasiun

ENV-01 yang terletak di hulu sungai Wanagon berjarak sekitar 1 km dari timbunan Lower

Wanagon dan stasiun #57 di Desa Banti (hilir sungai Wanagon) yang berjarak sekitar 14 km dari

Timbunan Lower Wanagon (Gambar 7).

7.1 Pemantauan Geokimia Batuan Penutup

Program pemantauan yang dilakukan untuk memonitor performance

penimbunan di Lower Wanagon, dengan pengambilan conto batuan langsung dari

lereng timbunan (face sampling). Hal ini dinilai penting sebagai kontrol kegiatan

operasional, dimana jadwal pengiriman material yang tidak tepat akan menyebabkan

segregasi material yang dapat menurunkan kualitas pencampuran material.

Pengambilan contoh batuan pada timbunan dan evaluasi performance Timbunan

Lower Wanagon rutin dilakukan tiap 6 bulan sekali. Sejak tahun 2005 program

pengambilan contoh batuan ini telah berlangsung 12 kali, dengan cara menuruni

lereng timbunan (Gambar 8, kiri). Contoh batuan dipisahkan menurut fraksi ukuran

butirannya untuk kemudian dianalisa di laboratorium agar diketahui parameter

geokimianya, dan selanjutnya digunakan untuk perhitungan nilai ANC/MPA.

Gambar 7. Program Pemantauan AAB Timbunan Lower Wanagon

Gambar 8. Kegiatan pengambilan conto batuan dan hasil analisa geokimia batuan

Hasil pemantauan menunjukkan hanya sedikit contoh yang memiliki rasio

ANC/MPA kurang dari 2 dan sebagian besar memiliki rasio di atas 2, dengan nilai

rata-rata ANC/MPA keseluruhan contoh adalah 8,13 (Gambar 8, kanan). Hal ini

mengindikasikan bahwa secara umum material timbunan telah memenuhi target

pencampuran dan performance operasional pencampuran sudah berjalan dengan baik

seperti yang diharapkan untuk pencegahan AAB jangka panjang pada Timbunan

Lower Wanagon.

7.2 Pemantauan Kualitas Air Permukaan

Pemantauan kualitas air permukaan dilakukan di Sungai Wanagon sebagai

badan air penerima lindi Timbunan Batuan Penutup Lower Wanagon. Stasiun ENV-

01 berada di hulu sungai dan Stasiun #57 berada di Desa Banti merupakan bagian

dari program pemantauan lingkungan untuk mengamati dampak penimbunan batuan

penutup di Lower Wanagon. Hasil pemantauan lebih lanjut juga digunakan untuk

mengontrol dan mengevaluasi kegiatan penimbunan batuan penutup di Lower

Wanagon.

Pengambilan contoh air permukaan pada stasiun ENV-01 dilakukan setiap

bulan, dengan menggunakan helikopter, karena stasiun ini terletak pada area

terpencil (remote area). Sedangkan pengambilan conto air permukaan di Stasiun #57

dilakukan setiap hari, karena lokasinya terjangkau oleh transportasi darat. Hasil

pemantauan kualitas air di stasiun ENV-01 menunjukkan bahwa sejak tahun 2007

sampai dengan tahun 2011, total alkalinitas didalam air nilainya jauh melebihi total

asiditas, hal ini mengindikasikan bahwa ketersedian penetral asam yang sangat

berlimpah didalam air sungai. Adapun pH air terpantau di stasiun ENV-01 berada

dalam kisaran pH 7 – 8 (Gambar 9).

Gambar 9. Hasil Pemantauan Alkalinitas dan Asiditas pada Stasiun ENV-01

Kualitas air permukaan di stasiun #57 dalam kurun waktu yang sama menunjukkan total

alkalinitas yang semakin meningkat dan total asiditas yang semakin rendah serta pH berkisar 7-8

(Gambar 10).

Gambar 10. Hasil Pemantauan Alkalinitas dan Asiditas pada Stasiun #57

Hasil pemantauan geokimia pada batuan penutup dan pemantauan air permukaan di

Sungai Wanagon mengindikasikan bahwa potensi pembentukan AAB dari batuan penutup

Timbunan Lower Wanagon adalah minimal dan tidak menimbulkan dampak negatif terhadap

lingkungan. Hal ini juga menunjukkan bahwa kriteria yang ditetapkan dalam SOP sudah tepat

dan dilaksanakan dengan baik. Kisaran pH air permukaan yang dipantau di stasiun ENV-01 dan

stasiun #57 memenuhi Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 202 Tahun 2004, tentang

baku mutu air limbah bagi kegiatan penambangan bijih emas dan atau tembaga, yaitu pH antara

6-9.

8. KESIMPULAN

PT. Freeport Indonesia telah melakukan serangkaian penelitian baik skala laboratorium

maupun skala lapangan untuk mengevaluasi performance pencampuran batugamping bagi

pengontrolan AAB jangka panjang. Hasil dari penelitian tersebut menunjukkan bahwa

pengelolaan AAB dengan metode pencampuran batugamping (limestone blending) terbukti

efektif meminimalkan pembentukan AAB dan sejak tahun 2003 telah diaplikasikan di Kawasan

Timbunan Lower Wanagon. SOP pengiriman batuan penutup ke Timbunan Lower Wanagon

juga telah ditetapkan sebagai panduan operasional dalam mengelola Timbunan Lower Wanagon

agar potensi AAB menjadi minimal. Lindi dari Timbunan Lower Wanagon akan terus dipantau

hingga akhir masa tambang, dan sampai dengan saat ini kualitas air sungai Wanagon sebagai

badan air penerima lindi masih memenuhi ketentuan Keputusan Menteri Lingkungan Hidup

Nomor 202 Tahun 2004, tentang baku mutu air limbah bagi kegiatan penambangan bijih emas

dan atau tembaga yaitu pH antara 6-9. Berdasarkan hal tersebut dapat disimpulkan bahwa

metode pencampuran batugamping terbukti berhasil mencegah pembentukan AAB dari

Timbunan Lower Wanagon, dan pembentukan asam di kawasan timbunan Lower Wanagon tidak

akan terjadi dalam jangka pendek hingga menengah, dan kecil kemungkinannya terjadi dalam

jangka panjang.

9. REFERENSI

Miller, S., ANC*/NAG* Specification for Lower Wanagon SOP, PT. Freeport Indonesia, July

2004.

Miller, S., Lower Wanagon Stockpile Geochemistry Results of Stockpiles Samples 1st Quarter

2005, PT.Freeport Indonesia, March 2005.

Miller, S., Current Understanding of the ARD Control Mechanisms Associated with Limestone

Blends and Covers and Implications for Mine Operations and Closure, PT. Freeport

Indonesia, August 2007.

Rusdinar, Y., Prasetyo, G., Pengelolaan Jangka Panjang Batuan Penutup dan Air Asam Batuan di

Tambang Terbuka Grasberg, Seminar Air Asam Tambang dan Reklamasi Lahan Bekas

Tambang di Indonesia, Bandung, July 2008.

Rusdinar, Y., Neale, A., Miller, S., Long Term Acid Rock Drainage (ARD) Management at PT.

Freeport Indonesia, Papua Province, Indonesia, ICARD 2006, St. Louis, USA.

Schumann, R., Miller, S., Rusdinar, Y., Smart, R., Kawashima, N., Weissmann D., Towards

Understanding the Chemistry of Limestone Mitigation of Acid and Metalliferous

Drainage in Waste Rock Dumps – From Laboratory to Field Experiments, April 2008.