BAB I

PENDAHULUAN

Endapan laterit nikel Indonesia telah diketahui sejak tahun 1937.Informasi

mengenaiendapan laterit nikel yang tertera pertama kali dalam literatur adalah

Pomalaa padatahun 1916 oleh pemerintah Belanda. Pomalaa adalah sebuah distrik

yang terletak diSulawesi Tenggara. Sejak itu, endapan-endapan laterit nikel lainnya baru

disebut-sebut,seperti Gunung Cycloops (1949) dan Pulau Waigeo (1956) di Irian Jaya (Papua

Barat),Sorowako di Sulawesi (1968), Pulau Gebe (1969), Maluku (Tanjung Buli) dan

Obi diPulau Halmahera (1969) serta Pulau Gag (1982). Pada pertengahan kedua

abad ini,melalui prospeksi yang sistematis telah ditemukan beberapa endapan lain [1,2].

Penambangan dan pengolahan laterit nikel di Indonesia didominasi oleh PT INCO Tbk

dan PT Aneka Tambang Tbk (PT Antam). Pada saat ini PT INCO mengolah laterit nikel  untuk

memproduksi nikel dalam bentuk nickel matte(Ni3S2) yang seluruh

produksinyadiekspor ke Jepang, sedangkan PT Antam mengolah laterit nikel untuk

memproduksi n ike l da l am ben tuk ferro-nickel ( l ogam paduan FeNi ) , s e l a i n i t u

j uga mengekspo r   l a n g s u n g b i j i h n y a k e l u a r n e g e r i . B e b e r a p a

p e r u s a h a n l a i n y a n g m e m i l i k i l u a s pertambangan lebih kecul di Sulawesi dan

Maluku hanya melakukan penambangan danmengekspor langsung bijih laterit nikel ke Cina

untuk pembuatan nickel pig iron. Ekspor l a n g s u n g b i j i h m e m p u n y a i n i l a i

t a m b a h k e c i l d a n b e l u m s e s u a i d e n g a n y a n g diamanatkan dalam UU nomor

4/2009.

Laterit nikel selain sebagai salah satu sumber utama nikel juga mengandung

unsur-u n s u r i k u t a n ( m i n o r ) s e p e r t i k o b a l ( C o ) y a n g t e l a h

d i k e t a h u i d e n g a n b a i k keterdapatannya, dan juga beberapa unsur minor

lain yang mempunyai nilai ekonomi.Namun unsur minor yang terkandung dalam

bijih laterit belum menjadi produk yangbernilai ekonomi tinggi disebabkan jalur proses

pengolahan laterit nikel yang digunakanoleh PT INCO dan PT Antam menggunakan jalur

proses pirometalurgi dengan produkakhir masing-masing berupa  nickel matte dan

ferronickel (FeNi). Melalui jalur prosespengolahan laterit nikel dengan pirometalurgi, unsur

minor seperti kobal (Co) dianggapsebagai unsur pengotor yang harus dibuang menjadi terak atau

dihitung setara denganunsur nikel, sehingga unsur-unsur minor yang seharusnya

bernilai ekonomi menjaditidak ekonomis.

Pengembangan teknologi pengolahan laterit nikel melalui jalur proses

hidrometalurgiy a n g b a r u d e n g a n p e l i n d i a n a s a m b e r t e k a n a n

t i n g g i ( H P A L - high-pressure acid leaching ) telah memungkinkan mengekstraksi tidak

hanya nikel tetapi juga unsur minor seperti kobal, krom, vanadium, titanium, dan unsur

minor lain yang sangat dibutuhkan   o l eh i ndus t r i komponen e l ek t ron ik dengan

pe ro l ehan h ingga >90%. J a lu r p ro se s hidrometalurgi dengan HPAL telah

memberikan strategi berbeda untuk mengekstraksidan memisahkan unsur-unsur minor

berharga dari larutan pelindian.

HPAL telah merupakan teknologi yang umum dipakai untuk proyek nikel baru

secarahidrometalurgi selama 15 tahun terakhir, seperti yang telah diterapkan di tiga (3)

proyeknikel di Australia: Cawse, Murrin-Murrin, dan Bulong, dan proyek nikel di

KaledoniaBaru: Goro Nickel.

BAB II

PEMBAHASAN

A.       Genesa umum nikel laterit

       Endapan nikel laterit merupakan hasil pelapukan lanjut dari batuan ultramafik pembawa Ni-

Silikat. Umumnya terdapat pada daerah dengan iklim tropis sampai dengan subtropis. Pengaruh

iklim tropis di Indonesia mengakibatkan proses pelapukan yang intensif, sehingga beberapa

daerah di Indonesia bagian timur memiliki endapan nikel laterit. Proses konsentrasi nikel pada

endapan nikel laterit dikendalikan oleh beberapa faktor yaitu, batuan dasar, iklim, topografi,

airtanah, stabilitas mineral, mobilitas unsur, dan kondisi lingkungan yang berpengaruh terhadap

tingkat kelarutan mineral. Dengan kontrol tersebut akan didapatkan tiga tipe laterit yaitu oksida,

lempung silikat, dan hidrosilikat.

       Air permukaan yang mengandung CO2 dari atmosfer dan terkayakan kembali oleh material

– material organis di permukaan meresap ke bawah permukaan tanah sampai pada zona

pelindihan, dimana fluktuasi air tanah berlangsung. Akibat fluktuasi ini air tanah yang kaya akan

CO2 akan kontak dengan zona saprolit yang masih mengandung batuan asal dan melarutkan

mineral – mineral yang tidak stabil seperti olivin / serpentin dan piroksen. Mg, Si dan Ni akan

larut dan terbawa sesuai dengan aliran air tanah dan akan memberikan mineral – mineral baru

pada proses pengendapan kembali (Hasanudin dkk, 1992).

       Boldt (1967), menyatakan bahwa proses pelapukan dimulai pada batuan ultramafik

(peridotit, dunit, serpentin), dimana pada batuan ini banyak mengandung mineral olivin,

magnesium silikat dan besi silikat, yang pada umumnya banyak mengandung 0,30 % nikel.

Batuan tersebut sangat mudah dipengaruhi oleh pelapukan lateritik. Air tanah yang kaya akan

CO2 berasal dari udara luar dan tumbuh – tumbuhan, akan menghancurkan olivin. Terjadi

penguraian olivin, magnesium, besi, nikel dan silika kedalam larutan, cenderung untuk

membentuk suspensi koloid dari partikel – partikel silika yang submikroskopis. Didalam larutan

besi akan bersenyawa dengan oksida dan mengendap sebagai ferri hidroksida. Akhirnya endapan

ini akan menghilangkan air dengan membentuk mineral – mineral seperti karat, yaitu hematit dan

kobalt dalam jumlah kecil, jadi besi oksida mengendap dekat dengan permukaan tanah.

       Proses laterisasi adalah proses pencucian pada mineral yang mudah larut dan silika pada

profil laterit pada lingkungan yang bersifat asam dan lembab serta membentuk konsentrasi

endapan hasil pengkayaan proses laterisasi pada unsur Fe, Cr, Al, Ni dan Co (Rose et al., 1979

dalam Nushantara 2002) . Proses pelapukan dan pencucian yang terjadi akan menyebabkan unsur

Fe, Cr, Al, Ni dan Co terkayakan di zona limonit dan terikat sebagai mineral – mineral oxida /

hidroksida, seperti limonit, hematit, dan Goetit (Hasanudin, 1992).

Gambar : Skema profil laterit, komposisi kimia dan jalur proses ekstraksi

Umumnya endapan nikel terbentuk pada batuan ultrabasa dengan kandungan Fe di olivine yang

tinggi dan nikel berkadar antara 0,2% - 0,4%.

Secara mineralogi nikel laterite dapat dibagi dalam tiga kategori (Brand et al,1998). 

1.      Hydrous Silicate Deposits

Profil dari type ini secara vertikal dari bawah ke atas: Ore horizon pada lapisan saprolite (Mg -

Ni silicate), kadar nikel antara 1,8% - 2,5%. Pada zona ini berkembang box-works, veining, relic

structure, fracture dan grain boundaries dan dapat terbentuk mineral yang kaya dengan nikel;

Garnierite (max. Ni 40%). Ni terlarut (leached) dari fase limonite (Fe-Oxyhydroxide) dan

terendapkan bersama mineral silika hydrous atau mensubstitusi unsur Mg pada serpentinite yang

teralterasi (Pelletier,1996). Jadi, meskipun nikel laterit adalah produk pelapukan, tapi dapat

dikatakan juga bahwa proses meningkatkan supergene sangat penting dalam pembentukan

formasi dan nilai ekonomis dari endapan hydrous silicate ini. Tipe ini dapat ditemui di beberapa

tempat seperti di New Caledonia, Indonesia, Philippina, Dominika, dan Columbia.

2. Clay Silicate Deposits

       Pada jenis endapan ini, Si hanya sebagian terlarut melalui air tanah, sisanya akan bergabung

dengan Fe, Ni, dan Al membentuk mineral lempung (clay minerals) seperti Ni-rich Nontronite

pada bagian tengah profil saprolite (lihat profil). Ni-rich serpentine juga dapat digantikan oleh

smectite atau kuarsa jika profil deposit ini tetap kontak dalam waktu lama dengan air tanah.

Kadar nikel pada endapan ini lebih rendah dari endapan Hydrosilicate yakni sekitar 1,2% (Brand

et al,1998).

3. Oxide Deposits

       Tipe terakhir adalah Oxide Deposit. Berdasarkan profil yang ditampilkan, bagian bawah

profil menunjukkan protolith dari jenis harzburgitic peridotite (sebagian besar terdiri dari mineral

jenis olivin, serpentine dan piroksen). Endapan ini angat rentan terhadap pelapukan terutama di

daerah tropis. Di atasnya terbentuk saprolite dan mendekati permukaan terbentuk limonite dan

ferricrete. Kandungan nikel pada tipe Oxide deposit ini berasosiasi dengan goethite (FeOOH)

dan Mn-Oxide. Sebagai tambahan, nikel laterit sangat jarang atau sama sekali tidak terbentuk

pada batuan karbonat yang mengandung mineral talk.

B.        Faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan bijih nikel laterit

v  Batuan asal.

       Adanya batuan asal merupakan syarat utama untuk terbentuknya endapan nikel laterit,

macam batuan asalnya adalah batuan ultra basa. Dalam hal ini pada batuan ultra basa tersebut: -

terdapat elemen Ni yang paling banyak di antara batuan lainnya - mempunyai mineral-mineral

yang paling mudah lapuk atau tidak stabil, seperti olivin dan piroksin - mempunyai komponen-

komponen yang mudah larut dan memberikan lingkungan pengendapan yang baik untuk nikel.

v  Iklim.

       Adanya pergantian musim kemarau dan musim penghujan dimana terjadi kenaikan dan

penurunan permukaan air tanah juga dapat menyebabkan terjadinya proses pemisahan dan

akumulasi unsur-unsur. Perbedaan temperatur yang cukup besar akan membantu terjadinya

pelapukan mekanis, dimana akan terjadi rekahan-rekahan dalam batuan yang akan

mempermudah proses atau reaksi kimia pada batuan.

Reagen-reagen kimia dan vegetasi. Yang dimaksud dengan reagen-reagen kimia adalah unsur-

unsur dan senyawa-senyawa yang membantu mempercepat proses pelapukan. Air tanah yang

mengandung CO2 memegang peranan penting di dalam proses pelapukan kimia. Asam-asam

humus menyebabkan dekomposisi batuan dan dapat mengubah pH larutan. Asam-asam humus

ini erat kaitannya dengan vegetasi daerah.

Dalam hal ini, vegetasi akan mengakibatkan: • penetrasi air dapat lebih dalam dan lebih

mudah dengan mengikuti jalur akar pohon-pohonan • akumulasi air hujan akan lebih banyak •

humus akan lebih tebal Keadaan ini merupakan suatu petunjuk, dimana hutannya lebat pada

lingkungan yang baik akan terdapat endapan nikel yang lebih tebal dengan kadar yang lebih

tinggi. Selain itu, vegetasi dapat berfungsi untuk menjaga hasil pelapukan terhadap erosi

mekanis.

v  Struktur

       Struktur yang sangat dominan yang terdapat didaerah Polamaa ini adalah struktur kekar

(joint) dibandingkan terhadap struktur patahannya. Seperti diketahui, batuan beku mempunyai

porositas dan permeabilitas yang kecil sekali sehingga penetrasi air sangat sulit, maka dengan

adanya rekahan-rekahan tersebut akan lebih memudahkan masuknya air dan berarti proses

pelapukan akan lebih intensif.

v  Topografi

       Keadaan topografi setempat akan sangat memengaruhi sirkulasi air beserta reagen-reagen

lain. Untuk daerah yang landai, maka air akan bergerak perlahan-lahan sehingga akan

mempunyai kesempatan untuk mengadakan penetrasi lebih dalam melalui rekahan-rekahan atau

pori-pori batuan. Akumulasi andapan umumnya terdapat pada daerah-daerah yang landai sampai

kemiringan sedang, hal ini menerangkan bahwa ketebalan pelapukan mengikuti bentuk topografi.

Pada daerah yang curam, secara teoritis, jumlah air yang meluncur (run off) lebih banyak

daripada air yang meresap ini dapat menyebabkan pelapukan kurang intensif.

v  Waktu

       Waktu yang cukup lama akan mengakibatkan pelapukan yang cukup intensif karena

akumulasi unsur nikel cukup tinggi.

C.     Profil Nikel Laterit

Profil secara keseluruhan dari nikel laterit terdiri dari 5 zona gradasi sebagai berikut :

v  Iron Capping 

       Merupakan bagian yang paling atas dari suatu penampang laterit. Komposisinya adalah akar

tumbuhan, humus, oksida besi dan sisa-sisa organik lainnya. Warna khas adalah coklat tua

kehitaman dan bersifat gembur. Kadar nikelnya sangat rendah sehingga tidak diambil dalam

penambangan. Ketebalan lapisan tanah penutup rata-rata 0,3 s/d 6 m. berwarna merah tua,

merupakan kumpulan massa goethite dan limonite. Iron capping mempunyai kadar besi yang

tinggi tapi kadar nikel yang rendah. Terkadang terdapat mineral-mineral hematite, chromiferous.

v  Limonite Layer 

       Merupakan hasil pelapukan lanjut dari batuan beku ultrabasa. Komposisinya meliputi oksida

besi yang dominan, goethit, dan magnetit. Ketebalan lapisan ini rata-rata 8-15 m. Dalam limonit

dapat dijumpai adanya akar tumbuhan, meskipun dalam persentase yang sangat kecil.

Kemunculan bongkah-bongkah batuan beku ultrabasa pada zona ini tidak dominan atau hampir

tidak ada, umumnya mineral-mineral di batuan beku basa-ultrabasa telah terubah menjadi

serpentin akibat hasil dari pelapukan yang belum tuntas. fine grained, merah coklat atau kuning,

lapisan kaya besi dari limonit soil menyelimuti seluruh area. Lapisan ini tipis pada daerah yang

terjal, dan sempat hilang karena erosi. Sebagian dari nikel pada zona ini hadir di dalam mineral

manganese oxide, lithiophorite. Terkadang terdapat mineral talc, tremolite, chromiferous, quartz,

gibsite, maghemite.

v  Silika Boxwork 

       putih – orange chert, quartz, mengisi sepanjang fractured dan sebagian menggantikan zona

terluar dari unserpentine fragmen peridotite, sebagian mengawetkan struktur dan tekstur dari

batuan asal. Terkadang terdapat mineral opal, magnesite. Akumulasi dari garnierite-pimelite di

dalam boxwork mungkin berasal dari nikel ore yang kaya silika. Zona boxwork jarang terdapat

pada bedrock yang serpentinized.

v  Saprolite 

       Zona ini merupakan zona pengayaan unsur Ni. Komposisinya berupa oksida besi, serpentin

sekitar <0,4% kuarsa magnetit dan tekstur batuan asal yang masih terlihat. Ketebalan lapisan ini

berkisar 5-18 m. Kemunculan bongkah-bongkah sangat sering dan pada rekahan-rekahan batuan

asal dijumpai magnesit, serpentin, krisopras dan garnierit. Bongkah batuan asal yang muncul

pada umumnya memiliki kadar SiO2 dan MgO yang tinggi serta Ni dan Fe yang rendah.

campuran dari sisa-sisa batuan, butiran halus limonite, saprolitic rims, vein dari endapan

garnierite, nickeliferous quartz, mangan dan pada beberapa kasus terdapat silika boxwork,

bentukan dari suatu zona transisi dari limonite ke bedrock. Terkadang terdapat mineral quartz

yang mengisi rekahan, mineral-mineral primer yang terlapukkan, chlorite. Garnierite di lapangan

biasanya diidentifikasi sebagai kolloidal talc dengan lebih atau kurang nickeliferous serpentin.

Struktur dan tekstur batuan asal masih terlihat.

v  Bedrock 

       bagian terbawah dari profil laterit. Tersusun atas bongkah yang lebih besar dari 75 cm dan

blok peridotit (batuan dasar) dan secara umum sudah tidak mengandung mineral ekonomis

(kadar logam sudah mendekati atau sama dengan batuan dasar). Batuan dasar merupakan batuan

asal dari nikel laterit yang umumnya merupakan batuan beku ultrabasa yaitu harzburgit dan dunit

yang pada rekahannya telah terisi oleh oksida besi 5-10%, garnierit minor dan silika > 35%.

Permeabilitas batuan dasar meningkat sebanding dengan intensitas serpentinisasi.Zona ini

terfrakturisasi kuat, kadang membuka, terisi oleh mineral garnierite dan silika. Frakturisasi ini

diperkirakan menjadi penyebab adanya root zone yaitu zona high grade Ni, akan tetapi posisinya

tersembunyi.

D.    Potensi Sumberdaya Mineral Nikel Laterit di Indonesia

Sebagian besar sumber nikel dunia yang telah diketahui terkandung dalam tipe depositlaterit.

Sekitar 72% sumber nikel dunia ditemukan terutama di daerah tropis sepertiIndonesia, Kuba,

Kaledonia Baru, Filipina dan Australia. Sisanya sebesar 28% adalah tipe deposit sulfida terutama

terdapat di Kanada dan Rusia.Walaupun mayoritas sumber nikel dunia yang diketahui

terkandung dalam laterit, produksi nikel dari sulfida lebih dominan karena kadar nikel yang lebih

tinggi dan pengolahan yang lebih mudah dibandingkan dengan tipe deposit laterit. Kadar nikel

dalam tipe deposit sulfida secara komersial bervariasi antara 0,5-8,0%, sedangkan dari tipe

deposit laterit sekitar 1,0-2,0%.

Saat ini, Indonesia mempunyai cadangan laterit nikel terindetifikasi sekitar 1.576 juta ton

dengan total kandungan nikel sebanyak 25 juta ton. Hal ini menjadikan Indonesia sebagai

sumber laterit nikel terbesar ketiga dunia setelah Kaledonia Baru dan Filipina (Gambar 1).

Distribusi deposit laterit nikel Indonesia dapat dilihat pada Gambar 2 dan untuk penyebaran

deposit nikel utama dunia disajikan pada Gambar 3.

Gambar 1. Sumberdaya laterit nikel dunia

Gambar 2. Distribusi deposit laterit nikel Indonesia

Gambar 3. Penyebaran deposit nikel utama dunia

Mineral-mineral terpenting yang mengandung nikel dan komposisi kimianya dapat dilihat pada

Tabel 1. Beberapa di antaranya tidak dikenal umum, dan hanya pentlandit, garnierit dan

nickelferous limonit yang mempunyai nilai ekonomi signifikan.

E.        Produksi Nikel

Variasi sumber nikel dan produk serta ketersediaan teknologi proses pengolahan menghasilkan

beberapa alternatif proses pengolahan yang berbeda tergantung pada bahan baku dan produk

yang ingin dihasilkan. Umumnya produk nikel dapat dibagi menjadi tiga (3) kelompok:

1. Nikel murni (kelas I), mengandung 99% atau lebih nikel, seperti nikelelektrolitik, pelet, briket,

granul, rondel dan serbuk.

2. Charge nickel (kelas II), mengandung nikel lebih kecil dari 99%, seperti ferronickel,nickel

matte, sinter nikel oksida.

3.        Bahan kimia, seperti nikel oksida, sulfat, klorid, karbonat, asetat hidroksid, danlain-lain.

BAB III

PENGOLAHAN NIKEL LATERIT

A.       Teknologi dan keekonomian proses pengolahan nikel laterit.

      

       Untuk memperoleh nikel dari tipe deposit laterit terdapat beberapa jalur proses pengolahan

dan dapat diklasifikasikan seperti ditunjukkan pada Gambar 4 dan 5. Komposisi deposit laterit

nikel akan bergantung pada tipe batuan induk, iklim tempat deposit terbentuk dan proses

pelapukan. Hal ini memberikan hubungan yang spesifik antara komponen deposit dan pilihan

proses pengolahannnya disertai kendalakendalanya.

Gambar

4. Skema profil laterit, komposisi kimia dan jalur proses ekstraksi

            Jalur proses pengolahan laterit nikel yang diterapkan secara komersial didasarkan pada

kandungan magnesium (Mg) dan rasio nikel-besi (Ni/Fe). Saat ini terdapat dua (2) pilihan jalur

proses ekstraksi, yaitu pirometalurgi dan hidrometalurgi (Gambar 5). Jalur proses ekstraksi

pirometalurgi menggunakan tipe laterit nikel saprolit dengan produk nikel berupa ferro-

nickel (FeNi), nickel pig iron, dan nickel sulfide matte (nickel matte). Sedangkan proses

hidrometalurgi paling umum diterapkan untuk laterit limonit.

            Walaupun laterit saprolit mengandung kadar nikel lebih tinggi (≤3%) daripada lapisan

limonit tetapi kandungan magnesium yang tinggi dalam saprolit menjadikannya kendala,

menyebabkan konsumsi asam lebih banyak.

Gambar 5. Bagan alir proses pengolahan laterit nikel

v  Proses Pirometalurgi

·         Pembuatan Ferro-Nickel

Pembuatan ferro-nickel dilakukan melalui dua rangkaian proses utama yaitu reduksi

dalam tungku putar (rotary kiln, RK) dan peleburan dalam tungku listrik (electric furnace, EF)

dan lazim dikenal denganRotary kiln Electric Smelting Furnace Process atau ELKEM Process.

Bijih yang telah dipisahkan, baik ukuran maupun campuran untuk mendapatkan

komposisi kimia yang diinginkan, diumpankan ke dalam pengering putar (rotary dryer) bersama-

sama dengan reductant danflux. Selanjutnya dilakukan pengeringan sebagian (partical

drying) atau pengurangan kadar air (moisture content), dan kemudian dipanggang pada tanur

putar (rotary kiln) dengan suhu sekitar 700 -1000°C tergantung dari sifat bijih yang diolah.

Maksud utama pemanggangan (calcination) adalah untuk mengurangi kadar air, baik yang

berupa air lembab (moisture content) maupun yang berupa air kristal (crystalized water), serta

mengurangi zat hilang bakar(loss of ignition) dari bahan-bahan baku lainnya. Selain itu,

pemanggangan dimaksudkan juga untuk memanaskan (preheating) dan sekaligus mencampur

bahan-bahan baku tersebut. Dalam tanur putar juga dilakukan reduksi

pendahuluan (prereduction) secara selektif untuk mengatur kualitas produk dan meningkatkan

efisiensi/produktivitas tanur listrik, sesuai dengan pasaran dan kadar bijih yang diolah. Sekitar

20% dari kandungan nikel bjiih tereduksi, reduksi terutama dilakukan untuk merubah Fe3+

menjadi Fe2+, sehingga energi yang dibutuhkan dalam tanur listrik menjadi lebih rendah. Bijih

terpanggang dan tereduksi sebagian dari tanur putar ini dimasukkan ke dalam tanur listrik secara

kontinu dalam keadaan panas (diatas 500°C), agar dapat dilakukan pereduksian dan peleburan.

Dari hasil peleburan diperoleh feronikel (crude ferronickel) yang selanjutnya dimurnikan pada

proses pemurnian. Crude ferronickel memiliki kandungan 15-25% Ni dan terkandungan

pengotor yang tinggi seperti karbon, silikon dan krom. Pemurnian dilakukan dengan oxygen

blowing untuk menghilangkan karbon, krom dan silikon juga ditambahkan flux berupa kapur,

dolomit, flouspar, aluminium, magnesium, ferosilikon dsb., untuk menghasilkanslag yang

memungkinkan sulfur dapat terabsorb pada saat pengadukan dengan injeksi nitrogen. Hasil

proses pemurnian dituang menjadi balok feronikel(ferronickel ingot) atau digranulasi menjadi

butir-butir feronikel(ferronickel shots), dengan kadar nikel di atas 30%. Diagram alir pembuatan

ferronickel disajikan pada Gambar 6. Sedangkan diagram alir pemurnian disajikan pada Gambar

7.

Gambar 6. Tipikal pembuatan ferronickel

Gambar 7. Tipikal pemurnian ferronickel

Bagan alir proses pengolahan mineral laterit nikel komersial di PT Antam dapat dilihat pada

Gambar 8 dengan produknya sebagai berikut.

Produk utama:

· Logam paduan ferronickel

· Komposisi kimia:

o High carbon Fe-Ni: 23.4%-Ni; 1.75%-C;

o Low carbon Fe-Ni: 24.4%-Ni; 0.01%-C

Produk samping:

· Terak; campuran logam oksida

Kondisi proses:

·Mempunyai kadar nikel tinggi (>2.2%Ni)

·Rasio Fe/Ni rendah (5-6)

·Kadar MgO tinggi

·Rasio SiO2/MgO >2.5

Gambar 8. Bagan alir proses ferronikel di PT. Aneka Tambang Tbk

·         Pembuatan Ni Matte

Nikel matte dibuat secara komersial pertama kali di Kaledonia Baru dengan

menggunakan blast furnace sebagai tanur peleburan dan gipsum sebagai sumber belerang

sekaligus sebagai bahan flux.Tetapi dewasa ini pembuatan matte dari bijih oksida dilakukan

dengan menggunakan tanur putar dan tanur listrik. Bagan alir yang disederhanakan dari proses

ini digambarkan pada Gambar 8. Gambar tersebut menunjukkan bahwa sebagian besar dari

tahap-tahap proses yang dilakukan dalam proses pembuatan ferronikel juga dilakukan dalam

proses ini. Bijih yang kandungan airnya dikurangi, dimasukkan ke dalam tanur putar Kemudian

berlangsung kalsinasi, pereduksian sebagian besar oksida nikel menjadi nikel, Fe2O3 menjadi

FeO logam Fe(sebagian kecil). Logam-logam yang dihasilkan kemudian bersenyawa

denganbelerang, baik yang berasal dari bahan bakar maupun bahan belerang yang sengaja

dimasukan untuk maksud tersebut. Produk tanur putar diumpankan ke dalam tanur listrik, untuk

menyempurnakan proses reduksi dan sulphurisasi sehingga menghasilkan matte. Furnace

Matte ini yang mengandung nikel kira-kira 30 - 35%, belerang kira-kira 10 - 15%, dan sisanya

besi, dimasukkan ke dalam converter untuk menghilangkan/mengurangi sebagian besar kadar

besi. Hasil akhir berupa matte yang mengandung nikel kira-kira 77%, belerang 21%, serta

kobaldan besi masing-masing kira-kira 1%. Dalam sejarah pembuatan nikel -matte di Kaledonia

Baru, selain dengan proses blast furnace, dibuat juga melalui ferronikel. Ke dalam feronikel

kasar cair dihembuskan belerang bersama-sama udara di dalam sebuah converter, sehingga

berbentuk matte primer (primary matte) dengan kandungan nikel kira-kira 60%, besi kira-kira

25%, karbon kira-kira 1,5%, dan sisanya belerang. Matte ini kemudian diubah (convert) dengan

cara oksida besi, sehingga diperoleh matte hasil akhir dengan kadar nikel 75 - 80% dan belerang

kira-kira 20%. Berbeda dengan feronikel, pada umumnya nikel dalam bentuk matte diproses

terlebih dahulu menjadi logam nikel atau nickel oxidic sinter sebelum digunakan pada industri

yang lebih hilir. Produknya adalah sebagai berikut.

Produk utama:

· Nickel matte

· Komposisi kimia: 70-78%-Ni; 0.5-1-%Co; 0.2-06%-Cu; 0.3-0.6%-Fe; 18-22%-S

Produk samping:

· Terak; campuran logam oksida

Kondisi proses:

· Mempunyai kadar nikel tinggi (>2.2%Ni)

· Rasio Fe/Ni rendah (>6)

· Kadar MgO tinggi

· Rasio SiO2/MgO antara 1.8-2.2

Gambar 8. Proses pembuatan nickel matte

·           Pembuatan Nikel Pig Iron (NPI)

Nickel pig iron adalah logam besi wantah dengan kandungan Ni sekitar 5-10% Ni yang

merupakan hasil dari proses peleburan bijih nikel kadar rendah di bawah 1.8% Ni. Pada saat ini

NPI dihasilkan dari proses peleburan bijih nikel kadar rendah dengan menggunakan tungku

tegak,blast furnace. NPI digunakan sebagai bahan baku pembuatan stainless steel.

Proses pembuatan NPI dengan jalur terdiri dari tahapan sintering dan peleburan dalam

tungku tegak. Biaya produksi pembuatan NPI melalui rute peleburan dalam tungku tegak adalah

$17,637 per ton sedangkan melalui rute peleburan dalam tungku listrik(electric arc furnace)

adalah $15,430 per ton (Macquarie Bank analysis).

Struktur biaya pembuatan NPI melalui peleburan dalam electric furnace adalah 37% dari

pembelian bijih nikel laterit, 9% untuk pembiayaan pekerja, pajak, refraktori,elektroda dsb, 1%

untuk pembiayan konsumsi lime flux, 6% untuk pembiyaan batubara sebagai reduktor, 8% untuk

pembiyaan batubara sebagai reduktor, struktur biaya disajikan pada Gambar 9.

Gambar 9. Struktur biaya pembuatan NPI dengan rute elektrik furnace

Rute lain untuk mengurangi konsumsi energi listrik adalah melalui jalurdead

reduction dalam rotary kiln. Tahapan terdiri dari sizing kemudian mengalami proses

pengeringan kemudian direduksi dalam rotary kilnsehingga baik nikel oksida dan besi

oksida terreduksi menjadi logam masing-masing dan membentuk nickel-ferro alloy.

Untuk memisahkan dari pengotor maka kalsin dari rotary kiln dilakukan penggerusan

danselanjutnya mengakami pemisahan dengan separator magnetik sehingga

dihasilkan konsentrat ferronickel. Konsentrat crude ferronickelkemudian dibriket/dipellet

dan dipasarkan. Proses ini dapat mengolah bijih nikel kadar rendah 0,8-1,5% Ni.

Gambar 10 memperlihatkan bagan alir pembuatan NPI/crude ferronickel dengan rute

reduksi dalam rotary kiln. Nilai investasi untuk menghasilkan 7000 tpn NPI adalah $7-10 juta.

Gambar 10. Pembuatan NPI dengan rute rotary kiln

v  Proses Hydrometalurgi

Dalam memilih jalur proses yang tepat untuk jenis endapan laterit tertentu dapat

digunakan bagan pada Gambar 11.

Gambar 11. Pemilihan proses berdasarkan jenis laterit

·         Proses PAL (Pressure Acid Leaching)-HPAL

Proses ini didasarkan kepada proses pelarutan pada suhu dan tekanan tinggi, masing-

masingsekitar 245°C dan 35 atm. Pabrik pengolahan nikel di Kuba merupakan pabrik pertama

yang menggunakan proses ini pada tahun 1959, dengan mengolah bijih nikellimonit yang

mengandung nikel kira-kira 1,3%, magnesium l%,dan besi sekitar 47%. Bagar alir yang

disederhanakan dari proses tersebut digambarkan pada Gambar 6. Bijih nikel diumpankan dalam

pabrik dalam bentuk lumpur (slurry) disamakan ukurannya (sizing) menjadi -20 mesh, dan

dilindi.. Hasilnya kira-kira 95% Ni+Co dalam bijih terlarut,sedang besi tertinggal dalam residu.

Setelah pemisahan/pencucian dengan decantation, asam yang berlebihan dinetralkan

dengan batu kapur. Kemudian nikel dan kobal diendapkan dengan menggunakan H2S. Presipitat

ini yang mengandung 55% nikel, 6% kobal, 0,3% besi, dan 30% belerang, awalnya diproses dan

dimurnikan menjadi serbuk atau briket nikel dan kobal pada pabrik pemurnian.

Pada mulanya proses ini dianggap sebagai mahal (high cost).Tetapi dengan adanya krisis

energi, dan atas dasar hasil-hasil penelitian dan pengembangan dalam bidang pengolahan nikel,

maka proses ini akhirnya dianggap salah satu proses pengolahan nikel yang mempunyai prospek

sangat baik. Sebab selain hanya memerlukan sedikit energi yang berasal dari fossil fuel, juga

dapat mengolah bijih nikel dari bermacam-macam jenis dan kadar nikel/kobal yang tinggi.

Amax proses adalah salah satu proses yang berhasil dikembangkan seperti dikemukakan

di atas. Pada tahap persiapan dilakukan pemisahan antara bijih halus yang terdiri atas jenis

limonit, dan bijih kasar yang terdiri atas jenis slikat. Bijih limonit langsung diumpankan pada

sistem high pressure leaching, sedangkan bijih silikat, setelah digiling, dimasukkan pada

sistem atmospheric pressure leachcing dengan menggunakan acidic pregnant

solution dari limonit leaching. Di lain pihak, residu atmospheric leaching diumpankan ke

dalam high pressure leaching system.

Dengan cara ini, nikel yang berada dalam kedua jenis bijih tersebut akan dapat diekstrak,

sementara MgO dalam bijih silikat dapat berfungsi untuk menetralkan asam yang masih tersisa

sebagai pengganti batu kapur yang dipakai dalam proses Moa Bay. Memang konsumsi asam

sulfat akan semakin tinggi dengan bertambahnya kadar magnesium dalam bijih, tetapi hal ini

dapat diimbangi oleh kadar nikel yang cukup tinggi. Selain itu magnesium yang terlarut akan

dapat diambil lagi (recover) untuk menghasilkan magnesia dengan kemurnian yang tinggi, dan

SO2 dapat digunakan kembali dalam proses. Cara ini didukung lagi dengan modifikasi di bidang

lain yang banyak dilakukan, misalnya pengaturan tekanan dan suhu yang lebih baik, cara

penambahan asam sulfat, cara presipitasi dengan H2S yang lebih baik, dan Iain-lain.

Gambar 12. Bagan alir proses PAL (pressure acid leaching)

Proses pemisahan nikel dan kobal daoat dilanjutkan melalui tahapan proses seperti pada bagan

alir pada Gambar 13.

Gambar 13. Proses pemisahan nikel dan kobal

·         Proses AL (Atmospheric Leaching)

Proses ini erupakan kombinasi proses piro dan hidrometalurgi (Proses Caron), mulamula

bijih direduksi pada temperatur tinggi, kemudian di leaching pada tekanan atmosfer.

Pemilihan teknologi proses yang akan diambil salah satunya tergantung pada jenis bijih

nikel, seperti yang dirangkum pada Tabel 5.

Tabel 5 . JENIS BIJIH VS TEKNOLOGI PROSES

BAB IV

PENUTUP

v Kesimpulan

            Endapan nikel laterit merupakan hasil pelapukan lanjut dari batuan ultramafik pembawa

Ni-Silikat. Umumnya terdapat pada daerah dengan iklim tropis sampai dengan subtropis.

Pengaruh iklim tropis di Indonesia mengakibatkan proses pelapukan yang intensif, sehingga

beberapa daerah di Indonesia bagian timur memiliki endapan nikel laterit. Proses konsentrasi

nikel pada endapan nikel laterit dikendalikan oleh beberapa faktor yaitu, batuan dasar, iklim,

topografi, airtanah, stabilitas mineral, mobilitas unsur, dan kondisi lingkungan yang berpengaruh

terhadap tingkat kelarutan mineral. Dengan kontrol tersebut akan didapatkan tiga tipe laterit

yaitu oksida, lempung silikat, dan hidrosilikat.

Untuk memperoleh nikel dari tipe deposit laterit terdapat beberapa jalur proses

pengolahan dan dapat diklasifikasikan seperti ditunjukkan pada Gambar 4 dan 5. Komposisi

deposit laterit nikel akan bergantung pada tipe batuan induk, iklim tempat deposit terbentuk dan

proses pelapukan. Hal ini memberikan hubungan yang spesifik antara komponen deposit dan

pilihan proses pengolahannnya disertai kendala kendalanya.

            Jalur proses pengolahan laterit nikel yang diterapkan secara komersial didasarkan pada

kandungan magnesium (Mg) dan rasio nikel-besi (Ni/Fe). Saat ini terdapat dua (2) pilihan jalur

proses ekstraksi, yaitu pirometalurgi dan hidrometalurgi (Gambar 5). Jalur proses ekstraksi

pirometalurgi menggunakan tipe laterit nikel saprolit dengan produk nikel berupa ferro-

nickel (FeNi), nickel pig iron, dan nickel sulfide matte (nickel matte). Sedangkan proses

hidrometalurgi paling umum diterapkan untuk laterit limonit.