LOGO

Nur Rosid Aminudin

2708 100 012

Dosen Pembimbing: Dr. Sungging Pintowantoro,ST.,MT

Jurusan Teknik Material dan Metalurgi Fakultas Teknologi Industri

Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

Study Proses Reduksi Mineral Tembaga Menggunakan Gelombang Mikro dengan Variasi

Daya dan Waktu Radiasi

LATAR BELAKANG

Indonesia merupakan negara yang kaya akan mineral dan

barang tambang

Kebutuhan tembaga nasional semakin meningkat

Tembaga banyak yang diekspor dalam bentuk bijih

Metode yang ada masih terdapat beberapa

kekurangan

Dibutuhkan metode ekstraksi masa kini

UU NO. 4 TAHUN 2009 tentang

PERTAMBANGAN MINERAL DAN

BATUBARA

Peraturan menteri no. 7 tahun 2012 tentang

mieral dan barang tambang

Persebaran tembaga di indonesia

Sumber : Badan Koordinasi Penanaman Modal indonesia

Aplikasi tembaga dalam kehidupan

Produksi Tembaga Nasional

Tahun

Bauksit Nikel Emas Perak Granit BijiBesi Konsentrat Tin

Konsentrat Tembaga

(ton) (ton) (kg) (kg) (ton) (ton) (tonmetrik) (tonmetrik)

2006 2 117 630 3 869 883 138 992 270 624 4 514 654 84 954 79 100 817 796

2007 1 251 147 7 112 870 117 854 268 967 1 793 440 84 371 64 127 796 899

2008 1 152 322 6 571 764 64 390 226 051 2 050 000 4 455 259 79 210 655 046

2009 935 211 5 819 565 140 488 359 451 na 4 561 059 56 602 973 347

2010 440 000 9 475 362 119 726 335 040 8 237 065 na 97 796 993 152

Sumber : Badan pusat statistik Indonesia

LATAR BELAKANG

Sumber : Badan pusat statistik Indonesia, Katalog 3101015

Metode Ekstraksi

Pirometalurgi Kekurangan : -Bahan bakar banyak -Polusi gas SO₂ -Biaya operasional tinggi

Hidrometalurgi Kekurangan :

-Hanya untuk mineral tertentu

-Waktu lama

Metode Ekstraksi Alternatif

Microwave Kelebihan :

-Proses lebih cepat

-Ramah lingkungan

-Mudah pengoperasian

nya

Ukuran Partikel

Silika

Daya

Jenis Bahan Bakar

Waktu

Variabel Proses Ekstraksi Dengan Mikrowave

Variasi daya dan waktu proses penyinaran gelombang mikro kadar Cu pada ekstraksi mineral tembaga

PERUMUSAN MASALAH

Penggunaan Daya↑ Kadar Cu ↑ Waktu Penyinaran ↑ Kadar Cu ↑

Hipotesis

BATASAN MASALAH

Biji tembaga dan pereduksi dianggap homogen Panas terisolasi sempurna Pancaran gelombang mikro dianggap sempurna Batu tahan api dianggap isolator

TUJUAN PENELITIAN

Mengetahui proses ekstraksi tembaga(ore) dengan gelombang mikro.

Mengetahui pengaruh variasi daya dan variasi waktu penyinaran sample terhadap peningkatan prosentase Cu.

Kalkopirit

Mineral Sulfide Ore

Sulit dilarutkan

80 % Sumber Bahan Tembaga

Sampingan : Au & Ag

Silika

Pada proses ekstraksi secara pirometalurgi, SiO2 mengikat Fe untuk membentuk slag sehingga pengotor dari konsentrat akan berkurang dan mempengaruhi viskositas dari lelehan logam (Davenport, 2002).

Komposisi SiO₂ Al₂O₃ MgO Moisture

% › 85% ‹ 5% ‹ 5% 5%

Microwave

Frekuensi berkisar antara 0.3 – 300 GHz, panjang gelombang pada ruang hampa sekitar 1mm – 1 m (Kazi E Haque, 1998).

Gelombang mikro

Mempolarisasi atom atau molekul

Menciptakan dipol listrik

Molekul bergetar

Friksi/Gesekan

PANAS

Interaksi Material→Gelombang Mikro

(Pickles, 2009). Kalkopiritt

Reaksi yang terjadi pada Ekstraksi Kalkopirit

2CuFeS2 + 13/4 O2 Cu2S. 1/2 FeS + 3/2 FeO + 5/2 SO2 molten matte 12200C ∆Ho = -450 MJ/Kg Mol CuFeS2

2FeO + SiO2 2FeO.SiO2 ∆Ho = -36,233 MJ/Kg Mol FeO silica flux molten slag 12500C

2 FeS + 3O2+ SiO2 2 FeO.SiO2 + 2 SO2 ∆Ho = -240 MJ/Kg Mol FeS Cu2S + O2 2Cu + SO2 ∆Ho = 36,6 MJ/Kg Mol Cu2S

CuFeS2 + SiO2 + 5/2 O2 Cu + FeO.1/2SiO2 + 2 SO2

∆Ho = -254.816 MJ/Kg Mol

METODOLOGI

METODOLOGI

Menyinari campuran mineral Kalkopirit dengan silica dengan gelombang micro yang berasal dari magnetron microwave sebagai sumber panasnya untuk mendapatkan temperatur yang tinggi.

Proses Ekstraksi

Pembangkitan panas Menggerakkan Molekul Mineral

Mempercepat reaksi

Timbul Gesekan Internal Temperatur meningkat

Melting / Meningkatkan Persentase

Mekanisme Pembangkitan Panas

Hasil Pengujian XRF

Komposisi Cu Al Si K Ca Ti Cr Mn Fe Zn S Mo

% Wt 11,32 8,79 21,4 0,8 0,4 0,83 0,88 0,06 39,5 6,01 3,5 6,2

Raw Material

Visual Material Uji

Komposisi Kimia

Proses Roasting

Komposisi Kimia

Komposis

i Cu Al Si K Ca Ti Cr Mn Fe Zn S Mo

% Wt 15,9 7,1 20,9 0,7 4,5 0,72 0,2 0.06 40,4 4,97 1,3 3,0

Daya(Watt) 1000 2000

Waktu(menit) 40 50 60 40 50 60

Cu 23,6 27,6 29,57 30,3 31,7 22,8

Al 7,9 8 3,4 3,3 3,5 2,9

Si 19,3 28,2 27,6 12,1 14,7 21,3

P 0,77 0,91 0,68 0,56 0,5 0,54

K 0,58 0,72 0,46 0,48 0,42 0,4

Ca 5,46 4,27 5,45 2,8 2,7 2,09

Ti 0,5 0,59 0,3 0,32 0,38 0,22

Mn 0,06 0,05 0,04 0,08 0,06 0,06

Fe 32,5 24,5 34,1 44,8 40,9 42,6

Persentase Cu hasil XRF

Hasil pengujian XRD

µ : Cu ϑ : CuS β : FeS α : SiO2

Grafik Variasi daya 1000 dan 2000 watt dengan Waktu radiasi 40 Menit

Hasil Pengujian X-RD

Hasil pengujian XRD

µ : Cu ϑ : CuS β : FeS α : SiO2

Grafik Variasi daya 1000 dan 2000 watt dengan Waktu radiasi 50 Menit

Hasil Pengujian X-RD

Hasil pengujian XRD

µ : Cu ϑ : CuS β : FeS α : SiO2

Grafik Variasi daya 1000 dan 2000 watt dengan Waktu radiasi 60 Menit

Hasil Pengujian X-RD

Pengujian SEM_EDX 40 menit

Pengujian SEM_EDX 50 menit

Pengujian SEM_EDX 60 menit

Analisa pengaruh daya terhadap kenaikan persentase Cu

Hubungan Daya dengan Energi

Hubungan Energi dengan Temperatur

Sehingga Dapat disimpulkan bahwa kanaikan daya yang digunakan pada proses ekstraksi berpengaruh terhadap kenaikan temperatur.

Gelombang mikro dapat digunakan untuk sumber pembangkit panas alternatif dalam proses ekstraksi.

Variasi Daya dan Waktu berpengaruh terhadap persentase Cu karena erat kaitannya terhadap temperatur dan reaksi yang terjadi selama proses ekstraksi.

Kesimpulan

Terima Kasih