AATAir Asam Tambang

Dampak dari kegiatan pertambangan

Dampak lingkungan yang dapat ditimbulkan dari kegiatanpertambangan (aspek biogeofisik): Dampak terhadap badan air: Kuantitas misalnya turunnya muka air tanah atau debit sungaiKualitas baik secara fisik (misalnya meningkatnya kekeruhan) maupun secara kimia (meningkatnya konsentrasi unsur/senyawa berbahaya bagi biota atau manusia)Dampak terhadap lahan karena kegiatan penggalian dan penimbunan Dampak terhadap udara menurunnya kualitas udara karena debu Dampak terhadap biota (karena pembersihan lahan) Salah satu dampak yang sangat penting adalah dampakterhadap badan air, terutama dari aspek kualitas air

Mengapa Air Asam Tambang?

Air asam tambang AAT (acid mine drainage - AMD atau air asam batuan acid rock drainage - ARD) adalah air yang bersifat asam (tingkat keasaman yang tinggi dan sering ditandai dengan nilai pH yang rendah di bawah 5) sebagai hasil dari oksidasi mineral sulfida yang terpajan atau terdedah (exposed) di udara dengan kehadiran airKegiatan penambangan, yang kegiatan utamanya adalah penggalian, mempercepat proses pembentukan AAT karena mengakibatkan terpajannya mineral sulfida ke udara, air dan mikroorganisme

AAT menjadi salah satu dampak penting dari kegiatan pertambangan yang harus dikelola tidak saja karena dampaknya terhadap lingkungan perairan atau air tanah, tetapi juga karena: Sekali telah terbentuk akan sulit untuk menghentikannya (kecualisalah satu komponennya habis)Bisa berdampak sangat lama, melampaui umur tambang; pengalaman menunjukkan bisa berlangsung sampai ratusan tahun

ropa dan Amerika Serikat menghadapi masalah dengan AAT yang terbangkitkan dari bekas-bekas tambang atau tambang yang sudah ditutup puluhan tahun bahkan ratusan tahun yang lalu, karena pengelolaannya menjadi tanggung jawab pemerintah Biaya yang dikeluarkan mencapai milyaran dollar Amerika

Memang tidak semua tambang dapat menghasilkan AATRisiko yang dihadapi oleh pertambangan terhadap AAT tidak saja pada masa operasi tetapi yang lebih penting adalah pada masa pascatambangJika mengacu pada Undang-undang No. 4 tahun 2009 tentang pertambangan mineral dan batubara serta Undang-undang No. 32 tahun 2009 tentang perlindungan dan pengelolaan lingkungan hidup, pelaku usaha pertambangan harus bertanggungjawab terhadap berbagai dampak lingkungan yang ditimbulkannya

Dampak yang dapat ditimbulkan dari AAT adalah terhadap biota perairan, baik secara langsung karena tingkat keasaman yang tinggi maupun karena peningkatan kandungan logam di dalam air (air yang bersifat asam mudah melarutkan logam-logam)

Bila terjadi kasus AAT pada pascatambang, bisa membuat pelaku usaha pertambangan bertanggungjawab selamanya atau harus mengeluarkan biaya yang sangat besar untuk melakukan penggalian& penimbunan kembali (re-mining)

Pembentukan AAT

Pembentukan AAT

SUNGAI TERCEMAR

PIT LAKE TERISI AAT

Pembentukan AAT dimungkinkan karena tersedianya: Mineral sulfida sumber sulfur/asam Oksigen (dalam udara) - pengoksidasi Air pencuci hasil oksidasiOleh karena itu perlu diketahui jenis sulfur yang terdapat di dalam batuan yang mudah teroksidasi adalah sulfur yang terdapat dalam bentuk mineral sulfida:it

FeS2- piritMoS2-molybdeniteFeS2- marcasiteCuFeS2chalcopiritFexSx- pyrrhotitePbS-galenaCu2S - chalcociteZnS- sphaleriteCuS-covelliteFeAsS-arsenopirit

Pendahuluan pembentukan AAT

Reaksi pertama adalah reaksi pelapukan dari pirit disertai proses oksidasi. pirit dioksidasi menjadi sulfat dan besi fero. Dari reaksi ini dihasilkan dua mol keasaman dari setiap mol pirit yang teroksidasi. O2 terlarut dapat juga mengoksidasi tetapi kurang penting karena kelarutannya sangat terbatasReaksi ini dapat terjadi baik pada kondisi abiotik maupun biotik

Selain oksidasi langsung, pirit dapat juga terlarut dan selanjutnya teroksidasi(1)2 FeS2 + 7 O2 + 2 H2O 2 Fe2+ + 4 SO 2-+ 4 H+Pyrite + Oxygen + Water Ferrous Iron + Sulfate + Acidity

Aqueous ferric ion juga dapat mengoksidasi pirit Reaksi oksidasi lanjutan dari pirit oleh besi ferri lebih cepat (2-3 kali) dibandingkan dengan oksidasi dengan oksigen danmenghasilkan keasaman yang lebih banyak per mol piritTetapi terbatas pada kondisi dimana terdapat jumlah yang cukup dari ion ferri (kondisi asam)FeS2 + 14 Fe3+ + 8 H2O 15 Fe2+ + 2 SO42- + 16 H+(2)Pyrite + Ferric Iron + Water Ferrous Iron + Sulfate + AcidityDengan demikian oksidasi pirit dimulai dengan reaksi (1) pada kondisi dekat netral dan dilanjutkan dengan reaksi (2) jika kondisi semakin asam (pH < 4,5)

Pada reaksi ketiga terjadi konversi dari besi ferro menjadi besi ferri yang mengkonsumsi satu mol keasaman. Laju reaksi lambat pada pH < 5 dan kondisi abiotik. Kehadiran bakteri acidithiobacillus ferrooxidans dapat mempercepat reaksi ini (5-6 kali).(3)4 Fe2+ + O2 + 4 H+ 4 Fe3+ + 2 H2OFerrous Iron + Oxygen + Acidity Ferric Iron + Water Anggapan bahwa ion ferri dapat mengoksidasi pirit tanpakehadiran oksigen tidak benar. Reaksi (3) menunjukkanbahwa oksigen diperlukan untuk mengoksidasi ion ferromenjadi ferri

Ion ferri yang dihasilkan pada reaksi (1) dapat mengalami oksidasi dan hidrolisa dan membentuk ferri hidroksida. Pembentukan presipitat ferri hidroksida tergantung pH, yaitu lebih banyak pada pH di atas 3,5.(4)Fe2+ + O2 + 5/2 H2 4 Fe(OH)3 + 2 H+

Jika reaksi (1) dan (4) digabungkan maka(5)FeS2 + 15/4 O2 + 7/2 H2O Fe(OH)3 + 2SO =+ 4H+Pyrite + Oxygen + Water "Yellowboy" + Sulfuric Acid

Prinsip pengelolaan AAT

Pencegahan terbentuknya AAT lebih baik dari padamengolahnya (prevention is better than treatment) karena: Lebih andal untuk jangka panjang Meminimalkan risikoLangkah pertama dari pencegahan identifikasi batuan yang berpotensi membentuk asam dan yang tidak berpotensi membentuk asam karakterisasiDengan mengetahui sebaran jenis-jenis batuan berdasarkan karakteristiknya dalam pembentukan AAT dapat disusun perencanaan pencegahan yang baik Hal ini perlu dilakukan sejak tahap eksplorasi, perencanaan &perancangan, konstruksi, penambangan, dan pascatambang

Prinsip pengelolaan AAT pengelolaanoverburden (OB management)

Tujuan pengujian

Pengujian terhadap sampel batuan bertujuan untuk mengetahuikarakteristik geokimia batuan terkait dengan pembentukan AAT Konsep perhitungan potensi asam:Kandungan sulfur sebesar 1% pada batuan sebanyak 1 ton akan menghasilkan asam sulfat sebanyak 30,62 kg yang membutuhkan 31,25 kg CaCO3 untuk menetralkannya.Jika sulfur dalam batuan tersebut terdapat dalam bentuk pirit, kandungan sulfur total dalam batuan secara akurat mengkuantifikasi potensi pembentukan asam Jika terdapat juga sulfur organik atau sulfat dalam jumlah yang cukupbesar, maka total sulfur akan memberikan prediksi yang overestimate.Di dalam batuan selain pirit bisa juga terdapat material basa (alkaline), umumnya dalam bentuk karbonat atau exchange cation dalam lempung, yang dapat mengurangi proses oksidasi atau menetralkan asam yang terbentuk. Material alkaline juga dapat mengontrol bakteri dan membatasi kelarutan dari besi ferri.Jumlah material alkaline ini diukur dengan kemampuannya untuk menetralkan asam

Potensi pembentukan asam

Ada dua jenis uji untuk menentukan potensi pembentukanasam, yaitu:Potensi pembentukan asam melalui penentuan secara independen komponen yang dapat membangkitkan dan menetralkan asam dikenal sebagai ABA (Acid-Base Accounting)Potensi pembentukan asam dinyatakan dalam satu nilai yang digunakan untuk menggambarkan kemungkinan asam yang dibangkitkan atau pelepasan asam yang terkandung dalam sampel NAG test dan paste PhUji-uji di atas relatif tidak mahal sehingga dapat dilakukan untuk jumlah sampel yang banyak hasilnya seringkali dipakai untuk kriteria penapisan dalam klasifikasi batuanABA awalnya dikembangkan untuk batubara tetapiselanjutnya juga digunakan pada tambang biji

Pengujian AAT

Perangkat untuk penapisan terdiri atas: Penentuan total sulfur (umumnya dengan metode LECO , tetapi jika tidaktersedia dapat juga dengan metode Eschka berdasarkan SNI 13-3481-1994 )Kapasitas penetralan asam atau acid neutralizing capacity (ANC) mengacu pada SNI 13-7170-2006, yang mengadopsi Sobek, A.A., Schuller, W.A., Freeman, J.R., and Smith, R.M., 1978. Field and Laboratory Methods Applicable to Overburdens and Minesoils. p.p. 47-50. U.S. Environmental Protection Agency, Cincinati, Ohio, 45268 (EPA-600/2-78-054)Pembentukan asam neto atau net acid generating (NAG) mengacu pada SNI 13-6599-2001 yang mengadopsi metode yang dikembangkan oleh EGi (Australia) dalam AMIRA (2002)pH pasta atau paste pH mengacu pada Sobek et al (1978) dan AMIRA (2002)Uji-uji di atas seringkali dikelompokkan sebagai uji statik (static test) karena tidak dapat menentukan laju reaksi pembentukan AAT

Neraca asam-basa (acid-base accounting, ABA)

Untuk mengklasifikasi batuan menjadi: Batuan yang berpotensi membentuk asam (potentially acid formingPAF) Batuan bukan pembentuk asam (non acid forming NAF) Cara perhitungan: Hitung potensi keasaman maksimum (maximum potential of acidityMPA) = total sulfur x 30,62 dalam satuan [kg H2SO4/ton batuan] Hitung potensi pembentukan asam neto (nett acid producing potentialNAPP) = MPA ANC dalam satuan [kg H2SO4/ton batuan] Hitung nisbah potensi neto (net potential ratio NPR) = ANC/MPA Kriteria batuan PAF NAPP > 0 NPR < 1 pH NAG < 4,5

Uji kinetik (kinetic test)

Uji kinetik (kinetic test) dilakukan untuk memvalidasi hasil uji statik,Memperkirakan laju pelapukan (reaksi pembentukan AAT) jangka panjang Memperkirakan potensi batuan untuk menghasilkan penyaliran yangdapat berdampak terhadap lingkunganUji kinetik adalah simulasi proses oksidasi (pelapukan) yang prosedurnya disesuaikan untuk mendapatkan informasi yang diperlukan dalam jangka waktu yang tidak terlalu lama (reasonable) ada dua jenis uji kinetik yang dikenal secara umum:Humidity cell test (HCT) suatu uji standar pada kondisi beroksigen dengan pencucian (flushing) secara periodik Column leach test

Humidity cell test (HCT)

Column leach test

Pengelolaan AAT

Seperti yang telah disampaikan di bagian awal, bahwa sekali AAT sudah terbangkitkan akan sangat sulit untuk menghentikannya Prinsip utama pengelolaan AAT sedapat mungkinmencegah terbentuknya AAT = upaya preventifTetapi pada kenyataannya pada kegiatan penambangan terbuka hal tersebut tidak dapat mencegah secara total terjadinyaAAT AAT yang terbentuk di dalam pit (baik di dinding atau pit wall maupun di dasar atau pit floor) tidak akan mungkin dicegah perlu ditangani (mitigasi)Upaya yang dapat dilakukan adalah mencegah terbentuknya AAT di daerah penimbunan batuan penutup rencana pengelolaan overburden (overburden management plan)

Tujuan pencegahan dan mitigasi

Prinsip dasar pencegahan pencemaran adalah menerapkansuatu proses perencanaan dan perancangan untuk mencegah, menahan, atau menghentikan proses-proses hidrologi, kimia, mikrobiologi, atau termodinamika yang menyebabkan pencemaran pada lingkungan perairan, pada atau sedekat mungkin dengan lokasi dimana terjadinya penurunan kualitas air (reduksi pada sumber) atau menerapkan upaya-upaya fisik untuk mencegah atau menahan transpor dari kontaminan ke badan air (antara lain dengan recycling, pengolahan/treatment dan/atau mengamankan timbunan)

Penanganan overburden

Melalui upaya segregasi dapat dipisahkan antara material PAF danNAFMetode yang umum diterapkan dalam penimbunan overburden adalah encapsulation dan layering menempatkan material PAF dan NAF sedemikian untuk menghindari terjadinya pembentukan AAT (mencegah oksidasi mineral sulfida dan/atau aliran air)

Penanganan overburden

Contoh metode encapsulation

Mengapa perlu pengolahan AAT

Pengolahan AAT diperlukan untuk agar memenuhi baku mutu lingkungan sebelum dilepaskan ke badan perairan alamiWalaupun metode pencegahan telah dilakukan dengan baik, tetap saja ada AAT yang terbangkitkan dan perlu diolah AAT yang tak dapat dicegah pembentukannya, misalnya: Dari mine pit Pengotor hasil dari pencucian batubara Stockpile batubara Pengolahan AAT dapat digolongkan menjadi: Pengolahan aktif (active treatment) Pengolahan pasif (passive treatment) Pengolahan ditempat (in situ treatment)

Pengolahan aktif - berbagai jenis materialalkali

Material/senyawaalkaliKebutuhanAlkali(ton/tonofkeasaman)EfisiensiNetralisasi(%yang terpakai)Biayarelatif($/ton)Batu kapur,CaCO31.0030 - 5010 15Hydrated lime,Ca(OH)20.749060100Kapur tohor,CaO0.569080240Sodaabu,Na2CO31.0660 - 80200 350Caustic soda,NaOH0.80100650 900Magna lime,MgO0.490ProjectspecificFlyashMaterialspecific-ProjectspecificKilndustMaterialspecific-ProjectspecificSlagMaterialspecific-Projectspecific

Contoh instalasi penambah kapur

Contoh instalasi penambah kapur

Pengolahan pasif (passive treatment)

Merupakan proses pengolahan yang tidak memerlukan intervensi,operasi atau perawatan oleh manusia secara regulerSuatu sistem pengolahan air yang memanfaatkan sumber energi yang tersedia secara alami seperti gradien topografi, energi metabolisme mikroba, fotosintesis dan energy kimia dan membutuhkan perawatan secara reguler tetapi jarang untuk beroperasi sepanjang umur rancangannya (Pulles et al, 2004, dalam GARD Guide, 2009)Suatu proses secara bertahap menghilangkan logam dan/atau keasaman dalam suatu biosistem seperti alami tetapi buatan manusia yang mendukung reaksi ekologi dan geokimia. Proses tsb tidak memerlukan tenaga atau bahan kimia setelah konstruksi dan akan berumur puluhan tahun dengan bantuan manusia secara minimum (Gusek, 2002, dalam GARD Guide, 2009)

Sistem pengolahan pasif (passive treatment)

Aplikasipadapenyaliran tambangTeknologipengolahanpasif

Lahanbasahaerobik(aerobic wetlands)NetalkalinedrainageAnoxiclimestonedrains(ALD)Netacidic,lowAl3+,lowFe3+,low dissolvedoxygendrainageLahanbasahanaerobik(Anaerobicwetlands)Netacidicwaterwithhighmetal contentReducingandalkalinity producingsystems(RAPS)Netacidicwaterwithhighmetal contentOpenlimestonedrains(OLD)Netacidicwaterwithhighmetal content,lowtomoderateSO4.

Lahan basah buatan (constructed wetlands)

AKHIRAir asam tambang adalah salah satu dampak penting dari kegiatan pertambangan (batubara & bijih) yang sekali terbentuk akan sulit menghentikannya dan dapat berlangsung untuk jangka waktu yang sangat lama melampaui umur tambangOleh karena itu harus menjadi perhatian dari semua pelaku tambang, walaupun tidak semua tambang berpotensi membentuk AATPenanganan AAT yang baik mencakup perencanaan yang terintegrasi dari sejak masa eksplorasi dan masa operasi sampai pasca tambangPencegahan AAT jauh lebih baik (efisien dari segi biaya tetapi efektif) dibandingkan pengolahan (treatment)Melalui pengelolaan yang baik, risiko juga semakin kecil

**