PENDAHULUAN

Yang dimaksud dengan bahan galian adalah bijih (ore), mineral industri (industrial minerals) atau bahan galian Golongan C dan batu bara (coal).

Pengolahan bahan galian (mineral beneficiation/mineral processing/mineral dressing) adalah suatu proses pengolahan dengan memanfaatkan perbedaan-perbedaan sifat fisik bahan galian untuk memperoleh produkta bahan galian yang bersangkutan. Khusus untuk batu bara, proses pengolahan itu disebut pencucian batu bara  (coal washing) atau preparasi batu bara (coal preparation).

Pada saat ini umumnya endapan bahan galian yang ditemukan di alam sudah jarang yang mempunyai mutu atau kadar mineral berharga yang tinggi dan siap untuk dilebur atau dimanfaatkan. Oleh sebab itu bahan galian tersebut perlu menjalani pengolahan bahan galian (PBG) agar mutu atau kadarnya dapat ditingkatkan sampai memenuhi kriteria pemasaran atau peleburan. Keuntungan yang bisa diperoleh dari proses PBG tersebut antara lain adalah :

Sedangkan metalurgi (metallurgy) adalah ilmu yang mempelajari cara-cara untuk memperoleh logam (metal) melalui proses fisika dan kimia serta mempelajari cara-cara memperbaiki sifat-sifat fisik dan kimia logam murni maupun paduannya (alloy). Metalurgi ada dua macam atau kelompok utama, yaitu :

Menurut Kirk-Othmer metalurgi ekstraktif adalah ilmu yang mempelajari cara-cara pengambilan (ekstraksi) logam dari bijih (ore = naturally occuring compounds) dan proses pemurniannya, sehingga sesuai dengan syarat-syarat komersial.

Metalurgi ekstraktif dibagi menjadi 3 (tiga) jalur, yaitu :

Perbedaan utama antara PBG dengan ekstraktif metalurgi adalah :

- kadar logam rendah       à kadar logam tinggi

- sifat-sifat fisik dan kimiaà tak berubah

- sifat-sifat fisik dan kimiaà berubah

2.  PENGOLAHAN BAHAN GALIAN (PBG)

Tahap-tahap utama dalam proses PBG terdiri dari (lihat Lampiran A) :

2.1.  KOMINUSI ATAU REDUKSI UKURAN (COMMINUTION)

Kominusi atau pengecilan ukuran merupakan tahap awal dalam proses PBG yang bertujuan untuk :

Kominusi ada 2 (dua) macam, yaitu :

Disamping itu kominusi, baik peremukan maupun penggerusan, bisa terdiri dari beberapa tahap, yaitu :

-  Tahap pertama / primer (primary stage)

-  Tahap kedua / sekunder (secondary stage)

-  Tahap ketiga / tersier (tertiary stage)

-  Kadang-kadang ada tahap keempat / kwarter (quaternary stage)

2.1.1.  Peremukan / Pemecahan (Crushing)

Peremukan adalah proses reduksi ukuran dari bahan galian / bijih yang langsung dari tambang (ROM = run of mine) dan berukuran besar-besar (diameter sekitar 100 cm) menjadi ukuran 20-25 cm bahkan bisa sampai ukuran 2,5 cm.

Peralatan yang dipakai antara lain adalah :

2.1.2.  Penggerusan / Penghalusan (Grinding)

Penggerusan adalah proses lanjutan pengecilan ukuran dari yang sudah berukuran 2,5 cm menjadi ukuran yang lebih halus. Pada proses penggerusan dibutuhkan media penggerusan yang antara lain terdiri dari :

Peralatan penggerusan yang dipergunakan adalah :

2.2.  PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)

Setelah bahan galian atau bijih diremuk dan digerus, maka akan diperoleh bermacam-macam ukuran partikel. Oleh sebab itu harus dilakukan pemisahan berdasarkan ukuran partikel agar sesuai dengan ukuran yang dibutuhkan pada proses pengolahan yang berikutnya.

2.2.1.  Pengayakan / Penyaringan (Screening / Sieving)

Pengayakan atau penyaringan adalah proses pemisahan secara mekanik berdasarkan perbedaan ukuran partikel. Pengayakan (screening) dipakai dalam skala industri, sedangkan penyaringan (sieving) dipakai untuk skala laboratorium.

Produk dari proses pengayakan/penyaringan ada 2 (dua), yaitu :

-    Ukuran lebih besar daripada ukuran lubang-lubang ayakan (oversize).

-    Ukuran yang lebih kecil daripada ukuran lubang-lubang ayakan (undersize).

Saringan (sieve) yang sering dipakai di laboratorium adalah :

Sedangkan ayakan (screen) yang berskala industri antara lain :

2.2.2.  Klasifikasi (Classification)

Klasifikasi adalah proses pemisahan partikel berdasarkan kecepatan pengendapannya dalam suatu media (udara atau air). Klasifikasi dilakukan dalam suatu alat yang disebut classifier.

Produk dari proses klasifikasi ada 2 (dua), yaitu :

-    Produk yang berukuran kecil/halus (slimes) mengalir di bagian atas disebut overflow.

-    Produk yang berukuran lebih besar/kasar (sand) mengendap di bagian bawah (dasar) disebut underflow.

Proses pemisahan dalam classifier dapat terjadi dalam tiga cara (concept), yaitu :

Hal ini dapat berlangsung apabila sejumlah partikel dengan bermacam-macam ukuran jatuh bebas di dalam suatu media atau fluida (udara atau air), maka setiap partikel akan menerima gaya berat dan gaya gesek dari media. Pada saat kecepatan gerak partikel menjadi rendah (tenang/laminer), ukuran partikel yang besar-besar mengendap lebih dahulu, kemudian diikuti oleh ukuran-ukuran yang lebih kecil, sedang yang terhalus (antara lain slimes) akan tidak sempat mengendap.

Peralatan yang umum dipakai dalam proses klasifikasi adalah :

2.3.  PENINGKATAN KADAR ATAU KONSENTRASI (CONCENTRATION)

Agar bahan galian yang mutu atau kadarnya rendah (marginal) dapat diolah lebih lanjut, yaitu diambil (di-ekstrak) logamnya, maka kadar bahan galian itu harus ditingkatkan dengan proses konsentrasi. Sifat-sifat fisik mineral yang dapat dimanfaatkan dalam proses konsentrasi adalah :

-    Perbedaan berat jenis atau kerapatan untuk proses konsentrasi gravitasi dan media berat.

-    Perbedaan sifat kelistrikan untuk proses konsentrasi elektrostatik.

-    Perbedaan sifat kemagnetan untuk proses konsentrasi magnetik.

-    Perbedaan sifat permukaan partikel untuk proses flotasi.

Proses peningkatan kadar itu ada bermacam-macam, antara lain :

2.3.1.  Pemilahan (Sorting)

Bila ukuran bongkahnya cukup besar, maka pemisahan dilakukan dengan tangan (manual), artinya yang terlihat bukan mineral berharga dipisahkan untuk dibuang.

2.3.2.  Konsentrasi Gravitasi (Gravity Concentration)

Yaitu pemisahan mineral berdasarkan perbedaan berat jenis dalam suatu media fluida, jadi sebenarnya juga memanfaatkan perbedaan kecepatan pengendapan mineral-mineral yang ada.

Ada 3 (tiga) cara pemisahan secara gravitasi bila dilihat dari segi gerakan fluidanya, yaitu :

-    Fluida tenang, contoh dense medium separation (DMS) atau heavy medium separation (HMS).

-    Aliran fluida horisontal, contoh sluice box, shaking table dan spiral concentration.

-    Aliran fluida vertikal, contoh jengkek (jig).

Bila jumlah partikel (mineral) di dalam fluida relatif sedikit, maka akan terjadi pengendapan bebas (free settling). Tetapi bila jumlah partikel banyak gerakannya akan terhambat sehingga terbentuk stratifikasi yang terdiri dari 3 (tiga) tahap sebagai berikut :

Produk dari proses konsentrasi gravitasi ada 3 (tiga), yaitu :

-    Konsentrat (concentrate) yang terdiri dari kumpulan mineral berharga dengan kadar tinggi.

-    Amang (middling) yaitu konsentrat yang masih kotor.

-    Ampas (tailing) yang terdiri dari mineral-mineral pengotor yang harus dibuang.

Peralatan konsentrasi gravitasi yang banyak dipakai adalah :

2.3.3. Konsentrasi dengan Media Berat (Dense/Heavy Medium Separation)

Merupakan proses konsentrasi yang bertujuan untuk memisahkan mineral-mineral berharga yang lebih berat dari pengotornya yang terdiri dari mineral-mineral ringan dengan menggunakan medium pemisah yang berat jenisnya lebih besar dari air (berat jenisnya > 1).

Produk dari proses konsentrasi ini adalah :

-    Endapan (sink) yang terdiri dari mineral-mineral berharga yang berat.

-    Apungan (float) yang terdiri dari mineral-mineral pengotor yang ringan.

Media pemisah yang pernah dipakai antara lain :

-    Air + magnetit halus dengan kerapatan 1,25 – 2,20 ton/m³.

-    Air + ferrosilikon dengan kerapatan 2,90 – 3,40 ton/m³.

-    Air + magnetit + ferrosilikon dengan kerapatan 2,20 – 2,90.

-    Larutan berat seperti tetra bromo ethana (b.j. = 2,96), bromoform (b.j. = 2,85) dan methylene jodida (b.j. = 3,32). Tetapi larutan berat ini harganya mahal, oleh sebab itu hanya dipakai untuk percobaan-percobaan di laboratorium.

Peralatan yang biasa dipakai adalah gravity dense/heavy medium separators yang berdasarkan bentuknya ada 2 (dua) macam, yaitu :

2.3.4.  Konsentrasi Elektrostatik (Electrostatic Concentration)

Merupakan proses konsentrasi dengan memanfaatkan perbedaan sifat konduktor (mudah menghantarkan arus listrik) dan non-konduktor (nir konduktor) dari mineral.

Kendala proses konsentrasi ini adalah :

-    Hanya sesuai untuk proses konsentrasi dengan jumlah umpan yang tidak terlalu besar.

-    Karena prosesnya harus kering, maka timbul masalah dengan debu yang berterbangan.

Mineral-mineral yang bersifat konduktor antara lain adalah :

-    Magnetit (Fe₃ O₄)

-    Kasiterit (Sn O₂)

-    Ilmenit (Fe Ti O₃)

-    Molibdenit (Mo S₂)

-    Wolframit [(Fe, M) WO₄]

-    Galena (Pb S)

-    Pirit (Fe S₂)

Produk dari proses konsentrasi ini adalah :

-    Mineral-mineral konduktor sebagai konsentrat.

-    Mineral-mineral non-konduktor sebagai ampas (tailing).

Peralatan yang biasa dipakai adalah :

-  plate electrostatic separator

-  screen electrostatic separator

2.3.5.  Konsentrasi Magnetik (Magnetic Concentration)

Adalah proses konsentrasi yang memanfaatkan perbedaan sifat kemagnetan (magnetic susceptibility) yang dimiliki mineral. Sifat kemagnetan bahan galian ada 3 (tiga) macam, yaitu :

-    Ferromagnetic, yaitu bahan galian (mineral) yang sangat kuat untuk ditarik oleh medan magnet. Misalnya magnetit (Fe₃ O₄).

-    Paramagnetic, yaitu bahan galian yang dapat tertarik oleh medan magnet. Contohnya hematit (Fe₂ O₃), ilmenit (Se Ti O₃) dan pyrhotit (Fe S).

-    Diamagnetic, yaitu bahan galian yang tak tertarik oleh medan magnet. Misalnya : kwarsa (Si O₂) dan feldspar [(Na, K, Al) Si₃ O₈].

Jadi produk dari proses konsentrasi yang berlangsung basah ini adalah :

-    Mineral-mineral magnetik sebagai konsentrat.

-    Mineral-mineral non-magnetik sebagai ampas (tailing).

Peralatan yang dipakai disebut magnetic separator yang terdiri dari :

-  concurrent

-  countercurrent

-  counter rotation

Sedang letak magnetnya bisa :

-    Suspended magnets

-    Suspended magnets with continuous removal

-    Cobbing drum

2.3.6.  Konsentrasi Secara Flotasi (Flotation Concentration)

Merupakan proses konsentrasi berdasarkan sifat “senang terhadap udara” atau “takut terhadap air” (hydrophobic). Pada umumnya mineral-mineral oksida dan sulfida akan tenggelam bila dicelupkan ke dalam air, karena permukaan mineral-mineral itu bersifat “suka akan air” (hydrophilic). Tetapi beberapa mineral sulfida, antara lain kalkopirit (Cu Fe S₂), galena (Pb S), dan sfalerit (Zn S) mudah diubah sifat permukaannya dari suka air menjadi suka udara dengan menambahkan reagen yang terdiri dari senyawa hidrokarbon. Sejumlah reagen kimia yang sering digunakan dalam proses flotasi adalah :

Produk flotasi ada 3 (tiga) macam, yaitu :

-    Konsentrat (concentrate) yang berupa mineral-mineral yang ikut terapung (mineral-mineral apungan) dengan gelembung-gelembung udara.

-    Amang (middling) yang merupakan mineral-mineral apungan yang masih mengandung banyak mineral-mineral pengotor.

-    Ampas (tailing) yang tenggelam terdiri dari mineral-mineral pengotor.

Peralatan yang biasa dipakai adalah :

-  Agitair cell

-  Denver cell

-  Krupp cell

-  Outokumpu cell

-  Wemco-Fagregren cell

-  Column cell

-  Cyclo cell

-  Davcra cell

-  Flotaire cell

2.4.  PENGURANGAN KADAR AIR / PENGAWA-AIRAN (DEWATERING)

Kegiatan ini bertujuan untuk mengurangi kandungan air yang ada pada konsentrat yang diperoleh dengan proses basah, misalnya proses konsentrasi gravitasi dan flotasi.

Cara-cara pengawa-airan ini ada 3 (tiga), yaitu :

2.4.1.  Cara Pengentalan / Pemekatan (Thickening)

Konsentrat yang berupa lumpur dimasukkan ke dalam bejana bulat. Bagian yang pekat mengendap ke bawah disebut underflow, sedangkan bagian yang encer atau airnya mengalir di bagian atas disebut overflow. Kedua produk itu dikeluarkan secara terus menerus (continuous).

Peralatan yang biasa dipakai adalah :

2.4.2.  Cara Penapisan / Pengawa-airan (Filtration)

Dengan cara pengentalan kadar airnya masih cukup tinggi, maka bagian yang pekat dari pengentalan dimasukkan ke penapis yang disertai dengan pengisapan, sehingga jumlah air yang terisap akan banyak. Dengan demikian akan dapat dipisahkan padatan dari airnya.

Peralatan yang dipakai adalah :

-    intermitten, misalnya Moore leaf filter.

-    Continuous ada beberapa tipe, yaitu :

*   bentuk silindris / tromol (drum type), misalnya : Oliver filter, Dorrco filter.

*   bentuk cakram (disk type) berputar, contohnya : American filter.

*   bentuk lembaran berputar (revolving leaf type), contohnya : Oliver filter.

*   bentuk meja (desk type), misalnya : Caldecott sand table filter.

-    Merrill plate and frame filter

-    Kelly pressure filter

-    Burt revolving filter

2.4.3.  Pengeringan (Drying)

Yaitu proses untuk membuang seluruh kandung air dari padatan yang berasal dari konsentrat dengan cara penguapan (evaporization/evaporation).

Peralatan atau cara yang dipakai ada bermacam-macam, yaitu :

-    tower drier, material (mineral) yang basah dijatuhkan di dalam saluran silindris vertikal yang dialiri udara panas (80o – 100^o).

-    rotary drier, material yang basah dialirkan ke dalam silinder panjang yang diputar pada posisi agak miring dan dialiri udara panas yang berlawanan arah.

2.5.  PENANGANAN MATERIAL (MATERIAL HANDLING)

Bahan galian (mineral/bijih) yang mengalami PBG harus ditangani dengan cepat dan seksama, baik yang berupa konsentrat basah dan kering maupun yang berbentuk ampas (tailing).

2.5.1.  Penanganan Material Padat Kering (Dry Solid Handling)

Bila masih berupa bahan galian hasil penambangan (ROM), maka harus ditumpuk di tempat yang sudah ditentukan yang di sekelilingnya telah dilengkapi dengan saluran penyaliran (drainage system). Tetapi jika sudah berupa konsentrat, maka harus disimpan di dalam gudang yang tertutup sebelum sempat diproses lebih lanjut.

2.5.2.  Penanganan Lumpur (Slurry Handling)

Bila lumpur itu sudah mengandung mineral berharga yang kadarnya tinggi, maka dapat segera dimasukkan ke pemekat (thickener) atau penapis (filter). Jika masih agak kotor (middling), maka harus diproses dengan alat khusus yang sesuai.

2.5.3.  Penanganan / Pembuangan Ampas (Tailing Disposal)

Kegiatan ini yang paling sulit penanganannya karena :

3. METALURGI EKSTRAKTIF (EXTRACTIVE METALLURGY) DAN PEMURNIAN (REFINING)

Tahapan proses (process aims) pada metalurgi ekstraktif (lihat Lampiran B, C dan D) adalah :

Metalurgi ekstraktif terdiri dari :

3.1.  PIROMETALURGI (PYROMETALLURGY)

Suatu proses ekstraksi metal dengan memakai energi panas. Suhu yang dicapai ada yang hanya 50^o – 250^o C (proses Mond untuk pemurnian nikel), tetapi ada yang mencapai 2.000^o C (proses pembuatan paduan baja).       Yang umum dipakai hanya berkisar 500^o – 1.600^o C ; pada suhu tersebut kebanyakan metal atau paduan metal sudah dalam fase cair bahkan kadang-kadang dalam fase gas.

Umpan yang baik adalah konsentrat dengan kadar metal yang tinggi agar dapat mengurangi pemakaian energi panas. Penghematan energi panas dapat juga dilakukan dengan memilih dan memanfaatkan reaksi kimia eksotermik (exothermic).

Sumber energi panas dapat berasal dari :

Peralatan yang umumnya dipakai adalah :

Sedangkan untuk pemurniannya dipakai :

3.2.  HIDROMETALURGI (HYDROMETALLURGY)

Yaitu proses ekstraksi metal dengan larutan reagen encer (< 1 gramol) dan pada suhu < 100^o C. Reaksi kimia yang dipilih biasanya yang sangat selektif;

artinya hanya metal yang diinginkan saja yang akan bereaksi (larut) dan kemudian dipisahkan dari material yang tak diinginkan.

Kondisi yang baik untuk hidrometalurgi adalah :

Peralatan yang dipergunakan adalah :

3.3.  ELEKTROMETALURGI (ELECTROMETALLURGY)

Suatu proses ekstraksi logam yang memakai teknik elektro-kimia, misalnya : baterai dan elektrolisa (electrolysis = electrorefining). Pada proses ini kecuali diperlukan arus listrik sebagai sumber energi juga diperlukan elektroda (electrodes) dan cairan elektrolit (electrolyte).

Elektroda harus memiliki sifat-sifat :

Bila elektroda itu padat, ada syarat tambahan agar proses elektrolisa berlangsung memuaskan, yaitu harus :

Elektrolit harus memiliki sifat-sifat :

Peralatan yang biasa dipakai electric arc furnace.

Zeolit ditemukan dalam batuan tufa yang terbentuk hasil sedimentasi debu vulkanikyang telah mengalami proses alterasi. Sebagai produk piroklastik atau aktivitasgunung api berupa semburan ke udara yang kemudian jatuh kedalam suatulingkungan pengendapan, selanjutnya bahan tersebut mengalami rombakan oleh aktivitas air dan terendapkan kembali pada lingkungan pengendapan yang lain,karena aktivitas tektonik berupa pengangkatan dan diikuti oleh proses eksogenik yang intensif menyebabkan bahan galian tersebut tersingkap seperti saat ini. Proses alterasi berlangsung pada lingkungan pengendapan yang baru menyebabkan terubahnya sebagian material gelas vulkanik yang berukuran halus menjadi mineral zeolit.

Secara geologi endapan zeolit terbentuk karena proses sedimentasi debu vulkanik pada lingkungan danau yang bersifat alkali, proses diagenetik dan proses hidrothermal.Berdasarkan genesanya zeolit dapat terbentuk oleh:

II.1.1. Endapan zeolit yang berasal dari sedimen debu vulkanik

Endapan zeolit jenis ini dicirikan oleh zona mineralogi secara lateral. Keadaan ini diakibatkan oleh perubahan komposisi air danau yaitu mulai dari indikasi debu vulkanik yang tidak mengalami alterasi dan tersingkap pada batas cekungan danau, kemudian diikuti oleh zona zeolit yang pada akhirnya terbentuk zona natrium feldsfar ditengah - tengah cekungan. Endapan zeolit jenis ini mempunyai struktur yang sangat sederhana dengan ketebalan hanya beberapa centimeter hingga beberapa meter.

Daerah penyebaran cukup luas dan mempunyai konsentrasi tinggi untuk jenis mineral zeolit tertentu. Endapan ini umumnya dijumpai pada daerah yang bersifat asam dan kering dan mineral zeolit yang umum adalah klinoptilolit, erionit, khabazit dan filipsit.

II.I.2. Endapan zeolit yang berasal dari alterasi air tanah

Endapan zeolit jenis ini dicirikan oleh lapisan tufa riolitik yang tebal. Zona zeolit yang terbentuk lebih bersifat vertikal dari pada horizontal. Keadaan ini disebabkan oleh perubahan komposisi kimia sebagai akibat reaksi dengan air tanah. Endapan ini mempunyai ketebalan yang dapat mencapai ratusan meter. Mineral zeolit yang umum dijumpai adalah jenis klinoptilolit dan mordenit.

II.I.3. Endapan zeolit jenis diagenetik

Endapan zeolit jenis ini dicirikan oleh perlapisan yang sangat tebal dengan penyebaran yang sangat luas, namun kandungan mineral zeolit sangat rendah. Endapan zeolit jenis ini mengandung mineral heulandit dan laumonit

II.I.4. Endapan zeolit jenis Hidrothermal

Endapan zeolit jenis ini dicirikan oleh zona mineralisasi klinoptilolit dan mordenit pada daerah intrusi yang dangkal dan dingin. Endapan zeolit jenis ini mempunyai kadar yang tinggi, keterdapatannya dialam sangat terbatas, sehingga kurang begitu ekonomis untuk ditambang.

II.2.SIFAT ZEOLIT

Didalam penggunaannya sebagai bahan galian industri zeolit sangat ditentukan oleh sifat - sifat fisik dan kimianya. Sifat - sifat tersebut sangat mempengaruhi didalam proses industri. Sifat zeolit tersebut terdiri dari:

II.2.1.Penyerap

Penyerap adalah proses ikatan suatu molekul atau unsur pada permukaan unsur lain. Penggunaan zeolit sebagai bahan penyerap karena:

- zeolit bersifat selektif dan mempunyai kapasitas tukar kation cukup tinggi

- zeolit dapat memisahkan molekul - molekul berdasarkan ukuran dan bentuk struktur kristal zeolit

Jika beberapa molekul memasuki sistem pori zeolit salah satu molekul tersebut akan tertahan yang berdasarkan pada kepolaran atau efek interaksi molekul tersebut dengan zeolit.

II.2.2. Penukar Kation

Mineral alam, seperti zeolit dan lempung (senyawa kation-kation dalam zeolit dapat dipertukarkan dengan kation lain di luar kerangka zeolit dalam suatu larutan.Kation kation dalam zeolit dapat ditukarkan dengan kation lain dalam suatu larutan. Hal ini disebabkan oleh ion - ion dalam pori - pori kristal zeolit selalu memelihara kenetralan muatan listriknya, selain disebabkan oleh ion yang dapat bergerak bebas, kapasitas tukar kation tergantung kepada ukuran, muatan ion, dan jenis zeolit. Selain sebagai penukar kation zeolit juga dapat berfungsi sebagai penukar anion. Dalam hal ini kedudukan gugus hidroksil (OH) pada zeolit memegang peranan penting. Gugus hidroksil pada zeolit dapat dibentuk dengan metode deamonisasi melalui proses pertukaran ion NH4 pada zeolit.

Bila suatu zeolit dicelup dalam larutan, ion-ion dari muatan yang berlawanan dengan muatan yang ada pada zeolit, akan tertarik dan menempel pada permukaannya. Ionion yang menempel tersebut dapat dilepaskan kembali (dielutriasi) dengan cara mencuci zeolit dalam larutan yang mengandung ion-ion dengan tanda yang sama seperti muatan yang ada pada zeolit asal. Pada dasarnya senyawa - senyawa alumina silikat mengandung kation aluminium, SiO2 dan logam alkali tanah / logam alkali.

Struktur zeolit yang mempunyai struktur rangka 3 dimensi dengan rongga - rongga dan lorong - lorong teratur secara berkesinambungan dengan ukuran tertentu, maka ion ion logam dan molekul air bergerak. Dengan struktur ini zeolit yang mempunyai karekteristik spesifik sebagai penapis molekul yang baik dan dapat berhidrasi – dehidrasi secara reversibel. Sifat ini antara lain dimanfaatkan didalam penjernihan air, bidang pertanian, untuk mengontrol pembebasan ion - ion NH4, Ca 2+, K dan N2 dari pupuk karena zeolit dapat secara efektif meningkatkan kapasitas tukar kation alkali tanah hingga ion - ion pupuk tersebut tidak mudah larut. Juga dimanfaatkan dalam pengolahan limbah air industri, limbah peternakan, limbah rumah tangga dan industri bahan makanan, untuk menghilangkan kesadahan air dan bau, warna dari limbah sampah atau industri.

II.2.3. Katalis

Reaksi katalis terjadi didalam pori - pori kristal zeolit. Oleh karena itu sifat zeolit yang sangat penting sebagai katalis adalah ukuran pori - pori dan volume kosong yang besar, disamping itu perbandingan atom Si dan Al mempengaruhi sifat zeolit sebagai katalis. Sifat - sifat tersebut dapat terjadi karena struktur dan sifat muatan listrik yang dimiliki oleh kerangka zeolit baik, pada permukaan maupun didalam rongganya. Zeolit baru akan bekerja sesuai dengan struktur kimiawinya setelah mengalami proses pengolahan. Zeolit adalah salah satu diantara sekian banyak mineral senyawa alumina silikat, dengan kerangka struktur 3 dimensi senyawa alumina silikat terdiri dari dua bagian yaitu bagian netral dan bagian yang bermuatan. Bagian netral semata - mata dibangun oleh silikon dan oksigen dan jenisnya bervariasi antara SiO4 sampai SiO2. Bagian muatan dibangun oleh ion alumina dan oksigen, dalam bagian ini terjadi penggantian ion pusat silikon bervalensi empat dengan kation aluminium yang bervalensi tiga, sehingga setiap penggantian ion silikon oleh ion aluminium memerlukan satu ion logam alkali tanah yang monovalen atau setengah ion logam bivalen seperti Na+, K+, Cr 2+, Mg 2+, Ba 2+ dan lain - lain, untuk menetralkan muatan listriknya. Sebagai katalis zeolit mempunyai keistimewaan berupa lama pemakaian (life time) yang lebih panjang bila dibandingkan dengan bahan katalis lainnya.

II.3. MINERALOGI

Zeolit alam merupakan senyawa alumino silikat terhidrasi dengan unsur utama yang terdiri dari kation alkali dan alkali tanah. Senyawa ini berstruktur tiga dimensi dan mempunyai pori yang dapat diisi oleh molekul air. Rumus empiris zeolit alam adalah:

M2/n Al2O3 x(SiO2) yH2O

Dimana :

M ; kation alkali atau alkali tanah

n ; valensi kation

x ; suatu harga dari 2-10

y ; suatu harga dari 2-7

Ion Na dan K merupakan kation yang dapat dipertukarkan sedangkan atom Al dan Si merupakan struktur kation dan oksigen akan membentuk struktur tetrahedron pada zeolit. Molekul - molekul air yang terdapat dalam zeolit merupakan molekul yang mudah lepas. Zeolit alam terbentuk dari reaksi antara batuan tufa asam berbutir halus dan bersifat riolitik dengan air pori atau air meteorik. Komponen utama pembangun

struktur zeolit adalah struktur bangun primer (SiO4)4- yang mampu membentuk struktur tiga dimensi. Muatan listrik yang dimiliki oleh kerangka zeolit baik yang terdapat dipermukaan maupun didalam pori menyebabkan zeolit dapat berperan sebagai penukar kation, penyerap dan katalis.

Pori - pori zeolit terbentuk dengan cara pengusiran air pada pemanasan diatas 100 0C. Kesadahan seperti ini memungkinkan zeolit dapat menyerap molekul - molekul yang mempunyai garis tengah lebih kecil dari pori - pori zeolit tersebut. Kandungan air yang terperangkap dalam rongga zeolit biasanya berkisar antara 10-35%.

Perbandingan antara atom Si dan Al yang bervariasi akan menghasilkan banyak jenis atau spesies zeolit yang terdapat dialam. Sampai saat ini telah ditemukan lebih dari 50 jenis spesies zeolit, namun mineral pembentuk zeolit terbesar ada 9 yaitu analsim, habazit, klinoptilolit, erionit, morenit, ferrierit, heulandit, laumontit dan fillipsit.

Tabel 2.1. Stabilitas zeolit terhadap suhu

Jenis Mineral Zeolit                                                                       Suhu

Klinoptilolit (kaya ion Ca)                                                500 0 C (maks.)

Klinoptilolit (kaya ion K)                                                 8000C (maks.)

Khabazit                                                                         600 - 8650C

Laumonit                                                                        345 - 8000C

Mordenit                                                                        800 - 10000C

Filipsit                                                                            360 - 4000C

II.4. KRISTALOGRAFI

Zeolit adalah kristal alumino silikat dari elemen grup IA dan grup IIA seperti natrium, kalium, magnesium, dan kalsium. Struktur Kristal zeolit memebentuk suatu kerangka tetrahedron berantai dalam bentuk tiga dimensi. Pada Kristal zeolit, kedudukan atom pusat tetrahedron ditempati oleh atom Si dan Al, sedangkan atom atom oksigen barada pada sudut sudutnya.

Kedudukan atom Al dalam posisi tetrahedral memerlukan tambahan muatan positif sebagai penetral muatan listrik, seperti kation logam alkali atau alkali tanah. Keadaan sespeti ini yang menyababkan zeolit dapat bersifata sebagai penukar kation (cation- exchange ) sedangkan pori pori yang terdapat di dalam struktur Kristal zeolit diisi oleh molekul air. Pada umumnya pori pori tersebut mancapai 20-30% dari total volume kristalnya.

Struktur Kristal zeolit mempunyai sifat hidrofolik serta memperlihatkan sifat afinitas yang sangat kuat terhadap molekul air. Dengan demikian semua aplikasi adsorbs (penjerapan ) dan reaksi reaksi lainnya memerlukan proses dehidrasi terlebih dahulu untuk mencpai kondisi bebas air. Perlu diketahui bahwa semua proses penjerapan katalis, dan penukaran kation terjadi di dalam struktur Kristal zeolit ini.

Secara garis besar, struktur zeolit dibangun tiga bagian utama, yaitu :

Beberapa specimen zeolit berwarna putih, kebiruan, kemerahan, coklat,dll., karena hadirnya oksida besi atau logam lainnya. Densitas  zeolit antara2,0 - 2,3 g/cm3, dengan bentuk halus dan lunak. Kilap yang dimiliki bermacam-macam. Struktur zeolit dapat dibedakan dalam tiga komponen yaiturangka aluminosilikat, ruang kosong saling berhubungan yang berisi kationlogam, dan molekul air dalam fase occluded.Morfologi dan sistem Kristal zeolit. Zeolit berbentuk kristal aluminosilikatterhidrasi yang mengandung muatan positif dari ion-ion logam alkali dan alkalitanah dalam kerangka kristal tiga dimensi, dengan setiap oksigen membatasiantara dua tetrahedral

Gambar 2.4. Rangka zeolit yang terbentuk dari ikatan 4 atom O dengan 1 atom Si(Bell, 2001)

 

PERTAMBANGAN

3.1 Penambangan

Secara umum, penambangan zeolit dilakukan secara tambang terbuka. Peralatan yang digunakan dapat yang  sederhana hingga mekanis, tergantung kepada kapasitas produksi (skala menengah ke atas), penggalian zeolit dengan cara pemboran dan peledakan tidak dapat dihindari, mengingat kekerasan zeolit cukup tinggi.

Tahap penambangan zeolit terdiri atas :

Produk tambang zeolit berukuran 20 – 30 cm, atau sesuai dengan mesin peremuk utama yang digunakan.

3.2 Pengolahan

Pengolahan zeolit dilakukan dalam dua tahapan, yaitu pengecilan ukuran dan proses aktivasi (Gambar 2).

a. Pengecilan Ukuran

Pengecilan ukuran dilakukan melalui beberapa tingkatan, yaitu mulai dari peremukan (crushing) sampai dengan penggerusan (grinding).

Tahapan ini adalah untuk memperoleh ukuran produk sesuai dengan tujuan pemanfatan. Produk yang dihasilkan dapat secara langsung digunakan (bidang pertanian dan peternakan) atau diproses aktivasi terlebih dahulu.

Tingkatan dan peralatan yang digunakan dalam tahap pengecilan ukuran adalah :

Peremukan :

b. Aktivasi

Proses aktivasi bertujuan untuk meningkatkan sifat-sifat khusus zeolit dengan membuang unsur pengotor yang terdapat di dalam zeolit. Ada dua cara yang digunakan dalam proses aktivasi zeolit, yaitu pemanasan dan kimia.

Pemanasan

Pemanasan dilakukan dalam suatu tungku putar (rotary kiln) dengan menggunakan hembusan udara panas pada suhu 200 – 400^oC anatar 2-3 jam, tergantung kandungan unsur pengotor, serta stabilitas zeolit terhadap panas.

Stabilitas ini dipengaruhi oleh jenis mineral zeolit yang terkandung, atau rasio atom Si dan Al (Tabel 5).

Kimia

a. Geologi dan mineralogi

Geologi dan mineralogidari biji sulfida daerah sangkaropi memperlihatkan kesamaan dengan endapan-endapan jenus kuroko di Jepang. Sfalerit (Sf), Galena (Gn), Pirit (Pi) dan Kalkopirit (Kl) merupakan mineral sulfida yang umum dengan sejumlah kecil bornit (Bo), tenantit (Ten), tetrahedrit, arsenopirit, kalkosit dan kovelit. Perak (Ag) terkonsentrasi di dalam tenantit, Cd terkonsentrasi di dalam sfalerit.

Mineral-mineral tersebut terkonsentrasi sebagai hasil reaksi mineralisasi dari intrusi magma yang menerobos batuan vulkanik-sedimen berumur Paleogen. Mineralisasi tersebut dikenaldengan “Black Ore”.

Selain mineral diatas, di sangkaropi juga terdapat, zeolit sering disebut juga sebagai mineral multiguna, karena banyak digunakan dalam berbagai industri, seperti untuk adsorben, penukar ion, penapis molekular dan katalis, pembebas nitrogen-amonia dari pabrik, pembebas ion logam dari air, aditif pada pakan ternak, tambak ikan/udang, penyerap limbah, dan lain-lainnya. Oleh sebab itu, mineral zeolit merupakan salah satu mineral “primadona” saat ini.

Batuan induk zeolit di daerah Sangkaropi-Mendila berupa tuf litik dan tuf gelas yang terubah dan sebagian termineralisasi termasuk ke dalam Gunung Api Lamasi berumur Oligosen. Hal ini ditunjukkan oleh hadirnya mineral ubahan hidrotermal seperti klorit, epidot, mineral lempung, karbonat dan silika, serta logam-logam dasar.

Zeolit Sangkaropi-Mendila dengan sumber daya sekitar 168.480.000 ton pada daerah seluas 360.000 m² ini, dapat digunakan dalam bidang perikanan (budi daya udang), pertanian, penyerap limbah, dan bidang industri lainnya.

b. Letak Geografis dan Geomorfologi Daerah Sangkaropi

Kondisi geomorfologi daerah sangkaropi menjadi menarikdalam kaitannya dengan akses dari penambangan. Sangkaropi yang disusun oleh Batuan Vulkanik, dengan tingkat pelapukan yang cukup tinggi, menyebabkan vegetasi yang rapat. Sangkaropi dan merupakan perbukitan sedang sampai terjal 45% – 90%, dan ada beberapa perbukitan lembah-lembah yang dibentuk oleh anak-anak sungai yang merupakan anak sungai Sa’dan bada bagian Barat dan Sungai Lamasi pada bagian Timur. Dengan demikian bagian Barat dari sangkaropi adalah Catchment Area atau Daerah Aliran Sungai (DAS) Sungai Sa’dan dan Sungai Lamasi.

Sangkaropi Tidak Layak Untuk ditambang

Dari uraian diatas, Sangkaropi mengandung sebuah kekayaan alam, yang bernilai ekonomis tinggi. Kuantitasnya tentu dikantongi oleh perusahaan yang saat ini sedang mengekploitasinya. Kalau dilakukan penambangan Eksploitasi akan meningkatkan Pendapatan Asli Daerah (PAD) Toraja Utara, dan terbuka lapangan kerja

Dilain sisi ada ancaman bencana yang kost nya tidak terhitung, akan dirasakan oleh begitu banyak masyarakat, dan dalam jangka waktu yang lama. Untuk sungai sa’dan saja, adalah bahan baku air minum untuk 4 kabupaten. Belum sungai Lamasi yang mengairi lahan pertanian di Luwu.

Sungai Sa’dan dan Sungai Lamasi, adalah dua sungai yang terancam mengalami pencemaran. Potensi pencemaran oleh limbah kimia, dan yang pasti terjadi adalah erosi yang sangat tinggi akibat tambang terbuka. Erosi tinggi menyebabkan sungai akan , menjadi keruh, dan bisa terjadi pendangkalan disepanjang sungai, dan bila terjadi hujan volume air sungai akan meningkat sebaliknya penurunan debit sungai di musim kemarau, karena tidak ada lagi vegtasi yang bisa menahan air. Tambang ini akan merubah bentangalam dan mengganggu kestabilan lereng, dan ini berpotensi longsor, serta kerusakan lahan pertanian dan sawah disekitar areal tambang.

Tambang Sangkaropi dari dulu bermasalah

Pembukaan tambang di Sangkaropi dan Sa’sak ternyata bukan hal yang baru. Selain Perusahaan Plat merah Aneka Tambang di akhir 70-an, ada beberapa perusahaan yang mengeruk hasil bumi di Toraja tersebut. Menurut Wahana Lingkungan Hidup ( Walhi) Sulawesi selatan yang dirilis kantor berita Antara tahun 2007, ada perusahaan lain yang pernah melakukan penambangan di Sangkaropi yaitu PT. Integra Mining Nusantara (IMN) (Tewoo Affiliation Company) dengan izin eksploitasi nomor: 540/245/DPE/XI/2006 Tanggal 30 November 2006 untuk masa berlaku tiga tahun. Luas kuasa pertambangan PT. Integra Mining Nusantara adalah 847,42 hektar yang terdapat di Desa Sangkaropi, Kecamatan Sa`dan, Kabupaten Tana Toraja

Menurut surat Walhi yang disampaikan kepada menteri kehutanan Nomor: 033/ED-WALHISS/ VI/2007, bahwa tambang tersebut termasuk dalam hutan lindung. Dalam surat yang ditandatangain oleh Taufik Kasaming, Direktur Eksekutif WALHI Sulawesi selatan, Rencana penambangan emas di dua lokasi yakni kawasan Sangkaropi dan Sa`sak merupakan wujud rencana eksploitasi SDA yang tidak lagi melihat dan mempermasalahkan status hutan, bentang alam yang tidak layak ditambang, belum lagi permasalahan sosial/adat yang muncul di permukaan akibat eksploitasi yang akan menggusur hak-hak ulayat.
Saya tidak memiliki data sejauh mana kegitan penambangan ini berlangsung, tetapi menurut laporan kawan-kawan di Toraja waktu itu, IMN ”tidak” melakukan penambangan, tetapi baru mengambil sampel. Anehnya jumlah sampel yang diambil dan dibawa ke Makassar sebesar 50.000 Ton.

Dari penelusuran yang saya lakukan, saya menjumpai informasi bahwa tidak dilanjutkannya penambangan setelah eksplorasi pada awal tahun 80-an, bukan semata persoalan ekonomis dan teknologi (seperti yang saya dengar waktu kecil), tetapi karena pertimbangan ekologi. Bupati Luwu dan Bupati Tana Toraja tidak setuju, sehingga mengirim surat keberatan kepada Mentri KLH waktu itu Emil Salim dan Sesdalopbang Solihin G.P.

Dalam berita yang dilansir Tempo 27 Juni 1981, Drs. Abdullah Suara, Bupati luwu, keberatan karena sadar bahwa tambang tersebut akan mempengaruhi Sungai Lamasi, yang akan merugikan petani, mengingat sungai lamasi adalah sumber air untuk pertanian di kabupaten luwu, dan waktu itu baru dibangun bendungan.

Mungkin kita bisa katakan bahwa memang semua pertambangan akan menyebabkan degradasi lingkungan, tetapi mengapa di daerah lain bisa dilakukan, sementara di Sangkaropi kita harus keberatan? Betul bisa saja dilakukan penambangan, tetapi harus mengikuti presedur yang ketat, dan tidak semua daerah tidak dapat ditambang. Adapun proses perijinan yang harus dilalui yaitu: untuk setiap pertambangan, kalau ijin dari Bupati, bentuknya Kuasa Pertambangan, kalau dari Pemerintah Pusat bentuknya Kontrak Karya. Sesuai ketentuan UU Nomor 23 tahun 1997, dalam proses AMDAL harus terlibat masyarakat setempat, LSM, dan Pemda. Dibahas dalam diskusi mengenai AMDAL tentang pembuangan limbah: kemana membuangnya supaya tidak membahayakan, bagaimana membuangnya. Yang berhak memberi penugasan untuk penelitian AMDAL adalah bupati.

Kalau 30 tahun lalu, pertimbanagn akan kelestraian hutan dan pencemaran menjadi concern dari pemerintah, dan setelah sekian lama isu mengenai pemasanan global, dan berbagai bencana yang ditimbulkan oleh salah kelolah lingkungan, maka adalah kemunduran kalau saat ini panambagan tersebut itu diijinkan.

Oleh karenanya para stakeholder dan masyarakat sekitar serta pemerhati lingkungan, yang peduli akan masa depan Toraja dan masa depan dunia, perlu mencermati perkembangan ekploitasi hasil bumi itu. Mungkin perlu dilakukan studi bagaiaman kondisi daerah-daerah pasca tambang di Kalimantan Timur, dan juga belajar ke daerah yang keuke tidak mengijinkan upaya pertambangan di kabupatennya untuk ditambang meski mengandung banyak mineral seperti Kabupaten Malinau.

FAKTOR PENENTU KUALITAS PENDIDIKAN DAN DEFINISI KUALITAS PENDIDIKAN 

Menurut saya faktor kualitas pendidikn adalh sebagai berikut:

DEFINISI KUALITAS PENDIDIKAN  

Menurut saya kualitas pendidikan merupakan suatu kondisi dimana suatu lembaga pendidikan mampu menumbuhkembangkan semangat dalam diri seorang pelajar (siswa maupun mahasiswa) untuk terus belajar, berjuang dalam membangun bangsa ini.