Setelah mineral ditambang dari bumi, selanjutnya mineral akan diubah ke bentuk logamnya. Hingga hampir akhir abad ke-20, proses konversi ini hampir secara eksklusif menggunakan metode pyrometallurgy dan sampai saat ini teknik ini masih tetap dominan. Sejak awal produksi bulk metal, berbagai macam proses mineral dressing atau teknik benefikasi telah dikembangkan untuk memisahkan mineral yang berharga dari unsur yang tidak diinginkan, sebelum proses melting.
Benefikasi sangat penting untuk mengurangi biaya transportasi. Biaya pengangkutan bijih dari tambang ke pabrik reduksi juga menurun dengan meningkatnya derajat benefikasi yang dicapai di tambang. Proses mineral dressing melibatkan dua tahap, yaitu :
Comminution
Tahap pertama dalam mineral dressing adalah pengurangan ukuran (comminution) lump ore yang telah direcovery dari tambang menjadi partikel yang berukuran serupa dengan ukuran kristal atau butiran dari mineral yang direcovery. Proses ini dilakukan dengan menghancurkan (crushing) dan kemudian menggiling (grinding) bijih menjadi ukuran yang lebih halus. Proses crushing diikuti oleh proses screening pada setiap tahapnya. Setelah dihancurkan, mineral berharga akan dibebaskan sampai batas tertentu tetapi partikel mineral yang masih tergumpal dengan mineral gangue perlu melalui tahap penghancuran yang lebih intens yang disebut grinding atau milling.
Gambar : Flowsheet crushing dan grinding bijih
Separation
Setelah operasi penentuan ukuran selesai, mineral dipisahkan dari gangue yang tidak terikat, dan mineral logam yang berbeda dipisahkan satu sama lain menggunakan berbagai teknik yang bergantung pada perbedaan fisik atau kimiawi antar jenisnya.
Referensi :
Bodsworth, Colin. 2000. The Extraction and Refining of Metals. CRC Press. Brunei University Department of Materials Technology Uxbridge : Middlesex, United Kingdom
Sheet
Pirometalurgi
Suatu proses ekstraksi metal dengan memakai energi panas. Suhu yang dicapai berkisar 50o - 250o C (proses Mond untuk pemurnian nikel), selain itu ada juga yang mencapai suhu 2.000o C (proses pembuatan paduan baja). Umumnya suhu yang digunakan berkisar 500o - 1.600o C ; pada suhu tersebut kebanyakan metal atau paduan metal sudah dalam fase cair bahkan kadang-kadang dalam fase gas. Adapun proses pirometalurgi terbagi atas 5 proses, di antaranya:
Drying (Pengeringan), merupakan proses pemindahan panas kelembapan cairan dari material. Pengeringan biasanya sering terjadi oleh kontak padatan lembap denganpembakaran gas yang panas oleh pembakaran bahan bakar fosil. Biasanya suhu pengeringan di atur pada nilai diatas titik didih air sekitar 120oC. Pada kasus tertentu, seperti pengeringan air garam yang dapat larut diperlukan suhu pengeringan yang lebih tinggi.
Calcining (Kalsinasi) adalah dekomposisi panas material. Contohnya dekomposisi hydrate seperti Ferric Hidroksida menjadi ferric oksida dan uap air atau dekomposisi kalsium karbonat menjadi kalsium oksida dan karbon dioksida atau besi karbonat menjadi besi oksida.
Roasting (Pemanggangan), merupakan pemanasan dengan udara bersuhu tinggi dimana dalam hal ini udara dihembuskan pada bijih yang dipanaskan selain itu, penambahan reagen kimia dalam pemanasan ini tidak mencapai titik leleh (didih). Adapun kegunaan Roasting di antaranya :
• Mengeluarkan sulfur, Arsen, Antimon dari persenyawaannya
• Merubah mineral sulfida menjadi oksida dan sulfur
• ZnS + 3O2 2 ZnO + 2 SO4
• Membentuk material menjadi porous
• Menguapkan impurity yang foltair.
Smelting, merupakan proses peleburan logam pada temperatur tinggi sehingga logam meleleh dan mencair setelah mencapai titik didihnya.
Refining (Pemurnian) adalah pemindahan kotoran dari material dengan proses panas.
Hidrometalurgi
Secara harfiah hidrometalurgi dapat diartikan sebagai cara pengolahan logam dari batuan atau bijihnya dengan menggunakan pelarut berair (aqueous solution). Atau secara detilnya proses hidrometalurgi adalah suatu proses atau suatu pekerjaan dalam metalurgi, dimana dilakukan pemakaian suatu zat kimia yang cair untuk dapat melarutkan suatu partikel tertentu.
Hidrometalurgi dapat juga diartikan sebagai proses ekstraksi metal dengan larutan reagen encer (< 1 gram/mol) dan pada suhu < 100º 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. Adapun keuntungan hidrometalurgi adalah sebagai berikut :
Bijih tidak harus dipekatkan, melainkan hanya harus dihancurkan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil.
Pemakaian batubara dan kokas pada pemanggangan bijih dan sekaligus sebagai reduktor dalam jumlah besar dapat dihilangkan.
Polusi atmosfer oleh hasil samping pirometalurgi sebagai belerang dioksida, arsenik (III) oksida, dan debu tungku dapat dihindarkan.
Untuk bijih-bijih peringkat rendah (low grade), metode ini lebih efektif.
Suhu prosesnya relatif lebih rendah.
Reagen yang digunakan relatif murah dan mudah didapatkan.
Produk yang dihasilkan memilki struktur nanometer dengan kemurnian yang tinggi.
Secara garis besar, proses hidrometalurgi terdiri dari tiga tahapan yaitu:
Leaching atau pengikisan logam dari batuan dengan bantuan reduktan organik. Leaching adalah proses pelarutan selektif dimana hanya logam-logam tertentu yang dapat larut. Pemilihan metode pelindian tergantung pada kandungan logam berharga dalam bijih dan karakteristik bijih khususnya mudah tidaknya bijih dilindi oleh reagen kimia tertentu.
Pemekatan larutan hasil leaching dan pemurniannya. Ada tiga proses pemurnian yang umum digunakan yaitu evaporasi, ekstraksi pelarut dan presipitasi (pengendapan). Di antara ketiganya, presipitasi adalah yang paling mudah dilakukan, juga lebih cepat
Recovery yaitu pengambilan logam dari larutan hasil leaching.
Referensi:
Septian, Ujang Daud. (2013). Perbandingan Pirometalurgi, Hidrometalurgi dan Elektrometalurgi. Ppt
Pramusanto. (2014). Bahan Ajar Metalurgi Umum : Pengantar Teknologi Pengolahan Mineral. Ppt
Topkaya, Davuz A. (2014). Lecture Notes : Chemical Principles Of Materials Productions. Pdf
Artikel yang sangat bermanfaat, apakah dapat dijelaskan apa itu gangue kemudian dapatkah anda jelaskan lebih lanjut mengenai separation, apa saja jenis jenis separation dan apa kegunaannya secara spesifik, sebagai contoh separation teknik A umumnya digunakan untuk memisahkan material " B " dan " C "
Apakah tailing memiliki pemanfaatan lebih lanjut atau langsung dibuang saja ya?
Apakah ada pernyataan mengenai rasio antara konsentrat dan tailing? Apakah setiap mineral memiliki rasio yang sama?
Bagaimana dengan mineral middling atau yang dalam satu butiran memiliki perbandingan 50;50 antara konsentrat dan tailing? apakah ada pemrosesan lebih lanjut?
