BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Ekstraksi M etalurgi secara harfiah didefinisikan sebagai proses pemisahan suatu

konsentrat yang diambil dari suatu bijih , yang di dapat dari tahapan eksploitasi , dimana

dari konsentrat tersebut yang diambil hanya logamnya saja , d engan perkataan lain

ekstraksi metalurgi adalah suatu proses pengolahan dalam pekerjaan metalurgi untuk

mengekstrak (mengeluarkan atau mendapatkan) suatu logam dari dalam

persenyawaannya.

Berdasarkan tahapan rangkaian kegiatannya, metalurgi dibedakan menjadi tiga

jenis, yaitu metalurgi fisika, metalurgi mekanik dan metalurgi ekstraksi. Metalurgi Fisika

pada dasarnya adalah a dalah mempelajari struktur dan sifat fisik lainnya dari logam dan

paduannya. Untuk mengetahui sifat fisik diperlukan peralatan seperti mikroskop optic,

mikroskop electron untuk mempelajari struktur logam dan sinar X untuk mempelajari

struktur kristal dasar.

Metalurgi Mekanik adalah p roses pengerjaan secara mekanik untuk mencapai

bentuk tertentu , termasuk proses pembentukan dan proses lainnya yang tidak merubah

komposisi kimia, termasuk sifat mekanik dan cara ujinya .

Metalurgi ekstraksi adalah semua proses yang menyangkut perubahan kimia

dari bijih sampai jadi bahan   baku   termasuk pemurniannya , dimana pada dasarnya banyak

melibatkan proses-proses kimia, baik yang temperatur rendah dengan cara pelindian

maupun pada temperatur tinggi dengan cara proses peleburan utuk menghasilkan logam

dengan kemurnian tertentu (dinamakan juga metalurgi kimia). Meskipun sesungguhnya

metalurgi kimia itu sendiri mempunyai pengertian yang luas, antara lain mencakup juga

pemaduan logam dengan logam lain atau logam dengan bahan bukan logam.

Adapun proses-proses dari ekstraksi metalurgi / ekstraksi logam itu sendiri

antara lain adalah pyrometalurgy (proses ekstraksi yang dilakukan pada temperatur

tinggi), hydrometalurgy (proses ekstraksi yang dilakukan pada temperatur yang relatif

rendah dengan cara pelindian dengan media cairan), dan electrometalurgy (proses

ekstraksi yang melibatkan penerapan prinsip elektrokimia, baik pada temperatur rendah

maupun pada temperatur tinggi).

1.2. RUMUSAN MASALAH

Dalam tugas ini akan dibahas beberapa masalah, diantaranya :

a. Apa pengertian dari logam nikel ?

b. Bagaimana sifat fisis dan kimia , dan penggolongan logam nikel?

c. Bagaimana persenyawaan logam nikel ?

d. Bagaimana cara ekstraksi logam nikel ?

1.3. MANFAAT

Penulisan makalah ini, penulis berharap agar mahasiswa mengerti mengenai

ganesa logam nikel baik itu mencakup sifat fisik dan kimianya dan juga mengerti

bagaimana proses penambangannya.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. PENGERTIAN LOGAM NIKEL

Nikel ditemukan oleh A. F. Cronstedt pada tahun 1751. Nikel memiliki unsur

kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki simbol Ni dan nomor atom 28. Nikel

adalah logam yang berwarna putih keperakan, kuat dan keras. Seperti besi dan kobalt,

logam ini bersifat sangat magnetik. Nikel tidak teroksidasi oleh udara dan tahap tertahap

larutan basa. Larutan asam encer melarutkan nikel secara perlahan menghasilkan gas

hidrogen. Nikel akan menjadi pasif bila kontak dengan asam nitrat perkat.

Dalam keadaan murni, nikel bersifat lembek, tetapi jika dipadukan dengan besi,

krom, dan logam lainnya, dapat membentuk baja tahan karat yang keras. Perpaduan

nikel, krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang banyak

diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok, dan peralatan memasak), ornamen-ornamen

rumah dan gedung, serta komponen industri.

Nikel terdapat dalam kombinasi dengan arsen, antimon, dan sulfur seperti

dalam millerite (NIS) dan dalam garnierite, suatu silikat magnesium nikel dalam

berbagai komposisi. Nikel juga ditemukan beraliasi dengan besi dalam batuan meteor

dan lapisan kulit bumi. Bila bijih nikel di panggang diudara akan dihasilkan NiO, yang

dapat tereduksi oleh C menghasilkan Logam Ni. Nikel biasanya dimurnikan dengan

elektrodeposisi, sedang nikel yang tinggi kemurniannya dibuat dengan proses karbonil.

2.2 SIFAT FISIS DAN KIMIA , PENGGOLONGAN LOGAM NIKEL

Sifat fisis dari logam nikel berbentuk padatan berwarna perak berkilat dan keras

dengan berat molekul 58,71 g/mol dengan titik didih sebesar 2730˚ C dan titik leleh sebesar

1455˚ C dan larut pada asam nitrat , asam sulfat dan asam klorida. Logam nikel bersifat

feromagnetik. Sedangkan sifat kimia dari logam nikel antara lain mengalami reaksi yang

sangat lambat pada suhu kamar, apabila dibakar reaksi akan berlangsung cepat dan segera

membentuk oksida NiO , apabila direaksikan dengan Cl2 akan segera membentuk Ni Cl2

logam nikel tidak akan bereaksi dengan basa alkali, dll.

Bijih nikel digolongan menjadi dua macam ada sulfida dan ada oksida. Masing-

masing mempunyai karakteristik sendiri dan cara pengolahannya pun juga tidak sama. Bijih

nikel dari mineral oksida (Laterite) ada dua jenis yang umumnya ditemui yaitu Saprolit dan

Limonit dengan berbagai variasi kadar. Perbedaan menonjol dari 2 jenis bijih ini adalah

kandungan Fe (Besi) dan Mg (Magnesium), bijih saprolit mempunyai kandungan Fe rendah

dan Mg tinggi sedangkan limonit sebaliknya. Bijih Saprolit dua dibagi dalam 2 jenis

berdasarkan kadarnya yaitu HGSO (High Grade Saprolit Bijih) dan LGSO (Low Grade

Saprolit Bijih), biasanya HGSO mempunyai kadar Ni ≥ 2% sedangkan LGSO mempunyai

kadar Ni.

2.3. PERSENYAWAAN NIKEL

Sebagian besar senyawa kompleks nikel mengadopsi struktur geometri oktahedron,

hanya sedikit mengadopsi geometri tertrahedron dan bujursangkar. Ion heksaakuanikel (II)

berwarna hijau; penambahan amonia menghasilkan ion biru heksaaminanikel (II) menurut

persamaan reaksi :

[Ni(H2O)6]2+ (aq) + 6NH3 (aq) → [Ni(NH3)6]2+ (aq) + 6H2O (l)

Hijau                                                   Biru

Penambahan larutan ion hidroksida ke dalam larutan garam nikel (II) menghasilkan

endapan gelatin hijau nikel (II) hidroksida menurut persamaan reaksi;

[Ni(H2O)6]2+ (aq) + 2OH- → [Ni(OH)2] (s) + 6H2O (l)

Seperti halnya kobalt (II), kompleks yang lazim mengadopsi geometri tertrahedron

yaitu halida, misalnya ion tertrakloronikelat (II) yang berwarna biru. Senyawa kompleks ini

terbentuk dari penambahan HCl pekat ke dalam larutan garam nikel (II) dalam air menurut

persamaan reaksi ;

[Ni(H2O)6]2+ (aq) + 4Cl- (aq) → [NiCl4]2- (aq) + 6H2O (l)

Hijau                                                   Biru

Senyawa kompleks nikel (II) bujursangkar yang umum dikenal yaitu ion

tetrasianonikelat (II). [NiCl4]2-,  yang berwarna kuning, dan bis (dimetilglioksimato) nikel

(II), [Ni(C4N2O2H7)2] yang berwarna merah pink. Warna yang karakteristik pada kompleks

yang di kedua ini merupakan reaksi penguji terhadap ion nikel (II) ; senyawa kompleks ini

dapat diperoleh dari penambahan larutan dimetilglikosim (C4N2O2H8 = DMGH) ke dalam

larutan nikel (II) yang dibuat tepat basa dengan penambahan amonia menurut persamaan

reaksi ;

[Ni(H2O)6]2+ (aq) + 2DMGH (aq) + 2OH-

[Ni(DMG)2] (s) + 8H2O (l)

2.4 CARA MENDAPATKAN LOGAM NIKEL

Logam nikel dapat didapatkan dengan cara penambangan, Operasi penambangan nikel

biasanya digolongkan sebagai tambang terbuka dengan tahapan sebagai berikut:

1. Pemboran

Pada jarak spasi 25 - 50 meter untuk mengambil sample batuan dan tanah guna

mendapatkan gambaran kandungan nikel yang terdapat di wilayah tersebut.

2. Pembersihan dan pengupasan

Lapisan tanah penutup setebal 10 – 20 meter yang kemudian dibuang di tempat tertentu

ataupun dipakai langsung untuk menutupi suatu wilayah purna tambang.

3. Penggalian

Lapisan bijih nikel yang berkadar tinggi setebal 5-10 meter dan dibawa ke tempat

pengolahan.

2.4. EKSTRAKSI LOGAM NIKEL

Bijih sufida dari nikel biasanya telah diolah/ diekstraksi

menggunakan pyrometalurgy (proses ekstraksi yang dilakukan pada temperatur tinggi) untuk

menghasilkan liquid matte yang akan digunakan pada pemurnian tahap berikutnya. Untuk

memproses Nickel matte menggunakan ekstraksi logam hydrometalurgy  (proses ekstraksi

yang dilakukan pada temperatur yang relatif rendah dengan cara pelindian dengan media

cairan).

Adapun proses pyrometalurgy untuk menghasilkan liquid matte yang akan digunakan

pada pemurnian tahap berikutnya meliputi:

1. Komunisi

Komunisi adalah proses reduksi ukuran dari bijih agar mineral bisa terlepas dari bijihnya.

Berbeda dengan pengolahan emas, dalam tahap komunisi nikel ini hanya dibutuhkan ukuran

maksimal 30mm sehingga hanya dibutuhkan penghancur saja dan tidak dibutuhkan

penggiling.

2. Drying

Drying atau pengeringan dibutuhkan untuk mengurangi kadarmoisture dalam bjih.

Bisanya kadar kelembaban dalam bijih sdekitar 30-35% dan diturunkan dalam proses ini

dengan rotary dryer menjadi 23%. Dalam rotary dryer ini, pengeringan dilakukan dengan cara

mengalirkan gas panasa yang dihasilkan dari pembakaran batu bara bubuk dan marine

fuel dalam Hot Air Generator (HAG) secara Co-Current (searah) pada temperatur sampai

200o C.

3. Calcining

Tujuan Utama proses ini adalah menghilangkan air kristal yang ada dalam bijih, air kristal

yang biasa dijumpai adalah serpentine 3MgO.2SiO2.2H2O dan goethite (Fe2O3.H2O). Proses

dekomposisi dilakukan dalam Rotary Kiln (Tempat pembakaran berputar) dengan temperatur

sampai 850o C meggunakan batu bara bubuk secara Counter Current. Disamping

menghilangkan air kristal, pada proses ini juga biasanya didesain sudah terjadi reaksi reduksi

dari NiO dan Fe2o3. Dalam teknologi Krupp rent, semua reduksi dilakukan dalam rotaru kiln

dan dihasilkan luppen. Sedangkan dalan teknologi Electric Furnace, hanya sekitar 20% NiO

tereduksi secara tidak langsung dalam rotary kiln menjadi Ni dan 80% Fe2O3 menjadi FeO

sedangkan sisanya dilakukan dalam electric furnace. Produk dari rotary kiln ini disebut

dengan calcined bijih dengan kandungan moisture sekitar 2% dan siap lebur dalam electric

furnace.

4. Smelting

Proses peleburan dalam electric furnace adalah proses utama dalan rangkaian proses ini.

Reaksi reduksi 80% terjadi secara lagsung dan 20% secara tidak langsung pada temperature

sampai 1650o C.

5. Refining

Pada proses ini yang paling utama adalah menghilangkan/ memperkecil kandungan Sulfur

dalan crude Fe-Ni dan sering disebut Desulfurisasi. Dilakukannya proses ini berkaitan dengan

kebutuhan proses lanjutan yang digunakannya Fe-Ni sebagai umpan untuk pembuatan baja

dimana baja yang bagus harus mengandung Sulfur maksimal 20 ppm sedangkan kandungan

Sulfur pada Crude Fe-Ni masih sekitar 0.3% sehingga jika kandungan Sulfur tidak diturunkan

maka pada proses pembuatan baja membutuhkan kerja keras untuk menurunkan kadar.

Bijih nikel dipanggang di udara menghasilkan NiO, yang kemudian direduksi dengan C

menjadi Ni. Nikel biasanya dimurnikan dengan elektrodeposisi namun dalam nikel yang

tinggi kemurniannya tetap dibuat dengan proses karbonil. CO bereaksi dengan Ni yang tidak

murni pada suhu 50ºC dan tekanan biasa atau dengan anyaman nikel tembaga dalam keadaan

yang lebih kuat menghasilkan Ni(CO)4 yang mudah menguap, di mana logam dengan

kemurnian 99,90-99,99 % diperoleh pada komposisi termal 200 º C.

Nikel diekstrak dari bijih nya  dengan proses pemanggangan menghasilkan logam yang

kemurniannya >80%. Pemurnian akhir dari pemurnian nikel oksida menggunakan proses

Mond, yang dapat meningkatkan kemurnian nikel hingga  99%. Proses modern dipatenkan

oleh L. Mond.

Proses ini memanfaatkan fakta bahwa ikatan kompleks antara karbon monoksida dengan

nikel mudah dan reversibel untuk memberikan karbonil nikel. Proses ini memiliki tiga

langkah :

a. Nikel oksida direaksikan dengan Syngas pada 200 ° C untuk menghilangkan oksigen,

meninggalkan nikel murni. Kotoran termasuk besi dan kobalt.

NiO (s) + H2 (g) → Ni (s) + H2O (g)

b. Nikel murni direaksikan dengan karbon monoksida berlebih pada 50-60 ° C untuk

membentuk karbonil nikel.

Ni (s) + 4 CO (g) → Ni (CO)4 (g)

c. Campuran karbon monoksida berlebih dan nikel karbonil dipanaskan hingga 220-250

° C. Pada pemanasan, tetracarbonyl nikel nikel terurai untuk memberikan:

Ni (CO) 4 (g) → Ni (s) + 4 CO (g)

Selanjutnya untuk memproses Nickel matte menggunakan ekstraksi

logam hydrometalurgy  (proses ekstraksi yang dilakukan pada temperatur yang relatif rendah

dengan cara pelindian dengan media cairan). Proses Pyrometallurgy  Reduksi yang terjadi

pada proses ini hanya sebagian dari besi saja yang dapat diikat menjadi terak, dan sebagian

besar masih dalam bentuk ferro-nikelalloy.Dalam hal ini untuk memisahkan besi dari nikel

pada reaksi peleburan tersebut ditambahkan beberapa bahan yang mengandung belerang

(Gypsum atau Pyrite). Karena perbedaan daya ikat besi dan nikel terhadap oksigen dan

belerang, sehingga proses ini didapatkan metal yaitu paduan Ni3S2 dan FeS.

Metal yang dihasilkan ini masih mengandung lebih dari 60 % Fe dan selanjutnya

metal yang masih dalam keadaan cair terus diproses lagi dalam konvertor. Proses-proses

konvertor diberikan bahan tambah silikon untuk mengerakkan oksida besi. Gerak hasil

konvertor ini masih mengandung nikel yang cukup tinggi, sehingga gerak ini biasanya di

proses ulang pada peleburan (Resmelting). Proses selanjutnya metal di panggang untuk

memisahkan belerang.

Nikel oksida yang didapat dari pemanggangan selanjutnya di reduksi dengan bahan

tambah arang (charcoal), sehingga didapat logam nikel.

BAB III

PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

Nikel adalah logam yang berwarna putih keperakan, kuat dan keras, yang bisa

didapatkan dengan cara ekstraksi . Nikel dapat dibedakan menjadi dua golongan yaitu logam

nikel oksida dan logam nikel sulfida. Nikel bersifat feromagnetik ,bereaksi sangat lambat

pada suhu kamar dan tidak akan beraksi dengan basa alkali. Logam nikel dapat diekstraksi

meggunakan proses pyrometalurgy yaitu proses ekstraksi yang dilakukan pada temperatur

tinggi untuk menghasilkan liquid mattle yang akan digunakan untuk pemurnian pada tahap

berikutnya. Untuk memproses nikel mattle menggunakan ekstraksi logam hydrometalurgy

yaitu proses ekstraksi yang dilakukan pada temperatur yang relatif rendah dengan cara

pelindian dengan media cairan

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, Hiskia.2001.Penuntun Belajar Kimia Dasar Kimia Unsur dan Radiokimia.

Bandung:PT. Citra Aditya Bakti.

Brady, James E. 2002. Kimia Universitas Asas dan Strukutur. jilid 2. Tangerang :Binarupa

Aksara.

Cotton, F. Albert dan Geofrey Wilkinson. 2007. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta: UI-Press.

Handoyo, Kristian, dkk. 2001. Buku Materi Pokok Kimia Anorganik 2. Jakarta : Universitas

Terbuka.

Rahayu, Sri. 2007. Sains Kimia 3 SMA/MA Kelas XII.Jakarta: Bumi Aksara.