ANALISIS DAN ISOLASI LOGAM Cu DARI BIJIH TEMBAGA/CHALCOPYRITE (CuFeS2)I. PENDAHULUANTembaga adalah logam merah muda yang lunak, dapat ditempa dan liat. Melebur pada 1038oC. Karena potensial elektrode standarnya positif, tidak larut dalam asam klorida dan asam sulfat encer, meskipun dengan adanya oksigen bisa larut sedikit. Tembaga yang terdapat di bumi ini tidak melimpah (55 ppm) namun terdistribusi secara luas sebagai logam dalam sulfida, arsenida, klorida dan karbonat. Mineral yang paling umum adalah chalcopyrite CuFeS2. Tembaga diekstraksi dengan pemanggangan dan peleburan oksidatif atau dengan pencucian dengan bantuan mikroba, yang diikuti oleh elektrodeposisi dari larutan sulfat kimiawi tembaga ditemukan sebagai Cu+ dan Cu2+ [1].

Tembaga (Cu) merupakan logam yang sangat vital bagi kebutuhan bangsa Indonesia. Indonesia merupakan salah satu negara dengan jumlah penduduk terbanyak ke-4 sedunia yang juga mempunyai luas wilayah yang sangat luas. Untuk memenuhi kebutuhan seperti instalasi listrik, peralatan sehari-hari yang berbahan dasar paduan tembaga, bahkan untuk pertahanan keamanan seperti pembuatan kelongsong peluru Indonesia membutuhkan banyak logam tembaga (Cu). Disisi lain Indonesia juga memiliki kekayaan alam berupa kandungan mineral Cu yang banyak dengan cadangan tembaga (Cu) terbesar ke-5 sedunia menurut world mine reserve. Kandungan mineral tembaga (Cu) tersebut diolah oleh PT. Freeport Indonesia dan PT. Newmont Nusa Tenggara. Dan perusahaan smelter tembaga (Cu) hanya ada satu di Indonesia yakni PT. Smelting di Gresik. Oleh karena itu diperlukan metode alternatif dalam pengekstraksian tembaga (Cu) untuk memenuhi kebutuhan tembaga (Cu) Indonesia secara cepat dan effisien serta ramah lingkungan. Metode Pengekstraksian dengan menggunakan gelombang mikro telah dikembangkan untuk menjawab permasalahan diatas. Seperti percobaan yang dilakukan oleh liu cunpeng, kazi, al harashesh, piclas, samous, dll. Yang mencoba meneliti tentang pengaruh gelombang mikro terhadap mineral tembaga. Ada juga yang mencoba mengekstraksi atau menggunakan gelombang mikro sebagai perlakuan awal sebelum mineral diekstraksi. Sehingga penelitian ini mencoba mengekstraksi chalcopyrite dengan menggunakan gelmbang mikro.Radiasi microwave adalah radiasi eletromagnetik dengan frekuensi dalam kisaran 0,3-300 GHz panjang gelombang ruang pada ruang hampa dari 1m sampai 1 mm. Karena microwave mengikuti mengikuti hukum optik, maka microwave dapat dutransmisikan, diserap dan dipantulkan. Microwave adalah sumber pemansan yang paling kompleks yang digunakan dalam ektraksi logam, karena proses pemanasannya tergantung pada interaksi beragam baik medan listrik dan medan magnet dari radiasi microwave dengan sifat kimia dan sifat fisik bahan. Faktor-faktor yang mempengaruhi interaksi adalah, permitivitas yang nyata dan imajiner (yang bergantung frekuensi), konduktivitas termal, kapasitas panas, temperatur, geometri dari kedua sampel dan rongga microwave, densitas bulk, tingkat daya, ukuran partikel, massa sampel atau jumlah sampel, kehadiran susceptors atau coupling agent dan terjadinya reaksi kimia atau perubahan fasa. Detail metode pembangkitan panas bisa sangat kompleks, dan mekanisme penentuan untuk bahan tertentu biasanya tidak diketahui. Dua mekanisme pemanasan microwave yang dominan adalah: (1) rotasi dipole, yaitu rotasi dari seluruh kutub molekul dalam medan listrik dan (2) restivitas eletron atau ion AC. Ketika gaya eksternal dikenakan pada atom dan molekul, ikatan antara muatan mengalami sedikit pergeseran relatif terhadap satu sama lain, menciptakan dipol listrik. Perpindahan pada jarak pendek dari hasil muatan dalam fenomena polarisasiTembaga adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cu dan nomor atom 29. Lambangnya berasal dari bahasa Latin Cuprum.Tembaga merupakan konduktor panas dan listrik yang baik.Selain itu unsur ini memiliki korosi yang cepat sekali. Tembaga murni sifatnya halus dan lunak, dengan permukaan berwarna jingga kemerahan. Tembaga dicampurkan dengan timah untuk membuat perunggu.Sejarahnya (Latin, cuprum, dari pulau Cyprus). Tembaga dipercayai telah ditambang selama 5000 tahun. Tembaga memiliki warna kemerah-merahan. Unsur ini sangat mudah dibentuk, lunak, dan merupakan konduktor yang bagus untuk aliran elektron (kedua setelah perak dalam hal ini).Tembaga kadang-kadang ditemukan secara alami, seperti yang ditemukan dalam mineral-mineral seperti cuprite, malachite, azurite, chalcopyrite, dan bornite. Deposit bijih tembaga yang banyak ditemukan di AS, Chile, Zambia, Zaire, Peru, dan Kanada. Bijih-bijih tembaga yang penting adalah sulfida, oxida-oxidanya, dan karbonat. Dari mereka, tembaga diambil dengan cara smelting, leaching, danelektrolisis.Logam ini dan aloinya telah digunakan selama empat hari. Di era Roma, tembaga umumnya ditambang di Siprus, yang juga asal dari nama logam ini (yprium, logam Siprus), nantinya disingkat jadi uprum). Ikatan dari logam ini biasanya dinamai dengan tembaga(II).Ion Tembaga(II) dapat berlarut ke dalam air, dimana dimana dimana fungsi mereka dalam konsentrasi tinggiiiii adalah sebagai agen anti bakteri, fungisiddol, dan bahan tambahan kayu. Dalam konsentrasi tinggi maka tembaga akan bersifat racun, tapi dalam jumlah sedikit tembaga merupakan nutrien yang penting bagi kehidupan manusia dan tanaman tingkat rendah. Di dalam tubuh, tembaga biasanya ditemukan di bagian hati, otak, usus, jantung, dan ginjal.II. DASAR TEORI2.1 Tembaga

Tembaga berwarna coklat keabu-abuan dan mempunyai struktur kristal FCC. Tembaga ini mempunyai sifat sifat yang sangat baik yakni; sebagai penghantar listrik dan panas yang baik, mampu tempa, duktil dan mudah dibentuk menjadi plat-plat atau kawat.Bijih-bijih tembaga dapat diklasifikasikan atas tiga golongan;a.Bijih Sulfidab.Bijih Oksidac.Bijih murni (native)

2.2 Sifat-Sifat Tembaga

1. Rapat massa am-lo.tLf : 8,9 gr/cm3Titik lebur

: 1070-1093C (tergantung kadar kemurniannya).Sifat-sifat

: Tembaga murni adalah lunak, kuat dan malkabel, Konduktivitas panas dan listriknya sangat tinggi.

2. Penggunaan : Tembaga banyak digunakan untuk konduktor listrik, alat solder, pipa spiral pendingin, kerajinan tangan, sebagai bahan dasar pembuatan kuningan dan perunggu dll.Kekuatan tarik :200 300 N/mm22.3Proses Pemurnian TembagaProses pemurnian bijih tembaga : Proses pemurnian bijih tembaga dapat dilakukan dengan dua cara;1. Proses Pyrometallurgy: Proses ini menggunakan temperatur tinggi yang diperoleh dari pembakaran bahan bakar. Bijih tembaga yang telah dipisahkan dari kotoran-kotoran (tailing) dipanggang untuk menghilangkan asam belerang dan selanjutnya bijih ini dilebur.Berikut ini diberikan gambar dapur peleburan tembaga tersebut.

1-lining; 2-nose or mouth; 3-tuyere; 4-roller stand. Pada peleburan tersebut bijih-bijih dipisahkan dari terak dan akan dihasilkan matte, selanjutnya matte ini diproses pada converter sehingga unsur-unsur besi dan belerang dapat dipisahkan dan akan menghasilkan tembaga blister.Tembaga blister masih mengandung sejumlah unsur-unsur besi, belerang, seng, nikel, arsen dsb. sehingga blister ini harus diproses ulang (refining) yang pelaksanaannya dapat dilakukan pada Reverberator.

Reaksi yang terjadi pada proses ekstraksi dengan metode pyrometallurgy dapat dilihat pada persamaan dibawah ini (Davenport, 2002):

2. Proses Hydrometallurgy:Metoda ini ini dilakukan dengan cara melarutkan bijih-bijih tembaga (leaching) ke dalam suatu larutan tertentu, kemudian tembaga dipisahkan dari bahan ikutan lainnya (kotoran).a. Untuk meleaching bijih tembaga yang bersifat oksida, digunakan asam sulfat (H2SO4), seperti ditunjukkan pada reaksi di bawah ini;CuCO3 . Cu (OH)2 + 2 H2SO4 -> 2 CuSO4 + CO2 + 3 H2Ob. Untuk meleaching bijih yang bersifat sulfida atau native digunakan ferri sulfat (Fe2(SO4)3), seperti bijih cholcocite di bawah ini ;Cu2S + 2 Fe2 (SO4)3 -> Cu SO4 + 4 FeSO4 + S Untuk bijih chalcopyrite dan bornite, reaksinya berjalan lambat dan tidak dapat larut seluruhnya. Setelah hasil leaching dipisahkan dari bagian-bagian yang tidak dapat larut, kemudian larutan ini diproses secara elektrolisa,sehingga didapatkan tembaga murni.2.4 Metodologi Pada percobaan ini menggunakan chalcopyrite PT.Freeport Indonesia dengan ukuran 200 mesh. Bahan bakar yang digunakan antara lain briket kokas, green coke, dan grafit. Masing-masing bahan bakr ditimbang 2, 3, dan 4 gr dengan ukuran 120 mesh. Proses ekstraksi chalcopyrite dengan mengunakan gelombang mikro dilakukan dengan mencampurkan 10 gr chalcopyrite dengan salah satu jenis bahan bakar dengan komposisi tertentu dan 1,65 gr silika sebagai fluks. Kemudian campuran disinari gelombang mikro selama 30 menit dengan daya 800 watt. Pada setengah perjalanan udara ditiupkan selama 15 menit dengan laju 10 liter/menit. Produk hasil ekstrasi yang didapat kemudian dipisahkan dengan slagnya dan dilakukan uji XRF dan XRD untuk mengetahui kandungan Cu dan unsur/senyawa yang terbentuk. Microwave yang digunakan merk Electrolux EMM-2007X dengan frekuensi 2,5 GHz. Pengukuran temperatur menggunakan infrared termometer merk sanfix dengan temperatur maksimum 1500oC. Sedangkan mesin uji XRD dan XRF bermerek Philips Xperts dan PanAlytical.2.5Hasil dan DiskusiPengaruh komposisi terhadap peningkatan kadar Cu Hasil Uji XRF pada ekstraksi kalkopirit dengan beberapa jenis bahan bakar dan komposisi dapat dilihat pada Tabel 1 dibawah ini.

Dari data diatas dapat diketahui bahwa kadar Cu meningkat pada penambahan semua jenis bahan bakar. Peningkatan kadar Cu yang dapat dicapai antara 22-36 %, hal ini tergantung dari jenis dan komposisi bahan bakar yang ditambahkan. Untuk mengetahui pengaruh komposisi bahan bakar terhadap kadar Cu hasil ekstraksi dapat dilihat pada Gambar 1 dibawah iniKomposisi Cu meningkat dengan meningkatnya penambahan kokas dan green coke, tetapi pada penambahan grafit optimal pada komposisi 3 gr seperti terlihat pada Gambar 1. Peningkatan yang terjadi pada penambahan bahan bakar kokas lebih tinggi dari yang lain yakni antara 29-36 %. Sementara pada penambahan grafit paling optimum dapat meningkatkan Cu sebanyak maksimal 35 %. Berbeda dengan penambahan green coke yang konsentrasi Cu meningkat dibandingkan dengan konsentrasi awal tetapi dengan penambahan green coke kenaikannya tidak banyak yakni sekitar 22-24 %.Dari hasil uji XRF tersebut dapat dikombinasi dengan hasil uji XRD untuk mengetahui persebaran fasa yang terbentuk dari hasil ekstraksi. Grafik Hasil Uji XRD pengaruh penambahan bahan bakar terhadap fasa hasil ekstraksi yang dapat dilihat pada Gambar 2, Gambar 3, dan Gambar 4 dan Tabel 2, Tabel 3, dan Tabel 4.

Dari pengujian XRD diketahui bahwa ada perubahan fasa dengan penambahan kokas, grafit manupun green coke. Peningkatan komposisi bahan bakar, akan menaikkan kadar Cu dari ekstraksi chalcopyrite. Fasa yang dihasilkan dari ekstraksi chalcopyrite kebanyakan berupa Cu dan bornite. Hal ini terlihat pada intensitas dari puncak Cu dan persenyawaan dengan Cu seperti Bornite yang menunjukkan peak tinggi. Chalcopyrite (CuFeS2), mempunyai kandungan Cu lebih sedikit dibandingkan dengan bornite (Cu5FeS4) jika berada dalam jumlah yang sama. Pada penambahan grafit, diketahui juga bahwa titik optimumnya berada pada komposisi 3 gr. Karena pada komposisi 2 gr, intensitas Cu yang dihasilkan tidak begitu banyak. Tetapi jika ditambahkan 4 gr grafit maka kadar Cu juga tidak banyak meningkat justru terdapat intensitas grafit yaang sangat tinggi yang artinya grafitnya berlebih.Hasil perhitungan jumlah fasa yang terbentuk pada hasil uji XRD didapatkan seperti pada Tabel 5 diatas. Hasil tersebut mengasummsikan bahwa senyawa atau unsur selain Cu dianggap sebagai slag. Sehingga dapat dibandingkan antara Cu dan slag. Hasil tersebut menunjukkan bahwa pada kokas dan grafit pengaruh komposisi bahan bakar sama seperti dengan hasil uji XRF, yakni semakin banyak bahan bakar ditambahkan maka makin banyak Cu yang terbentuk. Sedangkan pada grafit Cu paling optimum didapat pada komposisi 3 gr. Berbeda dengan penambahan green coke yang hasilnya berbeda dengan hasil uji XRF. Hal ini dapat dikarenakan sampel atau titik yang digunakan pada kedua uji tersebut tidak sama. Peningkatan kadar Cu pada penambahan komposisi bahan bakar ini disebabkan oleh panas yang ditimbulkan oleh pembakaran bahan bakar. Semakin banyak bahan bakar yang ditambahkan, maka panas yang dihasilkan akan semakin banyak. Panas yang ditimbulkan ini digunakan untuk terjadinya reaksi ekstraksi chalcopyrite. Semakin panas maka reksi akan berlangsung dengan sempurna dan menghasilkan kadar Cu yang lebih banyak.Gelombang mikro apabila mengenai suatu material akan menimbulkan respon yang berbeda-beda. Bila kalkopirit dikenai gelombang mikro maka akan mengakibatkan atom-atomnya bervibrasi atau bergetar. Getaran atomik dari kelkopirit tersebut akan akan bertumbukan satu sama lain yang berakibat timbulnya panas dari dalam. Material kalkopirit merupakan absorber gelombang mikro yang baik. Begitu pula proses yang dialami oleh material bahan bakar karena baik kokas, grafit, dan green coke merupakan absorber yang baik. Jadi ketika kalkopirit bercampur dengan bahan bakar maka lama kelamaan akan panas dengan sendirinya.2.5 Pengaruh jenis bahan bakar terhadap peningkatan kadar Cu Hasil Uji XRF pada ekstraksi kalkopirit dengan beberapa jenis bahan bakar dan komposisi dapat dilihat pada Tabel 1 diatas. Perbedaan jenis bahan bakar diidentifikasi terhadap nilai kalorinya. Nilai kalori dari masing-masing bahan bakar telah diuji yang hasilnya green coke merupakan bahan bakar dengan nilai kalori tertinggi yakni 7969 Cal/gr. Hasil uji kalorimeter selengkapnya pada masing-masing bahan bakar ditunjukkan pada Tabel 6. Dari hasil uji XRF dapat dibuat grafik pengaruh jenis bahan bakar terhadap kadar Cu hasil ekstraksi seperti pada Gambar 5.

Grafik menggambarkan bahwa semakin tinggi nilai kalori maka kadar Cu yang dihasilkan akan semakin sedikit atau menurun. Tetapi pada komposisi 3 gr bahan bakar, penambahan bahan bakar akan mencapai optimum pada nilai kalori dari grafit (4506 Cal/gr). Nilai kalori suatu bahan bakar menentukan panas yang dihasilkannya. Semakin besar nilai kalorinya semakin besar panas yang dihasilkan yang menjadikan pemanasannya lebih cepat. Pemanasan yang lebih cepat pada proses ekstraksi ini menyebabkan slag mudah terbentuk dan mudah membeku. Pembekuan slag yang terjadi dipermukaan ini menghambat kontak oksigen dengan logam cair (matte). Sehingga proses ekstraksi terganggu dan kadar Cu yang dihasilkanpun lebih sedikit/menurun. Pada proses Mitsubishi Continous Casting/Converting, slag yang dihasilkan dipisahkan dahulu dari logam cair sehingga proses oksidasi lebih maksimal. Pengaliran udara kedalam proses menjadi kurang efektif karena slag telah membeku pada permukaan. Meskipun udara ditiupkan, area kontak udara dengan logam cair akan lebih sempit karena adanya slag dipermukaan. Hasil Uji XRD ekstraksi dengan berbagai bahan bakar pada komposisi 2,3,4 gr dapat dilihat pada Gambar 6, Gambar 7, dan Gambar 8 dan Tabel 7, Tabel 8, Tabel 9.

Dari hasil uji XRD penurunan kadar Cu tidak begitu terlihat. Tetapi fasa yang terbentuk bermacam-macam pada tiap bahan bakar. Hal ini dikarenakan unsur yang terkandung dalam tiap bahan bakar berbeda-beda. Fasa yang dihasilkan.

Faktor respon bahan bakar terhadap gelombang mikro juga perlu diperhatikan. Semakin reaktif bahan bakar maka semakin cepat panas yang dihasilkan. Panas tersebut sebaiknya tetap dijaga agar tidak hilang, panas tersebut selayaknya digunakan untuk memanaskan material konsentrat. Respon konsentrat (chalcopyrite) terhadap gelombang mikro lebih lambat yang menyebabkan grafit akan terbakar lebih dahulu dari pada konsentrat. Dibutuhkan isolator batu tahan api yang bagus yang dapat mengunci panas serta tidak terpengaruh oleh gelombang mikro. Jika material batu tahan api terpengaruh maka akan ikut menyerap gelombang dan ikut panas. Menyebabkan juga penyerapan gelombang oleh kalkopirit kurang karena terbagi antara kalkopirit, bahan bakar, dan batu tahan api. Chalcopyrite merupakan persenyawaan dari tembaga (Cu), besi (Fe), dan sulfur (S). Mempunyai struktur kimia CuFeS2. Chalcopyrite merupakan salah satu mineral sulfida dari tembaga. Untuk mengekstraksinya, dapat dilakukan dengan pyrometallurgi atau hydrometallurgi. Pengekstraksian menggunakan hydrometallurgi tidak menimbulkan polusi udara, tetapi chalcopyrite sangat sulit dilarutkan dalam reagent bahkan sampai berhari-hari. Berbeda dengan melalui proses pyrometallurgi yang lebih mudah dilakukan tatapi menghasilkan gas buang yang sangat berbahaya yakni SO2 yang beracun. Keuntungan lain dari Sulfida mineral yakni dapat langsung direaksikan unuk menghasilkan logam Cu dengan menggunakan pyrometallurgi. Untuk mengekstraksi chalcopyrite menggunakan pyrometallurgi biasanya menggunakan blast furnace, flash furnace (outokumpu, inco), mitsubishi, dll.prinsip kerjanya sama yakni dengan memanaskan chalcopyrite hingga meleleh (1250 oC). Reaksi akan langsung berlangsung karena besifat exothermic. Reaksi dapat dilihat pada persamaan 4.1 dibawah ini.

2CuFeS2 + 13/4 O2 Cu2S. 1/2 FeS + 3/2 FeO + 5/2 SO2 Ho = -450 MJ/Kg Mol CuFeS2 (6)

Dari reaksi diatas yang exothermic didapat Cu matte (Cu2S). Cu matte ini memiliki kandungan Cu antara 45-75 %Cu. Selain menghasilkan Cu matte, slag juga terbentuk dipermukaan. Slag ini terbentuk dari mineral-mineral oksida yang terkandung dalam chalcopyrite. Oksida mineral yang terkandung antara lain FeO, SiO2 (paling banyak), dan sedikit Fe2O3, Al2O3, CaO, MgO. Slag ini sendiri masih mengandung Cu sebanyak 1-7 %. Chalcopyrite yang merupakan senyawa sulfida (CuFeS2) jika dipanaskan dengan oksigen yang berlebih maka oksigen yang terkandung akan mengoksidasi unsur Fe dalam chalcopyrite. Unsur Fe yang semula berikatan dengan Cu dan S akan bereaksi dengan oksigen membentuk FeO. Oksigen juga beereaksi dengan unsur-unsur pengotor yang lain untuk membentuk oksida mineral sebagai slag. Tetapi tidak semua Fe dalam chalcopyrite teroksidasi menjadi FeO, sisanya masih berupa FeS. Pengoksidasian Fe ini tergantung jumlah oksigen yang digunakan. Semakin banyak oksigen yang digunakan maka makin banyak Fe yang teroksidasi menjadi slag. Disisi lain penambahan oksigen yang berlebih tidak selamanya baik, karena selain dapat mengoksidasi Fe oksigen juga dapat mengoksidasi Cu menjadi CuO yang nantinya menjadi slag. Oleh karena itu perlu kadar oksigen dan waktu yang pas agar tembaga yang didapat semakin banyak. Jika banyak Cu yang terkandung pada slag dapat dilakukan proses recovery pada melting slagnya. Setelah dilakukan proses peleburan (smelting), selanjutnya slag yang tebentuk diambil. Reaksi pengikatan slag dapat dilihat pada persamaan 4.2 dan persamaan 4.3. FeO yang banyak pada permukaan logam cair akan diikat oleh SiO2. Ikatan-ikatan antara 2 atom oksigen dengan 1 atom silikon akan terputus untuk berikatan dengan FeO. Semakin banyak SiO2 yang ditambahkan pada logam cair maka makin banyak slag yang dapat diikat. Akan tetapi penambahan SiO2 yang banyak akan membuat slag semakin kental yang nantinya sulit untuk dipisahkan dengan Cu matte. Terlalu kentalnya slag juga akan membuat slag mengandung banyak Cu akibat sulitnya pemisahan slag dengan Cu matte. Terbentuknya FeO yang semakin banyak harus diimbagi dengan SiO2 yang mumpuni. Bila FeO yang terbentuk tidak segera diikat dengan SiO2, FeO juga dapat bereaksi dengan Cu matte sehingga terbentuk CuO yang akan terbuang sebagai slag. Pengaturan oksigen, kadar SiO2 yang digunakan menjadi hal yang vital dalam proses pengekstraksian karena dapat meningkatkan recovery Cu.

2FeO + SiO2 2FeO.SiO2 Ho = -36,233 MJ/Kg Mol FeO (7) 2 FeS + 3O2+ SiO2 2 FeO.SiO2 + 2 SO2 Ho = -240 MJ/Kg Mol FeS (8)Cu matte (Cu2S) dioksidasi lebih lanjut dengan meniupkan udara yang kaya oksigen untuk mengoksidasi sulfur yang terkandung dalam Cu matte. Reaksi ini dapat dilihat pada persamaan 4.4. Selama proses peleburan dan pengoksidasian gas SO2 yang tebentuk antara 10-60 % vol SO2. Gas beracun ini ditampung dan selanjutnya digunakan untuk membuat asam sulfida (H2SO4). Pengoksidasian menggunakan oksigen berlebih ini juga tidak boleh melebihi batas. Jika melebihi batas maka unsur Cu juga akan ikut teroksidasi menjadi slag. Penghentian ini terjadi jika logam cair sudah berubah warnanya. Logam Cu cair (molten copper) dengan kadar Cu sampai 99% akan didapat dari oksidasi sulfur dari Cu matte. Tetapi logam Cu yang sudah 99% tersebut masih mengandung slufur dan oksigen yang tinggi yang bersifat buruk pada sifat mekanisnya. Oleh karena itu dapat dilakukan proses refaining untuk menghilangkan oksigen dan sulfur.

Cu2S + O2 2Cu + SO2 Ho = 36,6 MJ/Kg Mol Cu2S (9)

Pengekstraksian menggunakan gelombang mikro, tidak berbeda jauh dengan proses pyrometallurgi pada Cu. Perbedaanya adalah sumber panas yang digunakan untuk berlangsungnya proses reaksi ekstraksi tersebut. Seperti diketahui bahwa gelombang mikro dapat membangkitkan panas dari dalam material itu sendiri. Penelitian pemanfaatan gelombang mikro telah banyak dilakukan baik terhadap ekstraksi tembaga ataupun terhadap ekstraksi logam lain bahkan mineral-mineral berharga yang lainnya. Pengaruh gelombang mikro terhadap chalcopyrite adalah dapat dipanaskan, artinya chalcopyrite memanas dengan penyinaran gelombang mikro. Sementara carbon (bahan bakar) termasuk dalam kelas hiperaktif material dalam pengaruhnya dengan gelombang mikro. Menurut percobaan ali dan kamdan tahun 2005, pada percobaannya menghasilkan bahwa laju pemanasan pada grafit lebih cepat dibanding dengan bahan bakar yang lain seperti coke. Grafik laju pemanasan pada beberapa jenis bahan bakar dapat dilihat pada Gambar 9. Hasil tersebut sama dengan laju pemanasan bahan bakar dengan pengaruh gelombang mikro pada percobaan ini. Grafit akan terbakar terlebih dahulu dibandingkan dengan bahan bakar coke. Tetapi nilai kalori dari tiap jenis bahan bakar berbeda-beda sehingga menghasilkan temperatur yang berbeda-beda. Dengan demikian bahan bakar akan terbakar terlebih dahulu dibanding dengan chalcopyrite. Bahan bakar terbakar menghasilkan panas yang digunakan untuk menambah panas untuk terjadinya reaksi ekstraksi.Pada pengukuran temperatur yang dilakukan didapatkan temperatur yang dicapai oleh mineral yang diekstraksi mencapai temperatur 1200oC. Diukur menggunakan termometer infrared. Sebelumnya dilakukan pengukuran menggunakan termocouple yang hasilnya hanya mencapai temperatur 1100oC, dikarenakan termocouple terputus. Secara visual pencairan dapat dilihat pada Gambar 10. terdapat warna merah dan kuning cerah yang menunjukkan mineral telah mencapai titik cairnya.

Hasil yang didapat dalam ekstraksi mengunakan gelombang mikro ini masih belum mencapai kemurnian 99%. Peningkatannya hanya sampai hampir 2x lipat dari konsentarat yang kemurniannya sekitar 25 % Cu. Hal ini dikarenakan slag yang terbentuk belum sempat dipisahkan dari logam cair sehingga menggangu proses-proses selanjutnya. Karena kurang sempurnanya proses oksidasi sehingga hanya beberapa dari Fe dan S yang teroksidasi. Akibatnya terbentuk senyawa Cu yang lain yang berupa bornite (Cu5FeS4). Reaksi yang seharusnya berjalan seperti pada persamaan 4.1-4.4 tidak berlangsung secara sempurna. Kesulitan ini dihadapi karena belum bisa menciptakan wadah yang seperti pada peleburan logan yang terdapat lubang untuk pembuangan slag. Skema proses pengekstraksian chalcopyrite menggunakan pyrometallurgi dapat dilihat pada Gambar 11.Produk yang dihasilkan dari ekstraksi chalcopyrite menggunakan gelombang mikro ini berupa bongkahan batu dengan slag dan abu berada mengelilinginya. Seperti dapat dilihat pada Gambar 12. bagian logam yang berbentuk padatan berada di tengah-tengah atau dibawah. Slag yang berada diatas permukaan bersifat getas dan warnanya abu-abu. Logam hasil ekstraksi berbentuk padat tidak beraturan yang mengandung unsur Cu murni dan bornite. Jadi dengan demikian Proses ekstraksi chalcopyrite dapat dilakukan dengan menggunakan gelombang mikro seperti pada percobaan yang telah dilakukan. Tetapi masih butuh banyak penelitian lebih lanjut untuk mendapatkan kadar Cu murni yang sampai 99% seperti pada proses pyrometallurgy lainnya.

III. KESIMPULAN

3.1 Komposisi bahan bakar berpengaruh terhadap kadar Cu hasil ekstraksi. Dari komposisi 2, 3, dan 4 gr yang ditambahkan dari masing-masing bahan bakar didapatkan komposisi terbaik adalah 4 gr. Karena semakin banyak komposisi bahan bakar yang ditambahkan semakin banyak Cu yang dihasilkan. Menigkatnya kadar Cu ini akibat semakin banyak bahan bakar maka proses pemanasan akan lebih cepat. 3.2 Jenis bahan bakar juga berpengaruh terhadap kadar Cu hasil ekstraksi. Berdasarkan nilai kaori bakarnya didapatkan bahwa semakin tinggi kalori bakar yang dipunyai maka kadar Cu hasil ekstraksi akan menurun. Hal ini dikarenakan semakin besar kalori bakar maka semakin cepat laju pemanasannya sehingga memicu terbentuknya slag yang membeku pada permukaan yang menghalagi proses selanjutnya. Dari percobaan yang dilakukan didapatkan bahan bakar terbaik yakni menggunakan briket kokas sebanyak 4 gr yang menghasilkan kadar Cu sebanyak 59%. Sementara unsur/senyawa yang dihasilkan dari ekstraksi yakni berupa Cu dan bornite.

REFERENSI

Chang, Raymond. 2007. Chemistry Ninth Edition. New York: Mc Graw Hill

Chunpeng, L., Yousheng, X., dan Yixin, H. 1990. Application Of Microwave Radiation To Extractive Metallurgy Vol.6. Chin. J. Met. Sci. Technology. Cotton and Wikinson. 1989.Kimia Anorganik Dasar. UI- Press : Jakarta.Davenport W.G, dkk. 2002. Extractive Metallurgical Of Copper. Oxford: Pergamon.

Gaskell, R. D. 1973. Introduction To Metallurgical Thermodynamics. Tokyo: McGraw Hill Kogakusha, LTD

Haque, Kazi E. Microwave Energy For Mineral Treatment Processes A Brief Review, CANMET, 555 Booth Street, Ottawa, Ontario, Canada K1A 0G1, International Journal Of Mineral Processing, 57_1999, 1-24.

Harahsheh, M. A, dkk. 2005. The Influence Of Microwaves On The Leaching Kinetics Of Chalcopyrite. Minerals Engineering 18 1259 1268.

Harashsheh, M. A., Kingman, S. W. 2003. Microwave-Assisted Leaching A Review. Hydrometallurgy 73 189 203. http://www.google.com.Pengaruh Waktu Pelapisan Nikel pada Tembaga dalam Pelapisan Khrom dekoratif terhadap Tingkat Kecerahan dan Ketebalan Lapisan.Volume. 2 No. 1,Diakses 4 Desember 2012.

Ma, S. J., dkk. 2008. A New Practical Method To determine The Microwave Energy Absorption Ability Of Materials. Minerals Engineering 22, 1154-1159.

Nayak, S. S., dkk. 2009. Microstructure-hardness relationship of Al(L12)Al3Ti nanocomposites prepared by rapid solidification processing. Intermetallics 18 487492.

Pertamina. 2011. Green Coke, Petrucci, Ralph H, 1987, alih bahasa Suminar Ahmadi,Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern, Jilid 3, Penerbit Erlangga :Jakarta.

Pickles, C. A. Microwaves In Extractive Metallurgy Part 1 Review of Fundamentals, Departement of Mining Engineering, Queens University, Goodwin Hall, Kingston, Ontario, Canada K7L 3N6. Minerals Engineering 22 (2009) 1102-1111.

Rahayu, S. S. Jul. 2009. Bahan Non Metal Grafit,

Saidi, A., Azari, K. 2005. Carbothermic Reduction of Zinc Oxide Concentrate by Microwave, Department of Materials Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran. J. Mater. Sci. Technol., Vol.21 No.5.

Samouhus, M., Hutcheon, R., dan Paspaliaris, I. 2011. Microwave Reduction Of Copper (II) Oxide and Malachite Concentrate. Minerals Engineering. 24 903-913.

Sanusi, B. 1984. Mengenal Hasil Tambang Indonesia. Jakarta: PT. Bina Aksara.

Supriyanto, H. Jul. 2009. Pemanfaatan Kokas Briket Sebagai Bahan Bakar Industri Pengecoran Logam,

Suteja, A. 2007. Bahan Tambang Indonesia. Jakarta: Gramedia.Svehla, G. 1990.Vogel: Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro Bagian I. PT Kalman MediaPusaka. Jakarta.Syukri, S. 1999.Kimia Dasar 2. ITB Press. Bandung.