BAHAN GALIAN DAN KEGUNAANNYA

Bahan galian merupakan mineral asli dalam bentuk aslinya, yang dapat ditambang untuk keperluan manusia. Mineral-mineral dapat terbentuk menurut berbagai macam proses, seperti kristalisasi magma, pengendapan dari gas dan uap, pengendapan kimiawi dan organik darilarutan pelapukan, metamorfisme, presipitasi dan evaporasi, dan sebagainya (Katili, R.J. 1966).

Dalam Pemanfaatannya di kehidupan sehari-hari, diantaranya yaitu dalam bidang industri, seperti bahan metalurgi, petrokimia, dan bahan abrasif serta masih banyak lagi. Penggunaan bahan galian ini dapat digunakan secara langsung ataupun diolah terlebih dahulu.Berikut ini beberapa contoh pemanfaatan bahan galian di beberapa bidang, antara lain.

1. Bidang Industri1. Zeolit

Merupakan senyawa zat kimia alumino-silikat berhidrat dengan kation natrium, kalium dan barium. Secara umum, Zeolit memiliki melekular sruktur yang unik, dimana atom silikon dikelilingi oleh 4 atom oksigen sehingga membentuk semacam jaringan dengan pola yang teratur. Di beberapa tempat di jaringan ini, atom Silicon digantikan degan atom Aluminium, yang hanya terkoordinasi dengan 3 atom Oksigen. Atom Aluminium ini hanya memiliki muatan 3+, sedangkan Silicon sendiri memiliki muatan 4+. Keberadaan atom Aluminium ini secara keseluruhan akan menyebababkan Zeolit memiliki muatan negatif. Muatan negatif inilah yang menebabkan Zeolit mampu mengikat kation. Zeolit juga sering disebut sebagai 'molecular sieve' / 'molecular mesh' (saringan molekuler)karena zeolit memiliki pori-pori berukuran melekuler sehingga mampu memisahkan/menyaring molekul dengan ukuran tertentu.

Zeolit mempunyai beberapa sifat antara lain : mudah melepas air akibat pemanasan, tetapi juga mudah mengikat kembali molekul air dalam udara lembap. Oleh sebab sifatnya tersebut maka zeolit banyak digunakan sebagai bahan pengering. Disamping itu zeolit juga mudah melepas kation dan diganti dengan kation lainnya, misal zeolit melepas natrium dan digantikan dengan mengikat kalsium atau magnesium. Sifat ini pula menyebabkan zeolit dimanfaatkan untuk melunakkan air. Zeolit dengan ukuran rongga tertentu digunakan pula sebagai katalis untuk mengubah alkohol menjadi hidrokarbon sehingga alkohol dapat digunakan sebagai bensin.

2. MikaMika merupakan mineral yang terbentuk pada akhir pendinginan magma. Mika

memiliki rumus umum kimiaX2Y4–6Z8O20(OH,F)4

dengan X biasanya adalah K, Na, atau Ca, tetapi dapat pula Ba, Rb, atau Cs; Y terutama adalah Al, Mg, atau Fe, dan dapat pula Mn, Cr, Ti, Li, dsb.; Z terutama sekali adalah Si atau Al, tapi bisa pula mencakup Fe3+ atau Ti. Secara struktural, mika bisa digolongkan sebagai disoctahedral (Y = 4) dan trisoctahedral (Y = 6). Jika ion X adalah K atau Na, maka mika itu termasuk golongan common. Tapi apabila ion X adalah Ca,

maka mika digolongkan sebagai mika rapuh.. Sifat dari mika yaitu merupakan konduktor yang buruk, maka mika banyak digunakan dalam industri yang berhubungan dengan kelistrikan.

3. KaolinKaolin merupakan salah satu mineral tanah liat (lempung) yang mengandung

beberapa lapis aluminium silikat (2H2O.Al2O3.2SiO2),. Kaolin adalah sejenis tanah liat yang bersifat lunak, halus, dan putih, terjadi dari pelapukan batuan granit, dijadikan bahan untuk membuat porselen atau untuk bahan campuran membuat kain tenun (kertas, karet, obat-obatan, dsb.); tanah liat Tiongkok: dengan disertai mineral penyerta. Kegunaannya antara lain yaitu:

Industri keramik, Kaolin(China Clay) antara lain digunakan untuk membuat "white ware" (barang-barang berwarna putih), "wall tile" (ubin dinding), "insulatir" (alat pelekat),refraktori, "face brick" (bila memerlukan warna putih).

Industri Fiberglass, kaolin digunakan sebagai penguat dalam fiberglass yaitu untuk memperbaiki proses integrasi fiber terhadap produk yang penguatannya menggunakan plastik 

Industri kertas, kaolin digunakan sebagai bahan pengisi (filler material) dan sebagai bahan pelapis (coating material)

Industri keramik, kaolin digunakan sebagai bahan body maupun bahan glasir untuk meningkatkan kualitas warna produk menjadi lebih cerah

4. FeldsparFeldspar: Adalah batuan yang mengandung Sodium, Potasium, alumina dan silica.

Sifatnya untuk melelehkan, menurunkan titik bakar, atau dengan kata lain membuat bahan keramik lebih matang, lebih leleh. Biasanya terbagi menjadi Potasium Feldspar yang berguna untuk campuran body, Sodium Feldspar untuk campuran glasir, dan Lithium Feldspar. Selain itu digunakan pula untuk industry kaca.

5. ChalkChalk tergolong dalam suatu batuan sedimen, dimana komposisinya berupa

karbonatan seperti batugamping, yang membedakan dari teksturnya lebih lunak dan lebih rapuh, memiliki warna putih dngan ukuran butir pasir. Chalk biasa diguakan untuk campuran dalam pembuatan bahan pemutih, penjernih air, plastik, karet dan ban, kertas, karbit, pipa pvc bahkan juga digunakan dalam industri kosmetik, bahan baku untuk industri cat..

6. BatuzeolitZeolit 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. Zeolit alam terbentuk dari reaksi antara batuan tufa asam berbutir halus dan bersifat riolitik dengan air pori atau air meteorik.

Penggunaan zeolit adalah untuk bahan baku water treatment, pembersih limbah cair dan rumah tangga, untuk industri pertanian, peternakan, perikanan, industri kosmetik, industri farmasi, dan lain-lain.

7. AsbesAsbes adalah nama kelompok mineral berserabut yang terdiri dari mineral-mineral

krisotil, krokidolit dan aktinolit. Jenis asbes yang tersusun oleh mineral krisolit yang terbanyak diproduksi (94% produksi dunia), sedangkan untuk yang disusun oleh tremolite dan aktinolit hampir tidak memiliki nilai ekonomis.Penggunaan asbes dalam industri dipengaruhi oleh panjang pendeknya serabut asbes misalnya : • Asbes serabut panjang : dipintal untuk benang, tali, kain asbes, untuk tirai tahan api, baju tahan api, isolasi listrik dan panas, belt conveyor, lapisan rem mobil, kaos tangan, sumbu, kaos lampu. • Asbes serabut sedang : bahan campuran dalam semen asbes, membuat pipa-pipa, lembaran asbes, atap. • Asbes serabut pendek : bahan tuang tahan api.

8. GrafitGrafit umumnya berwarna hitam hingga abu-abu tembaga, kekerasan 1 – 2 (skala

Mohs), berat jenis 2,1 – 2,3, tidak berbau dan tidak beracun, serta tidak mudah larut, kecuali dalam asam hidroflorik atau aqua regia mendidih. Proses dekomposisi berlangsung lambat pada suhu 6000C dan dalam kondisi oksida atau pada suhu 3.5000C bila kondisi bukan oksida.

Grafit adalah mineral yang dapat berasal dari batuan beku, sedimen, dan metamorf. Secara kimia, grafit sama dengan intan karena keduanya berkomposisi karbon, yang membedakannya adalah sifat fisik. Intan dikenal sangat keras, langka, dan transparan, sedangkan grafit agak lunak, mudah ditemukan, dan opak. Grafit sering dimanfaatkan sebagai bahan baku dari pembuatan isi pencil.

2. Bidang Metalurgi

Dalam bidang metalurgi beberapa bahan galian yang digunakan antara lain:a. Fireclay

Fire clay adalah mineral yang terdiri dari mineral kaolinit yang bentuk kristalnya tidak sempurna, dengan mengandung sedikit mika atau ilit, kuarsa, dan mineral lempung yang bersifat lunak dan tidak mempunyai perlapisan. Lempung tersebut mempunyai nilai PCE >19, sehingga tahan terhadap suhu tinggi (>15000 C) tanpa adanya pembentukan masa gelas. Fireclay terbentuk karena soil yang tertimbun oleh sedimen lain di daratan atau cekungan lakustrin ataupun delta yang umumnya mengandung batubara. Penggunaan fire clay terutama untuk refraktori, isolator, dll.

b. DiatomitDiatomit memiliki sifat daya hantar listrik rendah, dengan komposisi SiO2 yang cukup tinggi. Dengan sifat ini diatomit dimanfaatkan sebagai bahan isolator dari pipa gas atau

cairan yang menghasilkan panas. Selain itu diatomit juga dimanfaatkan sebagai alat penggosok logam (karena SiO2 nya tinggi).

c. FeldsparDalam bidang metalurgi, feldspar dimanfaatkan sebagai salah satu campuran serbuk metalurgi.

d. GrafitGrafit dimanfaatkan sebagai bahan campuran untuk bahan abrasif.

e. BatufosfatBatufosfat adalah batuan dengan kandungan fosfat yang tinggi. Pengolahan batuan ini biasanya untuk diambil unsur fosfornya kemudian diolah menjadi produk-produk yang dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

f. KaolinDalam bidang metalurgi kaolin dimanfaaatkan sebagai bahan campuran dalam pembuatan serbuk metalurgi yang nantinya akan digunakan untuk pelapisan logam.

g. Pasir kuarsaPasir kuarsa dimanfaatkan sebagai bahan abrasif, bahan penghalus, serta digunakan untuk menghilangkan karat.

h. Kristal kuarsaBentuk kristal dari kuarsa banyak dimanfaatkan sebagai bahan untuk alat-alat optik, seperti lensa dan keping kuarsa pada mikroskop polarisasi.

i. DiasporDiaspor memiliki rumus kimia αAlO(OH). Diaspor dalam metalurgi dimanfaatkan sebagai bahan baku Al. Dengan kata lain, diaspor akan diekstraksi untuk mendapatkan unsur Al nya.

j. KorundumDalam bidang metalurgi korundum digunakan sebagai bahan abrasif.

k. Silimanit dan KianitKedua bahan ini merupakan jenis mineral lempung. Pemanfaatannya dalam bidang metalurgi adalah sebagai bahan campuran dalam membuat serbuk metalurgi.

l. AndalusitAndalusit banyak diekstraksi untuk diambil komposisi penyusunnya (Al2SiO5) yang kemudian akan dimanfaatkan dalam pelapisan manufaktur-manufaktur peralatan yang terbuat dari besi.

m. MagnesitMagnesit merupakan mineral dengan jumlah yang terbatas dialam. Biasanya magnesit digunakan dalam proses pembuatan logam Mg, serta dimanfaatkan sebagai bahan isolator dari pipa dan juga sebagai bahan tahan api pada tungku pemanas atau tungku pencair.

n. DolomitDolomit merupakan mineral dengan rumus MgCO3, banyak ditemukan bersama batugamping. Pemanfaatan dolomit yaitu sebagai bahan tahan api pada tunggu pemanas atau tungku pencair. Dolomit juga digunakan sebagai bahan penggosok, serta sebagai bahan baku untuk membuat atau mendapatkan logam Mg.

o. Bentonit

Bentonit adalah jenis lempung yang 80% lebih terdiri dari mineral monmorilonite (Na.Ca)0.33(Al.Mg)12Si4O10(OH)2 n H2O. Bersifat lunak dan memiliki kekerasan 1 skala mohs. Pada umumnya bentonit dimanfaatkan sebagai perekat pasir cetak dalam proses pengecoran baja.

p. ZirkonZirkon memiliki rumus kimia ZrSiO4 dengan kekerasan 7,5. Mineral ini banyak digunakan sebagai bahan konstruksi reaktor nuklir ataupun sebagai refraktor tinggi, hal ini karena zirkon memiliki titik lebur yang cukup tinggi yaitu 2430ºC. Zirkon Oksida dimanfaatkan sebagai bahan pelapis.

3. PetrokimiaIndustri Petrokimia adalah industri yang berkembang berdasarkan suatu pola yang

mengkaitkan suatu produk-produk industri minyak bumi yang tersedia, dengan kebutuhan masyarakat akan bahan kimia atau bahan konsumsi dalam kehidupan sehari-hari. Contoh produk-produk industri petrokimia hulu antara lain Methanol, Ethylene, Propylene, Butadine, Benzene, Toluene, Xylenes, Fuel Coproducts, Pyrolisis Gasoline, Pyrolisis Fuel Oil, Raffinate dan Mixed C4.Produk hulua. Produk hulu adalah produk pertama/awal hasil dari pengolahan minyak bumi. Produk

ini adalah produk yang akan diolah lebih lanjut menjadi produk antara atau produk hilir. Yang termasuk ke dalam produk hulu adalah olefin (etilena, propilena, dan butena), aromatik (benzena, toluena, dan xilena), gas sintetik (CO dan H2), dan n-parafin.

b. Produk antaraProduk antara adalah hasil dari pengolahan produk dasar yang dapat diolah     lebih lanjut menghasilkan produk akhir/produk jadi. Contoh produk-produk       antara adalah etilbenzena-stirena, dikloroetilen-vinil klorida, isopropilalkohol, sikloheksana-kaprolaktam, ammonia, butena, etanol-asetaldehid, alkil benzena, akrilonitril, polietilena, isopropilalkohol

c. Produk hilirProduk hilir adalah produk akhir dari hasil pengolahan produk antara. Produk hilir merupakan produk jadi yang dapat langsung dipakai untuk memenuhi keperluan sehari-hari.

Dilihat dari hasil dari pada produk hilirnya, industri petrokimia dibagi ke dalam beberapa jenis, antara lain:

1. Industri cat yaitu Resin (Acrylic atau Polyurethane) dan solvent/thinner (aseton/alkohol)

2. Industri detergen yaitu alkil benzene sulfonat (ABS), dan selulosa karboksi metil (CMC).

3. Industri  psetisida dan pupuk Pestisida: kelompok organo-klor (DDT, aldrin), kelompok organo-posfor

(malation, parathion), dan kelompok karbamat (karbaril, obat anti serangga). Pupuk: urea (CO(NH2)2), ZA (ammonium sulfat/(NH4)2SO4), kalsium nitrat

(Ca(NO3)2)

4. Bahan AbrasifBahan abrasif adalah bahan untuk meratakan, menghaluskan dan

mengkilapkan. Sedangkan polishing (pemolesan) adalah proses pengabrasian permukaan yang akan mengurangi goresan sampai akhirnya permukaan menjadi mengkilap. Ada banyak jenis bahan abrasif, yaitu :

a. DiamondDiamod disebut juga superabrasive, sangat keras dan sangat efektif untuk enamel dalam dunia kedokteran gigi.

b. EmerySuatu corundum abrasive hitam abu-abu dalam bentuk grain. Digunakan dalam bentuk selubung abrasive pada disk untuk finishing metal alloy atau akrilik resin material.

c. Arkansas stoneSuatu semitranslucent, abu-abu yang terdiri mikrokristalin quartz, padat, keras.

d. CorundumBentuk mineral dari aluminum oxide, putih warnanya. Digunakan untuk grinding, metal alloy dikenal dengan white stone..

e. ChalkSuatu mineral yang membentuk Calcite,  mengandung Calcium Carbonat. Digunakan sebagai pasta abrasi ringan, untuk memolis enamel gigi, gold foil, amalgam dan plastik material.

f. QuartzSuatu partikel quartz kristaline dalam bentuk sharp, angular partikel dan dipakai sebagai lapisan abrasive pada disk.

g. GarnetYang terbentuk dari sejumlah mineral yang berbeda membentuk suatu kristaline. Mineral-mineral yang terkandung yaitu : Aluminium silikat, cobalt, besi, magnesium dan mangan. Garnet ini sangat keras dan sering dibuat utk melapisi disk. Digunakan utk grinding metal alloy dan resin akrilik materialSandAdalah campuran partikel-partikel kecil dari silica. Dipakai dalam melapisi paper disk untuk grinding metal dan akrilik resin.

h. PumiceBerupa bubuk abrasive Kedokteran Gigi atau bahan polis untuk konservatif, bahan ini mempunyai bermacam-macam ukuran partikel. Partikel yang kasar dipergunakan sebagai bahan abrasive di laboratorium, sedangkan partikel yang halus dipergunakan untuk konservatif dan polishing restorasi gigi.

i. Silicone CarbideSuatu sintesis abrasive, warna hijau dan biru kehitaman. Silicone carbide ini keras, mudah patah, dan dipakai sebagai suatu abrasive pelapis pada disk perekat instrument-instrumen dari karet.

j. Zirconium silicate

Bahan ini dipergunakan sebagai bahan polish konservatif.k. Tripoli

Bahan ini dipergunakan untuk menggantikan bahan diatomaceous earth, meskipun bahannya tidak sama. Bahan ini dipakai untuk polish ringan.

l. Aluminium OxideBahan abrasive ini murni dibentuk dari emery, bahan ini dipergunakan untuk polishing metal.

m. Tin OxideDigunakan sebagai bahan polish untuk gigi dan untuk restorasi metal dalam mulut. Dicampur air, alkohol atau glycerine sampai berbentuk pasta untuk digunakan

n. CuttleAdalah suatu abrasive dalam betuk powder, berwarna  putih, dipakai sebagai bahan untuk abrasi ringan seperti polish amalgam, metal margin.

o. Kieselguhr /Diatomaceous EarthDikenal sebagai kieselguhr, dipergunakan tidak hanya sebagai bahan abrasive dan polishing tetapi juga sebagai filer pada beberapa bahan Kedokteran Gigi

p. RougeBerbentuk powder halus atau berbentuk  padatan yang mempunyai komposisi iron oxide (Fe 203), kadang diisikan pada paper disk. Rouge ini merupakan bahan polish yang bagus untuk memoles emas dan logam campur logam mulia.

5. Semen Sebagai Bahan BangunanMaterial yang dibutuhkan dalam pembuatan semen yaitu:1. Batukapur digunakan sebanyak ± 81 %.

Batu kapur merupakan sumber utama oksida yang mempumyai rumus CaCO3 (Calcium Carbonat),pada umumnya tercampur MgCO3 dan MgSO4. Batu kapur yang baik dalam penggunaan pembuatan semen memiliki kadar air ± 5%

2. Pasir silika digunakan sebanyak ± 9 %Pasir silika memiliki rumus SiO2 (silikon dioksida). Pada umumnya pasir silika terdapat bersama oksida logam lainnya, semakin murni kadar SiO2 semakin putih warna pasir silikanya, semakin berkurang kadar SiO2 semakin berwarna merah atau coklat, disamping itu semakin mudah menggumpal karena kadar airnya yang tinggi. Pasir silika yang baik untuk pembuatan semen adalah dengan kadar SiO2 ± 90%

3. Pasir besi digunakan sebanyak ± 1%.Pasir besi memiliki rumus kimia Fe2O3 (Ferri Oksida) yang pada umumnya selalu tercampur dengan SiO2 dan TiO2 sebagai impuritiesnya. Fe2O3 berfungsi sebagai penghantar panas dalam proses pembuatan terak semen. Kadar yang baik dalam pembuatan semen yaitu Fe3O2 ±  75% – 80%. Pada penggilingan akhir digunakan gipsum sebanyak 3-5% total pembuatan semen.

4. Tanah liat digunakan sebanyak ± 9 %.Rumus kimia tanah liat yang digunakan pada produksi semen SiO2Al2O3.2H2O. Tanah liat yang baik untuk digunakan memiliki kadar air ± 20 %, kadar SiO2 tidak terlalu tinggi ± 46 %

6. Bahan KeramikUmumnya senyawa keramik lebih stabil dalam lingkungan termal dan kimia

dibandingkan elemennya. Bahan baku keramik yang umum dipakai adalah felspard, ball clay, kwarsa, kaolin, dan air. Sifat keramik sangat ditentukan oleh struktur kristal, komposisi kimia dan mineral bawaannya. Oleh karena itu sifat keramik juga tergantung pada lingkungan geologi dimana bahan diperoleh. Secara umum strukturnya sangat rumit dengan sedikit elektron-elektron bebas.

Kurangnya beberapa elektron bebas keramik membuat sebagian besar bahan keramik secara kelistrikan bukan merupakan konduktor dan juga menjadi konduktor panas yang jelek. Di samping itu keramik mempunyai sifat rapuh, keras, dan kaku. Keramik secara umum mempunyai kekuatan tekan lebih baik dibanding kekuatan tariknya.