BAB IIISTUDI KASUS PENGOLAHAN ZIRCONDENGAN METODE GRAVITY CONCENTRATION (SHAKING TABLE DAN JIGGING)

A.PENDAHULUANSecara geologis, Indonesia mempunyai sumberdaya mineral, termasuk bahan galian industry yang sangat besar. Pembentukan pegunungan, aktivitas magma pada gunung-gunung api, serta proses sedimentasi yang telah berjalan dalam periode waktu yang lama selalu disertai dengan proses evolusi geologi yang mengakibatkan terjadinya proses pembentukan bahan galian. Berbagai indikasi adanya proses tersebut banyak dijumpai diberbagai tempat di kepulauan Indonesia. Potensi geologi yang sangat besar ini telah diakui pula para ahli di luar Indonesia, dalam laporan bank dunia. Bahan galian industry mempunyai peranan yang sangat penting dalam kehidupan manusia. Peranan dan kehadirannya dalam kehidupan manusia seringkali tidak disadari, sebagai contoh, rumah tempat tinggal yang sebagian besar komponennya terbuat produk padat bahan galian industry seperti bata, genting, semen, pasir, keramik, dan lain-lain. Bahan galian industry adalah mineral-mineral non logam dan batuan yang digunakan sebagai bahan baku utama atau tambahan di dalam industry manufaktur dan kontruksi. Bahan galian industry dapat digunakan secara langsung dalam bentuk produk primer.

B.GANESA ZIRCON Zirkon adalah mineral milik kelompok nesosilicates . Nama kimianya adalah zirkonium silikat dan rumus kimia yang sesuai adalah Zr Si O. Sebuah rumus empiris umum menunjukkan beberapa dari berbagai substitusi adalah zirkon (Zr 1-y, REE y) (SiO 4) 1-x (OH) 4x-y. Zirkon dalam bentuk silikat mencair dengan unsur-unsur yang tidak kompatibel terkonsentrasi dan menerima kekuatan tinggi bidang elemen ke dalam strukturnya. Sebagai contoh, hafnium hampir selalu hadir dalam jumlah berkisar antara 1 sampai 4%. Struktur kristal zirkon adalah tetragonal sistem kristal . Warna alami dari zirkon bervariasi antara berwarna hijau, kuning-keemasan, merah, coklat, biru, dan spesimen tak berwarna yang menunjukkan kualitas permata adalah pengganti populer untuk berlian ; spesimen ini juga dikenal sebagai "berlian Matura". Yang bahasa Inggris kata "Zirkon" berasal dari "Zirkon," yang merupakan Jerman adaptasi dari kata-kata zirkon Kuning disebut "eceng gondok", dari bunga hyacinthus , yang namanya berasal dari Yunani Kuno, di Abad Pertengahan semua batu kuning asal India Timur disebut gondok, ta Mineral utama yang mengandung unsur zirkonium adalah zirkon/zirkonium silika (ZrO2.SiO2) dan baddeleyit/zirkonium oksida (ZrO2). Kedua mineral ini dijumpai dalam bentuk senyawa dengan hafnium. Pada umumnya zirkon mengandung unsur besi, kalsium sodium, mangan, dan unsur lainnya yang menyebabkan warna pada zirkon bervariasi, seperti putih bening hingga kuning, kehijauan, coklat kemerahan, kuning kecoklatan, dan gelap, sisitim kristal monoklin, prismatik, dipiramida, dan ditetragonal, kilap lilin sampai logam, belahan sempurna tidak beraturan, kekerasan 6,5 7,5, berat jenis 4,6 5,8, indeks refraksi 1,92 2,19, hilang pijar 0,1%, dan titik lebur 2.5000C. Gambar : Peta sebaran zircon di Indonesia Zircon terbentuk sebagai mineral ikutan (accessory mineral) pada baatuan yang terutama mengandung Na-feldpar, seperti bataun beku asam (granit dan syenit) dan bataun metamorf (gneiss dan skiss). Secara ekonomis, zircon ditemukan dalam bentuk butiran (ukuran pasir), baik yang terdapat pada sedimen sungai maupun sedimen pantai. Pada umumnya zircon terkosentrasi bersama-sama mineral titanium (rutil dan ilmenit), monazite dan mineral berat lainnya. Di Indonesia zircon merupakan sedimen sungai yang terdapat di daratan dan lepas pantai. Mineral ini dijumpai bersama-sama dengan mineral kasiterit, dan electrum (Au, Ag) sebagai mineral utama, ilmenit, magnesit, monazite, xenotim, pyrite, mineral sulfida lainnya dan kuarsa. Cebakan keseluruhan mineral ini pada umumnya berasal dari batu granit yang telah mengalami pelapukan dan transportasi. Zirkon juga merupakan salah satu batuhias (gemstone) dengan kekerasan 7,5, beraneka warna dan berbentuk kristal tetragonal prismatik; membuat mineral ini mempunyai daya tarik tinggi. Mineral ini sering ditemukan mengandung jejak unsur radioaktif di dalam struktur kristalnya sehingga bersifat metamik dan tidak stabil, akan menjadi stabil apabila dipanaskan hingga suhu tertentu. Zirkon dengan daya tahan tinggi terhadap pelapukan dan abrasi biasanya membentuk konsentrasi bernilai ekonomis di daerah-daerah pantai dan gosong pasir yang terletak berkilo-kilometer dari sumbernya. Pada beberapa kasus, zirkon bersama mineral-mineral berat lain seperti turmalin, fluorit, rutil, dan anatase dapat terbentuk dalam batuan sedimen dolomitan melalui proses autogenik; sementara apabila berkaitan dengan kelompok spesifik batuan beku dapat berasosiasi dengan lingkungan pneumatolitik dan kadang-kadang dengan proses paragenesis. Mineral zirkon dapat ditemukan sebagai butir-butir kristal berukuran kecil di dalam sebagian besar batuan beku dan beberapa batuan metamorf, tersebar dalam jumlah jarang melebihi 1% dari total massa batuan. Secara umum konsentrasi mineral zirkon terbentuk sebagai rombakan di dalam aluvium dan sering berasosiasi dengan mineral berat lain seperti ilmenit, monazit, rutil, dan xenotim.

C. PROSES PENAMBANGAN ZIRCONBerdasarkan tipe endapan zircon yang merupakan endapan alluvial, penambangan dilakukan dengan menggunakan kapal keruk, bulldozer, dragline dan peralatan lain yang biasanya digunakan untuk menambangan bijih alluvial. Di Pulau Bangka, Pulau Belitung dan Pulau karimun. Pada lokasi penambangan ini, zircon ditambang bersama-sama dengan kasilterit. Penambangan dilakukan oleh PT. Tambang Timah dengan cara: Tambang semprot (konvensional dan tambang besar ) Kapal keruk, tambang mekanis Pada pemisahan menggunakan shaking table, distribusi partikel dipengaruhi oleh sifat-sifat riffle, permukaan deck, water supply, perbedaan bentuk, ukuran partikel dan ada tidaknya material yang termasuk middling atau material interlog atau partikel dengan sebagian material berat dan sebagian material ringan. Riffle (penghalang) merupakan perangkat dukung yang berfungsi untuk membentuk turbulensi dalam aliran sehingga partikel ringan diberi kesempatan berada diatas dan partikel berat relatif dibawah. Gaya yang bekerja pada meja goyang antara lain gaya dorong alir dan gaya gesek. Gaya dorong alir merupakan fungsi kecepatan relatif aliran air dan partikel Dalam prosesnya, partikel bergerak dengan kecepatan yang dipengaruhi oleh kedalaman air. Gaya Gesek terjadi antara partikel dengan dasar deck (alas alat). Berdasarkan pada ukuran besar butir material yang dipisahkan, meja goyang dapat dibedakan menjadi sand table dan slime table. Perbedaan pada kedua alat ini terletak pada jumlah dan jarak antar Riffle. Jumlah riffle pada Sand Table sangat banyak sedangkan jumlah riffle pada Slime Table sedang. Jarak antar riffle sand Table antara hingga 1 inch sedangkan Slime Table lebih besar daripada Sand Table. Selain itu Sand Table, ada bagian deck yang tidak diberi riffle digunakan untuk slime sedangkan pada Slime Table, ada bagian deck yang tidak dipasang riffle. Kapasitas shaking table (meja goyang) tergantung pada jumlah air, jumlah Strore, sifat bijih, slope, meja dan ukuran feed. Macam Meja Goyang yang lain adalah Willey Table, Butcher Table, Card Tabel. Card Field Table, Plat of Table, dan Dister Diagonal Overslorm Table. Meja Goyang Willey Tabel terdiri dari deck berbentuk segi empat dan Headmotion sebagai penggeraknya. Ketinggian riffle minimal feed dan lebar feed(5). Meja Goyang Bucher Table mempunyai bentuk hampir sama dengan Willey, tapi memiliki watch plinger untuk mencuci. Posisis riffle terbagi menjadi zone stratifikasi, cleaning zone dan dischange zone. Mekanisme kerjanya, material bergerak ke kiri dan air bergerak ke kanan, sehingga material ringan akan terbawa arus air sedang material berat akan berjalan terus. Meja Goyang Card Table yakni meja goyang dengan riffle dibuat dengan mengerat deck dengan bentuk segitiga dan headmotion. Meja goyang Dister Diagonal Overslorm Table yakni meja goyang dengan berbentuk Deck Rombahedral. Pemisahan antara konsentrat, middling dan tailing tidak jelas / berdekatan sekali Meja Goyang Card Field Table yakni meja goyang dengan berbentuk Wafley Table yang ditutupi seluruhnya oleh riffle, sedangkan meja goyang Plat of Table meja goyang yang mempunyai ciri utama di atas deck ada tiga macam riffle dan terdapat tiga zona dari riffle yaitu zone Stratifikasi, zone Intermediate Plan dan zone Lipper.

D. PROSES PENGOLAHAN ZIRCONPengolahan zircon termasuk sangat kompleks karena selain memisahkannya dari mineral pengganggu (gangue minerals), tetapi juga dipisahkan dari mineral-mineral berat lainnya (multi mineral processing). Pengolahan kalsiterit, zircon, dan mineral berat lainnya dilakukan oleh PT. Tambang Timah dalam dua tahap, yaitu: 1. pengolahan di tambang pengolahan disini dilakukan dengan menggunakan sluice box dan jig. Tujuan pengolahan tersebut adalah untuk menghasilkan konsetrat kalsiterit beserta mineral ikutanny, termasuk zircon. 2. pengolahan di pusat pencucian bijih timah pengolahan dilakukan terhadap konsetrat tambang dan kapal keruk. Metode dan peralatan yang digunakan terdiri atas pemisahan gravitasi (meja goyang, klasifier, jig), pemisahan listrik (high tension separator) dan pemisahan magnit (rapid magnetic separator). Produk pengolahan adalah kalsiterit, ilmenit, monazite, xenomit, dan zircon.Pasir zirkon yang berasal dari hasil samping pertambangan emas dan timah memiliki kadar zirkon rendah (marginal) antara 30-45 % sehingga perlu dilakukan peningkatan kadar (beneficiation) dengan pemisahan. Pemisahan mineral dapat dilakukan dengan cara Konsentrasi Grafitasi (Gravity Concentration) berdasarkan perbedaan berat jenis dengan perkiraan Kriteria konsentrasi. Konsentrasi Gravitasi adalah proses pemisahan material-material yang berharga dan tidak berharga dalam suatu bahan galian akibat gaya-gaya dalam fluida berdasarkan/tergantung pada perbedaan density, bentuk dan ukuran. Perangkat yang sering digunakan pada proses ini, antara lain; Shaking Table (Meja Goyang), Jig, Panning, Sluice Box, Humprey Spiral atau Hydrocyclone. Meja Goyang merupakan perangkat pemisahan material dengan cara mengalirkan air yang tipis (Flowing Film Concentration) pada suatu meja bergoyang yang dilengkapi dengan reffile (penghalang. Prinsip Kerja Shaking Table adalah perbedaan berat dan ukuran partikel terhadap gaya gesek akibat aliran air tipis. Faktor yang mempengaruhi kinerja Shaking Table antara lain : 1. Ukuran dari feed. 2. Operasional (roughing/cleaning). 3. perbedaan Spesifik Grafity.

Tabel kandungan mineral utama timah dan ikatannyaNo.Nama mineralRumus kimiaMassa jenis g/ cm3kemagnetanKelistrikan

1ZirconZrSiO44,6-4,7Non magnetisNon konduktor

2KasiteritSnO26,8-7,1Non magnetisNon konduktor

3KuarsaSiO22,6-2,7Non magnetisNon konduktor

4PiritFeS24,8-5,1Non magnetisKonduktor

5IlmenitFeTiO24,5-5,0MagnetisKonduktor

6RutilTiO24,1-4,3Non magnetisKonduktor

7HematitFe2O34,9-5,3Non magnetisKonduktor

8Monazit(Ce, La, Y,Tb)PO44,9-5,3Non magnetisNon konduktor

9XenotimYPO44,5-4,6MagnetisNon konduktor

10TourmalinNa (Mg,Fe)Al6 (BO3) (Si6)18 (OH4)143,0-3,2Non magnetisNon konduktor

11GalenaPbS7,5Non magnetisKonduktor

12TopazAl2SiO4(OH,F)23,4-3,6

Pada pemisahan menggunakan meja goyang, distribusi partikel dipengaruhi oleh sifat-sifat riffle, permukaan deck, water supply, perbedaan bentuk, ukuran partikel dan ada tidaknya material yang termasuk middling atau material interlog atau partikel dengan sebagian material berat dan sebagian material ringan. Riffle (penghalang) merupakan perangkat dukung yang berfungsi untuk membentuk turbulensi dalam aliran sehingga partikel ringan diberi kesempatan berada diatas dan partikel berat relatif dibawah. Gaya yang bekerja pada meja goyang antara lain gaya dorong alir dan gaya gesek. Gaya dorong alir merupakan fungsi kecepatan relatif aliran air dan partikel Dalam prosesnya, partikel bergerak dengan kecepatan yang dipengaruhi oleh kedalaman air. Gaya Gesek terjadi antara partikel dengan dasar deck (alas alat). Berdasarkan pada ukuran besar butir material yang dipisahkan, meja goyang dapat dibedakan menjadi sand table dan slime table. Perbedaan pada kedua alat ini terletak pada jumlah dan jarak antar Riffle. Jumlah riffle pada Sand Table sangat banyak sedangkan jumlah riffle pada Slime Table sedang. Jarak antar riffle sand Table antara hingga 1 inch sedangkan Slime Table lebih besar daripada Sand Table. Selain itu Sand Table, ada bagian deck yang tidak diberi riffle digunakan untuk slime sedangkan pada Slime Table, ada bagian deck yang tidak dipasang riffle. Kapasitas shaking table (meja goyang) tergantung pada jumlah air, jumlah Strore, sifat bijih, slope, meja dan ukuran feed. Macam Meja Goyang yang lain adalah Willey Table, Butcher Table, Card Tabel. Card Field Table, Plat of Table, dan Dister Diagonal Overslorm Table. Meja Goyang Willey Tabel terdiri dari deck berbentuk segi empat dan Headmotion sebagai penggeraknya. Ketinggian riffle minimal feed dan lebar feed(5). Meja Goyang Bucher Table mempunyai bentuk hampir sama dengan Willey, tapi memiliki watch plinger untuk mencuci. Posisis riffle terbagi menjadi zone stratifikasi, cleaning zone dan dischange zone. Mekanisme kerjanya, material bergerak ke kiri dan air bergerak ke kanan, sehingga material ringan akan terbawa arus air sedang material berat akan berjalan terus. Meja Goyang Card Table yakni meja goyang dengan riffle dibuat dengan mengerat deck dengan bentuk segitiga dan headmotion. Meja goyang Dister Diagonal Overslorm Table yakni meja goyang dengan berbentuk Deck Rombahedral. Pemisahan antara konsentrat, middling dan tailing tidak jelas / berdekatan sekali Meja Goyang Card Field Table yakni meja goyang dengan berbentuk Wafley Table yang ditutupi seluruhnya oleh riffle, sedangkan meja goyang Plat of Table meja goyang yang mempunyai ciri utama di atas deck ada tiga macam riffle dan terdapat tiga zona dari riffle yaitu zone Stratifikasi, zone Intermediate Plan dan zone Lipper. Langkah kerjanya adalah meja goyang disiapkan dengan cara motor penggerak meja dan motor pengatur umpan dihidupkan. Air sebagai media dialirkan dan diatur kecepatannya pada 15 liter permenit. Ditimbang pasir zirkon seberat 50 kg dan dimasukkan ke dalam tangki pengumpan (feeder). Pasir dialirkan dan diatur kecepatannya pada 17 kg perjam. Hasil proses diambil dan dilakukan penimbangan dilanjutkan analisis menggunakan XRF. Hasil pemisahan menggunakan meja goyang dan dianalisis mengunakan XRF disajikan pada tabel berikut:Tabel analisa hasil proses pemisahan menggunakan XRF (%)ZrO2TiO2SiO2FeO2SnO2CrO2AlO2NbO2MnO2

Head Sample54,15,421,12,40,60,50,40,1

konsentrat60,95,65,62,71,00,60,50,2

Midling40,313,16,63,51,20,71,20,3

Tailing36,110,616,38,60,31,40,80,5

Pada Tabel 2. tampak bahwa kandungan zirkon dalam konsentrat (60,9 %) lebih besar dibanding dalam head sample atau pasir zirkon yang belum diproses (54,1 %) hal ini menunjukkan bahwa telah terjadi adanya pemisahan antar partikel. Selain itu, silikon (SiO2) dalam konsentrat (5,6%) lebih rendah dibanding pada middling (6,6%) maupun di tailing (16,3%), hal ini menunjukkan bahwa pengotor silikon yang terletak pada permukaan mineral zirkon dapat dipisahkan. Terpisahnya silikon karena massa jenis Si sangat rendah atau ringan yaitu 2,33 g/cm3 jauh lebih rendah dibandingkan dengan zirkon (6,51g/cm3) atau unsur lainnya (Ti, Fe, Sn, Cr, Al, V, Mn, Nb) sehingga mudah terdorong / terbawa lebih cepat dari partikel berat searah aliran. Keberadaan silikon dalam konsentrat yang masih banyak, diduga silikon ini melekat menjadi satu dengan zirkon membentuk zirkonat (ZrO2.SiO2). Pengotor Si ini diharapkan dapat dipisahkan pada tahap lanjutan (proses kimia) yakni pelindian menggunakan air. Pengotor pengotor seperti Ti, Fe, Sn, Cr, Al, V, Mn, Nb diharapkan dapat dipisahkan secara metode fisika lainnya misalnya sifat kemagnetannya dengan konsentrasi magnetic, perbedaan sifat kelistrikan digunakan konsentrasi elektrostatik dan perbedaan sifat permukaan partikel untuk proses flotasi atau cara kimia lainnya.