Gypsum

GYPSUM
Mempunyai rumus kimia CaSO4. 2 H2O.

Bila tidak ada air kristalnya, disebut anhidrit.

Mulajadi :

Terbentuk dari pengendapan air laut, pada temperatur < 42oC bila temperatur > 42o C terbentuk anhidrit.

Syarat lainnya : salinitasnya mencapai 3,35 – 4,8 kali normal.

Gypsum juga dapat terbentuk oleh sublimasi dari fumarol, sulfatara dan bereaksi dg batugamping.

Sifat fisik :

Warna : putih, abu-abu sampai hitam

Kekerasan : 2

BJ : 2,2 – 2,4

Kilap : kaca,

Titik leleh : 400o C

Sifat Optik :

Pada sayatan tipis, gypsum tidak berwarna,

Indeks bias : nx = 1,520 , ny = 1,522 , nz = 1,52

Sifat kimia :

Komposisi kimia : CaO =32,57 % ; SO3 = 46,5 % ;H2O= 20,93 %

Pengotor gypsum : magnesium, karbonat, khlorit, mineral sulfat dan silikat lainnya.

Varitas gypsum :

Selenit : gipsum kristalin, tak berwarna, transparan, cleavage dengan belahan

sempurna pd satu bidang, dan mempunyai kembaran. Kelampakannya seperti ekor

burung walet atau ujung tombak.

Satin spar : agregat koheran dg struktur fibrous yg sejajar dan memanjang,

Kilap : sutera, opaque. Terbentuk dari kristalisasi larutan, terjadi sebagai urat

seperti selenit.

Alabaster :masif, berbutir halus, mirip lilin, kadang-kadang berlembar, pecahan

uneven, jernih, sering berwarna suram dan terkotori kalsit, lempung, oksida besi, anhidrit.
Rock gypsum : kompak, bersisik, granuler, opaque, tidak murni, butir lebih kasar dari alabaster, terjadi inter bedded dengan batuan sedimen hasil evaporasi air laut.

Gipsit : disebut earthy gipsum, lunak, kotor seperti tanah dan pasiran, opaque, agak terkonsolidasi dan tidak koheren, terbentuk dari penguapan gipsi ferous water.

Pengotor gypsum :

a.    Tidak dapat larut : batugamping, dolomit, anhidrit, lempung an hidrous, mineral silika. Pengotor ini mengurangi Stucco (hemi hidrat kalsium sulfat),meningkatkan berat plester atau wall board. Biasanya kadar pengotor ini 10-15 %.

b.    Mineral hlorida yg dapat laurt : halit, dapat mempengaruhi temparatur kalsinasi, kepadatan stucco dan waktu pengerasan. Kadar pengotor ini maksimum : 0,02 – 0,03 %

c.    Mineral hidrous : garam sulfat mirabilit, epsomit, group lempung montmorilonit, mempengaruhikebasahan produk, karakteristik stucco, Kadar pengotor ini maksumum:0,02-0,03%

PENAMBANGAN :

Tambang terbuka : Overburden dikupas, pembongkaran dg alat dragline, scraper

Tambang Bawah tanah : produk dapat mencapai 500 – 1.500 ton/hari.

PENGOLAHAN :

Dapat dikelompokkan menjadi dua sesuai dengan pemanfaatannya :

Gypsum mentah : gypsum dari tambang dilakukan proses peremukan, pengayakan, penggilingan dan  pd 49°C.

Gypsum hasil kalsinasi.

prosesnya gypsum hasil penambangan dilakukan peremukan, kemudian dikalsinasi pd temperatur 97°C menghasilkan gypsum hemi hidrat (stucco/plaster

paris) : CaSO4. 0,5 H2 O.

 - pada temp 170°C

   berubah menjadi ß hemihidrat.

 CaSO4.2H2O   ---->  CaSO4 0,5 H2O + 1,5  H2 O

 - pada temperatur 200°C akan terbentuk plaster anhidrous kalsium sulfat, bersifat

kurang plastis, keras dan kuat.

CaSO42H2O  ------->  CaSO4 +  H2O

Pada temp. 500°C dihasilkan insoluble anhidrit atau dead burning gypsum. Bila ditambah accelerator akan dihasilkan plaster (keene”s cement)

CaSO5  2 H2O  --------->  CaO + SO3 + 2 H2O

Pada temp 900o C dihasilkan masa sangat padat, keras, ketahanan tinggi.

Gypsum Sintetis :

a.    Dari air laut : air laut mengandung SO4= bila ditambah Ca++(dari larutan hasil buangan pabrik soda abu, atau dari Ca(OH)2

b.    Air kawah mengandung SO4 CaCO3 + air kawah  ------> CaSO4. 2 H2O
 Setiap liter air kawah Ijen, menghasilkan 80 gram gipsum.

c.    Dari pembakaran batubara menghasilkan gas SO3, bila disemprot dg Ca(OH)2 SO3 + Ca(OH)2 + H2O   ------> CaSO4 2 H2O

Dari hasil samping industri kimia sebagai retarder, industri asam sulfat dengan cara sama akan menghasilkan gypsum.

Petrokimia Gresik memproduksi 440.000 ton/tahun untuk retarder semen.

Manfaat gypsum mentah (blm dikalsinasi)

a.    Industri semen portland : gypsum berfungsi sebagai retarder (memperlambat pengerasan). Syaratnya : Kadar CaSO4 tinggi, kadar SO3 42 % dan ukuran butir 0,5 – 2 inchi

b.    Pupuk buatan : digunakan rock gypsum, ukuran- 100 mesh untuk tanah alkalis.

Fungsinya untuk :

Meningkatkan pertumbuhan tanaman kacang-kacangan

Sulfur berfungsi untuk menangkap nitrogen.

Pemupukan 240 lbs/ Ha luas tanaman

Industri tekstil : dalam finishing kain cotton,gypsum berfungsi untuk mengkilapkan permukaan kain agar bercahaya. Gipsum yg digunakan dengan kadar :

CaSO4 < 4 %    CaCO3 = 1,45 %  Fe2O3 +Al2O3= 0,12 % H2O = 20,46 %  

NaCl = 0,26 %  MgO =0

GYPSUM YG SUDAH DIKALSINASI :

a.Plester of Paris : rock gypsum, alabaster dipanaskan 130o c sebagai :

1. wall board : untuk atap, diding penyekat

2. genteng, keramik, patung

Syarat : 80 % gypsum kalsinasi, ukuran – 30 mesh dan -100 mesh (90 %), kuat

tekan 1.800 psi.

b. Pembuatan kertas : gypsum murni warna putih, ukuran 95 % - 325 mesh, berguna sebagai pengisi kertas.

c.    Keene’s cement: gypsum dikalsinasi pd 428o c dihasilkan dead burn. Spesifikasinya : Kuat, keras,mengandung kalsium sulfat hidrous Setting time = 25 menit  - 6 jamKuat tekan < 250 psi, ukuran 1410 mikron, Kadar air < 2 %

d.   Industri kimia : untuk pembuatan asam sulfat, Bahan : anhidrit, pasir, kokas, abu aluminous dipanaskan 1.400oc

BATUGAMPING
Mulajadi : secara organik, mekanik atau secara kimia.

Secara organik : terjadi karena pengendapan binatang karang/cangkang, foraminifera, koral/kerang.

Secara mekanik : bahan sama dengan organik, yg membedakan adalah terjadinya perombakan batugamping  tersebut kemudian terbawa arus dan diendapkan tidak jauh dari tempat semula.

Secara kimia : terjadi pd kondisi iklim dan suasana lingkungan tertentu dalam air laut ataupun air tawar.

Mata air mineral dapat juga mengendapkan batugamping (sinter kapur). Batugamping ini terjadi karena peredaran air panas alam yg melarutkan lapisan batugamping di bawah permukaan yg kemudian diendapkan di permukaan.

Pengotor batugamping : magnesium, lempung, pasir

Penamaan batugamping :

Nama batuan                kadar dolomit (%)        kadar MgO(%)

Batugamping                         0-5                           0,1 – 1,1

Batugamping bermag           5-10                         1,1 – 2,2

Nesium

Batugamping dolomitan     10-50                        2,2-10,9

Dolomit berkalsium             50-90                      10,9-19,7

Dolomit                                90-100                     19,7-21,8

Penambangan :

Tambang terbuka : dengan alat bulldozer, power scraper,pemboran dan peledakan.

Atau dengan alat sederhana : linggis, ganco

Tambang dalam : dengan, ganco,linggis contoh penambangan batugamping di gunungkidul.

Pengolahan : bertujuan untuk memenuhi syarat

keinginan konsumen, dalam hal ini konsumen batugamping dapat dikelompokkan

menjadi dua :

Batu gamping mentah

Batu gamping hasil kalsinasi

Batugamping mentah :

Tanpa pengolahan, langsung dapat digunakan: untuk semen, jalan, bangunan

Dengan peremukan dan penggilingan, contoh HCC (high calcium carbonat), yakni

batugamping dengan kadar tinggi CaCO3 > 95%

Batugamping hasil pemanasan (kalsinasi)

Untuk mendapatkan kapur tohor (CaO), kapur padam Ca(OH)2 dan CO2

dilakukan proses kalsinasi pada temperatur  900 – 1.000o C.

Pengolahan : bertujuan untuk memenuhi syarat

keinginan konsumen, dalam hal ini konsumen batugamping dapat dikelompokkan

menjadi dua :

Batu gamping mentah

Batu gamping hasil kalsinasi

Batugamping mentah :

Tanpa pengolahan, langsung dapat digunakan: untuk semen, jalan, bangunan
Dengan peremukan dan penggilingan, contoh HCC (high calcium carbonat), yakni batugamping dengan kadar tinggi CaCO3 > 95%

Batugamping hasil pemanasan (kalsinasi)

Untuk mendapatkan kapur tohor (CaO), kapur padam Ca(OH)2 dan CO2 dilakukan proses kalsinasi pada temperatur  900 – 1.000o C.

Terdapatnya :

Jawa Barat : Padalarang, Cibadak, Tasikmalaya, Bayah Palimanan, Cirebon.
Jawa Tengah : Nusakambangan, Gunungkidul, Klaten, Wonosobo, Rembang, Tegal.
Jawa Timur : Tuban, Pacitan, Madura, Malang.

Kegunaan :

Batugamping mentah :

Bahan bangunan :untuk fondasi jalan, rumah, bendungan. Digunakan batugamping keras, pejal, daya tekan 800-2.500 kg/cm2

Industri kertas, PVC, pakan ternak, flux, cat.

Industri semen :syarat : CaO min 50 % MgO maks 2,0 %

Dua buah senyawa semen yang dihasilkan pada proses pembuatan semen :

Ca(OH)2 + SiO2 + (n-1) H2O ----?CaO.SiO2n H2O

Ca(OH)2 +Al2O3 + 5 H2O ----? CaO.Al2O3 6H2O

Untuk industri kaca :manfaat batugamping sebagai fluks, syaratnya :

CaO : 55,8%         MgO : 0,15 %       SiO2 : 0,96 %

Fe2O3 : 0,04 %      Al2O3 : 0,14 %

Untuk peleburan baja, batugamping sebagai fluks

Silika dan alumina akan bereaksi dg fluks menghasilkan terak/slag yang

mengapung dibagian tengah lelehan besi baja, sehingga mudah dipisahkan.

Disamping itu batugamping dapat mengikat SO2 dan H2S

Syarat batugamping :

CaO:min 52 %      SiO2 maks  4 %    Al2O3 +Fe2O3 maks 3 %

MgO maks  3,5 %  

Bahan Pemutih kertas , pulp, karet :

Syarat : CaCO3 98 %, PH > 7,8 ukuran butir 325 mesh, tingkat kecerahan tinggi.

.Batugamping yang dikalsinasi :

1.    Untuk pembuatan karbit : bahan : kapur tohor 60 % dan kokas 40 %.
Syarat kapur tohor : CaO : 92 %, MgO maks 1,75 %
Fe2O3 + Al2O3 : 1 %

Syarat kokas : Sulfur maks 0,2 % , kadar abu maks 12 % Pembuatan karbid : Kokas dan kapur tohor diaduk, kemudian dibakar dalam tanur listrik, temperatur 2.000o C Reaksi :  CaO + C ----?  CaC2 + CO

2.Industri gula : batugamping berfungsi Menjernihkan nira tebu
Menaikkan PH Untuk 1000 Kw tebu diperlukan batugamping 150 kg

3. LCC : Sebagai bahan baku pelicin tablet Bahan baku kosmetika Syarat bahan pelicin tablet : CaCO3 = 98,6 % tak berbau dan tidak berasa tidak mengandung arsen dan logam berat lainnya.

BENTONIT
Bentonit : mempunyai komposisi utama mineral lempung, 86 % terdiri atas montmorilonit

Mg2 Al10Si24O60(OH)12 (Na,Ca).

Mula2 ditemukan pd formasi Benton di daerah Fird Benton, Wyoming, Amerika Serikat.
Ada dua jenis bentonit : Natrium Bentonit Calsium, Magnesium bentonit.

Natrium bentonit : Mengandung ion Na relatif banyak dibanding Ca++ dan Mg++.

Na2O > 2 %

Pengembangan besar bila ditambah air membentuk suspensi yang baik

PH = 8,5 – 9,8

Na bentonit sering dipakai sebagai  bahan tambahan cat, tinta cetak, pencegah kebocoran pada dam, lumpur pemboran.

Ca, Mg bentonit :

Ø pengembangan kecil mempunyai daya serap air dan bentonit akan mengendap , tidak membentuk suspensi.

Ø daya tukar ion cukup besar PH = 4 – 7.

Sering dipakai sbg : bahan penyerap, industri farmasi, zat pemutih, katalisator, perekat pasir cetak, perekat briket batubara, campuran pakan ternak.

Ciri-ciri bentonit di lapangan :

- warna : abu-abu, coklat muda agak putih, putih kekuningan

- kilap : lilin

- bila diraba agak licin seperti sabun,

- bila kering membentuk rekah-rekah, bila basah membentuk masa bubur.

Mula jadi :

1.    Proses Pelapukan

Hasil dekomposisi kimia batuan silika akibat pengaruh air tanah.

Bila batuan asal adalah batuan beku asam mengandung Alumina tinggi (plagioklas, kalium feldspar, biotit, muscovit) yg sangat berperan dalam pembentukan montmorilonit.

Pada proses ini terjadi reaksi ion hidrogen dalam air tanah dengan mineral silikat.

Ion H+ berasal dari pembusukan zat organik oleh bakteri.

2.    Proses alterasi Hidrothermal

Larutan hidrothermal yg menerobos rekahan akan bereaksi dengan batuan dinding.

Pada awalnya larutan bersifat asam yg mengandung  Cl, S, CO2, Si, setelah bereaksi dengan batuan dinding berubah dari asam – basa.

Terjadinya montmorilonit karena adanya unsur magnesium dan kalsium.

3.    Proses transformasi (devitrivikasi)

merupakan proses ubahan dari abu vulkanis yg mempunyai komposisi gelas akan menjadi mineral lempung , akan lebih sempurna bila terjadi pada danau, cekungan sedimentasi.

Material abu vulkanis yang terendapkan akan bercampur dengan mineral sedimen

laut (misal batupasir).

Proses pengendapan/sedimen kimia

Montmorilonit terbentuk sbg endapan dalam suasana basa dalam suatu cekungan, dimana karbonat dan silika mempunyai PH tinggi, seperti antapulgit, montmorilonit (mengandung larutan silika)yg dalam beberapa hal dapat terendapkan sebagai kristobalit atau senyawa aluminium, magnesium

SIFAT BENTONIT :

1. Komposisi dan jenis mineral, dapat diketahui dari analisa sinar X

2.Dari hasil analisis kimia tidak langsung dapat menentukan kualitas bentonit.
3. Pertukaran ion, sifat ini menentukan jumlah air yg dapat diserap bentonit.Hal ini dipengaruhi struktur kisi-kisi kristal mineral montmorilonit, serta adanya ion + kation yg mudah tertukar maupun menarik air.

Ion Na mempunyai daya serap air > Mg, Ca,K dan H. maka bila dimasukkan kedalam air akan mengembang membentuk koloid. Bila air menguap akan membentuk masa yg kuat, keras dan impermiabel.

Daya serap. Adanya ruang pori antar ikatan mineral lempung, serta tidak seimbangnya muatan listrik dalam ion-ionnya, maka bentonit dapat digunakan sebagai penyerap.

Luas permukaan. Semakin halus ukuran butir, semakin luas permukaannya, maka bentonit dapat digunakan sebagai pembawa insektisida, pengisi kertas, plastik.
Rheologi (tiksotropi). Bila bentonit dicampur air dan dikosok akan membentuk masa agar-agar, namun bila didiamkan dan airnya menguap akan mengeras seperti semen.

Ø Bila kekentalan dan daya suspensinya sangat baik, maka bentonit ini baik untuk lumpur pemboran

Ø Bila tiksotropinya sangat baik, maka bentonit ini cocok untuk pelindung fondasi, maupun pelapis.

Sifat mengikat dan melapisi : digunakan untuk pengikat pelet konsentrat/bijih, perekat cetakan logam

Komposisi kimia Na bentonit dari Amerika Serikat :

SiO2 = 55,40 %      Al2O3 = 20,10 %     Fe2O3 = 3,7 %

CaO = 0,49 %        MgO =   2,49 %      Na2O = 2,76 %

K2O = 0,60 %dan Habis dibakar = 13,5 %

Penyebaran :

Jabar: Karangnunggal, Manonjaya,Kowalu(Tasikmalaya

Jateng: Sangiran, Sragen, Wonosegoro, Semarang Selatan

DIY: Nanggulan

Jatim: Pacitan, Trenggalek, Tulungagung, Malang

SumSel : Muara Tiga (Tanjung Enim), Bangka

Sulut : Manado

Kalteng : Barito Utara

KEGUNAAN BENTONIT :

1. Lumpur Pemboran :fungsi utama bentonit adalah :

a.    Menaikkan daya suspensi air pembilas

b.    Pembawa kotoran ke atas

c.    Pendingin dan pelumas mata bor

d.   Menahan kotoran bor agar tetap berada dalam cairan  pembilas sehingga tidak mengendap walaupun kegiatan pemboran berhenti.

e.    Menahan tekanan air gas maupun minyak yang keluar dari formasi batuan yg ditembus.

Syarat bentonit Na (API/Amerika Petroleum Institute)

Kekentalan untuk larutan 10 gram dlm 350 ml air paling sedikit 8 cp

Hilang dalam pengeringan kertas filter utk larutan 10 grm dlm 350 ml air paling

banyak 14 ml

Sisa yg tertampung 200 mesh maksimum 2,5 %

Kelembaban maksimum 12 %

OCMA: Oil Companies Materials Association

Kekentalan dlm larutan 9,5 grm bentonit dlm 100 ml cairan paling sedikit 15 cp.

Hilang melalui kertas filter utk larutan 7,5 grm dlm 100 ml air maksimum 15 %

Kandungan uap air maksimum 15 %

Sisa pada 200 mesh pd penyaringan basah maksimum 2,5 %

Lolos 100 mesh pd penyaringan kering minimum 98 %

Pengolahan bentonit :

Peremukan hingga mencapai ukuran 0,25 inch

Pengeringan pada 480oF, tidak boleh > 750oF sebab akan merusak karakteristik koloidal bentonit.dengan alat rotary dryer. Pengurangan kadar air dari 30 %? 8 %
Penggilingan dan pengemasan : digiling dengan mikro grinder,untuk memisahkan

butir – 200 mesh digunakan Classifyer.

Pengecoran logam : bentonit berfungsi untuk cetakan sebab bentonit mempunyai daya ikat yg baik dan tahan terhadap temperatur tinggi.

Dalam Teknik Sipil sifat bentonit yg digunakan adalah Tiksotropi
Pakan Ternak Untuk campuran pakan ayam sebanyak 5 % dengan ukuran butir – 150 mesh. Hasil yg didapatkan : menghilangkan bau, daging lebih baik, tidak pernah mengganti alas kandang,biaya pakan lebih rendah.

Untuk pakan penguat sapi perah, campuran pakan suplemen: bentonit 5 %, ampas tahu, dedak, molase, urea, kedelai digoreng sangrai, jagung.

Hasil : untuk sapi rusak diberi suplemen ini 1 kh/hari maka dalam waktu 2 minggu akan menghasilkan susu sekitar 11 liter.

Pengecoran logam : bentonit berfungsi untuk cetakan sebab bentonit mempunyai

daya ikat yg baik dan tahan terhadap temperatur tinggi.

Dalam Teknik Sipil

sifat bentonit yg digunakan adalah Tiksotropi

Pakan Ternak

Untuk campuran pakan ayam sebanyak 5 % dengan ukuran butir – 150 mesh. Hasil yg didapatkan : menghilangkan bau, daging lebih baik, tidak pernah mengganti alas kandang,biaya pakan lebih rendah.

Untuk pakan penguat sapi perah, campuran pakan suplemen: bentonit 5 %, ampas

tahu, dedak, molase, urea, kedelai digoreng sangrai, jagung.

Hasil : untuk sapi rusak diberi suplemen ini 1 kh/hari maka dalam waktu 2 minggu akan menghasilkan susu sekitar 11 liter.

FELDSPAR

Feldspar adalah masa batuan yg tersusun atas mineral-mineral feldspar : aluminium silicate, potasium, kalium kadang-kadang barium.

Ada 3 macam batuan feldspar :

Natrium feldspar/sodium feldspar (NaAlSi3O8) 

warna abu-abu atau putih, kadar Na2O > 7 %

Kalium Feldspar/Potasium feldspar ( K AlSi3O8)

warna putih susu, abu-abu atau merah. Kadar K2O > 7 %

Kalsium feldspar ( Ca Al2Si3O8)

warna abu-abu, banyak mengandung CaO

Ciri-ciri :

Kekerasan antara 6 – 6,5

Berat jenis 2,4 – 2,8

Titik lebur 1.100 – 1.500 0  c

Sifat : kurang plastis, digunakan sebagai bahan pelebur.

Untuk industri keramik : membuat keramik padat dalam proses pemanasan. Temperatur pemanasan : dapat diatur

Mula jadi :

Felsdpar terjadi selama proses kristalisasi batuan beku oleh pneumatolitic dan hydrothermal agencies dalam urat pegmatik tetapi jarang terjadi karena proses kristalisasi larutan pada suhu rendah.

Feldspar merupakan mineral atau pembentuk batuan beku dan kebanyakan terdapat pada batuan beku dalam (plutonic), tetapi juga terdapat pada batuan erupsi  dan metamorfosa.

Feldspar yang ditemukan dalam batuan granit misalnya yang mengandung 60 % feldspar adalah batuan matamorfosa dan batuan pegmatit.

Pada umumnya granit feldspar berasosiasi dengan kwarsa, mika, klorid.

Pada pegmatit berasosiasi dengan mika, kwarsa dan topas.

Tempat terdapatnya :

Jawa Timur : daerah Lodoyo, Blitar, Trenggalek dan Ponorogo

Jawa Tengah : Gunung Ragas Jepara

Sumatera Selatan : di Tanjung Pandan, Lampung

Penambangan :

Tambang terbuka : dapat dilakukan secara selektif mining, dengan system jenjang. Baik dengan peralatan yang sederhana maupun alat gali mekanis

Pengolahan :

Pengolahan dimaksudkan untuk menghilangkan atau menurunkan kadar mineral pengotor , seperti besi, mika, kwarsa

Pengolahan : dapat dilakukan dengan cara sederhana sampai dengan cara yang kompleks.

Dengan cara sederhana :

Feldspar dari tambang dilakukan proses crusher dengan alat jaw crusher dan cone crusher 

Penggilingan dengan pebble mill sampai didapat ukuran yang diinginkan konsumen.

Pengolahan dengan cara lebih kompleks :

Crushing dan grinding

Konsentrasi dengan cara flotasi secara bertahap, yaitu mengapungkan mineral mika.

Magnetik separator untuk menghilangkan mineral besi. 

Proses ini dapat memisahkan feldspar dari mineral kwarsa, mika dan oksida besi.

Penggunaan :

1.    Feldspar digunakan untuk : industri keramik, gelas (termasuk gelas warna coklat), kaca lembaran.

2.    Feldspar untuk industri gelas

Syarat :  SiO2  : 68,00-69,99  % Al2O3 : > 17 %

K2O + Na2O : > 11 %  Fe2O3 : 0,1 – 0,2  %

Ukuran butir : + 16 mesh maks : nol

+ 20 mesh  maksimum : 1 %

+ 100 mesh maksimum : 25 %

3.    Feldspar untuk industri gelas amber (warna coklat)

Syarat : Kalium feldspar : 99,5 %  ( - 20 mesh)

Fe2O3 maks : 0,05 %

K2O : > 10 %  -silika bebas maks : 6 %

Al2O3 : > 18 %  - CaO maks : 2 %

Feldspar untuk industri kaca lembaran, syaratnya :

Al2O3 : > 18 %

Fe2O3 : < 0,8 %

K2O : > 10 %

Pemasaran :

Konsumen utama : industri keramik dan porselin

Diikuti industri alat-alat dapur (sebagai pelapis) dan kaca lembaran.

Pada saat ini feldspar (produk dalam negeri) yang digunakan dalam industri keramik dan porselin hanya dapat digunakan untuk bahan baku badan keramik dan proselin, sedangkan untuk bahan baku bagian permukaan masih digunakan peldspar produk china (kadar Fe < 0,2 %).

Hasil pengolahan feldspar sampai saat ini baru mencapai kadar Fe 0,4 % (hasil penelitian)

PASIR KWARSA

Sifat-sifat :

Warna : putih, putih kekuningan, putih kecoklatan

Terdiri atas kristal silika (SiO2 )

Ukuran butir kasar sampai halus ( 2mm – 0,06 mm)

BJ = 2,65, kekerasan = 7

Titik lebur ± 1715C

Pengotor :mineral oksida besi, oksida kalsium, oksida alkali, oksida magnesium, lempung dan zat organik (sisa hewan dan tumbuhan)

Genesa :

Terjadi dari hasil pelapukan batuan yang mengandung mineral kwarsa, contoh : granit (feldspatik) yang tercuci oleh media air atau angin yang kemudian diendapkan di sungai atau pantai.

Terjadi karena perombakan batuan asal seperti granit, granodiorit dan dasit atau batupasir kwarsa yang berumur lebih tua. Jenis ini yang banyak terdapat di Indonesia dan berasosiasi dengan endapan aluvial.

Tempat terdapatnya :

Jawa Barat : Cibadak

Jawa Tengah : Klumpit, Gempol, Secang, Rembang

Jawa Timur : Jatirogo, Kragan, Banjar, Tambakboyo, Tuban

Madura : Sepanjang pantai utara Madura

Sumatera, Bangka, Belitung, Sungai Rengat, Teluk Betung, Sumatera utara ( Kisaran, Asahan dan sekitar danau Toba)

Kalimantan : Samarinda, Singkawang, Martapura

Lombok : Lombok Timur.

Penambangan :

Biasanya dilakukan dengan cara tambang terbuka, dengan menggunakan alat dari alat sederhana maupun alat mekanis

Pengolahan :

Tujuannya :

Menghilangkan mineral pengotor

Meninggikan kadar SiO2

Mendapatkan ukuran butir tertentu.

Pengolahan pasir kwarsa dapat dikelompokkan :

Tanpa pengolahan : digunakan untuk pasir cetak, semen portland

Hasil penggilingan digunakan untuk : industri cat, amplas.

Hasil proses pengolahan : digunakan dalam industri gelas, kaca, refraktory, glasswool.

Contoh pengolahan pasir kwarsa yang sederhana adalah :

Penggunaan :

Sebagai bahan baku utama : dalam industri gelas, kaca, semen, refractory , pengecoran logam, glasswool, amplas, keramik

Sebagai bahan pelengkap :water glass, bahan bangunan

Induatri gelas kaca :

Ukuran butir : sedang (-20 mesh), dengan – 100 mesh maksimal 5 %

PERLIT

Perlit merupakan bahan berasal dari batuan gelas vulkanis yang mengembang bila dipanaskan secara perlahan-lahan.

Sifat :

 - Pecahan mengulit bawang, air hablur 2-5 %

 - dipanaskan 1200 – 1600 o c akan mengembang 4 – 20 kali volume semula

 warna : gelap, hitam ke abu-abuan dapat berubah putih seperti salju

 BJ = 2,3 – 2,8   kekerasan  7

 titik didih 760 – 1300 o c

 perlit ada yang memuai, tapi ada yang tidak memuai.

 Bila perlit dipanaskan, air akan menguap membentuk gelembung. Sesampainya di permukaan gelembung akan pecah, sehingga menambah luas permukaan, akibatnya Sifat daya serap hanya dipermukaan.

Perlit bisa juga menyerap suara sehingga baik untuk akustik.

Mineral assosiasi : kuarsa, feldspar, biotit, hornblende.

Mula jadi :

Perlit terbentuk dari aliran lava dan batuan intrusi didekat permukaan. Umumnya berbentuk kubah, dike, sill, radier.

Terdapatnya :

Sumut : Pasurna Pitu.

Sumbar : Bukit sipirna, bukit rasam

Lampung : Muara alam, gedongsurian

Jabar : Ciasmara, Gn Kiamis, Santrijaya.

Sulut : Tataaran (Minahasa)

Pengolahan :

Untuk mengetahui tingkat pengembangan dan kadar air hablur dalam perlit ada 2 metoda :

a.    Metoda crucible :  2 gram conto ukuran – 14 + 52 mesh dimasukkan dalam krusibel platina, kemudian dimasukkan ke tungku listrik dan dipanaskan 950o c selama 10 menit. Ukur volumenya.

b.     metode uji pembakaran : 0,2 gram conto ukuran – 14 + 52 mesh, dimasukkan dalam cawan platina dan terbuka, panaskan 12 menit. Perubahan warna, volume dan gelembung dicatat.

Dalam skala produksi untuk pemanasan digunakan rotary kiln ataupun tanur tegak, dan kedua tungku ini dilengkapi dengan penangkap debu.

Penggunaan :

Beton ringan

Isolasi bangunan

Industri : gerenda, bahan pembawa.

Isolator temperatur tinggi : pada pengecoran besi/ logam, perlit untuk mencegah hilangnya panasIsolator temperatur rendah : pada penyimpanan cairan gas yang mempunyai titik didih rendah.

TRASS

Trass merupakan bahan galian industri yang disebut Pozzoland

Genesa :

Batuan induk merupakan batuan vulkanik dan tuff. Trass merupakan hasil pelapukan endapan vulkanik, sebagian besar mengandung silika, besi dan alumina, dengan ikatan gugus oksida.

Sifat :

Warna : putih kemerahan, kecoklatan, kehitaman, kelabu, kekuning-kuningan, coklat tua, coklat muda dan abu-abu.

Dalam  keadaan sendiri tidak mempunyai sifat mengeras, tapi bila ditambah kapur tohor dan air, akan menghasilkan masa seperti semen dan tidak larut dalam air. Hal ini karena senyawa silika aktif dan senyawa alumina reaktif

 2 Al2O3  2 SiO2 + 7 Ca(OH)2  --? 3 CaO 2SiO2 H2O + 2(2CaOAl2O3 SiO2 2 H2O )

Waktu pengerasan semen pozzoland lebih lambat dari semen pordland, meski kekuatannya bertambah terus (berbulan-bulan bertahun-tahun).

Trass tahan terhadap agregat alkalin, nilai penyusutan dan pemuaian kecil, kelulusan air kecil (kedap air), tahan terhadap asam tanah maupun air laut, sifat lentur tidak mudah retak.

Komposisi kimia trass

komposisi Kadar (%)

SiO2  40,76 s.d 56,20

Al2O3  17,48 s.d. 27,95

Fe2O3  7,35 s.d. 13,15

H2O  3,35 s.d. 10,70

CaO  0,82 s.d. 10,27

MgO  1,96 s.d. 8,05

Tempat terdapatnya :

Jabar : Cilegon, Banten, Nagrek, Cicalengka, ciamis, Lembang, T Perahu, Padalarang 

Jateng :

G Slamet, Prupuk, Muria, Kudus, Borobudur, Klumpit

ZEOLIT

v Genesa :

1. Zeolit Alam :

ditemukan dlm batuan sedimen vulkanik, batuan piroklastik yang telah mengalami proses altrasi. Secara geologi, endapan zeolit terbentuk karena proses sedimentasi debu vulkanik pada lingkungan danau yang bersifat alkali (air asin) proses diamagnetik (metamorfosa tingkat rendah) dan proses hidrotermal.

Ada 3 tipe :

a. Zeolit terbentuk dr aktivitas magma

akibat proses hydrothermal, mineral silikat mjd zeolit. Pada daerah ini terbentuk heulandit, leumantit dan analism. Daerah yg jauh terbentuk : mordenit dan klinoptilotit.

b. Proses sedimentasi

ada 3 lingkungan pengendapan : danau air asin, danau air tawar dan marine. Bahan Zeolit bereaksi dgn air membentuk zeolit

c. Proses metamorfosa

bahan pembentuk bereaksi dgn alumunium pd Tekanan tinggi. Mineral yg terbentuk : heulandit, mordenit, analism dan klinoptilolit.

 2. Zeolit Sintesis :

Natrium aluminat, natrium silikat, natrium hidroksida, kalium hidroksida, dibentuk gel, dikristalkan pd T –200C melalui proses depolemirisasi

Sifat Fisik Kimia

- Warna : cerah kuning, merah, hijau, coklat, putih, abu-abu

- BJ : 2 - 2,4  - kekerasan : 3 - 4 skala mosh

- Kilap : tanah, opaque  

- Kristal : monoklin

Komposisi Mineral

Analism : Na₁₆(AlO₂)16(SiO₂)₃₂ 16 H₂O

Modernit : Na₈(AlO₂)₈(SiO₂)₄₀ 24H₂O

Klinoptilolit: Na₆(AlO₂)6(SiO₂)₃₀ 24H₂O

Kabasit: (Na₂Ca)₆ (Al₁₂Si₂₄O₇₂) 40H₂O

Heulandit: (Ca₄)(Al₈Si₂₈O₇₂) 24H₂O

v Penambangan

tambang terbuka (quari), peralatan yang digunakan dapat berupa : linggis, ganco, cangkul, bulldozer, power shovel, dragline. Untuk tambang zeolit skala menengah keatas, penggalian zeolit dengan cara peledakan dan pemboran tidak dapat di hindari, menggingat kekerasan zeolit cukup tinggi.

Tahap-tahap penambangan zeolit terdiri atas:

·      Pengupasan tanah penutup

·      Penggalian zeolit, manual atau dengan peledakan dan pemboran.

·      Pemuatan,

·      Pengangkutan.

v Pengolahan :

Pemisahan dr kotoran, peremukan, penggilingan, pengeringan, pengaktifan

v Tempat terdapatnya :

Jabar : Gunung Cereme, jampang, bayah, malimping

Jateng : Gunung muria, ajibarang, bumiayu, luk ulo

Jatim : Gunung sidomulyo tulungagung, trenggalek, pacitan

Sumsel : Muaraenim

Lampung : danidar, baturaja

Kalbar : sanggau  

Kalteng : siberung

v Kegunaan :

Umum :

1. Bidang pertanian: menetralkan tanah asam, penyerap pupuk

2. Bidang peternakan: camp pakan ternak utk meningkatkan kualitas telur

3. Bidang perikanan: penyerap ammonia yg dikeluarkan ikan melalui kotoran

4. Bidang bangunan: camp beton, kerikil ringan, batubata ringan.

5. Bidang Industri: penjernih minyak, penyerap warna, filter industri kertas, panel energi matahari

6. Bidang Lingkungan: penghilang/penyerap bau ion Ca₂+, gas N₂, O₂, CO₂ dr asap kendaraan, Tambang dalam.

Khusus :

1. Untuk Pengolahan Limbah Air

limbah hrs dicek warna, bau, padatan terapung, BOD, pH, logam, yg mana semuanya dpt diserap oleh zeolit dgn mengaktifkan terlebih dahulu

2. Rock Wool

RW adalah bahan insulator panas dgn bhn baku zeolit, Bahan Galian Gamping, dolomit, perlit, pasir kuarsa, terak timah, tembaga.

3. Zeolit untuk Batako

Dilakukan kalsinasi terhadap zeolit 850 C dan Bahan Galian Gamping, kmd dicampur dgn perbandingan 4 : 1. Cetak dgn ukuran 5 x 5 x 5 cm, dilembabkan selama 3 hari dan rendam 11-28 hari.

4. Zeolit bhn pembuat keramik

- campur bahan uk –200 mesh 58% zeolit , 20% kaolin, 12% kuarsa, 8% air, 2% bhn lain

- bentuk badan dgn tangan/cetak/ tekan

- angin-anginkan kmd panaskan 1000C

- diglasir agar indah dan kuat dgn cara dikuas, semprot maupun dicelup

5.Zeolit sebagai Galian Katalis Perengkah  

- Zeolit dimurnikan (cuci dgn air disaring, dikeringkan pd 100C)

- Zeolit diaktifkan dgn menambah H2SO4 konsentrasi 0,2 N, %S = 12,5 %, kmd dipanaskan 200 C selama 15-30 menit. Aduk selama 45 menit, cuci dgn air, panaskan 130 C selama 2-3 jam.

XCH₃OH ---> (CH₂)x + xH₂O

Methanol        bensin

Reaksi berlangsung pada 360 - 410 C dan P 300 psi. Keaktifan katalisator 99%. Zeolit aktif menyebabkan interaksi molekul methanol dgn zeolit, menyebabkan pecahnya hydrocarbon membentuk molekul bebas, mk methanol berubah mjd bensin.

KAOLIN

v Mineralogi :

Kaolin tersusun dari bahan lempung kualitas tinggi mempunyai komposisi kimia hidrous alumunium (Al₂O₃ 2SiO₂ 2H₂O). mineral yg masuk dlm kelompok ini adalah : kaolinit, nakrit, dikrit dan holoysit. Sebagai Galian min utama : kaolinit 80%, min pengotor : kuarsa, feldspar

v Genesa :

Pembentukan kaolin ada 2 macam yaitu secara pelapukan dan altersai hydrothermal pd batuan beku feldspatik. Kaolin terjadi dari hasil pelapukan batuan kristalin asam (granit, diorit). Air panas dr dlm bumi naik ke perm melalui celah dr bat induk, mengubah feldspar, mika mjd kaolinit (alterasi hydrothermal). 

Komposisi mineral pd altersai hidrotermal adalah montmorilonit dan kaolinit dgn cirri : tubuh endapan membesar ke arah bwh, makin bwh mkn miskin kandungan min asal yg masih segar. Pada proses pelapukan atau kaolin klimatik, min utamanya adalah holoysit, cirri tumbuh endapan meluas ke arah samping, makin ke bawah makin banyak dijumpai mineral asal yg msh segar.

v Dari tingkat kejadianya dibedakan :

a. Kaolin residual

Jenis ini diketemukan ditempat terbentuknya bersama batuan induknya, belum mengalami perpindahan, kristal teratur, jarang terjadi substitusi ion, mineral murni

b. Kaolin sedimenter

Sudah mengalami perpindahan oleh air, angin, gletser, diendapkan dlm cekungan, kristal tdk teratur, bercampur dgn bhn lain (oksida besi, titan) lebih halus dan plastis

v Penambangan :

a. tambang terbuka (open pit): pengupasan lapisan penutup (cangkul, dragline, scraper), penambangan dgn backhoe, bucket excavator

b. Tambang semprot (hydraulicking): penambangan dgn monetor diangkut dgn pompa dan pipa dikeringkan

c. Tambang dalam : scr gophering mengikuti arah endapan

Komposisi Kimia :

SiO₂ 46,79%, Fe₂O₃ 0,64%, MgO 0,11%, Na₂O 0,02%, Al₂O₃ 37,22%, TiO₂ 0,29%, CaO 0,05%, K₂O 1,13%, hilang pijar 13,75%

Sifat fisik :

Sifat fisik                              filler                      Coating

Brightness %                         82-84                    82-84

< 2mikron                              45-55                    60-70

> 10 mikron                           2,5                        1,5

Moisture %                            1,6                        1,6

Abrassion AT 1000 Mg            10                         5,5

PH 20% solid                         4-5                        4-5

Btk fisik                                 Powder                 Powder

v Pengolahan :

Untuk membuang kotoran (pasir kuarsa, oksida besi, titan, mika). Utk mendptkan uk halus, tk keputihan tinggi, kadar air, pH TTU dan sifat lainnya sesuai dgn konsumen.

                                    Kaolin dari Tambang

               Air                Sluice box               pasir kasar dan kotoran

               Air                De sliming                pasir halus

Penggumpal amilum      Tangki pengendap    air

                                     Filter

                                     Pengeringan

                                     Kaolin murni

Atau

                                   Kaolin dari Tambang

        Air                      Slurry

                                  Pengayakan          kasar

                                  Siklon/klasifier       kasar

                                  Sluice box             kasar

                                  Classifier

              +400 mesh                         -400 mesh

               pulverized                          thickner

               flotasi                                filter            air

        kotoran    thickener

                       pemutihan

                       pengeringan

                       tepung kaolin murbi

                       pemanasan dlm autoclave

                       kaolin alpha heminidrat keras

v Terdapatnya :

Di Aceh : Meulaboh, aceh barat

Sumut : tarutung, sibolga, padang 

Sumbar : solok, bonjol, pasaman, sawahlunto

Jabar : manonjaya, tasik

Jateng : kab semarang

DIY : gunugn kidul

Jatim : pule , trenggalek, poh gajih

Kalsel : martapura simpang surian, banjarmasin

Kalbar: sambas, singkawang

Penggunaan Khusus :

1. Kaolin untuk batu bata tahan api

Bhn baku :

                           Kaolin    Tanah Liat

a.SiO₂                  69,97       61,75

   Al₂O₃                17,71       23,63

   Fe₂O₃                0,52         2,3

   CaO                   1,69        6,09

   Na₂O                  2,36          -

   MgO                    -            5,68

b. Semen tahan api

c. Air

 Proses Pengolahan :

a. Penyiapan bahan, dihaluskan 60 mesh dicampur dgn perbandingan ttu

b. Dicetak ukuran sesuai permintaan

c. Pengeringan (2-3 hari) diangin-anginkan dimasukan oven 110C

d. Pembakaran dlm muffle 900C

kaolin   110C  kaolin  500-575C metakaolin 900-950C Al₂O₃-SiO₂ 1200-1300 3Al₂O₃SiO₂

2. Kaolin utk semen putih/kertas

Berfungsi sebagai Pengisi dan Perakat Pelapis

                                                   Pengisi                Pelapis

Derajad keputihan %                    79-85,5                   83

<2mikron %                                  30,68                  71,80

>5mikron %                                  12-50                    3-8

pH 4,5-7   4,5-7

ANALISIS KIMIA

SiO₂                                          46,73                  47,80

Al₂O₃                                        37,84                   37,30

Fe₂O₃                                        0,92                       –

TiO₂                                          0,05                      0,52

CaO                                           0,09                      0,2

MgO                                          0,06                      0,1

K₂O                                           1,7                       1,72

Na₂O                                          0,07                    0,05

LoI                                             12,33                  12,30

Kandungan air                             <1%                    1&

Viskositas 10-100 rpm                  -                        500 cps

% Solid                                         -                        68-73%

3. Kaolin Untuk Industri Karet

Digunakan sebagai Galian campuran latex dpt memperbaiki kekuatan, ketahanan thd abrasi dan kekakuan

Derajad kecerahan %                 76-84                   83,5-85,5

Kandungan air %                        1                          -

<2mikron %                               55-92                  71-80

>5mikron%                                3-25                    3-8

Lolos 325  mesh %                     0,02-0,3                -

Lolos 200 mesh %                       -                        0,0005

4. Kaolin Untuk Industri Pestisida

Berfungsi sebagai Galian mineral pembawa

< 2mikron % : 87 - 92

Sisa saringan 200 mesh % : 99,5-100

Sisa saringan 325 mesh % : 99-99,9

Kandunagn air %               : 1

pH                                     : 4,5-5,5

Al₂O₃%                            : 38

SiO₂%                               :45

Daya rekat : baik tdk ada minyak

Abrasi : rendah

5. Kaolin Untuk Industri Cat

kaolin mempunyai sifat reaktif, warna yg putih mudah diubah ke lain warna. Suspensi baik, variasi ukuran butir besar.

6. Kaolin Untuk Industri Keramik

Dapat untuk ubin, insulator (alat penyekat, refractory, gerabah) 

Kimia    Porselin   Saniter  Gerabah Hls   Gerabah Ksr

Fe₂O₃      <0,4       <0,7        <0,8                1

TiO₂        <0,3       <0,7           -                     -

CaO          <0,8      <0,8         <0,8             <0,8

< 2 mikron  >80       >80          >80              >80

Kecerahan   >90      >90         >90              >90

Kadar air     <5         <5           <7                <7

TUGAS

BAHAN GALIAN INDUSTRI

Di buat untuk memenuhi persyaratan mata kuliah Bahan Galian Industri

 Pada Jurusan Teknik Pertambangan di Institut Teknologi Medan

Disusun Oleh :

NAMA     : Syardilla Pabwi

NIM          :  10306011

Jurusan    :  Tek. pertambangan

JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL

INSTITUT TEKNOLOGI MEDAN

2014