BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dolomit Mineral dolomit merupakan variasi dari batu gamping (CaCO3) dengan kandungan mineral karbonat > 50%. Istilah dolomit pertama kali digunakan untuk batuan karbonat tertentu yang terdapat di daerah Tyrolean Alpina (Pettijohn, 1956). Dolomit dapat terbentuk baik secara primer maupun sekunder. Secara primer dolomit biasanya terbentuk bersamaan dengan proses mineralisasi yang umumnya berbentuk urat-urat. Secara sekunder, dolomit umumnya terjadi karena terjadi pelindihan (leaching) atau peresapan unsur magnesium dari air laut kedalam batugamping atau istilah ilmiahnya proses dolomitisasi. Proses dolomitisasi adalah proses perubahan mineral kalsit menjadi dolomit. Hal-hal yang mempengaruhi pembentukan dolomit yaitu tekanan air laut yang banyak mengandung unsur magnesium dalam jangka waktu yang relatif lama. Dolomit berwarna putih keabuabuan atau kebiru-biruan dengan kekerasan lebih lunak dari batugamping, yaitu berkisar antara 3,50 - 4,00, bersifat pejal, berat jenis antara 2,80 - 2,90, berbutir halus hingga kasar dan mempunyai sifat mudah menyerap air serta mudah dihancurkan. Klasifikasi dolomit dalam perdagangan mineral industri didasarkan atas kandungan unsur magnesium (Mg), kandungan mineral dolomit dan unsur kalsium (Ca). Kandungan unsur magnesium ini menentukan nama dolomit tersebut. Misalnya, batugamping mengandung 10 % MgCO3 disebut batu gamping dolomitan, sedangkan bila mengandung 19 % MgCO3 disebut dolomit (Tabel 2.1) Tabel 2.1 Pengklasifikasian Dolomit Berdasarkan Kandungannya No.

Nama Batuan

Kadar dolomit (%)

Kadar MgO(%)

1

Batu gamping

0-5

0,1 - 1,1

2

Batugamping magnesium

5-10

1,1 - 2,2

3

Batugamping dolomit

10-50

2,2 - 10,9

4

Dolomit berkalsium

50-90

10,9 - 19,7

5

Dolomit

90-100

19,7 - 21,8

( Pettijhon, 1956)

Universitas Sumatera Utara

2.2 Potensi Penyebaran Dolomit di Indonesia Menurut Tushadi, (1990) menyatakan bahwa penyebaran dolomit hampir di sebagian besar daerah di Indonesia, namun jumlahnya relatif jauh lebih kecil dan hanya berupa lensa-lensa pada endapan batu gamping. Tetapi yang mempunyai jumlah sumberdaya cukup besar adalah di Sumatera Utara, Sumatera Barat, Jawa Tengah, Jawa Timur dan Madura serta Papua. Tabel 2.2 Lokasi Terdapatnya Dolomit Di Indonesia No.

Lokasi Keterdapatan

1

Nangroe Aceh Darussalam

2

Sumatera Utara

3

Sumatera Barat

4

Jawa Barat

5

Jawa Tengah

6

Jawa Timur

Keterangan Aceh Tenggara, desa Kungki berupa marmer dolomit. Cadangan berupa sumberdaya dengan kandungan MgO = 19%. Dairi,(Ds.Kempawa Kec.Tanah Pinem), Karo, (Ds kutakepar,Kec.Tiganderket, Ds. Lau Buluh, Kec. Kuta Buluh) Daerah Gunung Kajai. (terletak antara Bukittinggi - Payakumbuh). Umur diperkirakan Permokarbon. Daerah Cibinong, yaitu di Pasir Gedogan. Dolomit di daerah ini umumnya berwarna putih abu-abu dan putih serta termasuk batu gamping dolomitan yang bersifat keras, kompak dan kristalin. 10 km timur laut Pamotan. Endapan batuan dolomit dan batu gamping dolomitan. Gunung Ngaten dan Gunung Ngembang, Tuban, Formasi batugamping Pliosen. MgO = 18,5% sebesar 9 juta m3, kandungan MgO = 14,5% sebesar 3 juta m3,. Tamperan, Pacitan. Cadangan berupa sumberdaya dengan cadangan sebesar puluhan juta ton. Kandungan MgO = 18%. Sekapuk, sebelah Utara Kampung Sekapuk (Sedayu – Tuban). Terdapat di Bukit Sekapuk, Kaklak dan Malang, formasi gamping umur Pliosen, ketebalan 50 m, bersifat lunak dan berwarna putih. Cadangan sekitar 50 juta m3; Kandungan MgO di Sekapuk (7,1 20,54%); di Sedayu (9,95- 21,20 %); dan di Kaklak (9,5 - 20,8%), Gunung Lengis, Gresik. Cadangan sumberdaya, dengan kandungan MgO = 11,1- 20,9 %, merupakan batuan dolomit yang bersifat keras, pejal, kompak dan kristalin. Socah, Bangkalan, Madura; satu km sebelah Timur Socah.


7

Sulawesi Selatan

8

Propinsi Papua

Cadangan 430 juta ton dan sumberdaya. Termasuk Formasi Kalibeng berumur Pliosen, warna putih, agak lunak, sarang. Ada di bawah batugamping dengan kandungan MgO 9,32 -20,92%. Pacitan, Sentul dan Pancen; batugamping dolomitan 45,5 - 90,4%, berumur Pliosen. Di Bukit Kaklak, Gresik endapan dolomit terdapat dalam formasi batugamping Pliosen, tebal + 35 m dan cadangan sekitar 70 juta m3. di Tonassa, dolomit berumur Miosen dan merupakan lensa-lensa dalam batu gamping. Propinsi Papua, di Abe Pantai, sekitar Gunung Sejahiro, Gunung Mer dan Tanah Hitam; kandungan MgO sebesar 10,7 21,8%, dan merupakan lensa-lensa dalam batugamping.

2. 3 Proses Pembuatan Magnesium karbonat Proses pembuatan magnesium karbonat yaitu : 1. Osian Marine Process Pembuatan Magnesium karbonat yang menggunakan Magnesium klorida direaksikan dengan soda abu di dalam reaktor. Selanjutnya presipitat dihidrolisis, disaring, dicuci kemudian dikeringkan. Setelah menyelesaikan langkah ini, produk akhir akan diperoleh dalam bentuk bubuk cahaya putih. Produk bubuk putih ini kemudian siap untuk pengiriman. Reaksi: MgCl2 + Na2CO3

MgCO3 + 2 NaCl (www.osianmcpl.com, 2011).

2. Pattinson Process Pembuatan magnesium karbonat yang dihasilkan dari ekstraksi batuan dolomit. Dimana, dolomit dihancurkan kemudian dipanggang di dalam furnace dengan suhu 9000C. Kemudian dicampur dengan air setelah itu direaksikan dengan gas CO2 untuk menghasilkan magnesium bikarbonat dengan reaksi: Mg(OH)2Ca(OH)2(l) + 3 CO2(g)

CaCO3(s) + Mg(HCO3)2(l) + H2O(l)

Selanjutnya Magnesium bikarbonat yang terbentuk dipanaskan untuk membentuk Magnesium karbonat presipitat dengan reaksi :


Mg(HCO3)2(l)

1000C

MgCO3(s) + H2O(l) + CO2(g) (Ladoo dan Migers, 1986)

2. 4 Dasar Pemilihan Proses Pemilihan proses dilakukan dengan membandingkan keuntungan dan kerugian semua proses pembuatan magnesium karbonat yang telah diuraikan di atas sebagai berikut: Tabel 2.3. Perbandingan proses pembuatan Magnesium karbonat No

Keterangan

Jenis Proses Osean Marine

Pattinson

1

Kondisi Operasi

1 atm, 30-110 oC

1 atm, 10-900 oC

2

Yield

90 %

96 %

3

Kemurnian

98 %

98 %

4

Peralatan Proses

Membutuhkan sedikit peralatan

Membutuhkan banyak peralatan

5

Bahan baku

Mudah di dapat tetapi dari luar daerah, harga relatif mahal

Mudah didapat di daerah sekitar pabrik, harga murah

Pemilihan proses dilakukan dengan membandingkan keuntungan dan kerugian semua proses pembuatan magnesium karbonat yang telah diuraikan di atas. Berdasarkan dua metode proses produksi tersebut, maka dipilih menggunakan metode proses yang kedua yaitu proses produksi magnesium karbonat dengan menggunakan metode Pattinson Process, karena pertimbangan konversi dan bahan baku magnesium karbonat yang dihasilkan lebih besar dari metode proses yang pertama.


2. 5 Deskripsi Proses Pattinson dan Sifat – Sifat Bahan Baku Serta Produk 2. 5. 1. Deskripsi Proses Proses pembuatan Magnesium Karbonat (MgCO3) terdiri dari tiga tahap yaitu: 1. Persiapan bahan baku 2. Proses pencampuran 3. Pemurnian

2. 5. 1. 1. Tahapan persiapan bahan baku Bahan baku yang digunakan adalah batu dolomit, dimana komposisi batu dolomit adalah : Calcium

21.73 %

Ca

30.41 % CaO

Magnesium 13.18 %

Mg 21.86 % MgO

Carbon

13.03 %

C

47.73 % CO2

Oxygen

52.06 %

O

______

100.00 %

100.00 % = TOTAL OXIDE

(Sumber : webmineral.com, 2011) Dari gudang bahan baku, batu dolomit diangkut menuju alat penghancur pada kondisi temperatur 300C dan tekanan 1 atm, dilakukan pengecilan ukuran hingga 50 mesh lalu dimasukkan ke dalam furnace yang menggunakan minyak sebagai bahan bakarnya, untuk dikalsinasi pada suhu 9000c dan tekanan 1 atm, reaksi yang terjadi sebagai berikut : CaMg(CO3)2(s)

9000C

MgOCaO(s) + 2 CO2(g)

(Dolomit)

Dengan asumsi 99,9% batu dolomit terkonversi menjadi MgOCaO (burnt rock). Gas CO2 hasil dari kalsinasi dihisap untuk mendapatkan CO2 yang akan direaksikan kembali di reaktor I. MgOCaO (burnt rock) hasil dari furnace dimasukkan ke dalam Cooler Conveyor untuk diturunkan temperaturnya menjadi 300 C dengan cara dihembuskan dengan udara. Lalu dimasukkan ke dalam Hammer Mill pada kondisi temperatur 300C dan tekanan 1 atm untuk dihaluskan kembali sampai menjadi serbuk dengan ukuran partikel yamg diseragamkan dengan menggunakan ayakan 100 mesh.


2. 5. 1. 2 Tahapan Proses Pencampuran 2. 5. 1. 2. a Proses Slacking Dari Hammer Mill dengan menggunakan Bucket Elevator dimasukkan kedalam Mixing Tank untuk dilarutkan dengan H2O dengan rasio 10% padatan MgOCaO(burnt

rock) pada kondisi operasi 300C dan tekanan 1 atm sehingga

terbentuk larutan Kalsium,Magnesium hidroksida (Ca(OH)2Mg(OH)2) 2. 5. 1. 2. b Proses Karbonatasi Dari Mixing Tank, larutan dialirkan dengan pompa kedalam Reaktor untuk direaksikan kembali dengan gas CO2 hasil dari furnace dengan kondisi operasi 100C dan 1 atm. Gas CO2 sebelumnya di dalam Cooler diturunkan suhunya hingga 300C dan siap direaksikan di reaktor. Reaksi yang terjadi sebagai berikut : Mg(OH)2Ca(OH)2(l) + 3 CO2(g)

CaCO3(s) + Mg(HCO3)2(l) + H2O(l)

dimana terbentuk asumsi 99% Mg(HCO3)2.

2. 5. 1. 3 Tahapan Pemurnian Hasil dari reaktor kemudian dialirkan ke dalam Filter Press pada suhu 100C dan 1 atm, untuk memisahkan larutan Mg(HCO3)2 dari endapan CaCO3 dengan asumsi efisiensi 95%. Larutan Mg(HCO3)2 dimasukkan ke dalam Dekanter untuk mengurangikadar air, lalu diteruskan ke Reaktor II untuk memperoleh endapan putih (MgCO3) dan mengurangi kandungan air pada kondisi temperatur 1500C dan tekanan 1 atm dengan asumsi efisiensi 99,9%. Reaktor II memakai saturated steam sebagai pemanasnya. Reaksi yang terjadi sebagai berikut : Mg(HCO3)2(l)

1500C

MgCO3(s) + H2O(l) + CO2(g)

Endapan MgCO3 (Dipinget) hasil dari Reaktor II lalu dimasukkan kedalam bak penampung produk dan disimpan di gudang produk. Gas CO2 dan uap air hasil furnace akan dimasukkan ke Kondensor untuk mengubah fasa uap air menjadi air dan menurunkan suhunya menjadi 300C. Air dan gas CO2 dilewatkan ke alat Separator untuk dipisah. Gas CO2 yang telah dipisah dihisap lalu direaksikan kembali di Reaktor I.


2. 5. 2 Sifat-sifat Bahan Baku dan Produk 2. 5. 2. 1 Dolomit Sifat Fisika Rumus Molekul

: CaMg(CO3)2

Warna Putih

: abu-abu hingga pink

Habit Kristal

: Kristal tabular, permukaan menyerupai kurva dan columnar, dapat berupa stalaktit, berbutir, padat.

Sistem kristal

: trigonal - rhombohedral, bar3

Kembaran

: Sederhana

Belahan

: Rhombohedral (3 planes)

Hancuran

: Getas - conchoidal

Skala Mohs kekerasan

: 3.5 to 4

Kilap

: Mutiara

Cerat

: Putih

Specific gravity (Sg)

: 2.84–2.86

Sifat oprik

: Uniaxial (-)

Refractive index

: nω = 1.679–1.681 nε = 1.500

Birefringence

: δ = 0.179–0.181 (Tushadi,1990)

Energi pembentukan

: -2338,2 kj/kmol

Cp

: 167,784 kj/kmol (298-900 K) (Anonim,2011)

2. 5. 2. 2 Air Sifat Fisika Rumus Molekul

: H2O

Berat Molekul

: 18 kg/mol

Fasa

: Liquid

Titik Didih

: 100o C pada tekanan 1 atm

Titik Beku

: 00 C pada tekanan 1 atm

Temperatur Kritis

: 374,150 C


Tekanan Kritis

: 218,3 atm

Spgr

:1 0

Cp, kJ/kmol K

:183+0,472T-1,3388 x 10-7 T2+1,3142x 10T-4T3 ( Perry, 1997)

Sifat Kimia Panas Pembentukan

: -285,84 kJ/kmol

Energi Bebas

: -237129 kJ/kmol (Anonim, 2011)

2. 5. 2. 3 Magnesium karbonat Sifat Fisika Rumus Molekul

: MgCO3

Berat Molekul

: 84,3139 kg/kmol

Warna

: putih

Densitas

: 2,958 g/cm3

Fasa

: padat

Titik Lebur

: 5400 C pada tekanan 1 atm

Bentuk Kristal

: trigonal

Refractive index

: nD = 1,717

Cp

: 70,7096 kj/kmol (298 K)

Sifat Kimia Kelarutan

: 1.0 x 10-5

Panas Pembentukan

: -1094,95 Kj/Kmol

Entropi Molar

: 65,84 JK-1 mol-1 (Anonim, 2011)

2. 5. 2. 4 Kalsium karbonat Sifat Fisika Rumus Molekul

: CaCO3

Berat Molekul

: 100 kg/kmol

Warna

: Putih

Fasa

: Padat

Spgr

: 2,93

Densitas

: 2,83 gr/cm3


Bentuk Kristal

: Orthorombic

Titik Lebur

: 8250C pada tekanan 1 atm

Cp, Kj/kmol0 K

: 12,572+2,637x10-3T–3,12x105T(298-12000K) (Perry, 1997)


: -1211,268 kJ/kmol

Energi Pembentukan

: -12114340 kJ/kmol

Energi Bebas

: -1128790 kJ/kmol (Anonim, 2011)

2. 5. 2. 5 Magnesium Oxide Sifat Fisika Rumus Molekul

: MgO

Berat Molekul

: 40 kg/kmol

Phase

: padat

Warna

: putih

Spgr

: 3,65

Densitas

: 3,6 gr/cm3

Titik didih


Titik lebur


Cp, kJ/kmol0

: 77,78 kj/kmol (298-1173 K) (Perry, 1957)


: -116,87 kJ/kmol (Anonim, 2011)

2. 5. 2. 6 Kalsium oxide Sifat Fisika Rumus Molekul

: CaO

Berat Molekul

: 56,08 kg/kmol

Phase

: padat

Warna

: putih

Spgr

: 3,33


Densitas

: 3,6 gr/cm3

Titik didih


Titik lebur


Cp, kJ/kmol0

: 77,78 kj/kmol (298-1173 K) (Perry, 1957)


: 116,87 kJ/kmol (Anonim, 2011)

2. 5. 2. 7 Magnesium hidroksida Sifat Fisika Rumus Molekul

: Mg(OH)2

Berat Molekul

: 58 kg/kmol

Phase

: padat

Spgr

: 2,4

Densitas

: 2,36 gr/cm3

Cp, kJ/kmol0

: 230,02 kj/kmol (273-2000 0K)


: -438,97 kJ/kmol

pH

: 10 (Anonim, 2011)

2. 5. 2. 8 Kalsium hidroksida Sifat Fisika Rumus Molekul

: Ca(OH)2

Berat Molekul

: 74,09 kg/kmol

Phase

: padat

Warna

: putih

Spgr

: 2,5

Densitas

: 1,24 gr/cm3

Titik didih


Titik lebur


Cp, kJ/kmol0

: 230,02 (273-2000 0K)


(Anonim, 2011)


: -438,97 kJ/kmol

pH

: 12,4 (Anonim, 2011)

2. 5. 2. 9 Karbon dioksida Sifat Fisika Rumus Molekul

: CO2

Berat Molekul

: 44,01 kg/kmol

Phase

: gas

Spgr

: 1,53

Densitas uap

: 1,873 kg/m3

Titik didih

: -78,50C pada tekanan 1 atm

Titik beku

: -56,60C pada tekanan 1 atm

Cp, kJ/kmol0

: 19+7,9629x10-8T-7,37x10-5T2+3,7457x10-2T38,13x10-12T4 (273-2000 0K) (Anonim, 2011)


: -393,52 kJ/kmol (Anonim, 2011)


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents