LOGO
Study Proses Reduksi Mineral Tembaga Menggunakan Gelombang Mikro dengan Variasi Daya dan Waktu Radiasi Nur Rosid Aminudin 2708 100 012
Dosen Pembimbing: Dr. Sungging Pintowantoro,ST.,MT Jurusan Teknik Material dan Metalurgi Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
LATAR BELAKANG Indonesia merupakan negara yang kaya akan mineral dan barang tambang
UU NO. 4 TAHUN 2009 tentang PERTAMBANGAN MINERAL DAN BATUBARA
Kebutuhan tembaga nasional semakin meningkat
Dibutuhkan metode ekstraksi masa kini
Tembaga banyak yang diekspor dalam bentuk bijih
Peraturan menteri no. 7 tahun 2012 tentang mieral dan barang tambang
Metode yang ada masih terdapat beberapa kekurangan
Persebaran tembaga di indonesia
Sumber : Badan Koordinasi Penanaman Modal indonesia
Aplikasi tembaga dalam kehidupan
Produksi Tembaga Nasional Bauksit
Nikel
Emas
Perak
Granit
BijiBesi
Konsentrat Tin
Konsentrat Tembaga
(ton)
(ton)
(kg)
(kg)
(ton)
(ton)
(tonmetrik)
(tonmetrik)
2006
2 117 630
3 869 883
138 992
270 624
4 514 654
84 954
79 100
817 796
2007
1 251 147
7 112 870
117 854
268 967
1 793 440
84 371
64 127
796 899
2008
1 152 322
6 571 764
64 390
226 051
2 050 000
4 455 259
79 210
655 046
2009
935 211
5 819 565
140 488
359 451
na
4 561 059
56 602
973 347
2010
440 000
9 475 362
119 726
335 040
8 237 065
na
97 796
993 152
Tahun
Sumber : Badan pusat statistik Indonesia
LATAR BELAKANG
Sumber : Badan pusat statistik Indonesia, Katalog 3101015
Metode Ekstraksi
Pirometalurgi
Kekurangan : -Bahan bakar banyak -Polusi gas SO₂ -Biaya operasional tinggi
Hidrometalurgi Kekurangan : -Hanya untuk mineral tertentu -Waktu lama
Metode Ekstraksi Alternatif
Microwave
Kelebihan : -Proses lebih cepat -Ramah lingkungan -Mudah pengoperasian nya
Variabel Proses Ekstraksi Dengan Mikrowave
Waktu
Silika Ukuran Partikel
Daya
Jenis Bahan Bakar
PERUMUSAN MASALAH Variasi daya dan waktu proses penyinaran gelombang mikro kadar Cu pada ekstraksi mineral tembaga
Hipotesis
Penggunaan Daya↑ Kadar Cu ↑ Waktu Penyinaran ↑ Kadar Cu ↑
BATASAN MASALAH
Biji tembaga dan pereduksi dianggap homogen Panas terisolasi sempurna Pancaran gelombang mikro dianggap sempurna Batu tahan api dianggap isolator
TUJUAN PENELITIAN
Mengetahui proses ekstraksi tembaga(ore) dengan gelombang mikro. Mengetahui pengaruh variasi daya dan variasi waktu penyinaran sample terhadap peningkatan prosentase Cu.
Kalkopirit Mineral Sulfide Ore Sulit dilarutkan 80 % Sumber Bahan Tembaga Sampingan : Au & Ag
Silika Pada proses ekstraksi secara pirometalurgi, SiO2 mengikat Fe untuk membentuk slag sehingga pengotor dari konsentrat akan berkurang dan mempengaruhi viskositas dari lelehan logam (Davenport, 2002).
Komposisi
SiO₂
Al₂O₃
MgO
Moisture
%
› 85%
‹ 5%
‹ 5%
5%
Microwave Gelombang mikro Mempolarisasi atom atau molekul Menciptakan dipol listrik Molekul bergetar Friksi/Gesekan Frekuensi berkisar antara 0.3 – 300 GHz, panjang gelombang pada ruang hampa sekitar 1mm – 1 m (Kazi E Haque, 1998).
PANAS
Interaksi Material→Gelombang Mikro
(Pickles, 2009).
Kalkopiritt
Reaksi yang terjadi pada Ekstraksi Kalkopirit 2CuFeS2 + 13/4 O2
Cu2S. 1/2 FeS + 3/2 FeO + 5/2 SO2 molten matte 12200C ∆Ho = -450 MJ/Kg Mol CuFeS2
2FeO + SiO2
2FeO.SiO2 ∆Ho = -36,233 MJ/Kg Mol FeO silica flux molten slag 12500C
2 FeS + 3O2+ SiO2
Cu2S + O2 2Cu + SO2 CuFeS2 + SiO2 + 5/2 O2
2 FeO.SiO2 + 2 SO2 ∆Ho = -240 MJ/Kg Mol FeS ∆Ho = 36,6 MJ/Kg Mol Cu2S
Cu + FeO.1/2SiO2 + 2 SO2 ∆Ho = -254.816 MJ/Kg Mol
METODOLOGI
METODOLOGI
Proses Ekstraksi Menyinari campuran mineral Kalkopirit dengan silica dengan gelombang micro yang berasal dari magnetron microwave sebagai sumber panasnya untuk mendapatkan temperatur yang tinggi.
Mekanisme Pembangkitan Panas
Pembangkitan panas
Menggerakkan Molekul Mineral
Temperatur meningkat
Timbul Gesekan Internal
Mempercepat reaksi
Melting / Meningkatkan Persentase
Raw Material Visual Material Uji
Komposisi Kimia Komp osisi
Cu
Al
Si
K
Ca
Ti
Cr
Mn
Fe
Zn
S
Mo
% Wt
11,32
8,79
21,4
0,8
0,4
0,83
0,88
0,06
39,5
6,01
3,5
6,2
Hasil Pengujian XRF
Proses Roasting Komposisi Kimia Kom posis i % Wt
Cu
Al
15,9
7,1
Si
K
Ca
Ti
20,9 0,7 4,5 0,72
Cr
Mn
Fe
Zn
S
0,2
0.06 40,4 4,97 1,3
Mo 3,0
Persentase Cu hasil XRF 1000
Daya(Watt)
2000
Waktu(menit)
40
50
60
40
50
60
Cu
23,6
27,6
29,57
30,3
31,7
22,8
Al Si P K Ca Ti Mn Fe
7,9 19,3 0,77 0,58 5,46 0,5 0,06 32,5
8 28,2 0,91 0,72 4,27 0,59 0,05 24,5
3,4 27,6 0,68 0,46 5,45 0,3 0,04 34,1
3,3 12,1 0,56 0,48 2,8 0,32 0,08 44,8
3,5 14,7 0,5 0,42 2,7 0,38 0,06 40,9
2,9 21,3 0,54 0,4 2,09 0,22 0,06 42,6
Hasil Pengujian X-RD Grafik Variasi daya 1000 dan 2000 watt dengan Waktu radiasi 40 Menit
µ : Cu ϑ : CuS β : FeS α : SiO2
Hasil pengujian XRD
Hasil Pengujian X-RD Grafik Variasi daya 1000 dan 2000 watt dengan Waktu radiasi 50 Menit
µ : Cu ϑ : CuS β : FeS α : SiO2
Hasil pengujian XRD
Hasil Pengujian X-RD Grafik Variasi daya 1000 dan 2000 watt dengan Waktu radiasi 60 Menit
µ : Cu ϑ : CuS β : FeS α : SiO2
Hasil pengujian XRD
Pengujian SEM_EDX 40 menit
Pengujian SEM_EDX 50 menit
Pengujian SEM_EDX 60 menit
Analisa pengaruh daya terhadap kenaikan persentase Cu Hubungan Daya dengan Energi
Hubungan Energi dengan Temperatur
Sehingga Dapat disimpulkan bahwa kanaikan daya yang digunakan pada proses ekstraksi berpengaruh terhadap kenaikan temperatur.
Kesimpulan Gelombang mikro dapat digunakan untuk sumber pembangkit panas alternatif dalam proses ekstraksi. Variasi Daya dan Waktu berpengaruh terhadap persentase Cu karena erat kaitannya terhadap temperatur dan reaksi yang terjadi selama proses ekstraksi.
Terima Kasih
