Ekstraksi Tembaga

PENGOLAHAN MINERAL TEMBAGA MENJADI TEMBAGA BATANG 1. Phyrometalurgi Adalah suatu proses pengolahan mineral dengan dasar panas. Inti dari proses ini adalah pengolahan tembaga dengan melalui suatu proses yang bertujuan untuk mengubah pengotor senyawa Sulfida menjadi Oksida atau disebut dengan proses Roasting. 4CuFeS2 + 9O2 → 2Cu2S+ 2Fe2O3+ 6SO2 Pada persamaan kimia diatas menunjukan bahwa proses Roasting bertujuan mengubah Besi Sulfida menjadi Besi Oksida sedangkan Tembaga tetap Sulfida. Diubahnya besi sulfida menjadi besi oksida agar pada proses selanjutnya yaitu smelting atau peleburan, tembaga sulfida akan mencair meninggalkan besi oksida yang bertitik cair lebih tinggi dan akan ditinggalkan sebagai terak pengotor, sedangkan tembaga yang telah mencair akan turun kebawah karena berat jenis tembaga yang lebih tinggi dari besi oksida. Adapun urutan prosesnya sebagai berikut: Bijih tembaga

dicampur air

Slurry (lumpur tembaga)

Dimasukkan ke tangki flotasi untuk pemisahan dari mineral pengotor terbentuk

Roasting (pemanggangan) untuk proses reduksi pengotor

Dewatering plant (penghilangan air) dengan cara

Penyaringan putar

Ekstraksi tembaga murni

Konsentrat Cu dengan kadar tinggi

Pengeringan sampai didapat Cu kering

dengan cara Prometalurgi Elektrolisis (dengan arus listrik)

Gambar 4. Pengolahan tembaga secara Phyrometalurgi

Namun seiring dengan kemajuan teknologi, proses Phyrometalurgi sudah tidak diterapkan untuk pengolahan tembaga, karena kemudian diketahui ada suatu proses yang lebih ekonomis untuk pengolahan tembaga yaitu hidrometalurgi. 2. Hidrometalurgi

Hidrometalurgi adalah suatu proses pengolahan tembaga dari batuan alam dengan berdasar pada air sebagai pengolahnya, namun maksud air adalah bukan air biasa melainkan air yang telah dicampur dengan suatu asam tertentu sebagai reduktor. Hidrometalurgi dipakai karena keuntungan-keuntungannya antara lain : a. Biaya pengolahan yang rendah b. Recovery yang tinggi c. Proses pengolahan relatif mudah d. Investasi alat yang rendah sehingga memungkinkan percepatan BEP e. Proses pengolahan yang relatif lebih singkat Pada proses ini dipakai suatu asam sebagai reduktor yaitu asam sulfat (H2SO4) yang mudah didapatkan dan rendah biaya pengolahan. Asam sulfat dipakai sebagai pereduktor bertujuan untuk membentuk tembaga sulfat (CuSO 4.5H2O). Tembaga adalah suatu unsur yang sangat mudah membentuk sulfida. Maka dari itu asam sulfat dipakai sebagai pilihan. Adapun prosesnya adalah sebagai berikut : a. Mula-mula bijih tembaga dihancurkan hingga menjadi halus sampai mess tertentu. Selanjutnya tempatkan pada suatu tabung yang terbuat dari bahan tahan asam (plastik, fiber, dan lain-lain) lalu ditambah air dengan ukuran tertentu. b. Asam sulfat (H2SO4) pekat berfungsi sebagai pereduktor. Kemudian tambahkan asam sulfat pekat sambil diaduk agar terbentuk larutan tembaga sulfat (CuSO4.5H2O) melalui proses pengasaman dan akan diperoleh hasil samping berupa limbah hasil pengolahan bijih tembaga berupa pasir tembaga (tailing) yang kemudian akan diolah terlebih dahulu sebelum dibuang dan diencerkan dengan air laut menjadi bentuk slurry (lumpur), dan biasanya dibuang di dasar laut. c. Larutan tembaga sulfat (CuSO4) yang terbentuk dipindahkan pada suatu tabung elektrolisis yang bertujuan untuk mengambil ion tembaga dari larutan tembaga sulfat yang terbentuk pada proses pengasaman. d. Secara bertahap tembaga menempel pada katoda, dan tembaga hasil dari katoda adalah tembaga murni. Asam sulfat yang bersisa pada proses elektrolisi berupa asam sulfat jenuh yang kemudian akan dikembalikan dan digunakan untuk proses pengasaman. Limbah hasil penolahan yang terbentuk akan mengalami proses pengolahan tailing (Final Tailling) bersama dengan limbah tembaga (tailing) sebelumnya, setelah diolah kemudian limbah tembaga ini dibuang. e. Selanjutnya tembaga hasil dari katoda tadi siap untuk proses peleburan pada tungku peleburan tembaga yang mampu menghasilkan suhu 1300°C.

PENGOLAHAN BIJIH TEMBAGA Pengolahan bijih tembaga melalui beberapa tahap, yaitu: A. Pengapungan (flotasi) Proses pengapungan atau flotasi di awali dengan pengecilan ukuran bijih kemudian digiling sampai terbentuk butiran halus. Bijih yang telah dihaluskan dimasukkan ke dalam campuran air dan suatu minyak tertentu. Kemudian udara ditiupkan ke dalam campuran untuk menghasilkan gelembung-gelembung udara. Bagian bijih yang mengandung logam yang tidak berikatan dengan air akan berikatan dengan minyak dan menempel pada gelembung-gelembung udara yang kemudian mengapung ke permukaan. Selanjutnya gelembung-gelembung udara yang membawa partikel-partikel logam dan mengapung ini dipisahkan kemudian dipekatkan. B. Pemanggangan Bijih pekat hasil pengapungan selanjutnya dipanggang dalam udara terbatas pada suhu dibawah titik lelehnya guna menghilangkan air yang mungkin masih ada pada saat pemekatan dan belerang yang hilang sebagai belerang dioksida.

Campuran yang diperoleh dari proses pemanggangan ini disebut calcine, yang mengandung Cu2S, FeO dan mungkin masih mengandung sedikit FeS. Setelah itu calcine disilika guna mengubah besi(II) oksida menjadi suatu sanga atau slag besi(II) silikat yang kemudian dapat dipisahkan. Reaksinya sebagai berikut.

Tembaga(I) sulfida yang diperoleh pada tahap ini disebut matte dan kemungkinan masih mengandung sedikit besi(II) sulfide C. Reduksi Cu2S atau matte yang yang diperoleh kemudian direduksi dengan cara dipanaskan dengan udara terkontrol, sesuai reaksi 2Cu2S(s) + 3O2(g) ―→ 2Cu2O(s) + 2SO2(g) Cu2S(s) + 2Cu2O(s) ―→ 6Cu(s) + SO2(g) Tembaga yang diperoleh pada tahap ini disebut blister atau tembaga lepuhan sebab mengandung rongga-rongga yang berisi udara. D. Elektrolisis Blister atau tembaga lepuhan masih mengandung misalnya Ag, Au, dan Pt kemudian dimurnikan dengan cara elektrolisis. Pada elektrolisis tembaga kotor (tidak murni) dipasang sebagai anoda dan katoda digunakan tembaga murni, dengan elektrolit larutan tembaga(II) sulfat (CuSO4). Selama proses elektrolisis berlangsung tembaga di anoda teroksidasi menjadi Cu2+ kemudian direduksi di katoda menjadi logam Cu. Katoda : Cu2+(aq) + 2e → Cu(s) Anoda : Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e Pada proses ini anoda semakin berkurang dan katoda (tembaga murni) makin bertambah banyak, sedangkan pengotor-pengotor yang berupa Ag, Au, dan Pt mengendap sebagai lumpur.