Tahap Pengolahan Bijih Mineral Tembaga.docx

Tahap Pengolahan Bijih Mineral Tembaga Karakterisasi Bijih Tembaga Umumnya Tembaga ditemukan di kerak bumi dalam bentuk mineral-mineral tembaga sulfida seperti chalcocite (Cu2S) dan bornite (Cu5FeS4) atau dalam bentuk mineral-mineral tembagabesi-sulfida yaitu chalcopyrite (CuFeS2). Kandungan tembaga dalam bijih berkisar antara 0,4 persen hingga 2,0 persen. Bijih dengan kadar tembaga sekitar 0,4 persen umumnya dieksploitasi dengan cara tambang terbuka, sedangkan bijih dengan kadar tembaga sekitar satu sampai dua persen dieksploitasi dengan cara tambang dalam. Selain bijih tembaga, tembaga murni juga diproduksi dari proses daur ulang atau recycling scrap tembaga murni dan paduan-paduan tembaga.

Diagram Alur Proses Pengolahan Bijih Tembaga Mineral tembaga dalam bentuk sulfida umumnya diproduksi dengan jalur pirometalurgi yaitu peleburan dan pemurnian pada temperatur tinggi atau pyrorefining, dan dilanjutkan dengan electrorefining. Mineral tembaga dalam bentuk oksida, karbonat, silikat dan sulfat ditemukan di alam dalam jumlah kecil. Bijih tembaga ini umumnya diproduksi dengan jalur hidrometalurgi. Dalam Perkembangannya, jalur hidrometalurgi juga digunakan untuk mengolah sebagian bijih sulfida, khususnya Cu2S. Pengolahan untuk ekstraksi bijih tembaga-besi-sulfida menjadi tembaga terdiri dari beberapa unit operasi dan unit proses sebagaimana ditunjukkan dalam gambar di bawah.

Diagram Alur Proses Pengolahan Bijih Tembaga

Tahap Kominusi Tahap kominusi terdiri dari operasi peremukan dan penggerusan. Tujuan proses peremukan dan penggerusan adalah untuk membebaskan atau meliberasi mineral-mineral tembaga dari ikatan mineral-mineral pengotornya. Target ukuran dari tahap kominusi adalah ukuran partikel bijih yang dapat menghasilkan tingkat recoveri tembaga yang maksimal saat proses konsentrasi flotasi.

Contoh gambar cone crushing

Tahap Konsentrasi Flotasi Setelah mencapai ukuran yang cocok atau sesuai ukuran target, maka tahap selanjutnya adalah Tahap pemisahan mineral atau konsentrasi. Pemisahan mineral-mineral Cu-Fe-S dan Cu-S dari pengotornya dilakukan dengan metoda flotasi. Pemisahan dengan cara flotasi merupakan metode yang cukup efektif. Reagen kimia yang di gunakan pada proses flotasi: 1. Pembuih (frother); berfungsi sebagai penstabil gelembung udara (metil isobuthyl carbonat "MIBC", minyak pinus dan terpentin. 2. kolektor/pengumpul (collector) : berfungsi mengubah sifat mineral yang suka air menjadi suka udara (xanhatr, thiocarbonilid, asam oleik, dll.) 3. Penekan/pencegah (depresant) :untuk mencega agar mineral pengotor tidak ikut menempel pada udara atau ikut terapun (ZnSO4 untuk menekan Zn S) 4. Pengatur keasaman (pH regulator) mengatur tingkat keasaman froses plotasi [HCl, HNO3, Ca (OH)2, NH4OH, dll]. Produk dari flotasi: 

Konsentrat (mineral yang terapung dengan gelembung udara)



Amang (mineral apungan yang masi mengandung banyak mineral pengotor)



Ampas (Mineral yang tenggelam)

Tahap konsentrasi bijih tembaga dengan metoda flotasi dapat meningkatkan kadar tembaga di Konsentrat menjadi sekitar 30 persen.

Contoh gambar flotasi

Tahap Matte Smelting. Pada tahap ini konsentrat tembaga dilebur menjadi lelehan matte. Proses peleburan dilakukan dalam suasana yang oksidatif. Proses ini menghasilkan lelehan matte, lelehan slag dan gas buang. Matte merupakan lelehan sulfida yang kaya akan tembaga dengan mengandung sedikit besi, sedangkan slag adalah lelehan yang terdiri dari campuran oksida besi dan oksida logam pengotor serta fluks (silika). Proses smelting ini menghasilkan matte dengan kandungan tembaga sekitar 45 – 75 persen. Suasana oksidatif dalam tanur peleburan diperoleh dengan menginjeksikan udara yang diperkaya oksigen atau oxygen-enriched air.

Tahap Konversi Matte Pada tahap ini matte dikonversi menjadi tembaga blister atau blister copper. Pada tahap ini, matte dioksidasi menjadi tembaga blister, dan kandungan tembaga naik menjadi sekitar 90 persen. Umumnya proses converting dilakukan dalam Peirce-Smith Converter. Ke dalam concerter dihembuskan udara melalui sejumlah tuyeres yang terendam dalam lelehan (submerged tuyeres). Pada Proses converting ini ditambahkan juga oksigen murni, silika sebagai fluks, revert dan scrap. Slag yang dihasilkan mengandung besi-silika.

Contoh Gambar Peirce-Smith Converter

Tahap Fire refining Fire refining adalah proses pemurnian yang dilakukan terhadap tembaga blister. Proses fire refining dilakukan dalam rotary furnace, reverberatory furnace atau hearth furnace yang dapat ditilting. Tahapan ini dilakukan dalam 2 tahap. Tahap satu adalah oksidasi selektif terhadap sulfur dan elemen pengotor lainnya, dan tahap kedua adalah deoksidasi untuk penurunan kandungan oksigen dalam tembaga. Proses fire refining mampu menghasilkan logam tembaga yang memiliki kandungan tembaga sekitar 99 persen.

Tahap Electrorefining Proses electrorefining merupakan pelarutan tembaga secara elektrokimia dari tembaga anoda dan mengendapkannya kembali di permukaan katoda. Elemen-elemen pengotor yang terkandung dalam tembaga anoda tidak ikut terendapkan. Dari proses Electrorefining ini dihasilkan logam tembaga dengan kandungan Cu > 99.99 persen.



Keberadaan Tembaga

Tembaga dapat ditemukan baik sebagai tembaga asli atau sebagai bagian dari mineral. Tetapi, mudah didapat dari mineral. Tembaga sangat langka dan jarang sekali diperoleh dalam bentuk murni. Tembaga asli disebut polikristal. Penggunaan tembaga yaitu dalam bentuk logam merupakan paduan penting dalam bentuk kuningan, perunggu serta campuran emas dan perak. Ada banyak contoh tembaga yang mengandung mineral, misalnya kalkopirit dan kalkosit, tembaga sulfida, azurite dan perunggu, karbonat tembaga dan cuprite. 

Sifat-sifat Tembaga

1. Rapat massa am-lo.tLf : 8,9 gr/cm3 Titik lebur : 1070-1093°C (tergantung kadar kemurniannya). 2. Sifat-sifat : - Tembaga murni adalah lunak, kuat dan malkabel, - Konduktivitas panas dan listriknya sangat tinggi. 3. Penggunaan : Tembaga banyak digunakan untuk konduktor listrik, alat solder, pipa spiral pendingin, kerajinan tangan, sebagai bahan dasar pembuatan kuningan dan perunggu dll. Kekuatan tarik :200 – 300 N/mm2