5 0 30 MB
KU1164 PENGANTAR SUMBER DAYA MINERAL DAN ENERGI
FTTM – ITB 2020
Pendahuluan ❖ ❖
❖
Kuliah wajib bagi SEMUA mahasiswa FTTM-ITB Tujuan Mahasiswa mempunyai pengetahuan awal mengenai bumi, potensi sumber daya mineral dan energi di Indonesia, metode ekplorasi dan eksploitasi sumber daya mineral dan energi, serta prodi dan KK di FTTM-ITB. Lingkup ❑ Minggu I-VI : Pengantar SDME ❑ Minggu VII : Ujian Tengah Semester ❑ Minggu VIII-XV : Pengantar Prodi ❑ Minggu XVI : Ujian Akhir Semester
Sistem Penilaian ❖
Kehadiran minimal 70%
❖
Bobot penilaian ❑
Kehadiran
20%
❑
UTS
30%
❑
UAS
40%
❑
Tugas dan kegiatan FTTM
10%
Minggu II ❖
Lahirnya ilmu kebumian
❖
Teori terjadinya bumi
❖
Bumi sebagai bagian dari tata surya
❖
Perkembangan ilmu kebumian.
Minggu III ❖
Bumi sebagai benda padat
❖
Keunikan geologi Indonesia
❖
Bumi sebagai sumber daya mineral dan energi
❖
Bencana kebumian
Tektonik Indonesia
Seismisitas Indonesia
Indonesia mempunyai potensi kegempaan tinggi (Gempa Aceh 26 Desember 2004, dll.)
Indonesia mempunyai banyak gunungapi aktif
Cekungan Sedimen Tersier Indonesia 100
105
110
115
120
125
130
135
140
5
0
-5
-10
cekungan berproduksi (16) cekungan dengan penemuan, perlu eksplorasi dan pengembangan (9)
cekungan sudah dibor belum ada penemuan, perlu eksplorasi (13) cekungan belum dibor, perlu eksplorasi (22)
Minggu IV ❖
Potensi bahan galian di Indonesia
❖
Teknologi eksplorasi dan sistem penambangan.
Penambangan Cu dan Au
Cekungan Batubara Utama
Pemboran Eksplorasi
Metode Penambangan
Minggu V ❖
Proses pengolahan mineral
❖
Ekstraksi logam
❖
Rekayasa paduan logam
Contoh Proses Metalurgi
Pengolahan Mineral
Ekstraksi Logam
Contoh Paduan: Aluminium
Minggu VI ❖
Potensi migas dan panas bumi
❖
Eksplorasi dan eksploitasi migas
❖
Eksplorasi dan eksploitasi panas bumi
Eksploitasi Minyak
Eksploitasi Panas Bumi
Minggu VIII-XV ❖
Minggu VIII-IX
Kuliah Pengantar Prodi TG
❖
Minggu X-XI
Kuliah Pengantar Prodi TA
❖
Minggu XII-XIII
Kuliah Pengantar Prodi MG
❖
Minggu XIV-XV
Kuliah Pengantar Prodi TM
Rincian Perkuliahan
Rincian Perkuliahan
Terima Kasih
FTTM – ITB 2020
Ilmu Kebumian dan Sistem Matahari (Geosciences and Solar System) Pengantar Sumber Daya Mineral dan Energi TPB FTTM 30 September 2020
Dibawakan oleh Dr. Darharta Dahrin
Peristiwa Kebumian dalam Berita Ada beberapa contoh, misalnya: • Hurricanes – Ocean & sedimentary processes
• Planet formation, meteorites, Mars – Today’s lecture
• Indonesian earthquakes and tsunamis – Plate tectonics, earthquakes, oceans
• Volcanoes (Mt. St. Helens, Krakatau, Merapi) – Igneous rocks, volcanoes, climate
• California mudslides – Mass wasting, landscape evolution • Asbestos litigation : mneralogy,
Sistem Matahari & Bumi (Earth) • Apakah arti geologi? • Bumi adalah sebuah planet – – – –
Key features Origin of chemical elements & solar system Nebular hypothesis Formation of Earth and Moon
• The Earth as an active planet
Apakah Geologi? • Science of the Earth – What it is, how it operates, how it evolved
• Observation of the earth—natural science • Close links to other physical and biological sciences • Time—historical – How old? For how long? How do we know?
• Application of Scientific Method
Metoda saintifik • Science: Observations, questions, experiments • Hypothesis (continental drift) – Tentative explanation based on data collected through observation and/or experiment
• Exposed to criticism, repeated testing • Theory (plate tectonics) – Survived repeated challenges, has strong support
• Theories someday may be considered fact, but they are never immune to question nor are they finally proven
Penggunaan metoda saintifik •Observations •Many features seen at planetary scale • Radius of earth ~6370 km •What are some of these key features? •What might we postulate? •Different materials? •Active processes?
In the news: planetary comparisons
• Differences in types, location, and amounts of activity
• How do planets compare? • What does it tell us about the Earth? • Why is Mars red?
Sebagai komparasi: Dari apa sesuatu terbuat? Chemical elements — differences, origin, and distribution • Nearly 90 naturally occurring elements • Systematic behavior in the Earth
What are the most abundant chemical elements? • Where?
• In the universe and in the solar system? • What about in the Earth?
Data tentang Kandungan Elemen The stuff of the Solar System & Earth 1. H and He most abundant 2. Abundances decrease with increasing Z 3. Low abundance of elements adjacent to He 4. Pronounced peaks near O and Fe 5. Isotopes with mass numbers that are multiples of 4 have enhanced abundances
Dengan demikian apa yang mengontrol kandungan elemen tersebut? • Process(es) of element formation • Starting with Big Bang – H and He • Followed by nuclear processes in stars – Nuclear fusion and fission
• Why do fusion (joining) and fission (splitting) take place? – Some atomic nuclei are more stable than others: i.e., tightly bound or higher ‘binding energy’
Darimana element berasal? Nucleosynthesis in stars • Hydrogen and helium the starting materials • Series of nuclear reactions related to stellar evolution – – – – –
Hydrogen burning (4 1H to 4He), followed by Helium burning 3 4He to 12C, then adding more 4He >> Advanced burning (e.g., 16O, 20Ne, 24Mg, 28Si) Equilibrium process (Fe peak, most stable element) Neutron-capture reactions (heavier elements) in supernova
• Basic to understanding abundance of elements
In some stars, this ends in an explosion (supernova) with a burst of subatomic particles and then dispersal into space
Apakah kandungan elemen ini (solar abundance) memperlihatkan komposisi elemen di Bumi?
Tidak, tapi kenapa? • Planet-forming processes or accretion in the solar nebula concentrates certain elements (which? why?) • Followed by internal planetary differentiation
Terjadinya kumpalan debu (cosmic dust) • Stars produce heavier elements in their cores • Then lose them by gradual loss of outer layers or by massive explosions (supernovae) • Make up cosmic dust
• The C, N and O that compose us • Were first created in the cores of now dead stars
• But how is cosmic dust converted to planets? • Solar nebular hypothesis • Developed by Pierre Laplace and Immanual Kant in 18th century, but only widely accepted recently
Origin of Solar System – Nebular Hypothesis 1. Roughly spherical, rotating cloud contracts 2. Flat, rapidly rotating disk forms with most matter at center (proto-Sun) 3. Enveloping gas and dust forms grains, collide (planetesimals) 4. Collisions, accretion, gravitational attraction – –
Of planetesimals–terrestrial planets Of ices and gases–outer planets
• Inner planets—terrestrial (“Earth-like”, rocky) planets • Asteroid belt • Outer planets—includes the giants, rich in ices and gases
Our Solar System Our solar system is made up of: ◼ Sun ◼ Nine (Eight) planets ◼ Their moons ◼ Asteroids ◼ Comets
Inner Planets The inner four rocky planets at the center of the solar system are: ◼ Mercury ◼ Venus ◼ Earth ◼ Mars
Mercury ◼ ◼
◼ ◼ ◼
Planet nearest the sun Second smallest planet Covered with craters Has no moons or rings About size of Earth’s moon
Venus ◼ ◼
◼ ◼
◼
Sister planet to Earth Has no moons or rings Hot, thick atmosphere Brightest object in sky besides sun and moon (looks like bright star) Covered with craters, volcanoes, and mountains
Earth ◼ ◼
◼
Third planet from sun Only planet known to have life and liquid water Atmosphere composed of composed of Nitrogen (78%), Oxygen (21%), and other gases (1%).
Mars ◼ ◼
◼
◼
Fourth planet from sun Appears as bright reddish color in the night sky Surface features volcanoes and huge dust storms Has 2 moons: Phobos and Deimos
Outer Planets The outer planets composed of gas are : ◼ Jupiter ◼ Saturn ◼ Uranus ◼ Neptune ◼ Pluto
Jupiter ◼
◼ ◼
◼ ◼ ◼
Largest planet in solar system Brightest planet in sky 60+ moons, 5 visible from Earth Strong magnetic field Giant red spot Rings have 3 parts: Halo Ring, Main Ring, Gossamer Ring
Saturn ◼ ◼ ◼ ◼ ◼
◼
6th planet from sun Beautiful set of rings 31 moons Largest moon, Titan, Easily visible in the night sky Voyager explored Saturn and its rings.
Uranus ◼ ◼ ◼ ◼ ◼
7th planet from sun Has a faint ring system 27 known moons Covered with clouds Uranus sits on its side with the north and south poles sticking out the sides.
Neptune ◼ ◼ ◼ ◼ ◼
8th planet from sun Discovered through math 7 known moons Triton largest moon Great Dark Spot thought to be a hole, similar to the hole in the ozone layer on Earth
Outermost Planet ◼
Pluto, the outermost planet, is a small solid icy planet is smaller than the Earth's Moon.
Pluto ◼
◼
◼ ◼
9th (8th) planet from sun (usually) Never visited by spacecraft Orbits very slowly Moon, Charon, is very close to Pluto and about the same size
Asteroids ◼ ◼
◼
◼
Small bodies Believed to be left over from the beginning of the solar system billions of years ago 100,000 asteroids lie in belt between Mars and Jupiter Largest asteroids have been given names
Comets ◼ ◼
◼
Small icy bodies Travel past the Sun Give off gas and dust as they pass by
Meteorites Evidence for the nebular building blocks of Earth
iron meteorite (what does this represent?)
chondritic meteorite
(represents the rocky fraction of solar nebula)
Pembentukan (accumulation) kemudian, Diferensiasi Planet
• Why does this happen? • Think about the consequences for energy / heat
Formasi planet adalah kompleks (and so are many aspects of geology) • Uniformitarianism vs. Catastrophism • Many aspects are fairly uniform – Processes seen today have worked in much the same way over geologic time—extrapolate backward (e.g., new planet formation seen around modern young stars) – This is the very useful principle of uniformitarianism (present is the key to the past)
• Yet exceptional events (“catastrophes”) do occur – Catastrophism emphasizes the episodic (vs. continuous) nature of some processes (consider hurricanes, volcanic eruptions, meteorite impacts . . .)
A testable theory:
Formation of the Moon – an early catastrophic event. How fast?
Note times! What about the Earth’s rotation? Consequences for today?
Umur Alam Semesta dan Planet • Origin of universe (Big Bang): ~13 billion years ago • Initiation of solar system and accretion of planets – Inferred remnants: meteorites — age 4.56 billion years
• Giant impact of Mars-sized body with Earth – Debris coalesced to form Moon – 4.53 billion years
• Geologic time… (review)
Thanks
LAHIRNYA ILMU KEBUMIAN: TEORI TERJADINYA BUMI, BUMI SEBAGAI BAGIAN DARI TATA SURYA DAN PERKEMBANGAN ILMU KEBUMIAN Pengantar Sumber Daya Mineral dan Energi TPB FTTM 30 September 2020 Dibawakan oleh DR. Eng. Ir. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D Associate Professor of Engineering Geophysics
TUJUAN PERKULIAHAN ➢I. Diharapkan mahasiswa mengetahui Lahirnya Ilmu Kebumian. ➢II. Memahami teori terjadinya Alam Semesta. ➢III. Bumi sebagai bagian dari Tata Surya ➢IV. Memahami Ilmu Bumi dan Sistem Bumi
➢V. Mahasiswa diharapkan tahu Perkembangan Ilmu dan Teknologi Kebumian DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
I. LAHIRNYA ILMU KEBUMIAN • Ilmu Bumi adalah Kombinasi seluruh sain yang secara kolektif yang mencoba memahami Bumi, pemanfaatan, menjaga, melestarikan, dan memeanfaatkannya serta keterkaitannya dengan tata surya, dan lingkungan alam semestanya. • Ilmu Bumi mencakup : • • • •
Geologi, Oseanografi, Meteorologi, Astronomi (Astrogeologi)
• Ilmu Bumi Terapan : • • • •
Teknik Pertambangan Teknik Perminyakan Teknik Metalurgi Teknik Geofisika DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
SAIN SISTEM BUMI • Bumi sebagai sebuah sistem yang saling berinteraksi yang disebut
sfer: Atmosfer, hidrosfer, biosfer, geosfer serta seluruh kom;ponen yang bisa dipelajari secara terpisah.
• Masing-masing sfer bumi dipelajari sejarah terpisah akan tetapi semua merupakan suatu kesatuan sistem yang berinteraksi satu dengan lainnya secara komplek.
• Sains sistem Bumi merupakan integrasi dari berbagai disiplin bidang ilmu pengetahuan dalam studi planet kita dan lingkungan globalnya, seperti gravitasi bumi, geomagnetic bumi dan geomagnetic universi, sifat kelistrikan, gelombanga seismikk dan elektromagnetik global dan alam semesta. DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
SISTEM BUMI YANG SALING BERINTERAKSI Atmosfer
Biosfer
Hidrosfer
Geosfer
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
SISTEM BUMI & ENERGI • Sumber energi yang menggerakkan system bumi adalah:
• 1. Matahari : Yang menggerakkan proses eksternal yang terjadi akibat proses eksternal yang terjadi di atmosfir.
• 2. Panas interior bumi yang menggerakkan proses internal yang membentuk gunung api, gempa bumi, oegunungan, patahan, geothermal dan sebagainya. DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
TEKNOLOGI RUANG ANGKASA SEBAGAI SARANA UNTUK MEMAHAMI ALAM SEMESTA DAN KEJADIANNYA
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
TELESCOPE HUBBLE (NASA) SARANA UNTUK MEMAHAMI ALAM SEMESTA POSISI: 547 KM DI ATAS BUMI POSISI: 547 KM DI ATAS BUMI
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
KEJADIAN ALAM SEMESTA DIFAHAMI BERKAT TEKNOLOGI DAN OBSERVATORIUM RUANG ANGKASA
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
TEKNOLOGI PENCITRAAN ALAM SEMESTA: NEW PICTURE OF THE UNIVERSE
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
PEMBENTUKAN TATA SURYA: THE SOLAR SYSTEM • Komposisi piringan Nebula sekitar Matahari tergantung dengan jarak dari Matahari. Temperatur yang berbeda yang bisa terbentuk dari material es atau bukan.
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
WAKTU KEJADIAN ALAM SEMESTA
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
II. BAGAIMANA MANUSA MEMAHAMI KEJADIAN ALAM SEMESTA
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
KENAMPAKAN FOTO KOMPOSIT NEBULA YANG MELEDAK RIBUAN TAHUN YANG LALU BERWARNA SELENDANG NEBULA
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
ZOOM TELESCOP HUBBLE : SUPRANOVA YANG MELEDAK
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
NEBULA KEPITING YANG MENGELILINGI BINTANG NEUTRON SUPERPADAT
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
NEBULA PELANET YANG DISEMBURKAN DARI BINTANG SEKARAT YANG MELEDAK 3000 TAHUN YANG SILAM
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
NEBULA TELUR YANG BERSINAR 3000 TAHUN CAHAYA DARI BUMI
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
PARA PENELITI EVOLUSI BIMA SAKTI MEMPELAJARI 10.000 PLANET BINTANG DARI FOTO HUBBLE INI
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
UNIVERSE (ALAM SEMESTA)
ORIGIN OF SOLAR SYSTEM – NEBULAR HYPOTHESIS 1.
Roughly spherical, rotating cloud contracts
2.
Flat, rapidly rotating disk forms with most matter at center (proto-Sun)
3.
Enveloping gas and dust forms grains, collide (planetesimals)
4.
Collisions, accretion, gravitational attraction • •
Of planetesimals–terrestrial planets Of ices and gases–outer planets
III. BUMI SEBAGAI BAGIAN DARI TATA SURYA
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
• Inner planets—terrestrial (“Earth-like”, rocky) planets • Asteroid belt • Outer planets—includes the giants, rich in ices and gases
ANCAMAN LANGIT: KOMET DAN ASTEROID
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
TATA SURYA KITA
ANCAMAN LANGIT : BADAI MATAHARI DAN ANCAMAN PLASMA
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
KOMPOSISI KIMIA BUMI? • Planet-forming processes or accretion in the solar nebula concentrates certain elements (which? why?) • Followed by internal planetary differentiation
BUMI DAN INTERIOR BUMI
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
EARTH INTERIOR: Composition & Temperature
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, Sanny M.Sc, Ph.D
PENYEBAB BUMI SANGAT DINAMIS
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
BAGAIMANA MEMAHAMI SKALA RUANG DAN WAKTU ILMU BUMI
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
BATUAN SEBAGAI PENENTU SKALA DAN WAKTU DALAM PEMBENTUKAN BUMI DAN ALAM SEMESTA
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
GEOLOGIC TIME SCALE
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
V. PENGEMBANGAN ILMU KEBUMIAN DAN LINTAS DISIPLIN ILMU LAINNYA
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
ILMU PENGETAHUAN LINTAS DISIPLIN BioMat Paleontologi Matematika
Fisika
Geologi
Biologi
Kimia
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
ILMU PENGETAHUAN LINTAS DISIPLIN Paleontologi
Geofisika
Geologi Fisika Full multidicipline
Astronomi
Biologi
Astrobiologi
DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
ILMU PENGETAHUAN LINTAS DISIPLIN REKAYASA KEBUMIAN (FTTM) Mining Geophysics
Petroleum Geophysics Geofisika
Metalurgi Full multidicipline
Pertambang an
Perminyakan
Petromining DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D DR.Eng. Teuku Abdullah Sanny, M.Sc, Ph.D
ين َ ب ْٱلعَالَ ّم ِّّ ْل َح ْمدُ ّ ه َٰلِلّ َر Terima kasih
Teurimong Geunaseh ありがとうございました
Massive thanks Merci Beaucoup
Bumi Sebagai Benda Padat (Keunikan Geologi Indonesia) Pengantar Sumber Daya Mineral dan Energi TPB FTTM 07 Oktober 2020
Dibawakan oleh Dr.Eng. Ir. Syafrizal, MT
EARTH DYNAMIC AND RESOURCES
Berikutnya: Sebuah Planet Aktif • Sources of energy and how these act on the materials that make up the Earth • Plate tectonics • Geochemical cycles • Importance to us all
SE Asian Plate Tectonics 55-0 Ma SOUTHEAST ASIA RESEARCH GROUP
© Robert Hall 2001 http://www.gl.rhul.ac.uk/seasia/welcome.html
BASIC GEOLOGICAL KNOWLEDGE 1. PETROLOGY : IGNEOUS , METAMORPHIC , SEDIMENTARY ROCKS
2. TECTONICS and STRUCTURAL GEOLOGY 3. STRATIGRAPHY , SEDIMENTOLOGY , and PALEONTOLOGY 4. GEOMORPOLOGY 5
Elements of Plate Tectonics DIVERGENT BOUNDARY Mid-ocean ridge
CONVERGENT BOUNDARY Plate subduction
Sea floor spreading
Lithosphere Oceanic crust
Volcanism
Mountain building Continental crust
Deep-sea trench
Magma rising
Asthenosphere
Magma forming
• Earthquake centers 6
Note : Basement of sedimentary basin mostly composed of metamorphic and/or igneous rocks 7
Classification of Rocks
Rock-forming Source of process material
IGNEOUS
SEDIMENTS
METAMORPHIC
Molten materials in deep crust and upper mantle
Weathering and erosion of rocks exposed at surface
Rocks under high temperatures and pressures in deep crust
Crystallization (Solidification of melt)
Sedimentation, burial and lithification
Recrystallization due to heat, pressure, or chemically active fluids
8
ROCKS CYCLE MAGMA
METAMOPHIC ROCKS
metamorphism erosion, etc. metamorphism
SEDIMENTARY ROCKS
IGNEOUS ROCKS
weathering erosion transportation SEDIMEN deposition
compaction desiccation cementation
9
10
Sedimentary Rock Types • Relative abundance
Sandstone and conglomerate ~11% Limestone and dolomite ~13%
Siltstone, mud and shale ~75%
11
2 mm
1/16 mm
12
QTZ
A Sandstone in Thin Section
0.5 mm
13
Thin bedded Shales
14
Porosity in Sandstone
Pore Throat
Pores Provide the Volume to Contain Hydrocarbon Fluids Pore Throats Restrict Fluid Flow
Scanning Electron Micrograph Norphlet Formation, Offshore Alabama, USA
15
SOURCE ROCKS
16
17
note : ➢ 400 oC in Lab ➢ + 100oC – 110 oC in nature
18
COMPOSITION AND MATURATION OF ORGANIC MATTER
19
MIGRATION
20
Hydrocarbon Migration
Hydrocarbon migration takes place in two stages: Primary migration - from the source rock to a porous rock. - This is a complex process and not fully understood. - It is probably limited to a few hundred metres. Secondary migration - along the porous rock to the trap. - This occurs by buoyancy, capillary pressure and hydrodynamics continuous water-filled pore system. - It can take place over large distances.
through a 21
22
SEAL
23
Characteristics of Seals : Rocks that typically make good seals are fine-grained clastics, organic-rich rocks, and evaporites (after Exxon exploration)
‘Sneider’ classification of seals based on laboratory measurements Of capillary entry pressure 24
TRAPS
25
26
27
LOSS OF PERMEABILITY
Pembentukan Mineral Berharga (Endogen)
Pembentukan Magma dan Aliran Fluida Pembawa Bijih
SN - Agt 2012
PLPG - Gl Ta - Genesa Bhn Galian
29
Tectonics and Mineralization (Metallogenic Provinces)
Pengantar Geologi
30
Deposition of Ores
Primary Dep. (internal) Secondary Dep. (external) Metamorphic Dep. SN - Agt 2012
PLPG - Gl Ta - Genesa Bhn Galian
31
Keterdapatan Unsur Logam Utama Pada Kerak Bumi Elemen Alumunium (Al) Besi (Fe)
% 8,13 5,00
Elemen Kobalt (Co) Timbal (Pb)
% 0,0023 0,0016
Magnesium (Mg) Titanium (Ti) Mangan (Mn)
2,09 0,44 0,10
Arsenik (As) Uranium (U) Molibdenum (Mo)
0,0005 0,0004 0,00025
Kromiun (Cr) Vanadium (V) Zink (Zn)
0,02 0,015 0,011
Tungsten (W) Antimony (Sb) Air Raksa (Hg)
0,00015 0,0001 0,00005
Nikel (Ni) Tembaga (Cu) Timah (Sn)
0,008 0,005 0,004
Perak (Ag) Emas (Au) Platinum (Pt)
PLPG - Gl Ta - Genesa Bhn Galian
0,00001 0,0000005 0,0000005 32
Pembentukan Batubara
Coal Forming Scheme Peat ➔ lignite ➔ coal Time Pressu re Heat
Peat
Lignite Peat Forming
Coalification
Sub-bituminous
Anthracite
Coal Forming Scheme
Peat Diagenesis
Catagenesis
Peat
Metagenesis
Coal Rank: low ➔ high
➔ lignite ➔ bituminous➔anthracite
Peat
Lignite
SubBituminous Bituminous
Peringkat Batubara dan Penggunaannya
Worldcoal.org
Pembentukan Reservoir Geothermal
Konsep Model Lapangan Panasbumi
Pengantar Geologi Dasar
39
Geothermal Features
Ohaaki Pool (1994); dried up as a result of reservoir pressure drawdown
Model Reservoir Panasbumi Neutral hot spring depositing sinter, Ohaaki, New Zealand, 1981
Awibengkok, G Salak
Potensi Sumberdaya Mineral dan Energi di Indonesia
Major Gold and Copper-Gold Deposits in Indonesia
(Garwin et al., 2005)
Pengantar Geologi
43
Precious Metals Mineralization in Indonesia
sudarto - mining eng. itb / akita
44
Some Significant Minerral Deposits Indonesia (Au-Ag, Cu-Au, Al, Sn, Ni, Mo)
sudarto - mining eng. itb / akita
45
Oil Basin and Prospects in Indonesia
sudarto - mining eng. itb / akita
46
Gas Basin and Prospects in Indonesia
sudarto - mining eng. itb / akita
47
Coal Bed Methane Potential Resources in Indonesia (Resources 453,3 TCF, 2011)
Shale Gas Potential Resources in Indonesia (Resources 574 TCF, 2011)
Geothermal Prospects in Indonesia ( 27.000 MW)
▪ Resources: ca 27,000 MWe ▪ Production: ca 1,700 MWe sudarto - mining eng. itb / akita
50
Bridging for Exploration
By : Sigit Sukmono
51
Shallow Drillings for Seismic Acquistion
By : Sigit Sukmono
52
Illustration of Seismic Processing
By : Sigit Sukmono
53
Illustration of Gas Deposits in Seismic
By : Sigit Sukmono
54
Drilling Rig
Crown Block
Drilling Rig
Mud Hose Kelly Rotary Table Mud Pump
Traveling Block Hook Swivel Draw Works
Casing Casing Drill Pipe Drill Pipe Bit Bit 24803
By : Sigit Sukmono
55
56
57
58
POTENSI BAHAN GALIAN DI INDONESIA; TEKNOLOGI EKSPLORASI DAN SISTEM PENAMBANGAN. KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
14 OKTOBER 2020
Program Studi Teknik Pertambangan, FTTM ITB
2
PENDAHULUAN
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Pertambangan & Peradaban 3
Merupakan kegiatan dasar awal yang dilakukan oleh manusia disamping pertanian Erat kaitannya dengan peradaban manusia karena sebagian besar kebutuhan manusia berasal dari hasil tambang, mulai dari bahan bangunan & infrastruktur sampai ke bahan konsumsi. Dikenal zaman batu (sebelum 4000 SM), zaman perunggu (4000 SM sampai 1500 SM), zaman besi (1500 SM sampai 1780), zaman baja dst Jika pada zaman batu – pemanfaatan bahan tambang bersifat langsung, zaman perunggu menunjukkan dikenalnya proses pengolahan yang sejalan dengan waktu semakin lanjut.
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Istilah-istilah 4
Mineral : bahan padat yang terbentuk secara alami, umumnya bahan anorganik, mempunyai komposisi kimia yang tetap serta sifat fisik dan susunan kristal tertentu Bijih (ore) adalah sekumpulan mineral yang daripadanya dapat diekstrak satu atau lebih logam berdasarkan teknologi dan kondisi ekonomi saat ini.
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Penggolongan Bahan Galian 5
Terminologi Umum
Mineral bijih, Bahan galian batubara, Mineral industri (bahan galian industri), Bahan galian konstruksi.
Dalam UU No. 4 Tahun 2009 tentang Pertambangan Mineral dan Batubara ; Bab VI (Usaha Pertambangan)
Pertambangan Mineral ◼ ◼ ◼ ◼
pertambangan mineral radioaktif; pertambangan mineral logam; pertambangan mineral bukan logam; dan pertambangan batuan.
Pertambangan Batubara
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Karakteristik Industri Pertambangan (Perspektif umum) 6
Bahan tambang bersifat non-renewable, Nilai investasi yang sangat besar, Memiliki resiko yang cukup besar dan sensitif pada perubahan situasi setempat, Membutuhkan sumberdaya yang cukup besar, Merubah bentang alam, Seringkali menjadi motor utama dalam pembukaan atau pengembangan wilayah.
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Tahapan Dalam Industri Pertambangan (Perspektif Umum) 7
Tahapan-tahapan Umum : Penyelidikan
umum, Eksplorasi pendahuluan - rinci, Pra studi kelayakan, Studi kelayakan,
Persiapan penambangan, Penambangan dan pemasaran. Reklamasi.
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Cakupan Industri Pertambangan (UU no. 4 Tahun 2009) 8
Pertambangan adalah sebagian atau seluruh tahapan kegiatan dalam rangka penelitian, pengelolaan, dan pengusahaan mineral atau batubara yang meliputi : penyelidikan umum, eksplorasi, studi kelayakan, konstruksi, penambangan, pengolahan dan pemurnian, pengangkutan dan penjualan, serta kegiatan pasca tambang.
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Cakupan Industri Pertambangan 9
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Keterkaitan dengan disiplin lain 10
Geologi – sebagai dasar untuk melakukan prospeksi dan eksplorasi Geofisika – salah satu metode prospeksi dan eksplorasi Meteorologi – khususnya tambang terbuka, kondisi cuaca Oceanografi – untuk penambangan di lepas pantai Mekanikal/Elektrikal/Teknik Sipil Teknik Kimia/Material Teknik Lingkungan
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Pertambangan di Indonesia 11
Pertambangan secara modern baru mulai pada abad ke-19 Pertambangan di Indonesia sudah dimulai ber-abad2 yang lalu (bahan untuk keris, batu untuk Borobudur, dll) namun secara modern baru mulai pada abad ke-19 (tambang batubara Ombilin mulai produksi tahun 1892) Mengalami pasang surut :
Pasang pertama terjadi pada tahun 1941 Lalu surut pada jaman penjajahan Jepang dan berlanjut sampai tahun 1967 Kebangkitan kembali pada tahun 1967 dengan masuknya beberapa perusahan tambang internasional
Perkembangan yang signifikan terjadi pada tahun 90-an sehingga pada tahun 2019 di dunia Indonesia dikenal sebagai :
Produser bijih timah No. 2 = 25,8% global Produser bijih tembaga No. 10 = 3,2% global Produser bijih nikel No. 1 = 29,6% global Produser bijih emas No. 6 = 4,8% global Produser bauksit No. 6 = 4,3% global Produser batubara No. 4 = 7,8% global
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
12
POTENSI BAHAN GALIAN DI INDONESIA
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Tektonik Indonesia dan Sebaran Logam 13
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Penambangan Cu-Au 14
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Cekungan Batubara Utama 15
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Sebaran Batuan Ultrabasa dan Potensi Nikel Laterit 16
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Potensi Tambang Indonesia 17
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Cadangan mineral Indonesia vs dunia 18
Nikel = 23,5 % Timah = 17 % Emas = 5,2 % Bauksit = 4 % Tembaga = 3,2 %
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
19
TEKNOLOGI EKSPLORASI & PENAMBANGAN
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Tahapan Industri Pertambangan 20
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
KONSEP EKSPLORASI 21
PROGRAM EKSPLORASI
PROVING
FINDING
Apa ?? (target bahan galian)
Dimana ?? (kondisi geologi regional)
EVALUATING
Berapa ?
Bagaimana ? (bentuk, kemenerusan, & kualitas/kualitas)
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
(sumberdaya dan/atau cadangannya)
(nisbah kupas)?
Pemilihan, Penerapan, dan Pelaksanaan Eksplorasi
PROSES GEOLOGI Magmatik Tektonik dan Struktur Geologi Pelapukan Erosi dan Sedimentasi
22
GEJALA GEOLOGI
GENESA ENDAPAN
Tatanan Tektonik Struktur Geologi Jenis Litologi Susunan Stratigrafi Geomorfologi-Fisiografi
Metalogenic Province Kontrol pembentukan bijih Alterasi dan Mineralogi Assosiasi unsur dan mineral Tekstur dan struktur mineral
TIPE dan KARAKTERISTIK ENDAPAN Bentuk, ukuran dan pola sebaran bijih Proses dan zona pengkayaan Sifat fisik dan kimia endapan Karakteristik mineralogi Karakteristik batuan induk/samping
PEMILIHAN dan PENERAPAN TEKNOLOGI dan METODA EKSPLORASI KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Eksplorasi Langsung dan Tidak Langsung 23
Eksplorasi Tak Langsung
Eksplorasi Langsung
Kegiatan umum
Tidak berhubungan (kontak) langsung dengan objek yang dieksplorasi.
Langsung berhubungan (kontak) dengan objek yang dieksplorasi
Prinsip pekerjaan
Memanfaatkan sifat-sifat fisik dan kimia dari endapan.
Melakukan perilaku yang langsung pengamatan pada fisik endapan.
Identifikasi
Melalui anomali-anomali yang diperoleh dari hasil pengamatan.
Melalui analisis megaskopis dan mikroskopis pada objek pengamatan.
Metoda
Penginderaan jarak jauh, survei geokimia, survei geofisika.
Pemetaan, uji sumur, uji parit, pemboran.
Tahapan eksplorasi
Digunakan pada tahapan Reconnaissance (Eksplorasi Pendahuluan) → Prospeksi
Digunakan pada tahapan Prospeksi → Finding (Eksplorasi Detil).
Teknologi
Relatif membutuhkan peralatan (teknologi) tinggi.
Relatif membutuhkan teknologi yang lebih sederhana s/d manual.
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Eksplorasi Tidak Langsung 24
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Eksplorasi Tidak Langsung 25
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Metoda Eksplorasi Langsung (Pemetaan) 26
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Metoda Eksplorasi Langsung (Sumuran Uji) 27
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Metoda Eksplorasi Langsung (Pemboran) 28
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Pemodelan dan Perhitungan Cadangan 29
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Sistem Penambangan 30
Tambang terbuka (surface mining):
Open pit/open cast – untuk bijih Strip mining – untuk batubara Kuari (quarry) – mineral industri/konstruksi Alluvial mining: ◼ ◼
Tambang semprot Kapal keruk
Tambang bawah tanah/tambang dalam (underground mining)
Unsupported method/bukaan tanpa penyanggaan – pada batuan yang kuat Supported method/dengan penyangga – pada batuan lemah – sedang Caving method/ambrukan
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
31
Lateritic Nickel Mines
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
32
Copper & Gold Mines
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
33
Alluvial Tin Mines
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
34
Lateritic Bauxite Mines
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
35
Coal Mines
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Urutan Penambangan 36
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
37
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Pengolahan & Transportasi 38
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Tambang Bawah Tanah 39
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Reklamasi tambang 40
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
41
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Pascatambang 42
2001
2006
2009
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
TERIMAKASIH 43
KU1164 Pengantar Sumberdaya Mineral dan Energi
Proses Pengolahan Mineral, Ekstraksi Logam dan Rekayasa Paduan Logam Program Studi Teknik Metalurgi - FTTM RABU, 21 OKTOBER 2020
Tahukah Anda, logam ada di sekitar kita dan sangat penting dalam kehidupan manusia?
19/10/2020
2
Metallurgy is the science and technology of metals Metalurgi adalah ilmu sains dan rekayasa dalam memproduksi logam dan paduannya dari bijih. Pengolahan Mineral
Ekstraksi Logam
Rekayasa Paduan Logam
19/10/2020
3
Produksi Logam Dunia, 2014 1800
1662
1600 1400
juta ton
1200
1000 800 600
400 200
108 31,2
26,4
18,7
11,2
2,4
0,877 0,296 0,222
0,161
0,026 0,036
0,00286 0,0085
0
Diolah dari berbagai sumber 19/10/2020
4
Produksi Baja, 1900 - 2015 1700 1600
China
1500
Produksi Baja [Juta Ton]
Pertumbuhan Ekonomi di China "Era Baja II"
Dunia Indonesia
1400
Jepang
1300
USA
1200
Rusia/Uni Sovyet
Krisis Minyak I
Akhir konflik Blok Timur - Blok Barat
Krisis Minyak II
1100
Perkembangan Ekonomi Dunia "Era Baja I"
1000
Krisis Ekonomi Dunia
900 800
"Cold War"
700 600 500 400
Krisis Ekonomi Dunia
Akhir Perang Dunia II
Krisis Ekonomi Dunia Akhir Perang Dunia I
300 200 100 0 1900
1910
19/10/2020
1920
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
2010 Diolah dari berbagai sumbe 5
Produksi Baja Tahan Karat (kilo ton)
Produksi Baja Tahan Karat 50.000 45.000 40.000 35.000 30.000 25.000 20.000 15.000 10.000 5.000 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Amerika
EU - Afrikat
Asia, tanpa China
China
Eropa Timur
Dunia
http://www.worldstainless.org/
19/10/2020
6
https://infografik.bisnis.com/read/20190214/547/888878/infografik-menakarpeluang-investasi-industri-baja
19/10/2020
7
Produksi Logam Timah Dunia
Sumber: Laporan tahunan 2019 PT Timah
19/10/2020
8
19/10/2020 https://www.compoundchem.com/2014/02/19/the-chemical-elements-of-a-smartphone/
9
Logam sebagai Komponen Mobil
19/10/2020
10
RANTAI PRODUKSI PEMENUHAN KEBUTUHAN MATERIAL
Exploration
Mining
Mineral Processing
Metals extraction and refining 19/10/2020
Product assembly
Semi fabricated parts manufacture
11
. Bijih
Pengolahan mineral
Konsentrat
Proses ekstraksi
Hidrometalurgi
oksida, hidroksida, karbonat, sulfida
Pirometalurgi
Elektrometalurgi
Logam Wantah
Pemurnian processing
Keperluan lain 19/10/2020
(refining)
Logam Murni
Metalurgi Fisika
Paduan logam dengan sifat tertentu 12
Prinsip Ekstraksi Logam (Diagram Alir / Flowsheet) Bijih
Kominusi
Crushing, grinding
Bijih Terliberasi
Konsentrasi
Konsentrasi gravitasi, pemisahan magnetik, flotasi
Pengolahan Mineral / Mineral Processing /
Mineral Dressing
Konsentrat
Ekstraksi Logam wantah
Pirometalurgi Hidrometalurgi Elektrometalurgi
Pemurnian Logam murni 19/10/2020
13
Bijih (ore) Logam (Metal) Bijih
Pengolahan Mineral
Kominusi crushing, grinding Konsentrasi flotasi, magnetic separator, gravity concentration dll.
• •
Konsentrat Metalurgi Ekstraksi • • •
Hidrometalurgi Elektrometalurgi Pirometalurgi
Slag / tailing / slime 19/10/2020
Logam Murni / Paduan (alloys), Produk Setengah Jadi / Produk Jadi Metalurgi Fisik • • •
Tailing Logam Wantah
Transformasi fasa Pembekuan logam Deformasi
Pemurnian (Refining) • •
Elektrorefining Pirorefining
Produk Samping 14
KELOMPOK ENGINEERING MATERIAL SEBAGAI BAHAN DASAR BARANG JADI Besi dan Baja, Nikel, Aluminium, Tembaga, Timah, Titanium, dan paduan2-nya
LOGAM DAN PADUANNYA
KOMPOSIT
KERAMIK DAN GELAS Alumina (Al2O3), Magnesia (MgO), Silica (SiO2), Glasses, Silicon Carbide (SiC), Silicon Nitride (Si3N4), Cement and Concrete 19/10/2020
POLIMER Polyethylene, Nylon, Polystyrene, Polyurethane, Polyvinylchloride, Rubbers 15
AKTIVITAS PENGOLAHAN BIJIH HASIL TAMBANG
19/10/2020
16
Diagram alir proses pengolahan dari bijih hingga konsentrat (Contoh: PT. FREEPORT INDONESIA) Bijih dari Tambang (ROM)
KOMINUSI
Bijih teremuk dan tergerus
KONSENTRASI
Tailing
Konsentrat
19/10/2020
17
PROSES KOMINUSI Proses kominusi = proses reduksi ukuran batuan bijih untuk membebaskan mineral berharga dari ikatannya dengan mineral-mineral pengotornya. Proses kominusi meliputi proses peremukan (crushing) dan penggerusan (grinding/milling). Proses peremukan juga bertujuan untuk memudahkan proses transportasi bijih.
19/10/2020
18
Contoh gambar skematik peremuk (crusher), jenis peremuk rahang (jaw crusher)
19/10/2020
19
• Menggunakan media gerus untuk mereduksi ukuran bijih. • Media gerus bisa berupa bola-bola baja (ball mill), batangan baja (rod mill) dan bijihnya itu sendiri (autogenous mill) atau kombinasi bola/batang baja dengan bijih (semi-autogenous mill). 19/10/2020
20
PROSES KONSENTRASI
Pada proses kominusi (peremukan dan penggerusan) belum terjadi pemisahan antara mineral berharga dengan mineral pengotornya.
Proses pemisahan mineral berharga dari mineral-mineral pengotornya dilakukan pada tahap KONSENTRASI.
19/10/2020
21
PROSES KONSENTRASI Terdapat 4 (empat) metode konsentrasi 1. Konsentrasi gravitasi → berdasarkan perbedaan berat jenis mineral 2. Konsentrasi flotasi → berdasarkan perbedaan sifat permukaan mineral 3. Konsentrasi berdasarkan perbedaan sifat kelistrikan (electrostatic separation)
4. Konsentrasi berdasarkan perbedaan sifat kemagnetan (magnetic separation) 19/10/2020
22
https://images.app.goo.gl/GfAPqQe9RmKco3Ge7
19/10/2020
https://images.app.goo.gl/Z7aShFpHjWNd3tLW6
23
https://images.app.goo.gl/M6zU31MQjS5A5wP36
19/10/2020
https://images.app.goo.gl/WWrutd4LNF9axDr66
24
PROSES EKSTRAKSI DAN PEMURNIAN LOGAM Dilakukan melalui 3 (tiga) jalur, yaitu: 1. Pirometalurgi Proses ekstraksi dan pemurnian logam pada suhu tinggi 2. Hidrometalurgi Proses ekstraksi dan pemurnian logam dalam larutan aqueous (pelarut air) 3. Elektrometalurgi Proses ekstraksi dan pemurnian logam dengan bantuan energi listrik.
19/10/2020
25
Proses Bayer
Bauksit
Alumina
Aluminium
19/10/2020
Elektrolisis Garam Lebur
26
4 ton Bauxite
$ 20-40 / ton
19/10/2020
2 ton alumina
1 ton aluminium
$ 300-400 / ton
$ 2000 / ton
27
https://images.app.goo.gl/NwQHm3zK5Jg96dB78
19/10/2020
28
Proses Bijih (ore) / Konsentrat Fe Besi Wantah (Pig Iron) Bijih / Konsentrat (pellet, sinter)
Pellet besi
200°C
Fe2O3 Fe2O3 C C C H2 O C C
Metalurgi Ekstraksi • Pirometalurgi Sinter
Fe3O4
Fe3O4
CO2 CO2 CaO CO 2
Besi wantah (Pig Iron)
FeO
Batu kapur
CO
CO
CO FeO
FeO
CO
Fe
Fe Fe Fe Fe Al2O3 CaO P2OFe 5 CaS MnOSiO2
Kokas {CO2} + = 2{CO}
CO CO
CO C Fe Si CO
{O2} + = {CO2} 1800-2000°C
N2 O2 1500°C 1400°C
19/10/2020
Fe Mn S P
H2O = {H2O} 3 + {CO} = 2 + {CO2} 2{CO} = {CO2} +
= + {CO2} 3 + {CO} = 3 + {CO2}
800°C
= + {CO2}
3 + 4{CO} = 3 + 4{CO2} + {CO} = + {CO2} FeO + {CO} = Fe + {CO2} > 1000°C
{CO2} + = 2{CO}
SiO2 + 2 = [Si] + 2{CO} MnO + = [Mn] + {CO}
O2 N2
= [C] CaO+SiO2+Al2O3
[S] + (CaO) + C = (CaS) {CO}
29
Proses Besi Wantah Baja Besi Wantah Metalurgi Ekstraksi • Pirorefining Metalurgi Fisik • Transformasi fasa • Pembekuan logam • Deformasi Baja
Produk (Cold Rolled Coil, CRC) 19/10/2020
BOF Steelmaking
Cold Rolling Mill
Continous Casting
Hot Rolling Mill 30
PERANCANGAN PADUAN LOGAM (ALLOY)
Mengapa harus dibuat paduan logam? Agar diperoleh sifat-sifat yang sesuai dengan kebutuhan aplikasinya, misalnya:
-ketahanan terhadap korosi: stainless steel (Fe-Ni-Cr) -kekerasan, keuletan, kekuatan, ketangguhan
19/10/2020
31
JENIS-JENIS PADUAN LOGAM (ALLOY) Metal Alloys
Ferrous Steels Steels