Ekstraksi Logam Aluminium Dari Bijih Bau [PDF]

Citation preview

Ekstraksi Logam Aluminium dari Bijih Bauksit BAB I Pendahuluan Aluminium merupakan logam paling berlimpah dikulit bumi. Logam Aluminium mudah didapat namun tidak ditemukan dalam unsur bebasnya. Aluminium memiliki sifat nontoksik (dalam bentuk logam),tak bermagnet dan konduktor yang baik. Aluminium didapatkan dari hasil ekstraksi metalurgi. Menurut Kirk-Othmer metalurgi ekstraktif adalah ilmu yang mempelajari cara-cara pengambilan (ekstraksi) logam dari bijih dan proses pemurniannya, sehingga sesuai dengan syarat-syarat komersial. Terdapat beberapa proses dari ekstraksi metalurgi, yang meliputi ; proses pyrometalurgy adalah suatu proses ekstraksi metal dengan menggunakan temperature tinggi, hydrometallurgy yaitu proses ekstraksi pada temperature yang relative rendah dengan cara pelindian oleh media cairan dan electrometallurgy yaitu proses ekstraksi yang melibatkan penerapan prinsip elektrokimia, baik pada temperatur rendah maupun temperatur tinggi. Untuk mendapatkan alumunium murni dari hasil ekstraksi metalurgi ini,dibutuhkan bahan baku alumina yang didapat dari pengolahan bauksit dengan proses Bayer dan proses Hall-Heroult ..



BAB II PENAMBANGAN DAN PENGOLAHAN BIJIH BAUKSIT Bauksit merupakan bahan yang heterogen yang memiliki mineral dengan komponen utamanya oksida aluminium, yaitu berupa mineral buhmit (Al2O3H2O) dan mineral gibsit (Al2O3 .3H2O). Terdapat banyak senyawa



yang terkandung dalam bauksit, seperti ;



Al2O3 sebanyak 45-65%, SiO2 1-12%, Fe2O3 2-25%, TiO2 >3%, dan H2O 14-36%. Untuk mendapatkan aluminium murni dalam bijihnya, harus melalui proses penambangan dan pengolahan bijih bauksit. Pengolahan biji bauksit diawali dengan pembersihan lokal (land clearing), bijih dibersihkan dari pengotor tumbuh-tumbuhan yang menempel diatas endapan bijih, kemudian dilakukan pengupasan lapisan tertutup (overbuden) dan penggalian endapan bauksit dengan shovel. Hasil galian dimasukan kedalam instalasi pencucian yang berfungsi untuk memisahkan bauksit dengan pengotornya yaitu berupa tanah liat dan pasir dengan proses penyaringan (screening) dan proses pemecahan (size reduction) dari butiran-butiran yang berukuran lebih dari 3 inchi dengan jaw cruscher. Proses-proses pengolahan tersebut tersebut dilakukan untuk mendapatkan bijih atau konsentrat yang sesuai dengan standar atau kriteria tertentu. Tahap selanjutnya adalah proses pengolahan bauksit menjadi alumina (proses bayer) dan pengolahan alumina menjadi aluminium (proses Hall Heroult).



Gambar 1.1 proses pengolahan bauksit Pada proses Bayer, alumina yang terdapat dalam bijih bauksit dilarutkan dengan larutan soda api atau “caustic soda” dengan konsentrasi dan suhu tertentu. Suhu pelarutan sekitar 108o sampai 250o dengan konsentrasi soda api 250 sampai 400 gr/liter. Reaksi yang terjadi pada proses pelarutan adalah: Bauksit + NaOH



NaAlO2 + H2O



Atau Al2O33H2O + 2NaOH



2NaAlO2 + 4H2O



Bauksit yang direaksikan dengan natrium hidroksida akan menghasilkan larutan NaAlO2. Namun karna didalam bauksit juga mengandung unsur silika, maka reaksi lain yang terjadi adalah: SiO2 + 2NaOH



Na2SiO2



5SiO2 + 6NaAlO2 + 5H2O



3Na2O.3Al2O3.5SiO2.5H2O



Untuk mendapatkan alumina yang murni yang bebas dari benda padat yang tidak larut dan produk dari reaksi disilikasi, dilakukan proses pengendapan dengan suhu sekitar 100oC sehingga menghasilkan alumina yang murni dan terbebas dari pengotor. Kemudian menambahkan serbuk Al2O3 yang berfungsi untuk memancing terbentuknya inti endapan (proses presipitasi). Endapan yang terbentuk adalah kristal-kristal dari hidrat alumina dan sebagian endapan yang lain teraglomerasi membentuk gumpalan alumina yang lebih besar dan tahan pecah. Sementara larutan sisa dari hasil presipitasi (spent liquor), dapat didaur ulang kembali dengan cara melalukan proses pelarutan dan diuapkan lalu ditambah soda api. Reaksi yang terjadi dalam presipitasi adalah 2NaAlO2 + 4H2O



2NaOH + Al2O33H2O



Kemudian dilakukan proses kalsinasi (pemanggangan) pada suhu sekitar 1.200oC pada hidrat alumina untuk menguapkan kadar air yang terdapat dalam hidrat dan gumpalan alumina. Reaksi pada proses ini adalah : Al2O33H2O



Al2O3 + 3H2O



Gambar 1.2 proses pemurnian aluminium Setelah dilakukan pemurnian bauksit menjadi alumina, tahap selanjutnya adalah proses peleburan menggunakan metode Hall-Heroult yang didasarkan pada prinsip elektrolisa lelehan garam alumina(campuran alumina (Al2O3) dengan kryolite (Na3AlF6)) pada temperatur yang tinggi. Bejana yang dipakai untuk menyalurkan arus listrik disebut bejana sel elektrolisa rectangular yang mempunyai 2 elektroda, yaitu katoda dan anoda. Alumina dilarutkan dalam larutan kimia (kriolit) pada sebuah tungku atau pot yang dindingnya terbuat dari karbon. Proses reduksi membutuhkan karbon yang diadapatkan dari anoda. Arus listrik akan mengelektrolisa alumina menjadi aluminium. Aluminium hasil elektrolisa turun kedasar pot dan dialirkan dengan prinsip shipon ke krusibel dan diangkut menuju tungku-tungku pengatur (holding furnace). Reaksi pemurnian alumina menjadi aluminium adalah sbb : Katoda : 4Al2O3



8Al + 6O2



Anoda : 7C + 6O2



5CO2 + 2CO



_________________________________ 4Al2O3 + 7C



8Al + 5CO2 + 2CO



Berdasarkan rekasi diatas, produk yang dihasilkan adalah aluminium murni,alumiminium ini mengendap pada bejana elektrolisa. Kesimpulan Logam aluminium sangat mudah didapatkan, untuk memperoleh logam aluminium murni dilakukan proses ekstraksi logam dari bijih mineralnya, yaitu bauksit. Terdapat 2 proses dalam pengolahan aluminium yaitu Proses Bayer untuk mengolah bijih bauksit menjadi alumina (Al2O3) dan proses



proses Hall – Heroult



untuk mengubah alumina menjadi



aluminium murni. DAFTAR PUSTAKA



Annonymous,2009, AluminiumOksida, http://www.wikimediafoundation.org,diakses tanggal 25 Maret, 2009.



Annonymous,2008, Logam Aluminium ,http://ms.wikipedia.org/wiki/Aluminium, diakses tanggal 25 Maret, 2009. George T,Austin,1975, Shereve’s Chemical Process Industries, fifth edition, McGrawHill Book Company, New York. M. S. Silberberg, Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change, 5th ed., McGraw-Hill (2009).