Bijih Tembaga (Guna, Pengolahan Dan Pemasaran)

BIJIH TEMBAGA

Tembaga atau cuprum dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cu dan nomor atom 29. Tembaga di alam tidak begitu melimpah dan ditemukan dalam bentuk bebas maupun dalam bentuk senyawaan. Bijih tembaga yang terpenting yaitu pirit atau chalcopyrite (CuFeS 2), copper glance atau chalcolite (Cu 2S), cuprite (Cu 2 O), malaconite (CuO) dan malachite (Cu 2 (OH)2CO3) sedangkan dalam unsur bebas ditemukan di Northern Michigan Amerika Serikat. Dalam jumlah kecil tembaga ditemukan pada beberapa jenis tanaman, bulu-bulu burung terutama yang berbulu terang dan dalam darah binatangbinatang laut seperti udang dan kerang. Pengolahan Bijih Tembaga

Bijih tembaga dapat berupa karbonat, oksida dan sulfida. Untuk memperoleh tembaga dari bijih yang berupa oksida dan karbonat lebih mudah dibanding bijih yang berupa sulfida. Hal ini disebabkan tembaga terletak dibagian bawah deret volta sehingga mudah diasingkan dari bijihnya. Bijih berupa oksida dan karbonat direduksi menggunakan kokas untuk memperoleh tembaga, sedangkan bijih tembaga sulfida, biasanya kalkopirit (CuFeS2), terdiri dari beberapa tahap untuk memperoleh tembaga, yakni: 1) Pengapungan (flotasi)

Gambar kalkopirit

1

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. 2) 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 Cu 2S, 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) sulfida. 3) Reduksi Cu2S atau matte yang yang diperoleh kemudian direduksi dengan cara dipanaskan dengan udara terkontrol, sesuai reaksi : 2Cu2S(s) + 3O2(g) ―→ 2Cu 2O(s) + 2SO2 (g) Cu2S(s) + 2Cu2O(s) ―→ 6Cu(s) + SO2 (g) 2

Tembaga yang diperoleh pada tahap ini disebut blister atau tembaga lepuhan sebab mengandung rongga-rongga yang berisi udara. 4) 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 (CuSO 4). Selama proses elektrolisis berlangsung tembaga di anoda teroksidasi menjadi Cu 2+ kemudian direduksi di katoda menjadi logam Cu. Katoda : Cu 2 +(aq) + 2e ―→ Cu(s) Anoda : Cu(s) ―→ Cu 2+(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. Sifat Fisika

1) Tembaga merupakan logam yang berwarna kuning seperti emas kuning seperti pada gambar dan keras bila tidak murni.

2) Mudah ditempa (liat) dan bersifat mulur sehingga mudah dibentuk menjadi pipa, lembaran tipis dan kawat. 3) Konduktor panas dan listrik yang baik, kedua setelah perak.

3

Pemakaian Tembaga

1) Sebagai bahan untuk kabel listrik dan kumparan dinamo. 2) Paduan logam. Paduan tembaga 70% dengan seng 30% disebut kuningan, sedangkan paduan tembaga 80% dengan timah putih 20% disebut perunggu. Perunggu yang mengandung sejumlah fosfor digunakan dalam industri arloji dan galvanometer. Kuningan memiliki warna seperti emas sehingga banyak digunakan sebagai perhiasan atau ornamen-ornamen. Sedangkan perunggu banyak dijadikan sebagai perhiasan dan digunakan pula pada seni patung.

Kuningan

Perunggu

3) Mata uang dan perkakas-perkakas yang terbuat dari emas dan perak selalu

mengandung

tembaga

untuk

menambah

kekuatan

dan

kekerasannya. Gambar mata uang yang terbuat dari emas:

4) Sebagai bahan penahan untuk bangunan dan beberapa bagian dari kapal. 5) Serbuk tembaga digunakan sebagai katalisator untuk mengoksidasi metanol menjadi metanal.

4

Senyawa Tembaga

Tembaga di alam memiliki tingkat oksidasi +1 dan +2. Tembaga dengan bilangan oksidasi +2 merupakan tembaga yang sering ditemukan sedangkan tembaga dengan bilangan oksidasi +1 jarang ditemukan, karena senyawaan tembaga ini hanya stabil jika dalam bentuk senyawa kompleks. Selain dua keadaan oksidasi tersebut dikenal pula tembaga dengan bilangan oksidasi +3 tetapi jarang digunakan, misalnya K 3CuF6 . Beberapa senyawaan yang dibentuk oleh tembaga seperti yang tertera pada Tabel. Tembaga(II)

Nama

Tembaga(I) Nama

CuO

tembaga(II) oksida

Cu2O

tembaga(I) oksida

Cu(OH)2

tembaga(II) hidroksida

CuCl

tembaga(I) klorida

CuCl2

tembaga(II) klorida

CuI

tembaga(I) iodida

CuF2

tembaga(II) fluorida

CuS

tembaga(II) sulfida

CuSO4.5H2 O

tembaga(II) sulfat

Cu(NO3 )2.3H2 O pentahidrat atau vitriol biru tembaga(II) nitrat trihidrat

Teknik Pengolahan Tembaga

Tembaga atau Cupper berlambang unsur Cu berasal dari bahasa yunani Kypros atau Siprus berarti merah. Tembaga adalah salah satu dari dua logam dibumi selain emas yang berwarna merah atau kekuningan, mempunyai nomor Atom 29 dengan kepadatan 8, 92g/ cm3 . Tembaga murni mencair pada suhu 1083° C dan akan menjadi uap atau mendidih pada suhu 2567° C pada tekanan normal. Dalam Sistim Periodik Unsur masuk di golongan IB, satu golongan dengan perak dan emas yang berarti bahwa

5

tembaga

adalah

salah

satu

dari

logam

mulia,

itu

karena

tingkat

kereaktifannya yang rendah. Sifat-sifat tembaga antara lain : 1) Kuat dan Ulet 2) Dapat ditempa 3) Tahan Korosi 4) Penghantar listrik dan panas yang baik 5) Logam yang kurang aktif Bijih tembaga yang terpenting adalah berupa sulfida seperti kalkosit dan kalkopirit. Penambangan tembaga di Indonesia terdapat di Papua (irja), Sulut, Jabar dan beberapa daerah lain di Indonesia. Penggunaan Tembaga : 1) Untuk kawat listrik 2) Untuk membuat logam paduan Seperti: 

Kupronikel, terdiri dari 75% Cu dan Ni 25% , untuk membuat koin.



Duralium, terdiri dari Al 96% dan Cu 4% , untuk komponen pesawat.



Kuningan, terdiri dari Cu 70% dan Zn 30% , untuk alat musik dan berbagai aksesoris.



Perunggu, terdiri dari Cu 95% dan Sn 5% , untuk membuat patung dan ornament.

Tembaga (II) sulfat, CuSO4.5H2O yang dikenal dengan nama terusi atau blue vitriol digunakan sebagai fungisida, misalnya pada kolam renang. Kegunaan lain adalah pada pemurnian tembaga dan penyepuhan dengan tembaga. Tembaga di alam terdapat sebagai : 

Sulfida, seperti chalcopite, bronit, chalcocite, covelite.



Oksida, seperti cuprite, ferronite.

6

Untuk pengolahan mineral tembaga menjadi tembaga batang dikenal 2 macam cara, yaitu: A. 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. CuFeS2+ 9O2 menjadi 2Cu2S+ 2Fe2O3+ 6SO2 Pada persamaan kimia diatas menunjukkan bahwa proses Roasting bertujuan untuk mengubah Besi Sulfida menjadi Besi Oksida sedangkan Tembaga tetap Sulfida. Diubahnya besi sulfida menjadi besi oksida adalah 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: 1) Bijih tembaga dihaluskan dengan alat peremuk batuan. 2) Bijih dicampur air sehingga terbentuk slurry. 3) Slurry dimasukkan ke tangki sel flotasi dengan tujuan pemisahan dari mineral pengotor. 4) Diperoleh konsentrat Cu dalam bentuk Cu dengan kadar tinggi. 5) Diproses lanjut dalam pabrik pengawa-airan (dewatering plant) untuk menghilangkan air dengan: 

Penyaring putar



Pengeringan sampai di dapat konsentrat Cu yang kering

6) Roasting atau pemanggangan bertujuan untuk proses reduksi pengotor. 7) Ekstraksi tembaga murni dari konsentrat tembaga dengan dengan: 

Prometalurgi



Elektrolisis ( dengan arus listrik)

7

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. Phyrometalurgi tetap digunakan tetapi dipakai

pada

pengolahan-pengolahan

mineral

lain

seperti

nikel,

manganese, chrom dll. B. 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 :  Biaya pengolahan yang rendah  Recovery yang tinggi  Proses pengolahan relatif mudah  Investasi alat yang rendah sehingga memungkinkan percepatan BEP  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. Dipakainya asam sulfat sebagai pereduktor adalah bertujuan untuk membentuk tembaga sulfat (CuSO4.5H2O). Tembaga adalah suatu unsur yang sangat mudah membentuk sulfida. Maka dari itu asam sulfat dipakai sebagai pilihan. Adapun prosesnya adalah sebagai berikut : 

Mula-mula batuan tembaga dihancurkan hingga menjadi halus sampai mess tertentu.



Selanjutnya tempatkan pada suatu tabung yang terbuat dari bahan tahan asam (plastik, fiber, dll) lalu ditambah air dengan ukuran tertentu.



Kemudian tambahkan asam sulfat pekat sambil diaduk agar terbentuk larutan tembaga sulfat (CuSO4.5H2O) .

8



Setelah terbentuk larutan tembaga sulfat pindahkan pada suatu tabung elektrolisis yang bertujuan untuk mengambil ion tembaga dari larutan tembaga sulfat yang terbentuk pada proses pengasaman.



Secara bertahap ambil tembaga yang menempel pada katoda, dan tembaga hasil dari katoda adalah tembaga murni.



Selanjutnya tembaga hasil dari katoda siap untuk proses peleburan pada tungku peleburan tembaga yang mampu menghasilkan suhu 1300° C. Dari uraian diatas dapat disimpulkan bahwa pengolahan mineral

tembaga untuk saat ini yang terbaik dan termurah dari biaya produksi adalah proses hidrometalurgi yang dilanjutkan dengan proses elektrolisa kemudian dilanjutkan dengan proses peleburan. Maka dari itulah kami menyarankan proses hidrometalurgi dan elektrolisis yang akan kami terapkan pada teknologi pengolahan untuk batuan dari Indonesia karena proses ini sangat tepat diterapkan untuk jenis batuan dari Indonesia. Nilai Ekonomis Tembaga

OZ Minerals memproyeksi harga tembaga tahun 2013 berpotensi naik 5% atau sekitar US$ 3,7-US$ 3,8 per pound. Kenaikan harga tembaga didorong adanya urbanisasi dan program pembangunan perkotaan di sejumlah negara berkembang. Di sisi lain terjadi penurunan produksi sejumlah perusahaan tambang. OZ

Minerals

dalam

keterangan

perusahaan,

mengungkapkan

perusahaan menurunkan target produksinya tahun ini menjadi 90 ribu ton dari target sebelumnya sebesar 95 ribu ton. Padahal, permintaan global diprediksi melebihi pasokan yakni sebesar 17 ribu ton pada 2013. Sementara, Morgan Stanley memperkirakan, permintaan tembaga di China, negara konsumen logam terbesar dunia, diprediksi bakal naik hingga 7,6% tahun ini dan 5% pada 2014. Harga rata-rata tembaga tahun lalu tercatat US$ 8.554 per ton. China sebagai konsumen tebesar seperti yang dilihat pada graik di bawah ini:

9

Berdasarkan data Bloomberg, harga rata-rata tembaga pada 2012 adalah US$ 7.953 per ton, lebih rendah 9,9% dibanding harga rata-rata 2011. Pada awal 2013, harga tembaga mulai meningkat, namun belum signifikan. Harga tembaga diperkirakan akan terus mananjak karena naiknya permintaan sedangkan produksi tetap atau bahkan sengaja diturunkan.

10

Penambangan Tembaga Indonesia (PT. Freeport)

Tambang tembaga terbesar di Indonesia adalah yang diusahakan PT Freeport Indonesia di area Grasberg, Papua. PT. Freeport Indonesia adalah sebuah perusahaan pertambangan yang mayoritas sahamnya dimiliki Freeport - McMoRan Copper & Gold Inc. Perusahaan ini merupakan perusahaan penghasil emas terbesar di dunia melalui tambang Grasberg. Freeport Indonesia telah melakukan eksplorasi di dua tempat di Papua, masingmasing tambang Ertsberg dari (1967-1988) dan tambang Grasberg (sejak 1988), di kawasan Tembagapura, Kabupaten Mimika, Provinsi Papua. Freeport juga mengoperasikan beberapa tambang bawah tanah besar, meski dengan kemampuan produksi yang masih berada di bawah Grasberg. Dengan cadangan 25 milyar pon tembaga, 40 juta ons emas dan 70 juta ons perak, nilainya sekitar 40 milyar dollar AS berdasarkan harga berlaku. 1) Potensi Ertsberg Ditemukan Ertsberg atau Gunung Bijih, sebuah cadangan mineral yang terletak di kaki pegunungan bersalju. Ertsberg terdiri dari 40-50 % oksida besi dalam bentuk mineral magnetit, 3,5% tembaga dalam bentuk mineral kalkopirit dan bornit (keduanya sulfida besi dan tembaga). Ertsberg merupakan deposit tembaga terkaya yang pernah ditemukan di atas permukaan tanah. Analisis laboratorium memastikan perkiraan ekspedisi bahwa terdapat kandungan tembaga sebesar 13 acres, suatu kode yang dibuat oleh Wilson untuk menyatakan 13 juta ton bijih. Jauh lebih ke dalam tanah, diperkirakan terdapat 14 juta ton bijih untuk setiap kedalaman 100 meter. Jumlah keseluruhan diperkirakan mencapai 50 juta ton bijih. Potensi kandungan mineral Ertsberg mencapai 50 juta ton bijih mineral. Dinas Pertambangan Papua menyebutkan cadangan Ertsberg sebanyak 35 juta ton, dengan kadar Cu 2,5%. Jika diasumsikan harga rata-rata tembaga selama sekitar 20 tahun periode penambangan di Ertsberg adalah US$ 2000/ton, pendapatan yang dapat diraih dari seluruh

11

potensi mineral tambang Ertsbegr adalah (35 juta ton x 2000 US$ /ton) = US$ 70 miliar. 2) Potensi Grasberg Wilayah Freeport di Grasberg menyimpan potensi tembaga, emas dan perak dalam jumlah yang sangat besar. Kandungan logam yang terdapat pada deposit sangat tinggi, yaitu 1,9 miliar ton. Deposit logam tersebut mengandung potensi cadangan tembaga 18 juta ton (40,3 milyar pond), emas mencapai 1600 ton (52,1 juta ons) dan perak 3400 ton (111 juta ons). Dengan kapasitas yang ada sekarang 115.000 MTPD (million ton per day), diperkirakan umur tambang tersebut sekitar 46 tahun (estimasi tahun 1994 adalah 27 tahun). Cadangan melipatgandakan

Grasberg

yang

cadangan

total

ditemukan menjadi

200

tersebut juta

ton

akhirnya metrik.

Berdasarkan data-data yang ditampilkan pada Laporan Keuangan Freeport bulan Juni 2009, cadangan emas dan tembaga tambang Grasberg masing-masing sebesar 38,5 juta ons dan 35,6 juta ton. Dengan harga rata-rata emas dan tembaga sepanjang periode tambang diasumsikan masing-masing sebesar 900 US$/ons dan 5.000 US$/ton, total potensi pendapatan emas tambang Grasberg adalah (38,5 juta ons x 900US$/ons) = 34,65 US$ miliar. Sedangkan total potensi pendapatan tembaga tambang Grasberg adalah (35,6 juta ton x 5.000 US$/ton) = 178 US$ miliar.

12