KARAKTERISASI BIJIH MANGAN DAERAH KABUPATEN

KARAKTERISASI BIJIH MANGAN DAERAH KABUPATEN TANGGAMUS DAN
WAY KANAN PROVINSI LAMPUNG DAN PROSPEKTIF PROSES
PENGOLAHANNYA
CHARACTERIZATION OF MANGANESE ORE IN TANGGAMUS AND WAY KANAN
REGENCY LAMPUNG PROVINCE AND PROSPECTIVE PROCESS
Fika Rofiek Mufakhir, Slamet Sumardi
Unit Pelaksana Teknis Balai Pengolahan Mineral Lampung LIPI
Jalan Insinyur Sutami Kilometer 15 Tanjung Bintang Lampung Selatan,
Telp/Fax. (0721) 350054 Email : fika [email protected]
ABSTRACT
Manganese (Mn) has a very important role in various industrial fields such as iron, steel,
food, agriculture and chemical industry. High grade Mn ore (>40%) are generally processed
through the pyrometallurgy process, whereas for low grade Mn ore (<40%) which is processed
through the hydrometallurgical treatment process . This study aims to characterize the Mn ore in
Tanggamus and Way Kanan Regency Lampung Province and prospective process . Experiment
begins with a sampling of the area in Tanggamus and Way Kanan mine. Sample preparation is
then performed by reducing the particle size of the ore through the stages of crushing, grinding
and particle size distribution. Mn ore sample which has been reduced then performed
characterization using X-Ray Fluorescence (XRF), X-Ray Diffraction (XRD) and Scanning
Electron Microscope (SEM). The results showed that the characteristics of Mn ore in Tanggamus
and Way Kanan mine was different. Mn ore Tanggamus have the highest content of 33.84% Mn
associated with Fe2O3 minerals, while Mn ore Way Kanan had content 18.03% associated with
SiO2 minerals. Both Mn ore are included in low grade Mn ore (<40). Prospective processing of
manganese ore is initiated by benefitiation and proceed by leaching method.
Keywords: manganese ore, Tanggamus, Way Kanan, hydrometallurgical, characterization,
leaching
ABSTRAK
Mangan (Mn) mempunyai peranan yang sangat penting di berbagai bidang seperti industri
besi, baja, makanan, pertanian dan industri kimia. Bijih Mn dengan kadar tinggi (>40%)
umumnya diolah melalui proses pirometalurgi, sedangkan untuk bijih Mn dengan kadar rendah
(<40%) diolah melalui proses hidrometalurgi. Penelitian ini bertujuan mengkarakterisasi bijih Mn
daerah Kabupaten Tanggamus dan Way Kanan Provinsi Lampung serta prospektif proses
pengolahannya. Percobaan diawali dengan melakukan pengambilan sampel dari daerah
Kabupaten Tanggamus dan Way Kanan. Sampel selanjutnya dilakukan preparasi yaitu dengan
mereduksi ukuran partikel bijih melalui tahapan peremukan, penggilingan dan distribusi ukuran
partikel. Sampel bijih Mn yang telah direduksi kemudian dilakukan karakterisasi dengan
menggunakan X-Ray Fluorescence (XRF), X-Ray Diffraction (XRD) dan Scanning Electron
Microscope (SEM). Hasil penelitian menunjukkan bahwa karakteristik bijih Mn daerah
Tanggamus dan Way Kanan berbeda. Bijih Mn Tanggamus mempunyai kadar Mn tertinggi
33,84% yang berasosiasi dengan mineral ikutan Fe2O3, sedangkan bijih Mn Way Kanan
mempunyai kadar 18,03% yang berasosiasi dengan mineral ikutan SiO2. Kedua bijih Mn ini
termasuk ke dalam bijih Mn kadar rendah (<40%). Prospektif proses pengolahan bijih mangan
tersebut adalah diawali proses benefiasi bijih Mn dan dilanjutkan dengan metode pelindian.
Kata kunci : bijih mangan, Tanggamus, Way Kanan, hidrometalurgi, karakterisasi, pelindian
1
PENDAHULUAN
Mangan (Mn) mempunyai peran yang sangat penting diberbagai bidang seperti industri besi, baja,
makanan, pertanian, industri kimia. Secara umum yang paling besar (90% s.d 95%) Mn kadar
diatas 40% (metallurgical grade) digunakan di industri metalurgi yaitu digunakan sebagai
deoxidizer dan desulfurizer serta merupakan komponen penting sebagai paduan (alloying
element) dalam pembuatan baja. Sisanya (5% s.d 10%) Mn kadar dibawah 40% (low grade
manganese ore) digunakan untuk industri kimia, industri gelas, produksi batere sell kering,
pupuk tanaman, adiktif bahan makanan hewan, pewarna bata.[1,2,3,4]
Berdasarkan data dari Departemen Perindustrian Republik Indonesia pada tahun 2008
disebutkan bahwa kebutuhan Mn di dalam negeri dalam bentuk paduan dari tahun ke tahun
Semakin meningkat. Pada tahun 2007 kebutuhan Mn paduan (Mn alloy) mencapai 35.000
ton/tahun sedangkan pada tahun 2008 naik dua puluh lima persen menjadi sekitar 44.000
ton/tahun. Kebutuhan tersebut
belum termasuk kebutuhan Mn dalam bentuk oksida yang
digunakan sebagai bahan untuk baterei kering yang kesemuanya masih impor.[5]
Menurut data International Manganese Institute produksi Mn alloy mencapai 17.7 juta
metrik ton pada tahun 2011, dan hampir 67%-nya atau sekitar 6.6 juta metrik ton di produksi oleh
negara China. Negara-negara yang memproduksi bijih Mn adalah China yang merupakan negara
terbesar penghasil Mn sekitar 2.7 juta metrik ton atau sekitar 24% diikuti oleh Afrika Selatan dan
Australia sekitar 17% (1.9 juta metrik ton), Brazil sekitar 9% sebesar 1.9 juta metrik ton, Gabon
(956 ribu mt), India (845 ribu mt), Kazakhstan (377 ribu mt) dan negara lain termasuk Indonesia
sekitar 13% atau 1.4 juta metrik ton[6]. Sampai dengan tahun 2012 terjadi peningkatan produksi
Mn di negara-negara tersebut. [7]
Mineral utama Mn paling banyak ditemukan berada dalam tipe oksida seperti pyrolusite
(MnO2), hausmannite (Mn3O4) dan manganite (MnO(OH)). Mn juga biasanya ditemukan
dibeberapa mineral seperti rhodochchrosite (MnCO3), rhodonite (MnSiO3), gumpalan dan
alabandite (MnS).[1,8,9] Mineral seperti rhodochchrosite, rhodonite dan hausmannite biasanya
digantikan oleh pyrolusite. Pyrolusite adalah mineral Mn yang paling umum mengandung 63,2%
Mn.[10]
Ekstraksi bijih Mn berkadar tinggi umumnya dilakukan melalui jalur pirometalurgi yaitu
menggunakan blast furnace atau electric arc furnace. Untuk bijih Mn berkadar rendah proses
ekstraksi umumnya dilakukan dengan jalur hidrometalurgi seperti pelindian dan elektrolisa.
Pelindian merupakan proses pelarutan selektif dimana hanya logam-logam tertentu yang dapat
larut. Pemilihan metode pelindian tergantung pada kandungan logam berharga dalam bijih dan
karakteristik bijih khususnya mudah tidaknya bijih dilindi oleh reagen kimia tertentu.[11]
2
Kondisi yang baik untuk pelindian adalah logam yang diinginkan harus mudah larut
dalam reagen yang murah ; logam yang larut tersebut harus dapat diambil dari larutannya dengan
mudah dan murah ; unsur atau logam lain yang ikut larut harus mudah dipisahkan pada proses
berikutnya ; mineral-mineral pengganggu (gangue mineral) jangan terlalu banyak bereaksi
dengan zat pelarut yang dipakai ; bahan baku harus mempunyai permukaan kontak yang luas agar
mudah (cepat) bereaksi pada suhu rendah.[11]
Dengan meningkatnya produksi baja di Indonesia, eksplorasi dan proses pengolahan bijih
Mn di Indonesia sangat diperlukan. Mengingat potensi cadangan bijih Mn di Indonesia cukup
besar, namun terdapat di berbagai lokasi yang tersebar di seluruh Indonesia. Potensi tersebut
terdapat di Pulau Sumatera, Kepulauan Riau, Pulau Jawa, Pulau Kalimantan, Pulau Sulawesi,
Nusa Tenggara, Maluku, dan Papua[12]. Di Provinsi Lampung di berada di Kabupaten
Tanggamus[13] dan Kabupaten Way Kanan[14]. Cadangan bijih Mn di Tanggamus berada 80 KM
sebelah barat dari Bandar Lampung sedangkan di Way Kanan berada 111 KM sebelah utara.
Tujuan dari penelitian ini adalah mengkarakterisasi bijih Mn dari daerah Kabupaten Tanggamus
dan Way Kanan serta prospektif proses pengolahannya yang tepat.
BAHAN DAN METODE
Sampel bijih Mn didapatkan dari tambang Mn daerah Kabupaten Tanggamus dan Kabupaten
Way Kanan, Provinsi Lampung. Pengambilan sampel bijih Mn dilakukan dengan cara
mencampur sampel yang dikumpulkan secara acak dari 5 titik lokasi yang berbeda di sekitar
tambang. Preparasi dan karakterisasi sampel dilakukan dilaboratorium seperti disajikan pada
Gambar 1.
Sampel yang sudah dikumpulkan terlebih dahulu dilakukan preparasi dengan mereduksi
ukuran hingga minus 100 mesh. Sampel digerus dengan menggunakan mini jaw crusher hingga
diperoleh produk dengan ukuran plus 20 mesh yang dilanjutkan dengan menuangkan sampel
bijih teremuk tersebut ke dalam ball mill hingga diperoleh produk penggerusan yang berukuran
lolos 20 mesh. Sampel yang tertampung dalam ayakan 20 mesh di kembalikan ke dalam ball
mill. Bola-bola baja yang digunakan dalam ball mill harus memiliki ketahanan impak dan aus
yang tinggi, contohnya adalah baja mangan, sehingga bola-bola baja tersebut tidak
mempengaruhi komposisi dari bahan baku yang dihaluskan. Sampel kemudian disampling sesuai
standar SNI dengan menggunakan metode quartening yaitu proses membagi contoh menjadi
empat bagian dengan mengambil dua bagian yang bersebrangan dan metode splitting yaitu
proses pengambilan contoh dengan membagi contoh menjadi dua bagian hingga diperoleh berat
yang diinginkan, kemudian sampel tersebut digerus kembali hingga minus 100 mesh. Sampel
3
yang sudah halus diayak
selama 10 menit menggunakan saringan/ayakan (vibrator screen)
standar ASTM untuk melihat distribusi ukuran partikel
Sampel yang sudah halus tersebut dikarakterisasi menggunakan X-Rays Fluorescence
(XRF, tipe Thermo ARL 9900) untuk mengetahui komposisi kimia, X-Ray Diffraction (XRD,
Tipe Shimadzu XD-7A) untuk mengetahui komposisi mineral dan Scanning Electron Microscope
(SEM, tipe JEOL JD 2300) untuk melihat gambaran tekstur dan menetapkan mineral berharga.
Bijih Mn
Mini Jaw Crusher
Ball Mill
Sieving
Analisis
XRF
XRD
SEM
Karakterisasi
Gambar 1 Diagram alir prosedur penyiapan dan karakterisasi sampel
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis Distribusi Ukuran Partikel
Profil distribusi ukuran partikel hasil analisis ayak disajikan pada Gambar 2. Bijih Mn daerah
Kabupaten Tanggamus menunjukan bahwa butiran partikel berukuran kecil mesh 60 lebih banyak
73,58% dan ukuran diatas 60 mesh
adalah 26,42%. Hasil analisis ayak bijih Mn daerah
Kabupaten Way Kanan menunjukan bahwa butiran partikel berukuran kecil ukuran lebih kecil
dari 60 mesh (-60 mesh) sebanyak 83,19% dan hanya 16,8% dari total bijih Mn berukuran lebih
besar dari 60 mesh.
4
Gambar 2. Distribusi ukuran partikel sampel bijih Mn daerah Kabupaten Tanggamus dan Way
Kanan
Dengan ukuran partikel yang lebih kecil tersebut dapat diartikan bahwa bahan baku Mn
dari kedua daerah tersebut mempunyai permukaan kontak yang luas sehingga saat proses
pelindian menjadi lebih mudah (cepat) bereaksi dengan pelarut.
Hal ini sesuai dengan hasil penelitian yang dilakukan Xike tian tahun 2010 yaitu pengaruh
variasi ukuran diameter partikel mulai dari 75µm sampai dengan 275 µm menunjukan adanya
penurunan efisiensi pelindian mangan dari 96.5% sampai 73.2 %. Semakin tinggi efisiensi
pelindian untuk ukuran partikel yang lebih kecil adalah karena peningkatan luas permukaan untuk
bereaksi dengan reduktor (corncob)[15].
Analisis Kandungan Mineral dengan XRD
Analisa XRD merupakan metode yang dapat memberikan informasi mengenai jenis mineral apa
saja yang terdapat didalam bijih Mn daerah Kabupaten Tanggamus dan Way Kanan. Hasil
analisa XRD bijih Mn daerah Kabupaten Tanggamus dan Way Kanan masing-masing
ditunjukkan pada Gambar 3 dan Gambar 4. Berdasarkan Gambar 3 terlihat bahwa kandungan
mineral dalam bijih Mn daerah Kabupaten Tanggamus memiliki beberapa mineral diantaranya
adalah mineral kuarsa (SiO2) dengan nomor referensi JCPDS 46-1045. Dari puncak-puncak yang
terlihat pada Gambar 3 terdapat juga mineral Mn2O3 ( JCPDS no 65-1798) dan mineral Braunite (
Mn2O3)3, MnSiO3 (JCPDS no 74-1206), sedangkan mineral yang terdapat pada bijih Mn daerah
Kabupaten Way Kanan terlihat pada Gambar 4 menunjukkan adanya keberagaman mineral.
Mineral yang dominan adalah kuarsa (SiO2- JCPDS no 1045) diikuti dengan mineral mangan
dioksida ( MnO2-JCPDS no 44-0141) dan mineral besi seperti Besi Oksida (Fe2O3- JCPDS no
33-0664) dan Geothite ( FeO(OH)- JCPDS no 81-0462).
5
Intensitas (cps)
Si
Si : Kuarsa (SiO2)
Mn : Mn2O3
Br : Braunite ( Mn2O3)3 MnSiO3
Br
Si
Si
Si
10
20
30
Mn
40
50
60
70
Gambar 3. Hasil analisis XRD
pada sampel bijih Mn Tanggamus
2 (derajat)
80
Dari mineral-mineral yang mempunyai intensitas tinggi tersebut mineral yang sangat
diharapkan untuk bahan baku pelindian adalah Mn2O3. Keberadaan mineral-mineral pengganggu
(gangue mineral) seperti SiO2, Fe2O3, FeO(OH) sangat tidak diinginkan karena akan sangat
mengganggu dalam proses pelarutan.
Si
Intensitas (cps)
Si
G
M
Si B
M
M
M
Si : Kuarsa (SiO2)
M : Mangan dioksida (MnO2)
B : Besi Oksida (Fe2O3)
G : Geothite(FeO(OH))
10
20
30
40
50
60
70
80
2 (derajat)
Gambar 4 Hasil analisis XRD pada sampel bijih Mn Way Kanan
Analisis Kadar Bijih Mangan dengan XRF
Hasil analisis komposisi kimia bijih Mn daerah Kabupaten Tanggamus dan Waykanan dengan
menggunakan XRF disajikan pada Tabel 2. Berdasarkan Tabel 2 terlihat bahwa kandungan Mn
daerah Kabupateng Tanggamus memiliki kadar yang lebih tinggi 33,84% dibandingkan dengan
Mn daerah Kabupaten Way Kanan 18,03%. Dari permukaan bijih Mn daerah Kabupaten
6
Tanggamus terlihat warna yang lebih hitam keabuan yang menandakan adanya kandungan Mn
yang cukup tinggi, namun kedua bijih Mn tersebut tergolong kedalam kategori bijih Mn dengan
kadar rendah karena kandungan Mn yang kurang dari 40%.
Bijih Mn daerah Kabupaten Tanggamus memiliki kandungan besi yang cukup tinggi
yaitu 13,62%. Kondisi ini cukup menyulitkan apabila diolah melalui proses pelindian.
Dikarenakan besi dalam bijih akan ikut terlarut dalam larutan pelindi sehingga perlu dilakukan
pemisahan besi terlebih dahulu dengan menggunakan magnetic separator
sebelum proses
pelindian. Proses ini tidak dapat menghilangkan besi dalam bijih seluruhnya namun akan
meringankan dalam proses pelindian. Karena kebutuhan reagen yang akan digunakan menjadi
lebih sedikit. Namun untuk bijih mangan daerah Way Kanan tidak disarankan melakukan
benefisiasi menggunakan magnetic separator dikarenakan kandungan unsur besi yang hanya 1.42
%.
Sedangkan ditinjau dari segi kadar silika (SiO2) diperoleh perbedaan yang signifikan
antara bijih Mn daerah Kabupaten Tanggamus dan daerah Kabupaten Way Kanan. Kadar SiO2
dari daerah Way Kanan yaitu 63,28% lebih tinggi dari daerah Tanggamus kadar 15,11%. Unsur
silikon juga akan sangat menyulitkan apabila diolah melalui pelindian sehingga perlu dilakukan
pemisahan terlebih dahulu. Bijih Mn daerah Way Kanan akan lebih mudah dibenefisiasi melalui
pemisahan secara gravitasi seperti menggunakan mesin jig dan meja goyang (shaking table). Hal
ini didasarkan atas berbedaan massa jenis antara silikon dan mangan.
Tabel 2 Hasil analis XRF sampel bijih Mn daerah Kabupaten Way Kanan dan Tanggamus
Senyawa
Unsur
MnO2
SiO2
Al2O3
Fe2O3
TiO2
K2O
CaO
MgO
Na2O
P2O5
SO3
LOI
Mn
Si
Al
Fe
Ti
K
Ca
Mg
Na
P
S
-
Way Kanan
Jumlah Senyawa Jumlah Unsur
(% berat)
(% berat)
23.28
18.03
63.28
29.58
4.78
2.53
2.03
1.42
0.335
0.201
0.169
0.141
1.10
0.784
0.838
0.505
1.32
0.978
0.0564
0.0246
0.0260
0.0104
2.01
-
Tanggamus
Jumlah Senyawa Jumlah Unsur
(% berat)
(% berat)
43.69
33.84
15.11
7.06
4.37
2.31
19.47
13.62
0.111
0.0667
1.12
0.926
0.0491
0.0351
0.216
0.130
0.312
0.232
0.960
0.419
0.0484
0.0194
-
Keterangan : LOI = Loss of Ignition
7
Analisis SEM
Analisis SEM Bijih Mangan Daerah Kabupaten Tanggamus
Analisis SEM digunakan untuk melihat permukaan butiran sampel yang diukur sampai dengan
ukuran nanometer. Hasil foto permukaan sampel bijih Mn daerah Tanggamus ditunjukkan dari
analisis SEM ditunjukkan pada Gambar 5.
Selain foto mikro terhadap sampel bijih Mn, analisa SEM Energy Dispersive
Spectroscopy (EDS) juga dilakukan guna mengetahui kadar masing masing logam penyusunnya.
Analisa SEM EDS sampel bijih Mn Tanggamus disajikan pada Gambar 6 dan Tabel 3.
(b
)
(a
)
Gambar 5 Hasil Foto permukaan sampel bijih mangan daerah Kabupaten Tanggamus dengan
600
300
0
0.00
MnKa
3.00
6.00
9.00
MoKa
900
CuKa
ZnKa
CuKb
ZnKb
1200
MnKb FeKa
FeKb
1500
CaKb
Counts
1800
CaKa
2100
FeKesc
2400
CKa
2700
ZnLa ZnLl
3000
MnLa FeLl MnLl
FeLa CuLl CuLaOKa
AlKa
SiKa
MoLl
SKb SKa MoLa
perbesaran (a) 1.000 kali dan (b) 2.000 kali
12.00
15.00
18.00
21.00
keV
Gambar 6 Hasil Analisis SEM EDS sampel bijih Mn Tanggamus
Tabel 3 Hasil analis kuantitatif SEM EDS sampel bijih Mn Tanggamus
Unsur
C
O
Al
Si
S
Ca
Mn
Fe
Cu
Energi
(KeV)
0.277
0.525
1.486
1.739
2.307
3.690
5.894
6.398
8.040
Massa
(%)
10.45
22.33
3.09
10.40
1.03
1.18
28.55
7.89
6.00
Atom
(%)
23.54
37.79
3.10
10.03
0.87
0.80
14.06
3.82
2.55
8
Massa
Atom
(%)
(%)
Total
100.00
100.00
Keterangan : ZAF Method Standardless Quantitative Analysis
Fitting Coefficient : 0.3139
Unsur
Energi
(KeV)
Hasil SEM EDS menunjukan bahwa intensitas unsur Mn dan oksigen dalam sampel
cukup tinggi, dengan kadar MnO2 sekitar 50.88% dan unsur-unsur sisanya adalah pengotor
seperti Si, Al, S, Fe, Ca dan Cu. Adanya unsur karbon berasal dari grafit yang digunakan pada
saat proses pengujian, sedangkan untuk sebaran unsur dalam bijih Mn dilakukan analisa SEM
Mapping, dimana unsur Mn dari Tanggamus terlihat pada kolom 2 baris 3 disajikan pada Gambar
7. Masing masing foto menunjukan sebaran unsur yang ada pada bijih Mn, intensitas warna yang
lebih tinggi menunjukkan tingkat konsentrasi unsur yang lebih tinggi.
Gambar 7 Analisa SEM Mapping sampel bijih Mn Kabuapten Tanggamus
9
Sebaran unsur Mn pada permukaan berwarna pink terlihat menyebar bintik-bintik yang
jumlahnya sedikit, adanya warna lain yang muncul terkonsentrasi lebih banyak menandakan
unsur-unsur pengganggu/pengotor lebih dominan. Unsur besi lebih mendominasi terlihat sebaran
warna merah, banyaknya unsur yang pengganggu akan menyulitkan proses pelindian sehingga
diperlukan proses pemisahan besi dari larutan hasil pelindian melalui presipitasi ataupun
pengendapan yaitu dengan cara menambahkan senyawa yang bersifat basa sehingga besi
terbentuk menjadi hidroksidanya (Fe(OH)2)[16].
Analisis SEM Bijih Mangan Daerah Kabupaten Way Kanan
Hasil foto permukaan sampel bijih Mn daerah Kabupaten Way Kanan ditunjukkan dari analisis
SEM ditunjukkan pada Gambar 8.
(a
)
(b
)
Gambar 8 Hasil Foto permukaan sampel bijih Mn daerah Kkabupaten Way Kanan dengan
perbesaran (a)1.000 kali dan (b) 2.000 kali
Seperti halnya pada bijih Mn Kabupaten Tanggamus, Analisa SEM EDS juga dilakukan pada
sampel bijih Mn daerah Kabupaten Way Kanan. Analisa SEM EDS sampel bijih Mn daerah Way
Kanan disajikan pada Gambar 9 dan Tabel 4.
3000
900
600
MnKa
FeKb
1200
CuKa
CuKb
1500
FeKa MnKb
Counts
1800
FeKesc
2100
KKa KKb
2400
CKa
MnLl OKa
MnLa FeLl FeLa CuLl
CuLa
AlKa SiKa
2700
300
0
0.00
3.00
6.00
9.00
12.00
15.00
18.00
21.00
keV
Gambar 9 Hasil Analisa SEM EDS sampel bijih Mn daerah Kabupaten Way Kanan
10
Tabel 4 Hasil analis kuantitatif SEM EDS sampel bijih Mn Kabupaten Way Kanan
Unsur
Energi
(keV)
0.277
0.525
1.486
1.739
3.312
5.894
6.398
8.040
Massa
Atom
(%)
(%)
C
17.77
37.48
O
20.54
32.52
Al
1.38
1.30
Si
2.60
2.35
K
0.36
0.24
Mn
27.01
12.46
Fe
28.68
13.01
Cu
1.65
0.66
Total
100.00
100.00
Keterangan : ZAF Method Standardless Quantitative Analysis
Fitting Coefficient : 0.3117
Hasil SEM EDS menunjukan bahwa intensitas unsur Fe, Mn dan oksigen dalam sampel cukup
tinggi, dengan kadar MnO2 sekitar 47.55% dan unsur-unsur sisanya adalah pengotor seperti Si,
Al, K, Ca dan Cu. Adanya unsur karbon berasal dari grafit yang digunakan pada saat proses
pengujian. Sedangkan untuk sebaran unsur dalam bijih Mn dilakukan analisa SEM Mapping,
dimana dengan metode ini sebaran logam yang dibedakan dengan skala warna. Analisis SEM
Mapping sampel bijih Mn dari Way Kanan terlihat pada kolom satu baris tiga disajikan pada
Gambar 10. Masing masing foto menunjukan sebaran unsur yang ada pada bijih Mn, intensitas
warna yang lebih tinggi menunjukkan tingkat konsentrasi unsur yang lebih tinggi.
11
Gambar 10. Analisa SEM Mapping sampel bijih Mn daerah Kabupaten Way Kanan
Sebaran unsur Mn pada permukaan berwarna pink terlihat menyebar bintik-bintik yang
jumlahnya sedikit, adanya warna lain yang muncul terkonsentrasi lebih banyak menandakan
unsur-unsur pengganggu/pengotor lebih dominani. Silika lebih mendominasi (63.28%) terlihat
pada sebaran warna biru, banyaknya unsur yang pengganggu akan menyulitkan proses pelindian
sehingga diperlukan proses pemisahan terlebih dahulu melalui pemisahan secara gravitasi.
Dengan melihat karakterisasi kedua bijih mangan dari daerah Kabupaten Tangggamus
dan Way Kanan yang memiliki kadar besi dan silika didalam bijihnya yang berbeda maka
prospek proses pelindian bijih mangan dapat dilakukan dengan menggunakan media asam sulfat
dan reduktor berupa asam oksalat [17], asam-asam organik [16] atau senyawa lain yang mempunyai
fungsi mereduksi Mn(IV) menjadi Mn(II).
Oleh karena Mn dalam bijih umumnya berada dalam bentuk Mn (IV), yang stabil dalam
larutan asam, maka pelindian bijih mangan dapat dilakukan dengan mereduksi Mn4+ menjadi
Mn2+ yang stabil dalam kondisi larutan yang asam hingga netral. Larut tidaknya suatu logam
dalam kondisi tertentu dapat diprediksi dari diagram potensial-pH (Diagram Pourbaix) logam
12
tersebut dalam air (lihat Gambar 11). Diagram potensial-pH merupakan suatu diagram yang
memperlihatkan daerah dimana logam stabil sebagai logamnya, ionnya atau oksida/hidroksidanya
sebagai fungsi potensial reduksi setengah sel dan pH larutan. Diagram ini juga menunjukkan
daerah kestabilan air dan batas predominan ion-ion dalam larutan sebagai fungsi potensial dan
pH. Untuk pelindian bijih mangan larutan harus diatur sedemikian rupa sehingga spesi ion yang
stabil dalam larutan berupa Mn2+ dan sedapat mungkin pengotor yang tidak dikehendaki larut
tetap berada dalam fasa padat. Diagram potensial pH juga dapat digunakan untuk mempelajari
proses pemurnian larutan hasil pelindian yang kaya akan logam berharga dengan cara
mengendapkan mineral pengotor seperti besi, magnesium dan aluminium dalam bentuk oksida
atau hidroksidanya tanpa ikut mengendapkan kembali logam berharga yang sudah larut.
Gambar 11. Diagram potensial pH sistem Mn-Fe-H2O pada suhu 25oC dengan
menggunkaan program HSC 7
Diagram potensial pH sistem Mn-H2O pada temperatur kamar ditunjukkan pada Gambar
11, ion Mn2+ stabil pada rentang pH dibawah 7,8 sehingga proses pelindian dapat dilakukan
dalam rentang pH tersebut. Berdasarkan Diagram Potensial pH tersebut Mn dapat dilarutkan dari
mineralnya (MnO2) dengan mereduksi Mn4+ menjadi Mn2+ pada pH lebih rendah dari 7,8. Dalam
Gambar 11 juga dapat dilihat bahwa besi akan stabil pada daerah kestabilan Mn2+ sebagai
Fe(OH)3 dalam pH diatas 7,8. Diagram tersebut dapat memprediksi kemungkinan atau kondisi
dimana logam dapat dilarutkan dalam pelindian tetapi diagram ini tidak bisa memprediksi
seberapa cepat pelindian akan berlangsung. Untuk mengetahui apakah reaksi pelindian cepat atau
lambat harus di lihat beberapa faktor yang mempengaruhi kinetika reaksi pelindian[18]
Pada bijih mangan daerah Kabupaten Tanggamus unsur besi lebih mendominasi maka
setelah proses pelindian diperlukan proses pemisahan besi dari larutan hasil pelindian melalui
presipitasi/pengendapan yaitu dengan cara menambahkan senyawa yang bersifat basa (NaOH,
13
KOH) sehingga besi terbentuk menjadi hidroksidanya (Fe(OH)2)[16], sedangkan pada bijih
mangan daerah Kabupaten Waykanan yang jumlah unsur besinya lebih sedikit, juga dilakukan
proses pemisahan besi dari larutan pelindian, namun dengan jumlah penambahan NaOH/KOH
lebih sedikit.
KESIMPULAN
Dari hasil analisis XRD, XRF dan SEM dapat disimpulkan bahwa karakterisasi bijih Mn dari
daerah Kabupaten Tanggamus dan Way Kanan mempunyai karakteristik berbeda. Bijih Mn
Tanggamus mempunyai kadar Mn tertinggi 33,84% yang berasosiasi dengan mineral ikutan
Fe2O3 sedangkan bijih Mn Way Kanan mempunyai kadar 18,03% yang berasosiasi dengan
mineral ikutan SiO2. Kedua bijih Mn ini termasuk ke dalam bijih Mn kadar rendah (<40%)
dimana prospektif proses pengolahan bijih mangan tersebut adalah diawali proses benefiasi bijih
Mn dan dilanjutkan dengan proses pelindian dalam media asam.
UCAPAN TERIMA KASIH
Kegiatan ini merupakan Program Tematik yang dibiayai dan didukung oleh dana DIPA Unit
Pelaksana Teknis Balai Pengolahan Mineral Lampung (UPT. BPML) Lembaga Ilmu
Pengetahuan Indonesia (LIPI) tahun 2013.
DAFTAR PUSTAKA
1
Fana D., Yang. 1999. Intoduction to and classifiction of Manganese Deposits of China. Ore
Geology Review. 15, 1-13.
2
Hazek, M.N. El, Lasheen, T.A., Helal, A.S. 2006. Reductive leaching of manganese from low
grade Sinai ore in HCL using H2O2 as reductant. Hydrometallurgy. 84, 187-191.
3
Sahoo, R.N., Naik, PK., Das, SC. 2001. Leaching of manganese ore using oxalic acid as
reductant in sulfuric acid solution. Hydrometallurgy. 62, 157-163.
4
Lansheen T. A., El-Hazek M. N., Helal A. S., El-Nagar W. 2009. Recovery of manganese using
molases as reductant in nictric acid solution. Int. J Miner. Process. 92 109-104.
5
http://www.kemenperin.go.id, diunduh pada tanggal 12 Maret 2013 pukul 16.00 WIB
6
http://www.manganese.org/production/php
diunduh
pada
tanggal
25 November 2012
pukul 14.00 WIB
7
http://www.mapsofworld.com/minerals/world-manganese-producers.html, diunduh pada tanggal
27 Mei 2013 pukul 14.00 WIB
8
Fuerstenau M.C, Han K. N., Miller J.D. 1986. Flotation Behaviour of Cromium and Manganese
Mineral. In Proceeding of the Arbiter Symposium, Advances in Mineral Processing.
14
March. SME/AIME, 289-307.
9
Mehdilo A., M. Irannajad, M.R. Hojjati-Rad. 2013. Characterization and Beneficiation of
Iranian Low-Grade Manganese Ore. Physicochemical Problems of Mineral Processing
Journal. April. 45(2), 725-741.
10
Zhang W., Cheng C. Y. 2007. Manganese Metallurgy Review, Part I : Leaching of
Ores/Secondary Material and Recovery of Electrolytic/Chemical Manganese Dioxide.
Hydrometallurgy, 89; 137-159.
11
Fathi Habashi. 1993. A TextBook of Hydrometalurgy. Department of Mining & Metallurgy,
Laval University. Quebec City Canada. Metallurgie Extractive Quebec, ENR Publishing.
12http://www.tekmira.esdm.go.id/data/Mangan/ulasan.asp?xdir=Mangan&commId=22&comm=
Mangan diunduh pada tanggal 27 Mei 2013.
13
Pusat Sumberdaya Geologi. 2010. Peta Sumber Daya Mineral Logam. Kementerian Energi dan
Sumber Daya Mineral Republik Indonesia.
14
Dinas Pertambangan dan Energi Propinsi Lampung. 2003. Buku Informasi Geologi Daerah
Lampung.
15
Xike Tian,Xiaoxia wen, Chao Yang, Yujun Liang, Zhengbang Pi, Yanxin Wan. 2010.
Reductive leaching of manganese ore from low-grade manganese doaxide ores using
corncob as reductant insulfuric acid solution. Hydrometallurgy. 100. 157-160.
16
Zhang, W., Cheng, C,Y., 2007: Manganese Metallurgy Review Part I: Leaching of
Ore/Secondary Materials and Recovery of Electrolytic/Chemical Manganese Dioxide,
Hydrometallurgy. 89, pp. 137-159)
17
Sahoo, R,N., Das, S.C., 2000: Leaching of Manganese from Low Grade Manganese Ore Using
Oxalic Acid as Reductant in Sulfuric Acid Solution, Hydrometallurgy 62(3), pp 157-163
18
Twidell, L.G., Haung, H.H., Miller, J.D., Unit Processes in Extractive Metallurgy. Lecture
Note, University of Utah.
15