Proses Pemurnian Pengolahan Nikel (Nickel) – Refinery

Nikel – Nickel (28Ni)

Nama IndonesiaNikel
Nama Inggris / Nama lainNickel
Lambang AtomNi
Nomor Atom28
PenemuCronstedt
Tahun Penemu1751
Negara PenemuSwedia
Massa Atom Relatif58,6934
Bilangan Oksidasi2 dan 3
Konfigurasi Elektron[Ar]3d84s2
Titik Didih2.840 K
Titik Lebur1.356,6 K
Massa Jenis8,96 g/cm3
Struktur Kristalffc
Elektronegativitas1,9
Radius Atom1,28 Aº
Volume Atom7,10 cm3/mol
Radius Kovalensi1,17 Aº
Entalpi Penguapan300,5 kJ/mol
Entalpi Pembentukan13,14 kJ/mol
Konduktivitas Listrik60,7 x 106 ohm-1 cm-1
Konduktivitas Panas401 Wm-1K-1
Potensial Inonisasi7,726 V
Kapasitas Panas0385 Jg-1K-1
WarnaKemerahan
Periode4
GolonganIB
Nama GolonganTransisi
WujudPadat
Jenis UnsurLogam
Asal UnsurUnsur alam
ManfaatBahan kawat penghantar listrik, alat – alat listrik, dan pegas (aliase tembaga dan berilum)

Nikel adalah logam berwarna perak-putih yang digunakan pada berbagai macam industri. Pada kehidupan sehari- hari nikel sering ditemukan pada koin dan produk- produk stainless steel. Nikel jarang ditemukan pada kondisi logam murni di alam dan umumnya nikel ditemukan dalam warna hijau ataupun merah. Logam Nikel dimurnikan dari jenis batu yang dinamakan batu Ore.

Nikel merupakan elemen yang penting dalam industri modern. Banyak sekali industri yang menggunakan Nikel dengan kadar- kadar tertentu. Penggunaan Nikel yang cukup besar pada pembuatan stainless steel, dimana campuran logam ini terdiri dari 8% Nikel, 18% Chromium dan 74% besi. Beberapa logam tertentu bahkan terbuat dari lebih dari 60% Nikel.

Proses Pemurnian Refinery Pengolahan Nikel

Berdasarkan tahapan proses, pengolahan nikel dapat dilakukan dalam tiga tahapan proses, yaitu Tahap Preparasi, Tahap Pemisahan, dan Tahap Dewatering. Kegiatan pengolahan ini bertujuan untuk membebaskan dan memisahkan mineral berharga dari mineral yang tidak berharga atau mineral pengotor sehingga setelah dilakukan proses pengolahan dihasilkan konsentrat yang bernilai tinggi dan tailing yang tidak berharga. Metode yang dipakai bermacam-macam tergantung dari sifat kimia, sifat fisika, sifat mekanik dari mineral itu sendiri. Nikel merupakan logam berwarna putih keperak – perakan, ringan, kuat antin karat, bersifat keras, mudah ditempa, sedikit ferromagnetis, dan merupakan konduktor yang agak baik terhadap panas dan listrik. Nikel tergolong dalam grup logam besi-kobal, yang dapat menghasilkan alloy yang sangat berharga. Spesifik gravitynya 8,902 dengan titik lebur 14530C dan titik didih 27320C, resisten terhadap oksidasi, mudah ditarik oleh magnet, larut dalam asam nitrit, tidak larut dalam air dan amoniak, sedikit larut dalam hidrokhlorik dan asam belerang. Memiliki berat jenis 8,8 untuk logam padat dan 9,04 untuk kristal tunggal.

Secara umum, mineral bijih di alam ini dibagi dalam 2 (dua) jenis yaitu mineral sulfida dan mineral oksida. Begitu pula dengan bijih nikel, ada sulfida dan ada oksida. Masing-masing mempunyai karakteristik sendiri dan cara pengolahannya pun juga tidak sama. Dalam bahasan kali ini akan dibatasi pengolahan bijih nikel dari mineral oksida (Laterit).

Bijih nikel dari mineral oksida (Laterite) ada dua jenis yang umumnya ditemui yaitu Saprolit dan Limonit dengan berbagai variasi kadar. Perbedaan menonjol dari 2 jenis bijih ini adalah kandungan Fe (Besi) dan Mg (Magnesium), bijih saprolit mempunyai kandungan Fe rendah dan Mg tinggi sedangkan limonit sebaliknya. Bijih Saprolit dua dibagi dalam 2 jenis berdasarkan kadarnya yaitu HGSO (High Grade Saprolit Ore) dan LGSO (Low Grade Saprolit Ore), biasanya HGSO mempunyai kadar Ni ≥ 2% sedangkan LGSO mempunyai kadar Ni. Adapun tahap-tahap yang dilakukan untuk melakukan proses pengelolahan nikel melalui beberapa tahap utama yaitu, crushing, Pengering, Pereduksi, peleburan, Pemurni, dan Granulasi dan Pengemasan.

1.1. Kominusi

Kominusi adalah suatu proses untuk mengubah ukuran suatu bahan galian menjadi lebih kecil, hal ini bertujuan untuk memisahkan atau melepaskan bahan galian tersebut dari mineral pengotor yang melekat bersamanya. Kominusi bahan galian meliputi kegiatan berikut:

1.1.1. Crushing

yaitu suatu proses yang bertujuan untuk meliberalisasi mineral yang diinginkan agar terpisah dengan mineral pengotor yang lain. Dimana proses ini bertujuan juga untuk reduksi ukuran dari bahan galian / bijih yang langsung dari tambang (ROM = run of mine) dan berukuran besar-besar (diameter sekitar 100 cm) menjadi ukuran 20-25 cm bahkan bisa sampai ukuran 2,5 cm. Alat yang digunakan pada Primary Crusher dan Secondery Crusher yaitu antara lain:

  • Jaw crusher
  • Gyratory crusher
  • Cone crusher
  • Roll crusher
  • Impact crusher
  • Rotary breaker
  • Hammer mill

1.1.2. Grinding

Merupakan tahap pengurangan ukuran dalam batas ukuran halus yang diinginkan. Tujuan Grinding yaitu Mengadakan liberalisasi mineral berharga, Mendapatkan ukuran yang memenuhi persyaratan industri, Mendapatkan ukuran yang memenuhi persyaratan proses.

1.2. Sizing

Merupakan proses pemilahan bijih yang telah melalui proses kominusi sesuai ukuran yang dibutuhkan. Kegiatan Sizing meliputi Screening yaitu Salah satu pemisahan berdasarkan ukuran adalah proses pengayakan (screening). Sizing dibagi menjadi dua antara lain:

1.2.1. Pengayakan / Penyaringan (Screening / Sieving)

Pengayakan atau penyaringan adalah proses pemisahan secara mekanik berdasarkan perbedaan ukuran partikel. Pengayakan (screening) dipakai dalam skala industri, sedangkan penyaringan (sieving) dipakai untuk skala laboratorium. Produk dari proses pengayakan/penyaringan ada 2 (dua), yaitu antara lain:

  • Ukuran lebih besar daripada ukuran lubang-lubang ayakan (oversize).
  • Ukuran yang lebih kecil daripada ukuran lubang-lubang ayakan (undersize).

Saringan (sieve) yang sering dipakai di laboratorium yaitu antara lain:

  • Hand sieve
  • Vibrating sieve series / Tyler vibrating sive
  • Sieve shaker / rotap
  • Wet and dry sieving

Sedangkan ayakan (screen) yang berskala industri yaitu antara lain:

  • Stationary grizzly
  • Roll grizzly
  • Sieve bend
  • Revolving screen
  • Vibrating screen (single deck, double deck, triple deck, etc.)
  • Shaking screen
  • Rotary shifter

1.2.2. Klasifikasi (Classification)

Klasifikasi adalah proses pemisahan partikel berdasarkan kecepatan pengendapannya dalam suatu media (udara atau air). Klasifikasi dilakukan dalam suatu alat yang disebut classifier. Produk dari proses klasifikasi ada 2 (dua), yaitu antara lain:

  • Produk yang berukuran kecil/halus (slimes) mengalir di bagian atas disebut overflow.
  • Produk yang berukuran lebih besar/kasar (sand) mengendap di bagian bawah (dasar) disebut underflow.

Proses pemisahan dalam classifier dapat terjadi dalam tiga cara (concept), yaitu:

  • Partition concept
  • Tapping concept
  • Rein concept

1.3. Pengeringan (Drying)

Yaitu proses untuk membuang seluruh kandung air dari padatan yang berasal dari konsentrat dengan cara penguapan (evaporization/ evaporation).Peralatan atau cara yang dipakai ada bermacam-macam, yaitu antara lain:

  1. Hearth type drying/air dried/air baked, yaitu pengeringan yang dilakukan di atas lantai oleh sinar matahari dan harus sering diaduk (dibolak-balik).
  2. Shaft drier, ada dua macam, yaitu:
    • tower drier, material (mineral) yang basah dijatuhkan di dalam saluran silindris vertikal yang dialiri udara panas (800 – 1000).
    • rotary drier, material yang basah dialirkan ke dalam silinder panjang yang diputar pada posisi agak miring dan dialiri udara panas yang berlawanan arah.

1.4. Kalsinasi dan Reduksi di Tanur Pereduksi

Tujuannya untuk menghilangkan kandungan air di dalam bijih, mereduksi sebagian nikel oksida menjadi nikel logam, dan sulfidasi. Setelah proses drying, bijih nikel yang tersimpan di gudang bijih kering pada dasarnya belumlah kering secara sempurna, karena itulah tahapan ini bertujuan untuk menghilangkan kandungan air bebas dan air kristal serta mereduksi nikel oksida menjadi nikel logam.

Proses ini berlansung dalam tanur reduksi. Bijih dari gudang dimasukkan dalam tanur reduksi dengan komposisi pencampuran menggunakan ratio tertentu untuk menghasilkan komposisi silika magnesia dan besi yang sesuai dengan operasional tanur listrik. Selain itu dimasukkan pula batubara yang berfungsi sebagai bahan pereduksi pada tanur reduksi maupun pada tanur pelebur. Untuk mengikat nikel dan besi reduksi yang telah tereduksi agar tidak teroksidasi kembali oleh udara maka ditambahkanlah belerang. Hasil akhir dari proses ini disebut kalsin yang bertemperatur sekitar 7000º C.

1.5. Peleburan di Tanur Listrik

Untuk melebur kalsin hasil kalsinasi/reduksi sehingga terbentuk fasa lelehan matte dan Slag. Kalsin panas yang keluar dari tanur reduksi sebagai umpan tanur pelebur dimasukkan kedalam surge bin lalu kemudian dibawa dengan transfer car ke tempat penampungan. Furnace bertujuan untuk melebur kalsin hingga terbentuk fase lelehan matte dan slag. Dinding furnace dilapisi dengan batu tahan api yang didinginkan dengan media air melalui balok tembaga. Matte dan slag akan terpisah berdasarkan berat jenisnya. Slag kemudian diangkut kelokasi pembuangan dengan kendaraan khusus.

1.6. Pengkayaan di Tanur Pemurni

Bertujuan untuk menaikkan kadar Ni di dalam matte dari sekitar 27 persen menjadi di atas 75 persen. Matte yang memiliki berat jenis lebih besar dari slag diangkut ke tanur pemurni / converter untuk menjalani tahap pemurnian dan pengayaan. Proses yang terjadi dalam tanur pemurni adalah peniupan udara dan penambahan sililka. Silika ini akan mengikat besi oksida dan membentuk ikatan yang memiliki berat jenis lebih rendah dari matte sehingga menjadi mudah untuk dipisahkan.

1.7. Granulasi dan Pengemasan

Untuk mengubah bentuk matte dari logam cair menjadi butiran-butiran yang siap diekspor setelah dikeringkan dan dikemas. Matte dituang kedalam tandis sembari secara terus menerus disemprot dengan air bertekanan tinggi. Proses ini menghasilkan nikel matte yang dingin yang berbentuk butiran-butiran halus. Butiran-butiran ini kemudian disaring, dikeringkan dan siap dikemas.

Keterangan:

  • Massa atom relatif berdasarkan skala massa atom relatif karbon (Ar C=12)
  • Tanda “(  )” pada unsur – unsur radioaktif menunjukan nomor massa isotop unsur radioaktif yang mempunyai paruh waktu paling panjang
  • Massa jenis diukur pada suhu 300 K
  • Elektronegativitas ditulis berdasarkan aturan Pauling
Sumber / Daftar Pustaka / Referensi :

Harold D. Nathan. Pdh (2005). Cliff Quick Review: Kimia Dasar Cepat.  Jakarta: Pakar Raya
(Pada: Harris .D (2007). Ensiklopedi Unsur Unsur Kimia. Jakarta: Kawan Pustaka)

Pudjaatmaka A. Hadyana (2004). Kamus Kimia. Jakarta: Balai Pustaka
(Pada: Harris .D (2007). Ensiklopedi Unsur Unsur Kimia. Jakarta: Kawan Pustaka)

Chem-is-try.org
(Pada: Harris .D (2007). Ensiklopedi Unsur Unsur Kimia. Jakarta: Kawan Pustaka)

Iupac.org
(Pada: Harris .D (2007). Ensiklopedi Unsur Unsur Kimia. Jakarta: Kawan Pustaka)

Team RSC (2020, April). Periodic Table. Science Park. Cambridge: Royal Society of Chemistry. Access INA

Wikipedia.org
(Pada: Harris .D (2007). Ensiklopedi Unsur Unsur Kimia. Jakarta: Kawan Pustaka)

Wikipedia (2020, April). Unsur Kimia. Access INA

Catatan situs:

  • Mohon dukungannya dengan share dan web bookmark (kode: ctrl + d) website kami .
  • Jangan lupa untuk like halaman facebook kami fb.com/analisis.id.
  • Jika ada gambar, link, dan ataupun file rusak silakan kirim pesan pada kolom komentar, kami akan segera membalasnya.
  • Sekilas tentang kami.
Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments