Bahan Galian Industri.docx

TUGAS MATA KULIAH EKSPLORASI BAHAN GALIAN INDUSTRI ZEOLIT

Disusun Oleh : PASCHALIS PINDYKA AJI KURNIAWAN

111150074

RAHMAD DWI PRASETYO

111150075

ARFINSA AINURZANA

111150081

YUSUFA KHOLIFA ARDA

111150098

MUHAMMAD HENDRIKA PRATAMA

111150102

PROGRAM STUDI S-1 JURUSAN TEKNIK GEOLOGI FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA 2018

TUGAS MATA KULIAH EKSPLORASI BAHAN GALIAN INDUSTRI 2018

BAHAN GALIAN INDUSTRI ZEOLIT

A. Pengertian Zeolit Zeolit merupakan senyawa alumino-silikat hidrat terhidrasi dengan unsur utama yang terdiri dari kation alkali dan alkali tanah terutama Ca, K dan Na, dengan rumus umum (𝐿𝑎 𝐴𝑙𝑏 𝑆𝑖𝑐 , 𝑂2.n𝐻2 𝑂) dimana L adalah logam. Sifat umum dari zeolit adalah kristal yang agak lunak dengan warna putih coklat atau kebiru-biruan. Senyawaan kristalnya berwujud dalam sruktur tiga dimensi yang tak terbatas dan memiliki rongga-rongga yang saling berhubungan membentuk saluran ke segala arah dengan ukuran saluran tergantung dari garis tengah logam alkali ataupun alkali tanah yang terdapat pada srukturnya. Dimana rongga-rongga tersebut akan terisi oleh air yang disebut air kristal. Jadi, zeolit merupakan senyawa alumino silikat terhidrasi yang terdiri dari tetrahedral (Si, Al) dan dikelilingi oleh atom‐atom O dalam ikatan tiga dimensi. Mineral zeolit yang paling umum dijumpai adalah (𝑁𝑎, 𝐾)2 O, 𝐴𝑙2 𝑂3. 10 𝑆𝑖𝑂2. 8𝐻2 𝑂. Perbandingan antara atom Si dan Al yang bervariasi akan menghasilkan banyak jenis atau spesies zeolit yang terdapat di alam.

Gambar 1. Zeolit

2

TUGAS MATA KULIAH EKSPLORASI BAHAN GALIAN INDUSTRI 2018

B. Genesa Zeolit Secara geologi, zeolit ditemukan dalam batuan tufa dari reaksi antara batuan tufa asam berbutir halus dan bersifat riolitik dengan air pori atau air meteoric (air hujan). Zeolit terbentuk dari hasil sedimentasi debu vulkanik yang telah mengalami proses alterasi. Ada empat proses sebagai gambaran awal terbentuknya zeolit, yaitu proses sedimentasi debu vulkanik pada lingkungan danau yang bersifat alkali, proses alterasi, proses diagenesis dan proses hidrotermal. 1. Proses Sedimentasi Pada tahap ini, terbentuk karena proses sedimentasi, yakni meliputi pelapukan, dapat berupa pelapukan fisik maupun pelapukan kimia. Erosi dan transportasi terutama dilakukan oleh media air. Proses pengendapan terjadi jika energi transport sudah tidak mampu mengangkut detritus tersebut. 2. Alterasi Alterasi merupakan perubahan komposisi mineralogi batuan (dalam keadaan padat) karena pengaruh suhu dan tekanan yang tinggi, dan tidak dalam kondisi isokimia menghasilkan mineral lempung, kuarsa, oksida atau sulfida logam. Proses alterasi merupakan peristiwa sekunder pembentukan batuan. Alterasi terjadi pada intrusi batuan beku yang mengalami pemanasan dan pada struktur tertentu yang memungkinkan masuknya air meteoric untuk dapat mengubah komposisi mineralogy batuan (Kaharmen, 2008). 3. Proses Diagenesis Diagenesis merupakan proses fisika, kimia dan biologi yang secara umum mengubah sedimen menjadi batuan sedimen. Diagenesis kemungkinan berlanjut bekerja setelah sedimen menjadi batuan, mengubah tekstur dan mineraloginya. Proses diagenesis material organik yang diakibatkan oleh proses biologis lebih dominan terjadi dalam sedimen yang baru terendapkan (recently deposited) dan biasa terjadi pada kedalaman hingga 2 km serta temperatur maksimal 75oC Proses diagenesis. a) Kompaksi Kompaksi adalah proses yang menyebabkan volume sedimen berkurang. Ini dihasilkan oleh tekanan penutup (overburden), yang diakibatkan oleh berat dari sedimen dan batuan di atasnya. Tekanan ini

3

TUGAS MATA KULIAH EKSPLORASI BAHAN GALIAN INDUSTRI 2018

mengakibatkan penyusunan kembali butiran dan pengeluaran fluida, hal ini menghasilkan pengurangan porositas batuan sedimen. Kemungkinan tingkat kompaksi merupakan fungsi dari ukuran butir, bentuk butir, pemilahan, porositas awal dan jumlah fluida yang terdapat dalam sedimen. b) Rekristalisasi dan pelarutan Rekristalisasi adalah proses dimana kondisi fisika dan kimia menyebabkan pengorientasian kembali kristal lattice pada butir mineral. Rekristalisasi bekerja melalui pelarutan dan presipitasi dari fase mineral yang terdapat pada batuan. Ketika fluida melewati batuan atau sedimen, komponen pada sedimen yang tidak stabil karena tekanan, pH, dan temperatur akan mengalami pelarutan. Kemudian material yang terlarut itu akan mengalami transportasi dan akan terpresipitasi pada pori-pori sedimen yang memiliki kondisi yang berbeda. c) Sementasi Sementasi adalah proses di mana terjadi presipitasi kimia pada pembentukan kristal baru, terbentuk didalam pori-pori sedimen atau batuan yang mengikat satu butir dengan butir lainnya. Semen yang umum yaitu kuarsa, kalsit dan hematit. d) Autigenisasi Autigenesis (neocrystalitation) adalah proses saat fase mineral baru mengalami kristalisasi di dalam sedimen atau batuan selama proses diagenesis maupun setelahnya. Mineral baru terbentuk melalui reaksi di dalam fase yang terdapat dalam sedimen atau batuan, dan juga muncul karena presipitasi dari material yang masuk melalui fase fluida, atau dihasilkan dari kombinasi sedimen primer dan material yang masuk. Beberapa yang tergolong dalam fase autogenesis, silikat seperti kuarsa, carbonat seperti kalsit dan dolomite, evaporate mineral seperti gypsum dan oksida seperti hematite. e) Replacement Replacement yaitu proses ketika mieral baru menggantikan (secara kimia dan fisika) kondisi dalam pada endapan mineral. Replacement mungkin bersifat :

4

TUGAS MATA KULIAH EKSPLORASI BAHAN GALIAN INDUSTRI 2018

-

Neomorphic, yang mana butiran yang baru memiliki fase yang sama dengan asalnya atau polimorpisme dari fase asalnya.

-

Pseudomorfic yang mana fase baru merupakan tiruan dari bentuk eksternal dari fase yang digantikan tetapi fasenya berbeda,

-

Allomorphic yaitu replacement dalam bentuk fase baru yang biasanya berbeda bentuk kristalnya dan menggantikan sepenuhnya fase sediment asal. Fase replacement sama beragamnya dengan fase autigenesis, tetapi fase replacement yang penting yaitu dolomite, opal, kuarsa dan ilite.

f) Bioturbasi Bioturbasi adalah aktifitas biologis yang terjadi dekat permukaan, termasuk burrowing, boring dan pencampuran sedimen oleh organisme. Pada beberapa kasus proses ini dapat meningkatkan kompaksi, menghancurkan laminasi dan perlapisan. Selama proses bioturbasi beberapa organisme mempresipitasikan material yang berfungsi sebagai semen. 4. Proses Hidrotermal Produk akhir dari proses diferensiasi magmatik adalah suatu larutan yang disebut larutan magmatik yang mungkin dapat mengandung konsentrasi logam yang dahulunya berada dalam magma. Larutan magmatik ini yang juga disebut larutan hidrotermal banyak mengandung logam-logam yang berasal dari magma, yang sedang membeku dan diendapkan di tempat-tempat sekitar magma yang sedang membeku tadi. Larutan yang makin jauh dari magma, akan makin kehilangan panasnya. Dalam

perjalanan

menerobos

batuan,

larutan

hidrotermal

akan

mendepositkan mineral-mineral yang dikandungnya di rongga-rongga batuan dan membentuk deposit celah (cavity filling deposit) atau melalui proses metasomatik membentuk deposit pergantian (replacement deposit). Berikut adalah penjelasan umum tentang macam – macam deposit; a) Deposit hipotermal.

5

TUGAS MATA KULIAH EKSPLORASI BAHAN GALIAN INDUSTRI 2018

Secara umum deposit hipotermal atau deposit replasemen terjadi pada kondisi suhu dan tekanan tinggi, pada daerah lebih dekat dengan batuan intrusifnya. b) Deposit epitermal. Deposit epitermal atau deposit celah adalah deposit yang lebih banyak terjadi di daerah dengan suhu dan tekanan rendah yang terletak agak jauh dari batuan intrusifnya.

C. Kegunaan Zeolit Secara umum zeolit alam maupun zeolit sintetis memiliki nilai ekonomi yang bisa dikatakan tinggi, hal ini mengingat dari mineral zeolit yang jika diolah lebih lanjut akan dapat dimanfaatkan secara optimum. Zeolit mempunyai banyak kegunaan, dimana setiap kegunaan yang dimiliki tentunya tidak terlepas dari sifat – sifat unik yang dimilikinya, sifat-sifat unik tersebut meliputi dehidrasi, adsorben, penyaring molekul, katalisator dan penukar ion. Adapun kegunaan dari zeolit adalah, untuk peningkatan unsur hara tanah, penjernih air, pembersih limbah pabrik, pakan ternak, dll. Berikut ini disajikan ulasan tentang pemanfaatan zeolit di berbagai bidang. 1. Bidang Pertanian dan Perkebunan Berdasarkan kepada Kapasitas Pertukaran Kation dan retensivitas terhadap air yang tinggi, zeolit sekarang ini telah banyak digunakan untuk memperbaiki sifat tanah atau untuk efisiensi unsur hara pada pupuk ataupun pada tanah itu sendiri, misalnya saja pada tanah latosol. Berdasarkan kriteria penilaian sifat kimia tanah, tanah latosol mempunyai pH sangat masam (4.44), KTK tanah termasuk rendah, kejenuhan basa sangat rendah, C organik sedang, N total sangat rendah dan kejenuhan alumunium tinggi. Secara keseluruhan tanah ini mempunyai tingkat kesuburan rendah. Padahal kita ketahui bahwa tanaman darat dapat tumbuh baik pada tanah yang gembur dan subur, maka agar tanaman dapat tumbuh baik pada tanah latosol, perlu dilakukan usaha untuk meningkatkan kesuburan tanah. Salah satu usaha yang dilakukan antara lain dengan penambahan bahan amelioran seperti zeolit. Penambahan zeolit dapat meningkatkan jumlah unsur K, Ca, Mg dan Na

6

TUGAS MATA KULIAH EKSPLORASI BAHAN GALIAN INDUSTRI 2018

serta meningkatkan KTK tanah. Hal ini bisa terjadi karena zeolit memiliki kemampuan mempertukarkan kation – kation. Prinsipnya adalah, kation – kation yang dimiliki berupa alkali dan alkali tanah pada struktur zeolit dapat bergerak bebas, sehingga dengan adanya dorongan keluar oleh ion H+, kation seperti K, Ca, Mg dan Na dapat berpindah dari zeolit ke medium tanah yang dapat menyebabkan suplai basa – basa. Selain itu zeolit mengandung unsur-unsur hara makro dan mikro yang dapat disumbangkan ke dalam tanah. Penambahan zeolit dapat memperbaiki agregasi tanah sehingga meningkatkan pori-pori udara tanah yang berakibat merangsang pertumbuhan akar tanaman. Luas permukaan akar tanaman menjadi bertambah yang berakibat meningkatnya jumlah unsur hara yang dapat diserap oleh tanaman. Untuk memperoleh manfaat tersebut zeolit dapat digunakan dengan bebagai cara, di antaranya adalah dengan cara ditebarkan langsung ke tanah sebagai bahan pembenah tanah, dicampur dengan pupuk untuk meningkatkan efisiensinya, atau dapat juga dicampurkan langsung pada media tumbuh tanaman. 2. Bidang Peternakan Dalam bidang ini, zeolit telah digunakan secara komersial , terutama di negara-negara Eropa dan Jepang. Di Indonesia zeolit telah digunakan sebagai tambahan dalam makanan ternak domba dan sapi hingga sekarang ini masih dalam tahap penelitian. Penggunaan zeolit dalam bidang peternakan didasarkan kepada dua sifat zeolit yang penting, yaitu kapasitas pengikat ion NH4+yang berasal dari ammonia sangat besar dan afinitas zeolit terhadap ion-ion yang bersifat racun. Sifat zeolit sebagai penukar ion masih berperan dalam kegunaannya di bidang ini. Selain itu mineral zeolit yang banyak mengandung Ca, K, Mg dan Na juga baik bagi tubuh hewan dengan kadar tertentu. Tambahan zeolit pada pakan ternak hewan – hewan ruminensia juga diketahui dapat mereduksi penyakit lembuhg yang dideritanya. 3. Bidang Perikanan Zeolit disini berfungsi sebagai pengontrol kandungan ion 𝑁𝐻4 + di dalam air. Kandungan amonia yang tinggi dalam kolam bisa jadi berasal dari kotoran

7

TUGAS MATA KULIAH EKSPLORASI BAHAN GALIAN INDUSTRI 2018

ikan, bakas pakan ikan yang membusuk, atau karena sirkulasi air kolam yang kurang baik. Tingginya kadar amonia dalam kolam akan sangat tidak baik bagi ikan ataupun hewan tambak lainnya. Oleh karena kemampuannya sebagai penukar kation, zeolit dapat dimanfaatkan untuk mengikat kation 𝑁𝐻4 + ,cara yang digunakan biasanya hanya dengan menebarkan serbuk zeolit ke dalam kolam. Reaksi antara zeolit dengan ion amonium sebagai berikut:

Sehingga ion amonium yang telah terikat dengan zeolit akan terperangkap di dalam rongga yang dimiliki zeolit, dan air kolam kondisinya akan semakin baik karena kadar amoniumnya berkurang. 4. Bidang Pengelolaan Air Pada bidang pengolahan air, zeolit bisa dimanfaatkan untuk penghilangan kesadahan air. Dalam hal ini zeolit dimanfaatkan sebagai media filter dan media adsorpsi. Air sadah adalah air yang banyak mengandung mineral kalsium atau magnesium di dalamnya. Air sadah sukar digunakan untuk mencuci karena senyawa kalsium dan magnesium bereaksi dengan sabun membentuk endapan dan mencegah terjadinya busa dalam air. Oleh karena senyawa-senyawa kalsium dan magnesium relatif sukar larut dalam air, maka senyawa-senyawa itu cenderung untuk memisah dari larutan dalam bentuk endapan atau presipitat yang akhirnya menjadi kerak. Untuk memperoleh air bersih yang layak dikonsumsi diperlukan suatu cara untuk mengatasi kasadahan air tersebut. Salah satu cara yang bisa adigunakan adalah filtrasi, dan dengan sifat yang dimiliki zeolit dapat berperan baik sebagai penyaring air sadah untuk memperoleh air bersih. Tidak semua zeolit bisa digunakan, dipilih zeolit yang kationnya bukan merupakan penyebab kesadahan air, untuk hal ini zeolit jenis klinoptilolit yang kationnya adalah Na dapat digunakan. Zeolit yang diletakkan sebagai filter dan akaa dileati oleh air sadah akan bereaksi kontinu sesuai persamaan reaksi berikut: Dari reaksi di atas terliihat bahwa antara kation Ca dan Na dipertukarkan. 5. Bidang Pengolahan Limbah

8

TUGAS MATA KULIAH EKSPLORASI BAHAN GALIAN INDUSTRI 2018

Zeolit yang telah diaktifkan baik secara fisika dengan pemanasan maupun secara kimia dengan penambahan asam atau basa mampu meredam / menurunkan kandungan logam Fe, Mn, Zn, dan Pb yang terdapat dalam air tanah. Selain itu juga mampu menurunkan kandungan amoniak dalam air buangan. Zeolit yang telah diaktifkan atau didehidrasi sehingga kehilangan molekul airnya menyebabkan rongga yang ada akan lebih efektif untuk menjerap logam – logam berat yang ada pada limbah.

D. Persebaran Zeolit di Indonesia Di Indonesia tercatat endapan zeolit di 20 lokasi dengan jumlah sumberdaya 447.490.160 ton (Tabel 1. dan Gambar 1.),seperti di Provinsi Jawa Barat mempunyai sumberdaya 185.595.160 ton, Provinsi Lampung

sumberdayanya

43.800.000 ton, Provinsi Nusa Tenggara Timur sumberdayanya 6.115.000 ton, Provinsi Sulawesi Barat sumberdayanya 26.400.000 ton, Provinsi Sulawesi Selatan sumberdayanya 169.880.000 ton dan Provinsi Sumatera Utara sumberdayanya 16.200.000 ton.

9

TUGAS MATA KULIAH EKSPLORASI BAHAN GALIAN INDUSTRI 2018 Tabel 1. Lokasi Sumberdaya Zeolit di Indonesia (Pusat Sumber Daya Geologi, 2008)

10

Gambar 2. Peta Lokasi Sumberdaya Zeolit Indonesia (Pusat Sumberdaya Geologi, 2008)

TUGAS MATA KULIAH EKSPLORASI BAHAN GALIAN INDUSTRI 2018

s

11

TUGAS MATA KULIAH EKSPLORASI BAHAN GALIAN INDUSTRI 2018

DAFTAR PUSTAKA Kusdarto. 2008. Potensi Zeolit di Indonesia. Jurnal Zeolit Indonesia, vol. 7 no. 2. hal. 79 – 87. Sukandarrumidi, 2004. Bahan Galian Industri. Yogyakarta : UGM Press.

12