BENTONITE - BAHAN GALIAN INDUSTRI - BONITA

DISUSUN OLEH :

TEKNIK PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK KEBUMIAN DAN ENERGI

UNIVERSITAS TRISAKTI

BENTONITE_________________________

BAHAN GALIAN INDUSTRI

BONITA INTAN SUSIMAH 073.0013.00019

BENTONITEPENGERTIAN

PEMBENTUKAN

•HASIL PELAPUKAN

•LARUTAN HYDROTHERMAL

•ENDAPAN TRANSFORMASI

•ENDAPAN SEDIMEN

EKSPLORASI

•PEMETAAN

•UJI SUMUR

PENAMBANGAN

PENGOLAHAN

•PENGEMBANGAN BENTONITE

•AKTIVASI BENTONITE

KEGUNAAN

BAHAN GALIAN INDUSTRI – BENTONITE – BONITA INTAN SUSIMAH - 073001300019

Bentonit adalah lempung yang sebagian besar terdiri dari montmorillonit dengan mineral-mineral seperti kwarsa,kalsit, dolomit, feldspars, dan mineral lainnya. Montmorillonit merupakan bagian dari kelompok smectit dengan komposisikimia secara umum (Mg,Ca)O.Al2O3.5SiO2.nH2O.

Bentonit mampu menyerap air dan mengembang. Bentonit merupakan lempung plastis yang mempunyaikandungan mineral monmorilonit lebih dari 85% dengan rumus kimianya Al2O3.4SiO2 x H2O. Bentonite terbentuk dari abuvulkanik.

Bentonit berbeda dari clay lainnya karena hampir seluruhnya (75%) merupakan mineral monmorillonit. Mineralmonmorillonit terdiri dari partikel yang sangat kecil sehingga hanya dapat diketahui melalui studi mengunakan XRD (X-RayDifraction). Berdasarkan kandungan alumino silikat hidrat yang terdapat dalam bentonit, maka bentonit tersebut dapatdibagi menjadi dua golongan :

a. Activated clay, merupakan lempung yang mempunyai daya pemucatan yang rendah.

b. Fuller’s earth, merupakan lempung yang secara alami mempunyai sifat daya serap terhadap zat warna pada minyak,lemak, dan pelumas.

BENTONITE

BAHAN GALIAN INDUSTRI - BENTONITE – BONITA INTAN SUSIMAH - 073001300019BAHAN GALIAN INDUSTRI – BENTONITE – BONITA INTAN SUSIMAH - 073001300019

Bentonit di Indonesia cukup besar dan tersebar di beberapa lokasi, yaitu di Pulau Jawa dan Sumatera

dengan jumlah cadangan lebih dari 380 juta ton.

Berdasarkan sifat kimianya, bentonit dibedakan menjadi dua, yaitu sodium (Na) dan Calsium (Ca)

bentonit. Pemakai utama Na-bentonit adalah untuk lumpur bor dalam kegiatan pemboran. Sementa- ra

Ca-bentonit dipakai sebagai penyerap (penjernih) di industri minyak goreng.

Salah satu indikator kenaikan produksi Ca-bentonit dapat dtunjukkan oleh produksi minyak goreng.

Hampir di atas 70 % dari total konsumsi digunakan dalam industri ini. Untuk Na-bentonit jumlah

pemakaian banyak tergantung kepada eksplorasi minyak bumi dan gas.

PENDAHULUAN


Dalam keadaan kering bentonit mempunyai sifat fisik berupa partikelbutiran yang halus berbentuk rekahan-rekahan atau serpihan yang khasseperti tekstur pecah kaca (concoidal fracture), kilap lilin, lunak, plastis,berwarna kuning muda hingga abu-abu, bila lapuk berwarna coklatkekuningan, kuning merah atau coklat, bila diraba terasa licin, dan biladimasukan ke dalam air akan menghisap air.

SIFAT FISIK DAN KIMIA BENTONIT


Bentuk fisik dari bentonit diperlihatkan pada gambar berikut :

Sifat fisik lainnya berupa massa jenis 2,2-2,8 g/L; indeks bias 1,547-1,557; dan titik lebur 1330-1430oC. Bentonit termasuk mineral yang memiliki gugus aluminosilikat.


Unsur-unsur kimia yang terkandung dalam bentonit diperlihatkan pada tabel berikut :

KOMPOSISI BENTONIT


1. Tipe Wyoming (Na-Bentonite / Swelling Bentonite):

Na bentonit memiliki daya mengembang hingga delapan kali apabila dicelupkan kedalam air. Dalam keadaan kering berwarna putih atau cream, pada keadaan basahdan terkena sinar matahari akan berwarna mengkilap.

Perbandingan soda dan kapur tinggi, mempunyai pH: 8,5-9,8. Penggunaan yangutama adalah untuk lumpur (bor) pembilas dalam kegiatan pemboran, pembuatanpellet biji besi, penyumbat kebocoran bendungan/kolam.

2. Mg, Ca-Bentonite (non-swelling bentonite):

Tipe bentonit ini kurang mengembang apabila dicelupkan ke dalam air

Perbandingan kandungan Na dan Ca rendah, memiliki pH: 4-7. Posisi pertukaranion lebih banyak diduduki oleh ion-ion kalsium dan magnesium. Dalam keadaankering berwarna abu-abu, biru, kuning, merah dan coklat. Penggunaan bentonitdalam proses pemurnian minyak goreng perlu aktivasi terlebih dahulu.

TIPE


Endapan bentonit Indonesia tersebar di P. Jawa, P. Sumatera, sebagian P. Kalimantan dan P.Sulawesi, dengancadangan diperkirakan lebih dari 380 juta ton, serta pada umumnya terdiri dari jenis kalsium (Ca-bentonit).

Beberapa lokasi yang sudah dan sedang dieksploitasi, yaitu di Tasik-malaya, Leuwiliang, Nanggulan, dan lain-lain. Indikasi endapan Na-bentonit terdapat di Pangkalan Brandan; Soro-langun-Bangko; Boyolali

POTENSI DAN CADANGAN


1. Hasil Pelapukan:

Faktor pembentukan endapan ben-tonit hasil pelapukan adalah kondisi komposisi mineral batuan, komposisi kimia dari air,dan daya lalu air pada batuan asal. Yang terakhir ini dapat dikemukakan sebagai : iklim, berbagai relief dan tumbuh-tumbuhan yangberada di atas batuan.

Pembentukan bentonit hasil pelapukan adalah akibat reaksi antara ion-ion hidrogen (H+) dalam air tanah dengan senyawasilikat. Ion H+ tersebut berasal dari asam karbon akibat pembusukan zat-zat organik di dalam tanah.

2. Larutan Hydrotermal:

Larutan Hydrotermal bersifat asam, karena ada batuan gamping maka komposisinya berubah menjadi alkali yang bersifatbasa. Pada prosesnya alkali akan membentuk monmorillonit karena adanya kandungan Magnesium.

3.Endapan Transformasi:

Endapan bentonit hasil transformasi/ devitrifikasi debu gunung api terjadi dengan sempurna apabila debu diendapkan didalam cekungan seperti danau atau laut. Mineral gelas gunung api lambat laun akan mengalami devitrifikasi.

4. Endapan Sedimen:

Ca-bentonit terjadi dari alterasi mineral dalam batuan beku dan metamorfik yang biasanya terdapat dekat dengan permukaan.

Hal ini disebabkan ion Na + dalam lempung bentonit bersifat tidak mantap dan mudah diganti oleh ion Ca+ , dan juga ion H+ padatingkat pelapukan selanjutnya.

GENESA


Proses Terjadinya Bentonit di Alam Secara umum, asal mula terjadinya endapan bentonit ada 4, yaitu ;

1. Terjadi karena Proses Pelapukan Batuan

Faktor utama yang menyebabkan pelapukan batuan adalah komposisi kimiawi mineral batuan induk, dan kelarutannya dalam air. Mineral-mineral utama dalam pembentukanbentonit adalah plagioklas, kalium-feldspar, biotit, muskovit, serta sedikit kandungan senyawa alumina dan ferromagnesia. Secara umum, faktor yang mempengaruhi pelapukan batuanini adalah iklim, jenis batuan, relief, dan tumbuh-tumbuhan yang berada di atas bantuan tersebut.

Pembentukan bentonit sebagai hasil pelapukan batuan dapat juga disebabkan oleh adanya reaksi antara ion-ion hidrogen yang terdapat di dalam air, dan di dalam tanah denganpersenyawaan silikat yang terdapat di dalam air dan batuan.

2. Terjadi karena Proses Hidrotermal di Alam

Proses batuan mempengaruhi alternasi yang sangat lemah, sehingga mineral-mineral yang kaya akan magnesium, seperti biotit cenderung membentuk mineral klorit. Kehadiranunsur-unsur logam alkali dan alkali tanah (kecuali kalium), mineral mika, ferromagnesia, feldspar, dan plagioklas pada umumnya akan membentuk monmorilonit, terutama disebabkankarena adanya unsur magnesium.

Larutan hidrotermal merupakan larutan yang bersifat asam dengan kandungan klorida, sulfur, karbon dioksida, dan silika. Larutan alkali ini selanjutnya akan terbawa keluar danbersifat basa, dan akan tetap bertahan selama unsur alkali tanah tetap terbentuk sebagai akibat penguraian batuan asal dan adanya unsur alakali tanah akan membentuk bentonit.

3. Terjadi karena Proses Transformasi

Proses transformasi (pengabuan) abu vulkanis yang mempunyai komposisi gelas akan menjadi mineral lempung yang lebih sempurna, terutama pada daerah danau, lautan, dancekungan sedimentasi. Transformasi dari gunung berapi yang sempurna akan terjadi apabila debu gunung berapi diendapkan dalam cekungan seperti danau dan air. Bentonit yangterjadi akibat proses transformasi pada umumnya bercampur dengan sedimen laut lainnya yang berasal dari daratan, seperti batu pasir dan danau.

4. Terjadi karena Proses Pengendapan Batuan

Proses pengendapan bentonit secara kimiawi dapat terjadi sebagai endapan sedimen dalam suasana basa (alkali), dan terbentuk pada cekungan sedimen yang bersifat basa,dimana unsur pembentuknya antara lain: kabonat, silika, fosfat, dan unsur lainnya yang bersenyawa dengan unsur alumunium dan magnesium


Secara umum, Ca-bentonit terjadi dari alterasi mineral dalam batuan beku dan metamorfik yang

biasanya ter-dapat dekat dengan permukaan. Hal ini disebabkan ion Na+ dalam lempung bentonit

bersifat tidak mantap dan mudah diganti oleh ion Ca+, dan juga ion H+ pada tingkat pelapukan

selanjutnya. Sebaliknya, Keberadaan Na-bentonit di daerah tropis hanya dijumpai pada tempat

dalam yang mengalami proses pelapukannya tidak berkepanjangan.


Evaluasi Data Diperoleh

Pemboran

Pemetaan

SKEMA TAHAPAN EKSPLORASI


A. PEMETAAN

Pemetaan dilakukan untuk membuat peta topografi dan situasi daerah dalammenunjang kegiatan eksplorasi, evaluasi endapan, dan perencanaanpenambangan.

Pengukuran dilakukan dengan alat ukur theodolith pada area yang diinginkandengan titik ikat ukur yaitu titik triangulasi. Dilakukan juga penen-tuan danpengukuran lokasi titik bor atau sumur uji dengan interval 25-100 meter.

Dari hasil pengukuran, lalu dibuat peta topografi dan situasi dengan skaladiinginkan yang menggambarkan letak titik sumur uji atau titik bor, tempatpenggalian endapan, penyebaran endapan, jalan, dan lain-lain.

B. PEMBUATAN SUMUR UJI, ATAU PEMBORAN

Pembuatan sumur uji atau pemboran (dengan bor tangan atau bor mesin) adalahuntuk mengetahui sebaran endapan secara lateral dan vertikal, tebal endapan, teballapisan tanah penutup, struktur batuan, dan data lain melalui pengambilan conto,pengukuran stratigrafi endapan, serta hasil analisis contoh tersebut di laboratorium.

Dari hasil pemeriksaan uji contoh di laboratorium dapat diketahui kualitas dankuantitas endapan bentonit, penyebaran serta ketebalan tanah penutupnya. Lalu,data tersebut dievaluasi, sehingga dapat ditentukan nilai keekonomiannya.


Kebanyakan endapan bentonit terdapat dekatdengan permukaan tanah atau ada yang sudahtersingkap akibat proses pelapukan, oleh karenaitu penambangan dilakukan dengan carapenambangan terbuka sistim jenjang.

Peralatan yang digunakan dalam proses penggaliandanpengupasan tanah penutup, antara lain: Powerscraper, dragline scraper, dragline excavator, danpower shovel

Lapisan tanah atas dikupas dan dipindah ke suatutempat penimbunan, yang akan digunakan untukmenimbun daerah endapan bila selesai ditam-bang, sehingga bekas penambangan dapatdimanfaatkan untuk keperluan lain. Peralatan yangdigunakan dalam proses penggalian danpengupasan tanah penutup, antara lain: powerscraper, dragline scraper, dragline excavator, danpower shovel.

EKSPLOITASI


Hasil penggalian endapan bentonitdari tambang berupa bongkah-bongkah, (raw material) diangkutdengan truk ke pabrik untuk diolahmelalui beberapa tahapan proses,yaitu penghancuran, pemanasan,penggilingan dan pengayakan.

PENGOLAHAN


A.PENGEMBANGAN BENTONIT

Bentonit mempunyai sifat menyerap sebab ukuran partikel koloidnya amat kecil dan memiliki kapasitaspermukaan ion yang tinggi.

Pengembangan bentonit disebabkan oleh adanya penggantian isomorphous pada lapisan oktohedral (Mgoleh Al) dalam menghadapi kelebihan muatan di ujung kisi-kisinya. Adanya gaya elektrostatis yang mengikatkristal pada jarak 4,5o dari permukaan cukup kuat untuk mempertahanan ion di per-mukaan unit-unitnya,dan tetap men-jaga unit itu tidak saling merapat.

Bila dicampur air akan mengembang, maka jarak antara unit makin melebar dan lapisannya membentukserpihan, serta memiliki permukaan luas jika dalam zat pengsuspensi.

B. AKTIVASI BENTONIT

Aktivasi bentonit bertujuan untuk me-naikkan daya adsorpsi dan memperoleh sifat bentonit yangdiinginkan pemanasan, pengaruh tekanan dan waktu.

Montmorillonit memiliki struktur ber-tingkat dan kapasitas pertukaran ion yang aktif di bagian dasar. Olehkarena itu, strukturnya dapat diganti seperti struktur bagian dasar, yaitu dengan penambahan asam agarterjadi penggantian ion-ion K+, Na+ dan Ca+2 dengan H+ dalam ruang interlamelar, dan akan melepaskan ion-ion Al+3, Fe+3 dan Mg+2 dari kisi strukturnya sehingga lempung lebih aktif.


Aktivasi Bentonit

Sebelum digunakan dalam berbagai aplikasi, bentonit harus diaktifkan dan diolah terlebih dahulu.Ada dua cara yang dapat dilakukan untuk aktivasi bentonit, yaitu :

1. Secara Pemanasan

Pada proses ini, bentonit dipanaskan pada temperatur 300 – 350 C untuk memperluaspermukaan butiran bentonit.

2. Secara Kontak Asam

Tujuan dari aktivasi kontak asam adalah untuk menukar kation Ca+ yang ada dalam Ca-bentonitmenjadi ion H+ dan melepaskan ion Al, Fe, dan Mg dan pengotor-pengotor lainnya pada kisi-kisistruktur, sehingga secara fisik bentonit tersebut menjadi aktif. Untuk keperluan tersebut asam sulfatdan asam klorida adalah zat kimia yang umum digunakan. Selama proses bleaching tersebut, Al, Fe,dan Mg larut dalam larutan, kemudian terjadi penyerapan asam ke dalam struktur bentonit, sehinggarangkaian struktur mempunyai area yang lebih luas. Menurut Thomas, Hickey, dan Stecker, atom-atom al yang tersisa masih terkoordinasi dalam rangkaian tetrahedral dengan empatt atom oksigentersisa. Perubahan dari gugus oktahedral menjadi tetrahedralmembuat kisi kristal bermuatan negatifpada permukaan kristal, sehingga dapat dinetralisir oleh ion hidrogen.


Di industri, yaitu Sodium (Na) bentonit dan Ca-bentonit.

Na-bentonit dimanfaatkan sebagai bahan perekat,

pengisi (filler), lumpur bor, sesuai sifatnya mampu

membentuk suspensi kental setelah bercampur dengan

air. Sedangkan Ca-bentonit banyak dipakai sebagai bahan

penyerap.

KEGUNAAN


Na-bentonit (sodium bentonit)

1) Sebagai lumpur bor

Fungsi utama Na-bentonit sebagai lumpur bor adalah :

menaikkan daya suspensi air pembilas;

pendingin dan pelumas mata bor;

menahan kotoran bor tidak mengendap walaupun kegiatan pemboran sedang dihentikan;

Sebagai penahan stang/tali bor

Menahan tekanan air, minyak, gas yang keluar dari batuan yang ditembus dan mencegah peresapankembali

2) Pengecoran Logam

Bentonit yang dipakai pada industri pengecoran logam besi atau bukan besi adalah bentonit alam dansintetis yang berfungsi sebagai bahan pengikat dalam alat cetak.


3) Pembutan pelet konsentrat besi dan logam Lain

Pemanfaatan bentonit dalam proses pembuatan pelet konsentrat bijih besi dianggap cukup mahal. Selain itu, apabila

dipakai campuran bentonit sekitar 1 % dapat terjadi kontaminasi, kadar besi turun 0,6 % dan silika naik 0,5 %. Untuk itu,

perlu ditambahkan batu gamping dan kokas. Batu gamping (kapur tohor=CaO) atau kapur padam (Ca(OH)2) berfungsi

menurunkan suhu pembakaran dan mencegah terjadinya retak-retak, sementara kokas berfungsi untuk mengikat

kelebihan silikat dan terbentuknya silikon karbid yang dapat digunakan sebagai bahan penggosok, pemoles atau ampelas.

4) Teknik sipil

Pemakaian bentonit dalam teknik sipil masih terbatas pada pembangunan konstruksi beton, seperti jembatan,

bendungan dan bangunan yang berhubungan langsung dengan air tanah dan air laut. Sifat bentonit yang dimanfaatkan

adalah sifat tiksotropinya.

5) Bahan pencuci atau pemutih

Pemakaian Na-bentonit sebagai bahan pemutih dan pencuci termasuk mahal, tetapi memberikan hasil yang baik

dan banyak dilakukan. Atas pertimbangan biaya, fungsi bentonit banyak digantikan oleh lempung asam aktif

atau fuller’s earthBAHAN GALIAN INDUSTRI – BENTONITE – BONITA INTAN SUSIMAH - 073001300019

6.Bentonit untuk Industri kosmetik

Untuk dapat digunakan dalam industri kosmetik, bentonit harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :

• Mengandung mineral magnesium silikat (Ca-bentonit)

• Mempunyai pH netral

• Kandungan air dalam bentonit adalah < 5 %

• Ukuran buturin adalah 325 mesh

7. Bentonit sebagai Bahan penyerap (adsorben) atau Bahan Pemucat pada Industri Minyak Kelapa sawit. Proses penyerapan zatwarna (pigmen) merupakan proses yang sering digunakan, seperti penyerapan zat warna pada minyak hewani, minyak nabati, minyakbumi, dan lain-lain.

8. Bentonit sebagai Katalis, Penggunaan lempung sebagai katalis telah lama diperkenalkan, yaitu pada proses perengkahan minyakbumi dengan menggunakan mineral monmorillonit yang telah diasamkan. Namun, penggunaan lempung sebagai katalis memilikikelemahan, yaitu tidak tahan terhadap suhu tinggi.

9. Bentonit sebagai Bahan Penukar Ion, Pemanfaatan bentonit sebagai penukar ion didasarkan pada sifat permukaan bentonit yangbermuatan negatif, sehingga ion-ion dapat terikat secara elektrostatik pada permukaan bentonit.

10. Bentonit sebagai lumpur Bor

Penggunaan uatama bentonit adalah pada industri lumpur bor, yaitu sebagai lumpur terpilar dalam pengeboran minyak bumi,gas bumi serta panas bumi.

Aktivasi bentonit untuk lumpur bor adalah merupakan suatu perlakuan untuk mengubah Ca-bentonit menjadi Na-bentonitdengan penambahan bahan alkali. Bahan alkali yang umum digunakan adalah Natrium karbonat dan natrium hidroksida.


6) Penggunaan lainnya

Penggunaan Na-bentonit di bidang pertanian dan peternakan (sebagai katalis), pembuatan cat dan lain-lain dipandang sangat mahal.

Sebagai subtitusi Na-bentonit dipakai lempung asam, fuller’s earth, pirofilit, atau talk yang lebih mudah diperoleh dan dari sisi harga

lebih murah. Walaupun demikian, penggunaan bentonit untuk tujuan tersebut masih dilakukan oleh industri atau pengusaha tertentu.

Untuk dapat digunakan dalam pembuatan tambahan makanan ternak, bentonit harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :

• Kandungan bentonit < 30 %

• Ukuran butiran bentonit adalah 200 mesh

• Memiliki daya serap > 60 %

• Memiliki kandungan mineral monmorilonit sebesar 70 %


Ca-bentonit (kalsium bentonit)

Berbeda dengan Na-bentonit, Ca-bentonit tidak memiliki

sifat mengembang yang baik sebab tidak adanya ion Na+

di dalam kesatuan sel pada kisi kristal montmorilonit.

Pemakaian Ca-bentonit pada dasarnya sama dengan

pemakaian lempung yang tergolong fuller’s earth, antara

lain untuk lumpur pemboran, pencuci dan pembersih

minyak bakar, minyak goreng, industri obat-obatan, kimia,

kertas, keramik dan lainnya. Tetapi pemanfaatan yang

utama adalah untuk pembuatan sodium bentonit sintetis,

dan bahan baku pembuatan lempung aktif.


TERIMA KASIH


Date post:	08-Jan-2017
Category:	Engineering
Upload:	bonita-susimah
View:	625 times
Download:	3 times

BENTONITE - BAHAN GALIAN INDUSTRI - BONITA

Engineering