PEMANFAATAN LIMBAH PENAMBANGAN DAN PENGOLAHAN BIJIH EMAS ... 20110302... · 128 Pemanfaatan Limbah…

  • Published on
    02-Mar-2019

  • View
    212

  • Download
    0

Transcript

127

Buletin Geologi Tata Lingkungan (Bulletin of Environmental Geology)

Vol. 21 No. 3 Desember 2011: 127 138

PEMANFAATAN LIMBAH PENAMBANGAN DAN PENGOLAHAN BIJIH EMAS UNTUK PENGISI LUBANG BEKAS TAMBANG

Widodo

Pusat Penelitian Geoteknologi-LIPIKomplek LIPI, Jln. Sangkuriang Bandung 40135

Sari

Telah dilakukan percobaan pemanfaatan batuan hasil penambangan yang tidak diolah (waste) dan ampas (tailing) hasil pengolahan bijih emas metode amalgamasi sebagai campuran material pengisi lubang bekas penambangan bijih emas skala kecil di Sukabumi Selatan. Percobaan ini dilakukan untuk mengkaji kemungkinan pemanfaatan waste dan tailing sebagai material pengisi lubang bekas tambang berdasarkan kelulusan air dan kuat tekan uniaksial. Sebagai bahan tambahan digunakan abu terbang Suralaya yang berfungsi sebagai bahan pengikat campuran material dan untuk meningkatkan kuat tekan. Dalam percobaan komponen utama waste dan tailing dengan perbandingan volume 1.000 ml : 1.000 ml dibuat tetap, sedangkan abu terbang yang ditambahkan masing-masing 0 ml (tanpa tambahan abu terbang), 200 ml, 400 ml, 600 ml, 800 ml dan 1.000 ml sebagai variabel. Hasil percobaan menunjukkan bahwa semakin tinggi jumlah abu terbang yang ditambahkan waktu kelulusan air cenderung semakin menurun, dan kuat tekan uniaksial cenderung meningkat. Penambahan abu terbang sebesar 800 ml, memberikan hasil yang baik dengan waktu kelulusan air 5,30 jam dan nilai kuat tekan 0,35 kg/cm2.

Kata kunci: penambangan, pengolahan, waste, tailing, abu terbang, kelulusan air, kuat tekan

Abstract

An experiment has been carried out on utilization of untreated mined rock (waste) and tailings in processing gold ore usual amalgamation method as mines hole filler material mixture on a small scale mining in South Sukabumi. The experiment was conducted to assess the likely utilization of waste and tailing as the filler material for mined hole by passing water and uniaxial compressive strength. The additive used is fly ash Suralaya that serves as binder mixture of materials and increase the compressive strength.In the experiment the main components of waste and tailings with a ratio of volume of 1,000 ml : 1,000 ml was made permanent, while the fly ash were added respectively 0 ml (without additional fly ash), 200 ml, 400 ml, 600 ml, 800 ml and 1,000 ml as a variable. The experimental results showed that the higher amount of fly ash that is added, have decrease trend when water passing, and uniaxial compressive strength, have increase trend. The addition of fly ash of 800 ml gives good results with a time of 5.30 hours and the water passing the compressive strength value of 0.35 kg/cm2.

Key words: mining, processing, waste, tailings, fly ash, passing water, compressive strength

PENDAHULUAN

Berdasarkan Surat Keputusan (SK) Menteri Pertambangan dan Energi Nomor: 0178/221/MPE/1984 dan No. 1052/221/MPE 1984 serta SK Direktur Jenderal Pertambangan Umum No. 141/20/040.000/1986 Puslitbang Geoteknologi-LIPI (waktu itu Lembaga Geologi Pertambangan Nasional - LIPI) memperoleh Surat Keputusan Penugasan Pertambangan Emas di daerah Cigaru seluas 363,25 Ha. Selama masa Penugasan Pertambangan tersebut berlaku, Puslitbang Geoteknologi - LIPI telah membina serta memberikan bimbingan teknis kepada Koperasi Unit Desa (KUD) setempat. Tahun 1989 Puslitbang Geoteknologi melepaskan sebagian hak Penugasan Pertambangan dan merekomendasi pengalihan sebagian hak Kuasa Pertambangan seluas 98 Ha kepada KUD Mandiri Panca Usaha,

tetapi tetap menjalin hubungan sebagai implementasi pelaksanaan tugas dan fungsi LIPI sebagai aparatur pemerintahan yang keberadaannya ada di daerah Cigaru sejak tahun 1972 (Suparka, 1996).

Penambangan untuk mendapatkan bijih emas primer dilakukan dengan cara tambang bawah tanah, sebagian besar dengan membuat sumuran (shaft) atau terowongan (adit) sebagai jalan masuk ke dalam tambang. Penambangan dilakukan dengan menggunakan peralatan sederhana (seperti pahat, palu, cangkul, sekop, dan belincong) dan dilakukan secara selektif untuk memilih bijih yang mengandung emas , baik yang berkadar rendah maupun yang berkadar tinggi. Hasil penambangan bijih emas yang berkadar tinggi tersebut diolah dengan metode amalgamasi, menggunakan alat yang disebut sebagai gelundung (amalgamator).

128

Pemanfaatan Limbah Penambangan Dan Pengolahan Bijih EmasUntuk Pengisi Lubang Bekas Tambang

(Widodo)

Bekas lubang-lubang tambang berupa sumuran umumnya tidak segera ditimbun kembali dan berpotensi menimbulkan kecelakaan, gas beracun, dan longsoran/amblesan. Di sisi lain jumlah material tidak mengandung emas (waste) hasil penambangan yang ada di sekitar lubang bekas tambang dan tailing sebagai limbah hasil pengolahan cenderung meningkat. Tumpukan waste dan tailing tersebut dapat menjadi sumber pencemaran lingkungan dari unsur-unsur merkuri dan logam-logam berat.

Potensi terjadinya kecelakaan dapat membahayakan keselamatan jiwa manusia karena lubang sumuran bekas tambang tidak diurug/diberi pengaman. Gas beracun dapat terjadi karena adanya air yang menggenang dalam lubang bekas tambang yang menyebabkan pembusukan kayu penyangga dan oksidasi sulfur dari bijih sulfida. Longsoran/amblesan lubang tambang dapat terjadi karena wilayah ini dekat dengan sumber gempa. Menurut Ruhimat (2011) di wilayah Sukabumi Selatan sering terjadi gempa. Pusat gempa berada di lempeng tektonik Samudra Hindia yang masih aktif. Lempeng tektonik Samudra Hindia merupakan salah satu bagian dari dua lempeng yaitu lempeng, Eurasia dan Samudra Atlantik yang saling mendorong dan menahan, sehingga menyebabkan gempa. Di daratan Sukabumi juga terdapat patahan aktif, yaitu patahan Cimandiri yang berpotensi menyebabkan gempa.

Tujuan penelitian ini adalah mencari solusi pemanfaatan limbah padat (waste dan tailing) hasil penambangan dan pengolahan bijih emas dengan metode amalgamasi untuk pengisi lubang bekas tambang. Pemanfaatan limbah padat sebagai material pengisi lubang bekas tambang diharapkan dapat mengurangi jumlah material buangan, pencemaran, longsoran, dan amblesan. Campuran limbah padat sebagai material utama pengisi lubang bekas tambang kurang stabil, sehingga ditambahkan abu terbang (fly ash) sebagai bahan tambahan. Abu terbang apabila bercampur dengan air, akan memiliki sifat penyemenan (Yu, and Counter, 1983). Penggunaan abu terbang ini juga untuk mengantisipasi pemanfaatan limbah abu terbang dari PLTU Pelabuhan Ratu

Sukabumi yang diperkirakan mulai beroperasi tahun 2012, tetapi dalam penelitian ini menggunakan abu terbang asal PLTU Suralaya.

Batasan masalah dalam penelitian adalah pemanfaatan limbah padat (waste dan tailing) hasil penambangan dan pengolahan bijih emas dengan metode amalgamasi serta penambahan abu terbang untuk pengisi lubang bekas tambang. Unsur-unsur pencemar merkuri (Hg) dan logam-logam berat seperti Fe, Mn, Cu, Cd, Zn, Pb, Cr, dan As; serta adanya pencemaran tanah (lahan), dan air (air permukaan maupun air bawah permukaan tanah) tidak dibahas.

Metodologi penelitian terdiri atas penelitian di lapangan dan laboratorium. Penelitian lapangan terdiri atas pengambilan percontoh waste dan tailing, sedangkan penelitian laboratorium terdiri atas percobaan pembuatan campuran material pengisi lubang bekas tambang, analisis kimia, dan analisis fisika.

Manfaat penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai bahan acuan dalam perencanaan reklamasi pasca tambang emas skala kecil pada khususnya, dan penerapannya dalam industri pertambangan pada umumnya.

KEADAAN UMUM DAERAH PENELITIAN

Lokasi wilayah penambangan bijih emas primer dengan Kuasa Pertambangan (KP) Eksploitasi DU Nomor 839/Jabar seluas 98 Ha atas nama KUD Mandiri Panca Usaha terletak di daerah Cigaru, Desa Kertajaya, Kecamatan Simpenan, Kabupaten Sukabumi, Provinsi Jawa Barat (Gambar 1).

Daerah Cigaru termasuk ke dalam Formasi Jampang (TMJV) (Sukamto, R., 1990). Formasi Jampang (Gambar 2) terdiri atas batuan hasil kegunungapian bawah laut berbutir halus hingga sangat kasar yang berumur Miosen Bawah. Formasi Jampang mengalami proses perlipatan yang disebabkan oleh gaya kompresi.Adanya gaya kompresi menimbulkan sesar mendatar dengan arah sekitar N30oE dan N320o-355oE.

129

Buletin Geologi Tata Lingkungan (Bulletin of Environmental Geology)

Vol. 21 No. 3 Desember 2011: 127 138

Gambar 1. Lokasi Daerah Penelitian (Widodo, 2000)

Gambar 2. Peta Geologi Daerah Cigaru dan Sekitarnya(penyederhanaan dari Sukamto, 1975)

UT

SB

PETAWILAYAH SUKABUMI

JAWA BARAT

130

Pemanfaatan Limbah Penambangan Dan Pengolahan Bijih EmasUntuk Pengisi Lubang Bekas Tambang

(Widodo)

Berdasarkan percontoh urat kuarsa yang mengandung logam yang diambil dari Cigaru yang diteliti dengan mikroskopik bijih, ditemukan emas berukuran halus - sedang yang terletak di dalam atau mengisi (cavity fillings) retakan atau batas kristal-kristal pirit dan massa dasar kuarsa (Indarto, drr., 1987). Endapan bijih emas primer daerah penelitian terdiri atas zona urat hasil pengisian retakan oleh larutan hidrotermal (fracture filling vein) dan zona urat hasil pengisian rekahan (fissure filling vein); urat umumnya berupa veinlet-veinlet. Pada pertemuan antar urat, bentuk bijihnya sering menggelembung (urat inti) dan kemudian menjadi tipis kembali ke arah lateral/vertikal menjauhi urat utama. Kedalaman urat bijih bervariasi, bergantung pada kedudukannya terhadap topografi. Pada puncak bukit umumnya urat bijih berada pada kedalaman lebih dari 15 m, tetapi pada lembah sering dijumpai tidak lebih dari 10 m (Soemarto dan Widodo, 1993).

Arah jurus urat kuarsa umumnya N320oE-N355oE, dengan kemiringan (dip) ke arah utara sebesar 60o-85o. Bijih emas primer yang ada termasuk bijih sulfida dengan mineral-mineral penyusun di antaranya: pirit (FeS2), kalkopirit (Cu,Fe) S2, spalerit (Zn,Fe)S, argentit (Ag2S), galena (PbS), kovelit (CuS), arsenopirit (FeAs)S. Pirit (FeS2) dengan jumlah + 15 %, tersebar pada batuan urat kuarsa (SiO2) sebagai pembawa logam emas - Au (Soemarto, drr., 1994).

Letak, posisi, dan karakteristik urat pembawa bijih emas belum diketahui secara pasti, sehingga awal kegiatan penambangan, penambang setempat menyebut dengan istilah survei yang bersifat gambling. Apabila dalam survei mendapatkan bijih emas (berhasil), penambangan dilanjutkan; akan tetapi apabila tidak ditemukan bijih emas (tidak berhasil), lubang tambang tersebut ditinggalkan ( Gambar 3 ).

Gambar 3. Skematik Kegiatan Penambangan dan Pengolahan Bijih Emas

131

Buletin Geologi Tata Lingkungan (Bulletin of Environmental Geology)

Vol. 21 No. 3 Desember 2011: 127 138

Kegiatan penambangan diawali dengan menggali lubang tambang secara vertikal untuk sumuran (shaft), dan lubang mendatar untuk terowongan (adit), lihat Gambar 4 dan Gambar 5. Apabila penggalian telah menemukan urat yang mengandung emas (Au), penggalian diteruskan dengan mengikuti arah

urat yang mengandung emas tersebut. Kegiatan penggalian ini menghasilkan bijih emas (ore) dan batuan yang tidak mengandung emas (waste). Bijih emas yang didapat kemudian diolah dengan pengolahan metode amalgamasi, sedangkan waste dibuang di sekitar lubang tambang.

Gambar 4. Sumuran (Foto diambil di Cigaru Kertajaya Tahun 2010).

Gambar 5. Terowongan (Foto diambil di Cigaru Kertajaya Tahun 2009).

132

Pemanfaatan Limbah Penambangan Dan Pengolahan Bijih EmasUntuk Pengisi Lubang Bekas Tambang

(Widodo)

Bijih emas yang diolah dengan metode amalgamasi akan menghasilkan emas dalam bentuk amalgam danampas (tailing). Tailing ini berbentuk seperti pasir ukuran halus yang didominasi oleh kuarsa (Gambar 6).

Gambar 6. Tailing hasil pengolahan bijih emas (Foto diambil di KertajayaTahun 2010).

METODOLOGI

Bahan

Bahan percobaan yang digunakan adalah percontoh waste dan tailing yang diambil dari pertambangan emas skala kecil di daerah Cigaru, Desa Kertajaya, Kecamatan Simpenan, Kabupaten Sukabumi, sedangkan abu terbang sebagai bahan tambahan diambil dari PLTU Suralaya. Tailing yang digunakan dalam percobaan masih mengandung air (pulp), sedangkan waste dan abu terbang dalam keadaan kering. Untuk mengetahui kandungan air dalam tailing, diambil 200 ml tailing, kemudian ditimbang, dipanaskan pada temperatur 100o C selama 6 jam, kemudian ditimbang lagi untuk mengetahui persentasi volume padatan dan air.

Untuk mengetahui distribusi ukuran butir waste, tailing dan abu terbang masing-masing sebanyak 200 gr diayak menggunakan sieve shaker standar USA (ASTM: American Society for Testing Materials). Analisis ini bertujuan untuk mengetahui variasi jumlah (berat) dan ukuran butir percontoh. Analisis kimia contoh waste dan tailing dilakukan untuk mengetahui

komposisi kimianya, seperti SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO2, MgO, CaO, Na2O, K2O, dan Lost of Ignition (LOI). Sementara analisis fisika meliputi analisis besar butir, kelulusan air dan kuat tekan material campuran pengisi lubang bekas tambang hasil percobaan.

Percobaan

Percobaan menggunakan campuran utama waste dan tailing dengan perbandingan volume 1.000 ml : 1.000 ml (1:1) yang dibuat tetap, sedangkan material abu terbang yang ditambahkan masing-masing 0 ml (tanpa tambahan abu terbang), 200 ml, 400 ml, 600 ml, 800 ml dan 1.000 ml sebagai variabel. Waste yang digunakan dalam percobaan sebagian besar berukuran + 4 mesh, tailing dan abu terbang berukuran -120 + 200 mesh.

Untuk mengetahui porositas campuran material limbah padat sebagai pengisi lubang bekas tambang yang dikaitkan dengan kecepatan aliran air, dilakukan uji kelulusan air (percolation test). Di samping itu juga dilakukan pengujian kuat tekan untuk mengetahui daya dukung material pengisi bekas lubang tambang hasil percobaan.

133

Buletin Geologi Tata Lingkungan (Bulletin of Environmental Geology)

Vol. 21 No. 3 Desember 2011: 127 138

Pengujian

Uji Kelulusan Air

Besarnya kelulusan air menggunakan pendekatan pada kecepatan aliran air (V) dan debit air (jumlah air) yang lolos (Q), yang dinyatakan dengan formula (Blight, 1979) sebagai berikut:

V = I D2 / 32

V = kecepatan aliran = bobot isi pulp I = aliran gradienD = diameter = viskositas pulp

Q = V A pd

Q = debit airV = kecepatan aliranA = luas permukaanpd = spesifik gravity padatan

Berdasarkan rumus di atas semakin besar luas permukaan dari ukuran penampang lubang tambang (diameter), maka debit airnya akan semakin besar, dan sebaliknya.

Uji kelulusan air dilakukan untuk mengetahui laju pengeluaran air dari campuran material pengisi lubang bekas tambang dan kemampuan campuran material pengisi untuk mengeluarkan air yang terkandung di dalamnya, sehingga laju pengeringan campuran material pengisi dapat diperkirakan (Sudarsono, drr., 1997).

Uji kelulusan a...

Recommended

View more >