Pengolahan TembagaPada pengolahan biji tembaga, pada proses mill menghasilkan konsentrat tembaga dan emas dari bijih yang ditambang dengan memisahkan mineral berharga dari pengotor yang menutupinya. Langkah-langkah utamanya adalah penghancuran, penggilingan, pengapungan, dan pengeringan. Penghancuran dan penggilingan mengubah besaran bijih menjadi ukuran pasir halus guna membebaskan butiran yang mengandung tembaga dan emas untuk proses pemisahan dan untuk menyiapkan ukuran yang sesuai ke proses selanjutnya. Pengapungan (Flotasi) adalah proses pemisahan yang digunakan untuk menghasilkan konsentrat tembaga-emas. Bubur konsentrat (slurry) yang terdiri dari bijih yang sudah halus (hasil gilingan) dan air dicampur dengan reagen dimasukkan ke dalam serangkaian tangki pengaduk yang disebut dengan selflotasi, di mana penambahan udara dipompa ke dalamslurrytersebut.

Reagen yang digunakan adalah kapur, pembuih (frother) dan kolektor. Pembuih membentuk gelembung yang stabil, yang mengapung ke permukaan sel flotasi sebagai buih. Reagen kolektor bereaksi dengan permukaan partikel mineral sulfida logam berharga sehingga menjadikan permukaan tersebut bersifat menolak air (hydrophobic). Butir mineral sulfida yang hidrofobik tersebut menempel pada gelembung udara yang terangkat dari zonaslurryke dalam buih yang mengapung di permukaan sel. Buih yang bermuatan mineral berharga tersebut, yang menyerupai buih deterjen metalik, meluap dari bibir atas mesin flotasi kedalam palung (launders) sebagai tempat pengumpulan mineral berharga. Mineral berharga yang terkumpul didalam palung tersebut adalah 'konsentrat'. Konsentrat (dalam bentukslurry, 65% padat menurut berat) dipompa ke Portsite melalui empat jaringan pipaslurrysepanjang 115 km. Sesampainya di Portsite, konsentrat ini dikeringkan sampai kandungannya hanya 9% air dan kemudian dikapalkan untuk di jual.Pasir yang tak bernilai dikumpulkan di dasar sel flotasi yang terakhir sebagai limbah yang disebut 'tailing'. Tailing akhir ini disalurkan menuju suatu sistem pembuangan alami yang mengalir dari Mill menuju Daerah Pengendapan Ajkwa yang diModifikasi (ModADA)konsentrat yang dihasilkan biasanya berkadar Cu 20-30% tergantung dari bijih dan proses flotasinya sedangkan ikutannya untuk Emas sekitar 10-30 gpt dan Perak sekitar 30-70 gpt tergantung kadar logam tersebut dalam bijih. Namun yang bisa dipastikan untuk bijih dengan kadar bijih >0,5 % maka recovery Cu bisa 85-90% sedangkan Emas dan Perak hanya mengikuti saja sekitar 75% dan 65%, semakin tinggi recovery Cu maka semakin tinggi juga recovery Au dan Ag.Bagi perusahaan yang mempunyai proses peleburan langsung maka konsentrat yang didapatkan bisa dilebur langsung, namun bagi perusahaan yang tidak mempunyai fasilitas peleburan biasanya konsentrat dijual dengan harga Internasional dan recovery (diskon) pasar (tergantung negosiasi juga). Ada beberapa proses yang ada di dunia ini untuk teknologi peleburan secara continous, salah satunya adalah Mitsubishi Process yang ada di PT. Smelting Gresik. Teknologi lain adalah Flash Smelter dan Flash Conventer dari Outotek (Outocumpu). Apapun teknologi yang digunakan, namun yang pasti adalah proses yang diambil adalah proses oksidasi:2CuS + 3O2 = 2CuO + 2SO2CuO + Flux = Cu + SlagSO2 + H2O + O2 = H2SO4Tentu saja bukan hanya itu reaksi yang terjadi, banyak mineral lain yang bereaksi namun intinya tetap sama. Jika dilihat dari reaksi yang kemungkinan tejadi, maka sesungguhnya tidak ada yang terbuang dari proses peleburan konsentrat tembaga ini. Gas yang dihasilkan bisa ditangkap untuk dijadikan asam sulfat (H2SO4) untuk dijual ke Pabrik Pupuk, Slag yang dihasilkan bisa dijadikan campuran semen dan dijual ke Pabrik Semen, Energi yang dihasilkan dari reaksi exotherm ini digunakan untuk PLTU guna memenuhi kebutuhan proses lebih lanjut. Sungguh tepat PT. Smelting didirikan di Gresik, dekat dengan PT. Petrokimia dan PT. Semen Gresik. Selain semua itu, masih juga dihasilkan Anode Slime yang mempunyai kandungan Au, Ag dan logam jarang dengan kadar yang cukup tinggi. Jadi perbedaan teknologi yang ada adalah mengenai efisiensi yang dihasilkan saja. Perhatikan bagan peleburan tembaga berikut :Copper Anode yang dihasilkan masih harus dilakukan electrorefining agar Tembaga yang dihasilkan menjadi murni. Proses electrorefining mirip dengan electrolisa hanya saja menjadikan logam campuran sebagai Anoda dan didapatkan logam murni di Katoda, sehingga setelah dilakukan electrorefining dan peleburan lanjut didapatkan Copper Cathode. Sedangkan sisa yang ada di anoda disebut dengan Anode Slime.Sampai saat ini belum ada pengolahan Anode Slime di Indonesia dengan Recovery >99,2% sehingga anode slime yang dihasilkan oleh PT. Smelting pun saat ini masih dimurnikan (dijual) ke luar negeri. Ada beberapa cara yang bisa digunakan untuk mengambil Au, Ag dan logam jarang yaitu jalur hidrometalurgi dan jalur paduan piro-hidrometalurgi. Mudah-mudahan ke depan Indonesia mempunyai dan bisa mengolah dari bijih hingga dihasilkan logam murni baik Cu, Au, Ag, Pd, Se dll.

PEMBUATAN ALUMINIUMAluminium terutama diproduksi untuk pembuatanalloyyang ringan. Di USA saja aluminium diproduksi lebih dari 1 juta ton per tahunnya. Pengolahan logam aluminium dibagi menjadi 2 tahap, yaitu tahap pemurnian dan tahap elektrolisis. Pengolahan ini dinamakanproses Hall,sesuai dengan nama penemunya yaituCharles Martin Hall (1863-1914).Secara rinci proses pengolahan aluminium dijelaskan sebagai berikut:1.Tahap PemurnianAluminium diproduksi dari bauksit yang mengandung pengotor Fe2O3. Pengotor ini harus dihilangkan dengan cara melarutkan bauksit tersebut dalam NaOH(aq). Besi oksida (Fe2O3) yang bersifat basa tidak larut dalam larutan NaOH, perhatikan reaksi berikut:Al2O3(s) + 2OH-(aq) + H2O 2[Al(OH)4]-(aq)AtauAl2O3(s)+ 2NaOH(aq) + 3H2O() 2NaAl(OH)4(aq)Pengotor dipisahkan dengan penyaringan. Selanjutnya, aluminium diendapan dari filtrat dengan mengalirkan gas CO2dan pengenceran.2NaAl(OH)4(aq) + CO2(g) 2Al(OH)3(s)+ Na2CO3(aq) + H2O()Atau2NaAl(OH)4-(aq) + CO2(g) 2Al(OH)3(s)+ CO32-(aq) + H2O()Endapan A1(OH)3disaring, dikeringkan lalu dipanaskan sehingga diperoleh A12O3murni (alumina).2A1(OH)3(s)+ A12O3(s) A12O3(s)+ 3H2O(g)2.Tahap ElektrolisisSelanjutnya pada tahap kedua, reduksi A!2O3dilakukan melalui elektrolisis menurut proses Hall Heroult. Metode elektrolisis itu ditemukan secara terpisah tetapi hampir bersamaan pada tahun 1886 oleh dua orang peneliti muda, yaituCharles M. Halldi Amerika Serikat danPaul Deroun di Perancis.Kita ingat bahwa Al2O3mempunyai titik leleh yang sangat tinggi, yaitu lebih dari 2000oC. Oleh karena itu elektrolisis lelehan Al2O3murni tidak ekonomis. Dalam proses Hall Heroult, Al2O3dilarutkan dalam lelehan kriolit (Na3AlF6) dalam bejana dari baja berlapis grafit yang sekaligus berfungsi sebagai katode. Dengan cara itu elektrolisis dapat dilangsungkan pada suhu 950oC. Sebagai anode digunakan batang grafit. Elektrolisis menghasilkan aluminium di katode, sedangkan di anode terbentuk gas oksigen dan karbon dioksida. Sebenarnya reaksi elektrolisis ini berlangsung rumit dan belum sepenuhnya dipahami, tetapi dengan mengacu pada hasil akhirnya dapat dituliskan sebagai berikut:Al2O3() 2A13+() + 3O2-()Selain Hall, ada jugaProses Bayer, yang dikembangkan oleh Karl Josef Bayer, seorang ahli kimia berkebangsaan Jerman. Proses ini biasanya digunakan untuk memperoleh alumunium murni. Bauksit halus yang kering dimasukan kedalam pencampur, diolah dengan soda api (NaOH) dibawah pengaruh tekanan dan pada suhu dibawah atas titik didih. NaOH bereaksi dengan bauksit menghasilkan aluminat natrium yang larut.Setelah proses selesai, tekanan dikurangi dan ampas yang terdiri dari oksida besi yang tak larut, silikon, titanium dan kotoran lainya ditekan melalui saringan dan dikesampingkan. Cairan yang mengandung alumina dalam bentuk aluminat natrium dipompa ke dalam tangki pengendapan, kemudian dibubuhkan Kristal hiroksida alumunium terpisah dari larutan. Hiroksida alumunium kemudian disaring dan dipanaskan sampai mencapai suhu 980oC. Alumina siap dilebur.Logam alumunium dihasilkan melalui proses elektrolisa dimana alumina berubah menjadi oksigen dan alumunium. Alumina murni dilarutkan ke dalam eriolit cair (natrium alumunium flourida) dalam dapur elektrolit. Arus listrik dialirkan dalam campuran melalui elektrodakarbon. Pada saat tertentu, alumunium disadap dari sel dan logam cair tersebut dipindahkan ke dapur penampung untuk dimurnikan atau untuk keperluan paduan, setelah itu dituang ke dalam ingot untuk diolah lebih lanjut.Cara Memperoleh Pada tahun 1825, Oersted. Memperoleh aluminium murni dengan cara mereduksi aluminium klorida dengan kalium-merkurium.AlCl3(s)+ 3K(Hg)x(l)3 KCl(s)+ Al(Hg)3x(l)Kemudian dengan distilasi, merkurium dapat dihilangkan dan akhirnya diperoleh logam aluminium. Pada tahun 1854, Henri Sainte dan Claire Deville membuat aluminium dari natrium aluminium klorida dengan cara memanaskannya dengan logam natrium.Padatahun 1886, Charles Hall mulai memproduksi aluminium dengan proses skala besar seperti sekarang, yaitu melalui elektrolisis alumina di dalam kriolit lebur. Pada tahun itu pula Paul Herault mendapat paten Perancis untuk proses serupa dengan proses Hall. Pada tahun 1980, produksi dunia dengan proses ini mencapai 107ton. Pada proses ini aluminium diperoleh dengan cara katalis aluminium oksida yang dilarutkan dalam leburan kriolit (Na3AlF6).Bahan baku bauksit, masih merupakan campuran aluminium oksida, besi(III) oksida dan silika. Jadi ada dua tahap dalam produksi aluminium yaitu reaksi pemurnian untuk memperoleh alumina murni dan tahap elektrolisis.a. Reaksi Pemurnian:Al2O3(s)+ 2 OH-(aq)+ 3 H2O(l)2[Al(OH)4]-(aq)SiO2+ 2 OH-(aq)SiO32-(aq)+ H2O(l)2[Al(OH)4]-(aq)+ CO22 Al(OH)3(s)+ CO32-(aq)2 Al(OH)3(s)Al2O3+ 3H2Ob. Elektrolisis dibuat dari baja, yang dilapisi grafit. Grafit ini berfungsi sebagai katoda. Anoda dibuat dari karbon.Katoda: AlF4-+ 3e-Al + 4F-Anoda: 2 AlOF54-+ C CO2+ AlF63-+ AlF4-+ 4 e-Secara sederhana, reaksi pada elektroda dapat dituliskan sebagai berikut,Katoda: 2 Al3++ 6 e-2 AlAnoda: 3O2-1O2+ 6 e-Oksigen yang terbentuk pada suhu operasi dapat mengoksidasi anoda.Reaksi secara keseluruhan dapat ditulis sebagai berikut:2Al2O3(dalamKriolit) + 3 C(s)4 Al(l)+ 3 CO2(g)Bayer SiklusProses Bayer adalah satu siklusdan sering disebut Bayer siklus. Ini melibatkan empat langkah: Digestion (pencernaan), Clarification (klarifikasi), Precipitation (pengendapan), danCalcination (kalsinasi). Digestion (Pencernaan).Pada langkah pertama, bauksit adalah tanah, slurried dengan larutan soda kostik (natriumhidroksida), dan dipompa ke tank tekanan besar disebut digester, dikontrol mengalami panas uap 175 C dan tekanan. natrium hidroksidabereaksi dengan mineral alumina bauksit untuk membentuk solusi jenuh natrium aluminat; pengotor tak larut, disebut lumpur merah (RM) , tetap dalam suspensi dan dipisahkan pada langkah klarifikasi. Proses Bayer menurut persamaankimia :PersamaanReaksi: Al2O3+ 2OH-+ 3H2O[Al(OH)4]-AtauAl2O3(s) + 2NaOH (aq) + 3H2O(l)2NaAl(OH)4(aq)Clarification (klarifikasi).Pengotor tak larut yang disebut lumpur merah /Red Mud (RM) , tetap dalam suspensidandipisahkandengan menyaring dari kotoran padat, selanjutnya didinginkan di exchangers panas, untukmeningkatkan derajat jenuh dari alumina terlarut, dan dipompa menujutempat yang lebihtinggiyaitupresipitator silolikeuntukprosesPrecipitation (pengendapan)Precipitation (pengendapan).Selanjutnya aluminium diendapkan dari filtratnya dengan cara mengalirkan gas CO2 dan pengenceran.2NaAl(OH)3 (aq) +CO2 (g)2Al(OH)3 (s) + Na2CO3 (aq)+ H2O (l)Campuran dari kotoran padat disebut lumpur merah, dan menyajikan masalah pembuangan. Selanjutnya, solusi hidroksida didinginkan, dan aluminium hidroksida dilarutkan presipitat sebagai putih solid halus.Calcination (kalsinasi).Kemudian dipanaskan sampai 1050 C (dikalsinasi), aluminium hidroksida terurai menjadi alumina, memancarkan uap air dalam proses:2Al(OH)3(s)Al2O3(s) + 3H2O (g)Dan dihasilkan aluminium oksida murni (Al2O3) yang selanjutnyamenujuprosespeleburan dengan proses Hall-Hroult untuk menghasilkan material aluminium.