MAKALAH MINERALOGI “
EKSTRAKSI Mg DAN Ca DARI MINERAL DOLOMIT DENGAN METODE REDUKSI DAN ELEKTROLISIS
”
Disusun Oleh: Dian Okta Abriyani
135090701111014
Rizqi Fadlilah
135090700111013
Yulia Anggraeni
135090701111001
JURUSAN FISIKA FAKULTAS METEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG 2014
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum wr.wb. Puji syukur kami sampaikan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena telah membimbing hamba-Nya dalam
menyelesaikan
makalah ini. Kami juga
mengucapkan terima kasih
kepada dosen pengampu mata kuliah mineralogi yang telah memberikan ilmunya sehingga kami bisa menyusun makalah ini. Dalam makalah ini kami menyajikan cara mengekstraksi MgO dari mineral dolomite melalui proses hidrasi dan kasrbonasi dengan pembentukan hydromagnesite terlebih dahulu dan cara mengekstraksi Mg dan Ca dengan menggunakan metode reduksi dan elektrolisis. Dengan mengetahui cara pengekstraksian dalam pengolahan mineral ini sehingga dapat dimanfaatkan dan memiliki nilai tinggi. Oleh karena itu perlu dipelajari. Kami menyadari bahwa penyusunan makalah ini masih jauh dari kesempurnaan. Maka dari itu, saran dan kritik yang bersifat membangun sangat kami harapkan demi kesempurnaan penulisan di kemudian hari. Akhirnya, kami berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kami, pembaca sekalian, dan
masyarakat
luas
terutama
dalam hal
menambah
wawasan dan ilmu pengetahuan dalam pengektraksian mineral dolomit. Wassalamualaikum wr.wb.
Malang, 26 November 2014
Penyusun
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Kerak bumi terdiri dari batuan-batuan beku, sedimen, dan metamorfik. Pengertian bijih adalah endapan bahan galian yang dapat diekstrak (diambil) mineral berharganya secara ekonomis, dan bijih dalam suatu endapan ini tergantung pada dua faktor utama, yaitu tingkat terkonsentrasi (kandungan logam berharga pada endapan), letak serta ukuran (dimensi) dari endapan tersebut. Untuk mencapai kadar yang ekonomis, mineral-mineral bijih atau komponen bahan galian yang berharga terkonsentrasi secara al amiah pada kerak bumi sampai tingkat minimum yang tertentu itu tergantung pada dari bijih ataupun mineralnya. Batuan merupakan suatu bentuk alami yang disusun oleh satu atau lebih mineral, dan kadang-kadang oleh material non-kristalin. Kebanyakan batuan merupakan heterogen (terbentuk dari beberapa tipe/jenis mineral), dan hanya beberapa yang merupakan homogen. Indonesia memiliki kandungan mineral dolomit yaitu mineral yang banyak mengandung magnesium dan terdapat dalam jumlah besar di Indonesia hingga mencapai satu setengah miliyar ton (Rochani, 1997). Sumber daya mineral dolomit tersebar di daerah Lampung, Sumatera Barat, Jawa Barat, Jawa Tengah, Jawa Timur, Sulawesi Selatan, Sulawesi Tenggara, dan beberapa pulau kecil di indonesia bagian timur, dimana hingga saat ini potensinya belum diberdayakan secara optimal (Erskini, 1996). Sebagian besar dolomite masih digunakan hanya pada sector pertanian dan perternakan sebagai pupuk dan makanan ternak. Kegunaan dolomite sebenarnya lebih las dari itu bila saja mineral ini dapat dikelolah dengan tepat misalnya menurunkan senyawa-senyawa bernilai tambah seperti Magnesium Oksida atau MgO (Sukandarrumidi, 1999 dan Anonim, 1975). 1.2 Tinjauan Pustaka
Dolomit adalah jenis mineral berupa batuan alam antara lain memiliki rumus kimia CaMg(CO3)2 dengan berat molekul 184,4 gr/mol dan spesifik gravity 2,84 g/cm 3 (Erskini, 1996). Mineral ini sering ditemukan dalam bentuk bentuk mineral dolomit atau bersamasama sebagai kombinasi batu gamping-dolomit. Secara umum pembentukan mineral dolomit sebagai akibat rekristalisasi batu gamping yang telah mengalami kontak dengan air garam yang relatif banyak mengandung garam magnesium (Erskini, 1996). Penggunaan dolomit umumnya adalah untuk indstr refraktori magnesia, gamping magnesia kadar tinggI, semen
khusus, fluks untuk paduan besi dan sebagai sumber magnesium. Dalam sektor pertanian dolomit sering digunakan untuk menaikkan pH tanah dan sebagai sumber magnesium. Kalsium adalah logam putih perak, yang agak lunak, serta memiliki berat atom ratarata 40,03 g/mol. Kalsium melebur pada 845ᵒC. Kalsium terserang oleh oksigen atmosfer dan udara lembab; pada reaksi ini terbentuk kalsium iodida dan/atau kalsium hidroksida. Kalsium menguraikan air dengan membentuk kalsium hidroksida dan hidrogen. Kalsium dapat diendapkan sebagai kalsium oksalat pada pH sedikit basa. (Yustinta, Manaf : 2011) Magnesium adalah salah satu unsur dalam golongan alkali tanah dengan nomor atom 12. Magnesium biasanya digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu Blitz. Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku, karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi. Senyawa Mg(OH) 2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencagah terjadinnya kerusakan gigi, sekaligus sebagai pencegah maag. Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga biasa digunakan pada alat alat rumah tangga. (Yustinta, Manaf : 2011) Magnesium Oksida (MgO), atau magnesia, ialah suatu mineral padat higroskopis berwarna putih yang terjadi secara alami sebagai periklas dan merupakan sumber magnesium (lihat juga oksida). Magnesium oksida memiliki rumus empiris MgO dan terdiri dari satu kisi ion Mg2+ dan ion O 2− yang berpegangan melalui ikatan ionik. Magnesium hidroksida terbentuk dengan adanya air (MgO + H 2O → Mg(OH)2), tetapi sebaliknya dengan pemanasan akan melepaskan air kembali. Berat molekul: 40,3044 gr/mol dan densitasnya 3,58 g/cm³. (Sukandarrumidi : 1999) Kegunaan Dari Magnesium Dan Kalsium
Magnesium (Mg)
Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu Blitz.
Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku, karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi.
Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencagah terjadinnya kerusakan gigi, sekaligus sebagai pencegah maag.
Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga biasa digunakan pada alat alat rumah tangga.
Kalsium (Ca)
Kalsium digunakan pada obat obatan, bubuk pengembang kue dan plastik.
Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat Gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah.
Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok.Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas.
Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator,dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap.
Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah.
Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan.
Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi
BAB 2 METODE EKSTRAKSI
Untuk mengekstraksi Magnesium dan Kalsium dari dolomite, dapat dilakukan beberapa metode sebagai berikut.
2.1 Ekstraksi Mg Dari Mineral Dolomit
Metode Reduksi Untuk mendapatkan magnesium kita dapat mengekstraksinya dari dolomit [MgCa(CO3)2] karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menghasilkan magnesium. Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgO.CaO. lalu
MgO.CaO.
dipanaskan
2[ MgO.CaO] + FeSi
dengan
FeSi
sehingga
menhasilkan
Mg.
2Mg + Ca2SiO4 + Fe
Metode Elektrolisis Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan
air
CaO + H2O
alut
dengan
CaO.
Reaksi
yang
terjadi
:
Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH-
Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl 2 Mg(OH)2 + 2HCl
MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium Katode : Mg2+ + 2eAnode : 2Cl -
Mg Cl2 + 2e-
2.2 Ekstraksi Ca
Metode Elektrolisis Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca). Untuk mendapatkan kalsium, kita dapat mereaksikan CaCO 3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2. Reaksi yang terjadi : CaCO3 + 2HCl
CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2, kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan
kalsium (Ca). Reaksi yang terjadi : Katoda ; Ca2+ + 2eAnoda ; 2Cl
Ca Cl2 + 2e-
Metode Reduksi Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl 2 oleh Na. Reduksi CaO oleh Al: 6CaO + 2Al
3Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na CaCl2 + 2Na
Ca + 2NaCl
2.2 Ekstraksi Mgo Dari Dolomite
Selain dengan ekstraksi secara langsung, magnesium juga dapat dihasilkan dari proses ekstraksi Magnesium Oksida atau Magnesia. Mineral dolomite yang digunakan untuk ekstraksi berupa serbuk dengan ukuran lolos saringan sebesar 50 mesh. Serbuk dolomite kemudian menjalani proses kalsinasi dengan suhu 750°C selama 1 jam. Lalu dari 5,87 gram dolomite kalsinasi silarutkan dalam 800 ml air pada temperature 80°C, dikamsudkan untuk membentuk senyawa Mg(OH)2 yang berbentuk suspense bersama-sama dengan CaCO 3 . untuk memisahkan CaCO 3 dari suspense ini dilakukan karbonisasi pada tekanan 1,5 Kg/cm 2. Tahapan ini bertujuan agar Mg(OH) 2 yang sulit larut dalam air diubah menjadi Mg(HCO 3)2 yang mempunyai kelarutan lebih tinggi daripada Mg(OH) 2. Endapan hasil ekstraksi berupa CaCO3 dipisahkan dengan bantuan centfrifuge, sedangkan filtrate selanjutnya dipanaskan pada suhu 100°C selama 2,5 jam untuk mendapatkan Kristal Hydromagnesit. Kristal hydromagnesit yang terbentuk selanjutnya dipisahkan dengan cara disaring menggunakan kertas whatman-40 , dan hasil endapan ini merupakan material hydromagnesit yang akan dipanaskan kembali pada suhu 600°C selama 1 jam untuk mendapatkan magnesium oksida. Reaksi yang terjadi dari awal sampai terbentuk MgO adalah sebagai berikut.
Dari sebanyak 5,87 gram dolomite yang diekstraksi, Magnesium Oksida yang dihasilkan adalah sebanyak 2,243 gram. Didalam material tersebut, secara stoikiometri
terdapat MgO 2,532 gram. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa metode ekstraksi MgO dari dolomite ini memiliki efisiensi sebesar 88,6 %. (Yustanti, Manaf : 2011) Setelah dolomite di ekstraksi menjadi Magnesium Oksida, langkah selanjutnya apabila ingin mengekstraksi Magnesium dari MgO ini adalah dengan elektrolisis secara langsung. Dapat juga dilakukan metode SOM (Solide Oxide Membrane), namun untuk menggunakan metode ini perlu pemahaman lebih lanjut dari berbagai referensi.
BAB 3 KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dari beberapa referensi dan diskusi yang telah dilakukan, dapat ditarik kesimpulan bahwa mineral dolomite yang digunakan dalam penelitian penelitian
tersebut merupakan material satu fasa dengan rumus struktur CaMg(CO3)2.
Magnesium dan Kalsium dapat dihasilkan dari mineral dolomite ini dengan beberapa metode, yaitu metode reduksi dan elektrolisis. Selain itu, mineral dolomite juga dapat diekstraksi menjadi Magnesium oksida yang dapot dimanfaatkan langsung ataupun di ekstraksi lebih lanjut menjadi magnesium. Di referensi yang digunakan, proses ekstraksi magnesium oksida dari dolomite memiliki kemurnian ~90 % melalui pembentukan material hydromagnesit terlebih dahulu.
DAFTAR PUSTAKA
Sukandarrumidi, 1999. Bahan Galian Industri. Gajah Mada University Press Yustanti, Erlina & Manaf, Azwar. 2011. Ekstraksi MgO dari Mineral Dolomit melalui Proses Hidrasi dan Karbonisasi. Jurnal Ilmiah (pdf Online), diakses pada 17 November 2014
