BAB I PEDAHULUAN
A. Lata Latarr B Bel elak akan ang g
Pemban Pembangun gunan an memerlu memerlukan kan sumber sumberday dayaa alam (SDA), (SDA), antara antara lain lain mineral mineral,, batubara dan panas bumi. Indonesia relatif kaya dengan berbagai SDA yang harus diopti dioptimal malkan kan pemanf pemanfaata aatanny nnya. a. Salah Salah satu satu sumber sumberday dayaa mineral mineral yang yang dimilik dimilikii Indonesia adalah bijih timah dengan kandungan stanium (Sn). Menurut oer (!""#), kasiterit (Sn$%) adalah mineral utama pembentuk timah dengan batuan pemba&anya adalah granit. Sujitno (%'') menjelaskan kegunaan timah antara lain untuk bahan penampur dalam pembuatan alat*alat musik (seperti gong gamelan, dan loneng), bahan pembuat kemasan kaleng, bahan solder, senjata (peluru), fire f ire retardant, bahan pelapis anti karat, dan kerajinan indera mata (pe&ter). +ndapan timah di Indonesia merupakan lanjutan dari salah satu jalur timah terkaya di dunia yang membujur dari ina Selatan, Myanmar, -hailand, Malaysia, hingga Indonesia. Di Indonesia jalur timah tersebut meliputi pulau*pulau arimun, undur, Singkep, /angka /elitung, /eling, dan daerah /angkinang serta epulauan Anambas, atuna dan arimata (oer, !""#). Penambangan timah terbesar berada di Pulau /angka, /elitung, dan Singkep (P-. -imah -imah -bk., %''0). egiatan penambangan timah di pulau*pulau ini telah berlangsung sejak 1aman kolonial /elanda hingga sekarang. Pulau /angka merupakan pulau penghasil timah terbesar di Indonesia. Dari luas Pulau /angka !.%"2.'3' ha, sebesar %,30 4 daratan pulau ini merupakan areal uasa Penambangan (P) timah. P-. -ambang -imah (anak perusahaan P-. -imah -bk,) menguasai lahan seluas 5%!.3 ha dan P-. obatin seluas 53.'05 ha (/appeda /angka, %'''). Selain kedua perusahan tersebut, i1in kuasa penambangan (P) timah juga diberikan kepada perusahaan s&asta, Sampai dengan pertengahan tahun %'', jumlah P timah menapai !'! i1in dengan luas penadangan 5%'.%!" ha, dan yang telah ditambang 0.'#2 ha (Dinas Pertambangan Pro6insi epulauan /angka /elitung, %'').
1
B. Rumusan Masalah
/erdasarkan uraian tersebut diatas, tulisan ini seara khusus akan membahas permasalahan 7 !. Penjelasan dasar mengenai timah 8 %. /agaimana ara pengolahan timah 8 C. Tujuan
-ujuan dari penulisan makalah ini yaitu intuk dapat memahami proses*proses yang dilakukan untuk memperoleh timah yang ekonomis, mulai dari penuian, pemisahan, pengolahan, sampai pada penetakan.
2
BAB II ISI A. Pengertian Timah Sn!
-imah merupakan logam putih keperakan, logam yang mudah ditempa dan bersifat flesibel, memiliki struktur kristalin, akan tetapi bersifat mudah patah jika didinginkan. 9ogam timah memiliki dua bentuk alotrop yaitu -imah : ( alfa) dan timah ; ( beta ). -imah alfa atau timah biasa disebut sebagai timah abu*abu karena &arnanya abu*abu, dan memiliki struktur kristal kubik mirip diamond, silion, dan germanium.-imah alfa ada diba&ah suhu !5,% ' dan tidak memiliki sifat logam sama sekali. Diatas suhu ini timah ada dalam bentuk -imah beta, timah jenis inilah yang kita lihat sehari*hari. -imah ini biasa disebut sebagai timah putih disebabkan &arnanya putih mengkilap, dan memiliki struktur kristal tetragonal. -ingkat resistansi transformasi dari timah putih ke timah hitam dapat ditingkatkan dengan penampuran logam lain pada timah seperti seng, bismuth, atau gallium. -imah adalah unsur dengan jumlah isotop stabil yang terbanyak dimana jangkauan isotop ini mulai dari !!% hingga !%0. Dari isotop*isotop tersebut yang paling banyak jumlahnya adalah isotop jumlah isotop Sn yang ada, adalah
!!0
Sn, dan
!%'
Sn dimana komposisinya menapai !<5 dari
!!#
Sn. Isotop yang paling sedikit jumlahnya
!!3
Sn. =nsur timah yang memiliki jumlah isotop yang banyak ini sering
dikaitkan dengan nomor atom Sn yaitu 3' yang merupakan >magi number? dalam pita kestabilan fisika nuklir. /eberapa isotop bersifat radioaktif dan beberapa yang lain bersifat metastabil (dengan lambang m). /erikut beberapa isotop Sn dan kelimpahannya di alam.
3
Seperti yang telah disebutkan diatas bah&a timah memiliki nomor atom 3' dan nomor massa rata*rata adalah !!#,!. Dengan nomor atom tersebut maka timah memiliki konfigurasi eletron @r 3s% 2d!' 3p%. Dalam sistem tabel periodi timah berada pada golongan utama IBA (atau golongan !2 untuk sistem periodi modern) dan periode 3 bersama dengan , Si, Ce, dan Pb. -imah menunjukkan kesamaan sifat kimia dengan Ce dan Pb seperti pembentukan keadaan oksidasi % dan 2. B. "arakteristik Timah
Si#at $isika
•
Easa
7 padatan
•
Densitas
7 ,503 g<m5 (Sn putih) 3,0" g<m5 (Sn abu*
abu) •
-itik didih
7 %5!,"5
•
-itik didih
7 %0'%
•
Panas fusi
7 ,'5 kF
•
alor jenis
7 %,!!% F
Si#at "imia
•
/ilangan oksidasi
7 2,%, *2
•
omor atom
7 3'
•
omor massa
7 !!#,!
•
+lektronegatifitas
7 !,"0 (skala pauli)
•
+nergi ionisasi !
7 '#,0 kF
•
+nergi ionisasi %
7 !2!!,# kF
•
+nergi ionisasi 5
7 %"25,' kF
4
•
Fari*jari atom
7 !2' pm
•
Fari*jari ikatan ko6alen
7 !5" pm
•
Fari*jari 6an der &aals
7 %! pm
•
Struktur ristal
7 tetragonal (Sn putih) kubik diamond (Sn abu*
abu) •
onduktifitas termal
7 00,# G
•
-imah merupakan logam lunak, fleksibel, dan &arnanya abu*abu metalik. -imah tidak mudah dioksidasi dan tahan terhadap korosi disebabkan terbentuknya lapisan oksida timah yang menghambat proses oksidasi lebih jauh. -imah tahan terhadap korosi air distilasi dan air laut, akan tetapi dapat diserang oleh asam kuat, basa, dan garam asam. Proses oksidasi diperepat dengan meningkatnya kandungan oksigen dalam larutan.
•
Fika timah dipanaskan dengan adanya udara maka akan terbentuk Sn$%.
•
-imah ada dalam dua alotrop yaitu timah alfa dan beta. -imah alfa biasa disebut timah abu*abu dan stabil diba&ah suhu !5,% dengan struktur ikatan ko6alen seperti diamond. Sedangkan timah beta ber&arna putih dan bersifat logam, stabil pada suhu tinggi, dan bersifat sebagai konduktor.
•
-imah larut dalam Hl, H$5, H%S$2, dan beberapa pelarut organi seperti asam asetat asam oksalat dan asam sitrat. -imah juga larut dalam basa kuat seperti a$H dan $H.
•
-imah umumnya memiliki bilangan oksidasi % dan 2. -imah(II) enderung memiliki sifat logam dan mudah diperoleh dari pelarutan Sn dalam Hl pekat panas.
C. Si#at %an Bentuk Timah
* Sifat -imah
5
a. -imah termasuk golongan IB / dan mempunyai bilangan oksidasi % dan 2. b. -imah merupakan logam lunak, fleksibel, dan &arnanya abu*abu metalik. . -imah tidak mudah dioksidasi dan tahan terhadap korosi disebabkan terbentuknya lapisan oksida timah yang menghambat proses oksidasi lebih jauh. -imah tahan terhadap korosi air distilasi dan air laut, akan tetapi dapat diserang oleh asam kuat, basa, dan garam asam. Proses oksidasi diperepat dengan meningkatnya kandungan oksigen dalam larutan. d. Fika timah dipanaskan dengan adanya udara maka akan terbentuk Sn$%. e. -imah ada dalam dua alotrop yaitu timah alfa dan beta. -imah alfa biasa disebut timah abu*abu dan stabil diba&ah suhu !5,% dengan struktur ikatan ko6alen seperti diamond. Sedangkan timah beta ber&arna putih dan bersifat logam, stabil pada suhu tinggi, dan bersifat sebagai konduktor. f. -imah larut dalam Hl, H$5, H%S$2, dan beberapa pelarut organi seperti asam asetat asam oksalat dan asam sitrat. -imah juga larut dalam basa kuat seperti a$H dan $H. g. -imah umumnya memiliki bilangan oksidasi % dan 2. -imah(II) enderung memiliki sifat logam dan mudah diperoleh dari pelarutan Sn dalam Hl pekat panas. h. -imah bereaksi dengan klorin seara langsung membentuk Sn(IB) klorida. i. Hidrida timah yang stabil hanya SnH2. * /entuk -imah =nsur ini memiliki % bentuk alotropik pada tekanan normal. Fika dipanaskan timah abu*abu (timah alfa) dengan struktur kubus berubah pada 6
!5.% menjadi timah putih (timah beta) yang memiliki struktur tetragonal. etika timah didinginkan pada suhu !5.%, ia pelan pelan berubah dari putih
menjadi
abu*abu.
Perubahan
ini
disebabkan
ketidakmurnian
(impurities) seperti alumunium dan seng, dan dapat diegah dengan menambahkan antimony atau bismut. Fika dipanaskan dalam udara, timah membentuk Sn%, sedikit asam, dan membentuk stannate salts dengan oksida.
D. "e&era%aan Timah Di Alam -imah tidak ditemukan dalam unsur bebasnya dibumi akan tetapi diperoleh
dari senya&aannya. -imah pada saat ini diperoleh dari mineral assiterite atau tinstone. assiterite merupakan mineral oksida dari timah Sn$%, dengan kandungan timah berkisar #4. ontoh lain sumber biji timah yang lain dan kurang mendapat perhatian daripada assiterite adalah kompleks mineral sulfide yaitu stanite (u%EeSnS2) merupakan mineral kompleks antara tembaga*besi*timah*belerang dan ylindrite (PbSn2EeSb%S!2) merupakan mineral kompleks dari timbale*timah*besi* antimon*belerang dua ontoh mineral ini biasanya ditemukan bergandengan dengan mineral logam yang lain seperti perak. -imah merupakan unsur ke*2" yang paling banyak terdapat di kerak bumi dimana timah memiliki kandungan % ppm jika dibandingkan dengan seng 3 ppm, tembaga 3' ppm, dan !2 ppm untuk timbal. assiterite banyak ditemukan dalam deposit allu6ial
7
Indonesia. Hasil yang tidak sebegitu banyak diperoleh dari Peru, Afrika Selatan, =, dan Jimbab&e. E. Sen'a(a Timah -imah, Senya&aan yang terpenting adalah SnE % dan Snl %, yang diperoleh •
•
dengan pemanasan Sn dengan hf dan hl gas. Eluoridanya ukup larut dalam air dan digunakan dalam pasta gigi yang mengandung fluorida. Air menghidrolisis Snl % menjadi klorida yang bersifat
basa, tetapi dari larutan asam ener Snl%.%H%$ dapat
terkristalisasi. edua halidanya larut dalam larutan yang mengandung ion halida berlebihan, jadi7 SnE% E* K SnE 5* pL! •
Snl% l* K Snl 5* pL! Dalam larutan akua fluorida, SnE5* adalah spesies yang utama, tetapi ion*
•
ion SnE dan Sn%E3 dapat dideteksi. Halida larutan dalam pelarut donor seperti aseton, piridin, atau DMS$,
•
menghasilkan addut peramidal, Snl%$(H5)%. Ion Sn% yang sangat peka terhadap udara, terjadi dalam larutan asam perklorat, yang dapat diperoleh dengan reaksi u(l$2)% Sn Hg u Sn% % l$2*.
$. Man#aat Timah Data pada tahun %''0 menunjukkan bah&a logam timah banyak dipergunakan
untuk solder(3%4), industri plating (!04), untuk bahan dasar kimia (!54), kuningan perunggu (3,34), industri gelas (%4), dan berbagai maam aplikasi lain (!!4). 9ogam timah banyak manfaatnya baik digunakan seara tunggal maupun sebagai paduan logam (alloy) dengan logam yang lain terutama dengan logam tembaga. 9ogam timah juga sering dipakai sebagai ontainer dalam berbagai maam industri. ). Pr*ses Peng*lahan Timah -imah diolah dari bijih timah yang didapatkan dari batuan atau mineral timah
( kasiterit Sn$% ). Proses produksi logam timah dari bijinya melibatkan serangkaian proses yang terbilang rumit yakni pengolahan mineral (peningkatan kadar timah
8
timah biasanya dalam bentuk paduan timah yang dikenal dengan nama timah putih yakni ampuran #'4 timah, !! 4 antimony dan "4 tembaga serta terkadang ditambah timbal. -imah putih ini terutama dipakai untuk peralatan logam pelindung dan pipa dalam industri kimia, industri bahan makanan dan untuk menyimpan bahan makanan. Proses pengolahan timah ini bertujuan sesuai dengan namanya yaitu meningkatkan kadar kandungan timah dimana /ijih timah diambil dari dalam laut atau lepas pantai dengan penambangan atau pengerukan setelah itu dilakukan pembilasan dengan air atau &ashing dan kemudian diisap dengan pompa. /ijih timah hasil dari pengerukan biasanya mengandung %' N 5' 4 timah. Setelah dilakukan proses pengolahan mineral maka kadar kandungan timah menjadi lebih dari ' 4, sedangkan bijih timah hasil penambangan darat biasanya mengandung kadar timah yang sudah ukup tinggi O0'4. Adapun Proses pengolahan mineral timah ini meliputi banyak proses, yaitu 7 •
Gashing atau Penuian Penuian timah dilakukan dengan memasukkan bijih timah ke dalam ore bin yang berkapasitas %3 drum per unit dan mampu melakukan penuian !3 ton bijh per jam. Di dalam ore bin itu bijih diui dengan menggunakan air tekanan dan debit yang sesuai dengan umpan.
•
Pemisahan
berdasarkan
ukuran atau
sreening
dan
uji
kadar
/ijih yang didapatkan dari hasil penuian pada ore bin lalu dilakukan pemisahan berdasarkan ukuran dengan menggunakan alat sreen,mesh, setelah itu dilakukan pengujian untuk mengetahui kadar bijih setelah penuian. Prosedur penelitian kadar tersebut adalah mengamatinya dengan mikroskop dan menghitung jumlah butir dimana butir timah dan pengotornya memiliki karakteristik yang berbeda sehinga dapat diketahui kadar atau jumlah kandungan timah pada bijih. •
Pemisahan
berdasarkan
berat
jenis
Proses pemisahan ini menggunakan alat yang disebut jig Har1.bijih timah yang mempunyai berat jenis lebih berat akanj mengalir ke ba&ah yang berarti kadar timah yang diinginkan sudah tinggi sedangkan sisanya, yang berkadar
9
rendah yang juga berarti mengandung pengotor atau gangue lainya seperti uarsa , 1iron, rutile, siderit dan sebagainya akan ditampung dan dialirkan ke dalam trape1ium Fig Quba. •
Pengolahan tailing Dahulu tailing timah diolah kembali untuk diambil mineral bernilai yang mungkin masih tersisa didalam tailing atau buangan. Prosesnya adalah dengan gaya sentrifugal. amun saat ini proses tersebut sudah tidak lagi digunakan karena tidak efisien karena kapasitas dari alat pengolah ini adalah 0' kg
•
Proses Pengeringan Proses pengeringan dilakukan didalam rotary dryer. Prinsip kerjanya adalah dengan memanaskan pipa besi yang ada di tengah N tengah rotary dryer dengan ara mengalirkan api yang didapat dari pembakaran dengan menggunakan solar.
•
lasifikasi /ijih
N
bijih
timah
selanjutnya
akan
dilakukan
proses
N
proses
pemisahan
berdasarkan
ukuran
butir
dengan
sreeningR
klasifikasi berdasarkan sifat kondukti6itasnya dengan High -ension separator. klasifikasi berdasarkan sifat kemagnetannya dengan Magneti separator.R lasifikasi berdasarkan berat jenis dengan menggunakan alat seperti shaking table , air table dan multi gra6ity separator(untuk pengolahan terak
Pemisahan Mineral Ikutan Mineral ikutan pada bijih timah yang memiliki nilai atau 6alue yang terbilang tinggi seperti 1iron dan thorium( unsur radioaktif ) akan diambil dengan mengolah kembali bijih timah hasil proses a&al pada Amang Plant. Mula N mula
bijih diayak dengan 6ibrator
listrik
berkeepatan tinggi
dan
disaring
dibuang ke tempat
penampungan. Mineral N mineral tersebut lalu dipisahkan dengan high tension
10
separator Npemisahan berdasarkan sifat konduktor N nonkonduktornya atau sifat kondukti6itasnya. Mineral konduktor antara lain7 assiterite dan Ilmenite. Mineral nonondutor antara lain7 -horium, Jiron dan enotime. 9alu masing N masing dipisahkan kembali berdasarkan kemagnetitanya dengan magneti separation sehingga dihasilkan seara terpisah, thorium dan 1iron.
•
Proses pre*smelting Setelah dilakukan proses pengolahan mineral dilakukan proses pre*smelting yaitu proses yang dilakukan sebelum dilakukannya proses peleburan, misalnya preparasi material,pengontrolan dan penimbangan sehingga untuk proses pengolahan timah akan efisien.
•
Proses Peleburan ( Smelting ) Ada dua tahap dalam proses peleburan 7 * Peleburan tahap I yang menghasilkan timah kasar dan slag
tanur
terjadi
proses
reduksi dengan suhu !!''
N
!3'''.unsure N unsure pengotor akan teroksidasi menjadi senya&a oksida seperti As%$5 yang larut dalam timah air. Sedangkan Sn$ tidak larut semua menjadi logam timah murni namun adapula yang ikut ke dalam slag dan juga 11
dalam bentuk debu bersamaan dengan gas N gas lainnya. Setelah peleburan selesai maka hasilnya dimasukkan ke foreheart untuk melakukan proses tapping. Sn yang berhasil dipisahkan selanjutnya dimasukkan kedalam float untuk dilakukan pendinginan
Proses Uefining ( Pemurnian ) * Pyrorefining Qaitu proses pemurnian dengan menggunakan panas diatas titik lebur sehingga material yang akan direfining air, ditambahkan mineral lain yang dapat mengikat pengotor atau impurities sehingga logam berharga dalam hal ini timah akan terbebas dari impurities atau hanya memiliki impurities yang amat sedikit, karena afinitas material yang ditambahkan terhadap pengotor lebih besar dibanding Sn. ontoh material lain yang ditambahkan untuk mengikat pengotor7 serbuk gergaji untuk mengurangi kadar Ee, Aluminium untuk untuk mengurangi kadar As sehingga terbentuk AsAl, dan penambahan sulfur untuk mengurangi kadar u dan i sehingga terbentuk uS dan iS. Hasil proses refining ini menghasilkan logam timah dengan kadar hingga "","%4 (padaP-.-imah). Analisa kandungan impurities yang tersisa juga diperlukan guina melihat apakah kadar impurities sesuai keinginan, jika tidak dapat dilakukan proses refining ulang. * +uteti Uefining Qaitu proses pemurnian dengan menggunakan rystalli1er dengan bantuan agar parameter proses tetap konstan sehingga dapat diperoleh kualitas produk yang stabil. Proses pemurnian ini bertujuan mengurangi kadar 9ead atau Pb yang terdapat pada timah sebagai pengotor
12
* +letroliti Uefining Qaitu proses pemurnian logam timah sehingga dihasilkan kadar yang lebih tinggi lagi dari pyrorefining yakni "",""4( produk P-. -imah7 Eour ine ). Proses ini melakukan prinsip elektrolisis atau dikenal elektrorefining.Proses elektrorefining menggunakan larutan elektrolit yang menyediakan logam dengan kadar kemurnian yang sangat tinggi dengan dua komponen utama yaitu dua buah elektroda anoda dan katoda yang terelup ke dalam bak elektrolisis.Proses elektrorefining yang dilakukan P-.-imah menggunakan bangka four nine (timah berkadar "",""4 ) yang disebut pula starter sheetsebagai katodanya, berbentuk plat tipis sedangkan anodanya adalah ingot timah yang beratnya berkisar !5' kg dan larutan elektrolitnya H%S$2. proses pengendapan timah ke katoda terjadi karena adanya migrasi dari anoda menuju katoda yang disebabkan oleh adanya arus listrik yang mengalir dengan 6oltase tertentu dan tidak terlalu besar. •
Penetakan Penetakan ingot timah dilakukan seara manual dan otomatis. Peralatan penetakan seara manual adalah melting kettle dengan kapasitas 3' ton, pompa etak and etakan logam. Proses ini memakan &aktu 2 jam <3' ton, dimana temperatur timah air adalah %''. Sedangkan proses penetakan otomatis menggunakan asting
mahine, pompa
etak, dan
melting
kettleberkapasitas 3' ton dengan proses yang memakan &aktu hingga ! jam<0' ton. 9angkah N langkah penetakan7 !. -imah yang siap dietak disalurkan menuju etakan. %. =jung pipa penyalur diatur dengan menletakkannya diatas etakan pertama pada serinya, aliran timah diatur dengan mengatur klep pada piapa penyalur. 5. /ila etakan telah penuh maka pipa penyalur digeser ke etakan berikutnyadan permukaan timah yang telah dietak dibersihkan dari drossnya dan segera dipasang apa pada permukaan timah air.
13
2. eepatan penetakan diatur sedemikian rupa sehingga laju pendinginan akan merata sehingga ingot yang dihasilkan mempunyai kulitas yang bagus atau sesuai standar. 3. Ingot timah yang telah dingin disusun dan ditimbang.
BAB III PENUTUP A. "esim+ulan
!. -imah adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki symbol Sn (bahasa 9atin7 stannum) dan nomor atom 3'. =nsur ini merupakan logam miskin keperakan, dapat ditempa (>malleable?), tidak mudah teroksidasi dalam udara sehingga tahan karat, ditemukan dalam banyak aloy, dan digunakan untuk melapisi logam lainnya untuk menegah karat. -imah diperoleh terutama dari mineral assiterite yang terbentuk sebagai oksida. %. Adapun Proses pengolahan mineral timah ini meliputi banyak proses, yaitu 7 •
Proses Pengolahan Mineral -imah
o
Gashing atau Penuian
o
Pemisahan berdasarkan ukuran atau sreening
o
Pemisahan berdasarkan berat jenis
o
Pengolahan tailing
o
Proses Pengeringan
14
•
lasifikasi timah
o
Pemisahan Mineral Ikutan * Proses pre*smelting * Proses Peleburan ( Smelting ) * Proses Uefining ( Pemurnian )
o
Pyrorefining
o
+uteti Uefining
o
+letroliti Uefining
o
Penetakan
5. Adapun manfaat timah dalam kehidupan sehari*hari yaitu digunakan sebagai pelapis dalam kaleng kemasan makanan, digunakan dalam pembuatan bola lampu, sampai pada penggunaan pada alat*alat olah raga.
15
DA$TAR PUSTA"A
http7<<&&&.google.o.id
(diakses
!!
http7<
16