TIMAH DAN PENGERTIANNYA

TIMAH

 

Timah terdapat di alam dalam berbagai macam mineral, tetapi hanya cassiterite (SnO2) yang penting secara komersial. Karena proses reduksi timah oksida tidak sulit, timah biasanya diekstraksi dari bijihnya melalui proses reduksi pirometalurgi yang terdiri dari smelting bijih, setelah mengkonsentrat “tin moiety” secara fisik dengan memanfaatkan berat jenis kasiterit yang tinggi.

Kasiterit terdapat dalam bentuk alluvial maupun lode deposit. Deposit bijihnya biasanya mengandung material – material lain yang secara umum menghambat proses refining timah. Misalnya, keberadaan sulfur dan besi akan mengganggu saat smelting dimana elemen – elemen lain seperti As, Sb, Bi, Pb, Cu dan Ag memerlukan tahapan proses lain selama refining.

Penambangan bijih timah dapat dilakukan dengan dua cara yaitu penambangan lepas pantai dan penambangan darat. Pada saat pengambilan lepas pantai kadar Sn masih rendah sehingga perlu dilakukan pencucian awal untuk mendapatkan bijih timah dengan kadar Sn 20 – 30%. Sedangkan penambangan darat dilakukan dengan menggunakan metode tambang semprot. Proses pencusian dilakukan di areal penambangan darat. Hasil penambangan darat sudah memenuhi standar peleburan diatas 70%.

Proses peleburan timah menggunakan Stationary Reverberatory Furnace yang dilakukan dalam dua tahap. Peleburan tahap I menghasilkan produk utama crude tin dan slag I. Sedangkan peleburan tahap II menghasilkan produk utama slag II dan hardhead. Crude tin hasil peleburan tahap I kemudian dimurnikan dengan berbagai proses refining. Refining timah menggunakan metode electrolytic refining, eutactic refining dan pyrorefining. Proses refining ini bertujuan untuk menghilangkan unsur – unsur pengotor seperti Pb, As, Sb, Fe, Ni dan Cu sehingga diperoleh logam timah yang memenuhi standar kualitas yang sudah ditetapkan.

Flowsheet Process

 1.PENAMBANGAN TIMAH
 2.PENGOLAHAN MINERAL
 3.PELEBURAN BIJIH TIMAH
 4.PEMURNIAN


1. PENAMBANGAN BIJIH TIMAH

* Penambangan Lepas Pantai

Penambangan lepas pantai dilakukan oleh armada kapal keruk. Hasil produksi bijih timah dari kapal keruk diproses di instalasi pencucian untuk mendapatkan kadar minimal 30% Sn.

* Penambangan Darat

Proses penambangan timah alluvial menggunakan pompa semprot (gravel pump). Proses pencusian dilakukan di areal penambangan darat. Hasil penambangan darat sudah memenuhi standar peleburan diatas 70%.


2. PENGOLAHAN MINERAL

Tujuan proses pengolahan mineral adalah untuk meningkatakan kadar Sn pada bijih hasil penambangan lepas pantai dari 20 – 30% menjadi di atas 70% (cassiterite).

*Ore Bin

Bijih timah (feed) dimasukkan ke dalam ore bin , kemudian bijih timah tersebut dicuci dengan menggunakan air dengan tekanan dan debit yang sesuai dengan karakteristik umpan. Ore bin mampu melakukan pencucian 15 ton ore/jam

*Jig Harz

Setelah bijih timah mengalami proses pencusian kemudian hasilnya dialirkan ke dalam jig harz. Jig Harz bekerja menggunakan alat seperti saringan yang disebut bed yang diletakkan di dasara alat ini. Alat ini bekerja berdasarkan berat jenis sehingga bijih timah yang memiliki berat jenis yang lebih berat mengalir ke bawah, sedangkan tailingnya yang masih mengandung Sn dengan kadar rendah dan mineral ikutannya seperti quarsa, zirkon, rutile, monazite, xinotime, topas, pirit, siderit, turmaline dan karat besi akan ditampung dan kemudian dialirkan ke Trapesium Jig Yuba. Bijih timah yang dialirkan kebawah pada jig harz akan masuk ke dalam kompartemen A, B, C, D.

*Trapesium Jig Yuba

Proses disini sama dengan proses pada jig harz. Pada umumnya kandungan Sn yang terdapat disini sangatlah rendah. Hasil dari proses ini akan diteruskan ke rotary dryer, sedangkan tailingnya akan ditempatkan pada Settling Pond.

*Rotary Dryer

Setelah itu bijih timah dengan kadar tinggi (>70%) maupun hasil dari Trapesium Jig Yuba akan dikeringkan pada rotary dryer. Prinsip kerjanya adalah dengan memanaskan pipa besi (diameter 12 inch) yang ada di tengah – tengah rotary dryer dengan cara mengalirkan api yang didapat dari pembakaran dengan menggunakan solar. Sehingga dengan berputarnya alat ini maka bijih timah yang basah akan menempel pada besi panas tersebut dan kemudian akan mengalami pengeringan.

*Screening

Feed yang berkadar rendah setelah mengalami pengeringan pada rotary screen akan diteruskan ke round screen, disini bijih Sn akan diklasifikasikan berdasarkan ukuran butirnya, proses ini dilakukan untuk mendapatkan material feed dengan ukuran seragam sehingga dapat diteruskan ke High Tension Separator.

*High Tension Separator (HTS)

Pada HTS material masukan akan diklasifikasikan menurut sifat electricitinya (konduktor, non konduktor, dan middling ). Muatan listrik akan diberikan kepada partikel nonkonduktor dan tidak diteruskan ke ground. Mineral konduktor setelah menerima muatan akan meneruskan ke ground sehingga kehinglangan muatan. Terjadi perbedaan lintasan tempuh antara mineral konduktor dan non konduktor.

*Magnetic Separator

Berfungsi untuk memisahkan material magnetik dan non magnetik. Cara kerja alat ini adalah dengan mengukur densitas fluks magnet atau induksi magnet yang dihasilkan oleh material. Hasil keluaran dari proses ini adalah cassiterite dengan kadar 60% Sn. Setelah proses ini, dilanjutkan ke air table.

*Air Table

Feed yang bersifat middling setelah melewati HTS akan diolah di air table. Alat ini bekerja seperti alat shaking table dimana terjadi pemisahan mineral berdasarkan berat jenisnya dengan menggunakan getaran dan tekanan udara.

*Rotary Screening

Tailing akhir yang memiliki kadar Sn 2-4% Sn pada settling pond akan kembali diolah, tailing pertama akan dimasukkan ke dalam rotary screening.

3. PELEBURAN BIJIH TIMAH

Reaksi reduksi bijih timah menjadi timah bebas adalah sbb :

SnO2 + CO = SnO2 + CO2

SnO + CO2 = Sn + CO2

Dari reaksi tersebut masih terdapat SnO2 yang tidak terseduksi oleh C yang lalu akan bereaksi dengan Sn dan SiO2 untuk menghasilkan terak (slag) stannous silicate.

Reaksi yang terjadi :

SnO2 + Sn + 2SiO2 = 2 SnOSiO2

Untuk menghasilkan Sn, terak ini dapat direduksi oleh C, reaksinya adalah sbb :

2 SnOSiO2 + 2 C = 2 Sn + 2 SiO2 + 2 CO2

Proses peleburan Terak

Terak hasil proses peleburan I akan dilebur ulang untuk mendapatkan hardhead dan terak II. Bahan baku peleburan terak I yang mengandung 20 – 30% Sn, batu kapur dan antrasit .

*Peleburan tahap I (peleburan bijih) menghasilkan crude tin dan terak I
*Peleburan tahap II (peleburan terak) menghasilkan hardhead dan terak II

PROSES PEMURNIAN

Proses ini terbagi menjadi 3 yaitu :

*PYROREFINING

Pyrorefining bertujuan untuk mendapatkan produk dengan kandungan Sn 99,93% dan produk dengan kandungan 99,85%. Proses ini dilakukan dengan menambahkan bahan / aditif yang akan berfungsi sebagai pengikat impurities didalam timah. Tahapan proses ini meliputi :

*Pemurnian pengotor Fe

Timah cair pada suhu 500oC ditambahkan serbuk gergaji diaduk 30 menit, Fe akan diendapkan sebagai FeSn-oksida.

*Pemurnian pengotor As

Timah cair pada suhu 500oC ditambahkan scrap aluminium diaduk 30 menit dihembuskan udara 30 menit, As akan diendapkan sebagai AsAl.

*Pemurnian pengotor Cu, Ni

Timah cair pada suhu 500oC ditambahkan belerang diaduk 30 menit dihembuskan udara 30 menit.

Reaksi : Cu(Sn) + S(S) ==== CuS(S)

*Proses Pelelehan

Pada suhu 800oC wet dross(campuran timah dengan oksida logam pengotor) dilelehkan dalam flame oven sehingga timah bebas akan leleh dan terpisah dengan dry dross.

*ELECTROLYTIC REFINING

Dilakukan untuk mendapatkan produk dengan kandungan Sn 99,99%. Secara garis beras, proses ini menggunakan konsep elektrolisis.

Ingot timah dilebur ulang dan dicetak membentuk anoda, sedangkan untuk katoda digunakan starter sheet atau starting cathode Stainless Steel. Arus AC diubah ke DC dengan rectifier, larutan elektrolit yang digunakan adalah H2SO4, H2SiF6, SnSO4 ditambahkan zat aditif gelatin dan eugenol untuk menghindari endapan Sn berbentuk jarum – jarum yang dapat memicu short circuit. Ion Sn dari anoda akan berpindah dan menempel di permukaan katoda.

Reaksi :

anoda : Sn(impure) === Sn2+

katoda : Sn2+ ==== Sn(pure)

   Gambar hasil pengolahan timah

*EUTECTIC REFINING

Dilakukan untuk menghasilkan produk low lead dengan kandungan lead 40, 50, 100 ppm. Secara garis besar, pronsip yang digunakan adalah pemisahan berdarakan fasa yang terbentuk pada diagram fasa biner Sn-Pb. Alat yang digunakan adalah crystallizer. Waste yang dihasilkan adalah paduan Pb-Sn dengan kandungan Pb sekitar 20%.