EKSPLORASI DAN EKSPLOITASI IRON ORE

Penyelidikan umum dan eksplorasi bijih besi di Indonesia sudah banyak dilakukan oleh berbagai pihak, sehingga diperlukan penyusunan pedoman teknis eksplorasi bijih besi. Pedoman dimaksudkan sebagai bahan acuan berbagai pihak dalam melakukan kegiatan penyelidikan umum dan eksplorasi bijih besi primer, agar ada kesamaan dalam melakukan kegiatan tersebut diatas sampai pelaporan.

Tata cara eksplorasi bijih besi primer meliputi urutan kegiatan eksplorasi sebelum pekerjaan lapangan, saat pekerjaan lapangan dan setelah pekerjaan lapangan. Kegiatan sebelum pekerjaan lapangan ini bertujuan untuk mengetahui gambaran mengenai prospek cebakan bijih besi primer, meliputi studi literatur dan penginderaan jarak jauh. Penyediaan peralatan antara lain peta topografi, peta geologi, alat pemboran inti, alat ukur topografi, palu dan kompas geologi, loupe, magnetic pen, GPS, pita ukur, alat gali, magnetometer, kappameter dan peralatan geofisika.

Kegiatan pekerjaan lapangan yang dilakukan adalah penyelidikan geologi meliputi pemetaan; pembuatan paritan dan sumur uji, pengukuran topografi, survei geofisika dan pemboran inti.

Kegiatan setelah pekerjaan lapangan yang dilakukan antara lain adalah analisis laboratorium dan pengolahan data. Analisis laboratorium meliputi analisis kimia dan fisika. Unsur yang dianalisis kimia antara lain : Fe_total, Fe₂O₃, Fe₃O₄, TiO₂, S, P, SiO₂, MgO, CaO, K₂O, Al₂O₃, LOI. Analisis fisika yang dilakukan antara lain : mineragrafi, petrografi, berat jenis (BD). Sedangkan pengolahan data adalah interpretasi hasil dari penyelidikan lapangan dan analisis laboratorium.

Tahapan eksplorasi adalah urutan penyelidikan geologi yang umumnya dilakukan melalui empat tahap sbb : Survei tinjau, prospeksi, eksplorasi umum, eksplorasi rinci. Survei tinjau, tahap eksplorasi untuk mengidentifikasi daerah-daerah yang berpotensi bagi keterdapatan mineral pada skala regional. Prospeksi, tahap eksplorasi dengan jalan mempersempit daerah yg mengandung endapan mineral yg potensial. Eksplorasi umum, tahap eksplorasi yang rnerupakan deliniasi awal dari suatu endapan yang teridentifikasi .

Eksplorasi rinci, tahap eksplorasi untuk mendeliniasi secara rinci dalarn 3-dimensi terhadap endapan mineral yang telah diketahui dari pencontohan singkapan, paritan, lubang bor, shafts dan terowongan.

Penyelidikan geologi adalah penyelidikan yang berkaitan dengan aspek-aspek geologi diantaranya : pemetaan geologi, parit uji, sumur uji. Pemetaan adalah pengamatan dan pengambilan conto yang berkaitan dengan aspek geologi dilapangan. Pengamatan yang dilakukan meliputi : jenis litologi, mineralisasi, ubahan dan struktur pada singkapan, sedangkan pengambilan conto berupa batuan terpilih.

Penyelidikan Geofisika adalah penyelidikan yang berdasarkan sifat fisik batuan, untuk dapat mengetahui struktur bawah permukaan, geometri cebakan mineral, serta sebarannya secara horizontal maupun secara vertical yang mendukung penafsiran geologi dan geokimia secara langsung maupun tidak langsung.

Pemboran inti dilakukan setelah penyelidikan geologi dan penyelidikan geofisika. Penentuan jumlah cadangan (sumberdaya) mineral yang mempunyai nilai ekonomis adalah suatu hal pertama kali yang perlu dikaji, dihitung sesuai standar perhitungan cadangan yang berlaku, karena akan berpengaruh terhadap optimasi rencana usaha tambang, umur tambang dan hasil yang akan diperoleh.

Dalam hal penentuan cadangan, langkah yang perlu diperhatikan antara lain :

- Memadai atau tidaknya kegiatan dan hasil eksplorasi.

- Kebenaran penyebaran dan kualitas cadangan berdasarkan korelasi seluruh data eksplorasi seperti pemboran, analisis conto, dll.

- Kelayakan penentuan batasan cadangan, seperti Cut of Grade, Stripping Ratio, kedalaman maksimum penambangan, ketebalan minimum dan sebagainya bertujuan untuk mengetahui kondisi geologi dan sebaran bijih besi bawah permukaan.

Umumnya terdapat di alam Indonesia mempunyai kadar besi (Fe) sekitar 35% – 40% berbentuk besi oksida hematit (Fe2O3) dan bercampur dengan material ikutan seperti SIO2, Al2O3, CaO, MgO, TiO2, Cr2O3, NiO2, P, S dan H2O

Untuk meningkatkan kadar besi (Fe) hingga 60-65% diperoleh melalui tahapan proses:

1. Proses Penghancuran (Crushing)

Bahan baku dalam bentuk batuan atau pasir dihancurkan sampai ukuran menjadi mesh 10. Dimaksudkan untuk memperbesar luas permukaan dari material sehingga memudahkan untuk proses selanjutnya.

2. Proses Penghalusan (Grinding)

Dimaksudkan agar butiran halus bijihbesi lebih banyak lagi terpisah dengan kotoran atau mineral mineral ikutan yang tidak diinginkan, proses ini sampai menhasilkan ukuran 120 mesh.

3. Proses Pemisahan (Magnetic Separator)

Untuk memisahkan material logam dan non logam dengan pencucian dengan menggunakan air dalam mesin silender yang dilapisi magnet apabila bijih besi tersebut banyak mengandung hematit Fe2O3 atau magnetit (Fe3O4) akan terpisah sempurna sehingga kemurnian dari oksida besi meningkat.

4. Proses Pemanggangan (Roasting)

Proses ini dilakukan material bijih besi banyak mengandung bijih hematit (Fe2O3) diubah menjadi magnetit (Fe3O4) yang mempunyai daya magnit lebih kuat sehingga terpisah antara material yang non magnet dan dihasilkan kadar Fe sampai 65%.

5. Proses Kalsinasi (Rotary Dryer)

Proses ini bertujuan untuk mengurangi kandungan air dalam material, material diumpankan ke silinder yang berputar dengan arah yang berlawanan (counter current) Dihembuskan gas panas dari burner (temp. 200-300 oC).

6. Proses Pembuatan Pellet (Pan Palletizer)

Sebelum masuk ke alat ini material bijih besi dicampur dalam alat mixer agitator dengan komposisi tertentu ditambahkan batubara dan binder bentonit dengan tujuan agar konsentrat besi oksida halus dapat merekat membentuk gumpalan-gumpalan (aglomerisasi yang disebut pellet basah (green pellet) yang mempunyai kekuatan yang cukup kuat untuk dapat dibawa ke proses selanjutnya, sedang batubara fungsinya untuk meningkatkan kadar besi dengan cara proses reduksi dari internal pada proses selanjutnya.

Prinsip kerja dari alat ini adalah proses aglomerisasi konsentrat bijih besi yang telah bercampur batubara dan binder bentonit dimasukkan secara kontinyu kedalam mesin pelletizing yang berbentuk setengah drum/bejana yang berputar dengan kecepatan dan sudut kemiringan tertentu sambil disemprotkan air secara kontinyu.

Akibat perputaran ini terjadilah gaya centrifugal yang menyebabkan partikel-partikel halus saling mendekat dan menekan satu sama lain sehingga terbentuklah gumpalan-gumpalan pellet basah (green pellet) sampai ukuran diameter 12 mm dan mempunyai kuat tekan 5 kg/pellet dan kuat jatuh 5 kali, hal ini diperlukan agar tidak pecah selama proses handling atau tranportasi ke proses berikutnya.

7. Proses Reduksi (Rotary Kiln)

Proses ini bertujuan untuk memurnikan kandungan besi oksida menjadi besi murni dengan cara proses reduksi external dengan gas alam (gas CO) dan reduksi Internal dari Batubara

Dengan temperatur 1700ºC akibat dari proses ini material oksida besi akan terpisah membentuk besi murni (Fe 92%) dan oksidanya membentuk gas CO2. Prinsip kerjanya material berbentuk pellet diumpankan ke silinder yang berputar dengan RPM dan sudut kemiringan tertentu kemudian dihembuskan gas panas dari arah berlawanan (counter current) kemudian dari titik titik tertentu di semprotkan gas CO dari gas alam sehingga akan terjadi proses reduksi dari internal maupun external.

Kemudian material tersebut didinginkan di pendingin cooler sampai temperatur 60ºC dan siap untuk dikemas atau curah. Hasil yang keluar dari alat ini sudah merupakan produk sponge iron yang berupa pellet dengan qualitas sesuai produk standart ASTM, JIS, DIN dan mempunyai kekuatan tekan 250mpa dengan diameter 12-15 mm.

8. Produksi Pig Iron

Hasil pellet (green pellet) yang dihasilkan dari proses pelletizer dimasukkan dalam tungku (blast furnace) dimasukkan larutan kapur, gas CO sebagai zat pereduksi dengan temperatur tertentu, kemudian akan mengalami proses pelelehan (melting) sehingga terpisah antara kandungan yang banyak mengandung logam besi (Fe) dan akan terpisah karena perbedaan berat jenis dari kotorannya (slag), kemudian kandungan besinya akan masuk ke mesin casting (cetak) sesuai kebutuhan dengan kandungan Fe total 95% dalam produk jadi Pig Iron.