Proses Pengolahan Tembaga Di PT Smelting Gresik

Proses Pengolahan Tembaga di PT Smelting Gresik, Sebuah Proses Ramah Lingkungan, Efisien dan Terencana Saat ini, tantangan bagi para metallurgist di bidang pertambangan dan pengolahan mineral adalah sebuah proses yang dimana ramah lingkungan, membutuhkan energy yang tak terlalu besar dan juga proses yang ekonomis. Dibutuhkannya proses yang ramah lingkungan saat ini tak  terlepas dari betapa merusaknya proses pertambangan selama ini, baik dari limbah yang dihasilkan maupun dari proses situ sendiri. Lalu, proses yang dapat meminimalkan energy yang dikonsumsi untuk menjalankan proses pengolahan adalah akibat krisis energy yang kini melanda dunia, dengan begitu tentunya dengan membuat proses yang butuh energy sedikit akan membantu untuk lebih menghemat sumber energy yang tersisa, disamping kita dapat menghemat biaya produksi dengan menekan biaya untuk konsumsi energy. Dan yang penting dari sebuah industri pengolahan logam tentunya adalah hasil yang didapatkan apakah memiliki aspek  ekonomi-kah proses tersebut, terutama dari segi recovery logam tersebut. Namun, hasil yang kita dapatkan bukan hanya dari produk utamanya, tetapi juga hasil sampingan yang mungkin selama ini hanya berupa limbah yang dibuang. Jadi itulah dasar-dasar dari pembuatan sebuah proses pengolahan logam yang saat ini coba terus dikembangkan agar pengolahan logam menjadi sebuah system yang punya keuntungan yang sangat tinggi.

Gambar 1 Layout Plant PT Smelting Gresik  Di Indonesia, tembaga (Cu) adalah salah satu hasil tambang yang melimpah di negeri ini. Dan untuk mengolahnya, dibangunlah PT Smelting di Gresik yang fungsinya mengolah mineral yang didatangkan dari tambang Freeport di Papua, tepatnya di gunung Grasberg. PT Smelting mengolah tembaga menjadi katoda. Dan PT Smelting saat ini bisa dianggap telah menerapkan salah satu metode pengolahan logam yang ramah lingkungan. Proses pengolahan di PT. Smelting terdiri dari 2 proses, yaitu proses Pyrometalurgy dan Electrometalurgy. Pada proses smelter di PT Smelting, mereka menggunakan Mitshubishi proses yang mana proses ini adalah proses yang bekerja secara kontinu. Dengan prosesnya yang kontinu itulah sebabnya semua proses berjalan secara tertutup, dan dengan begitu proses ini dapat mengurangi polusi dan pencemaran lingkungan. Proses kontinu ini memiliki 3 tahapan furnace, yaitu Smelting furnace lalu berlanjut ke Slag Cleaning furnace dan terakhir baru ke converting furnace. Ketiganya dihubungkan oleh launder yang tertutup yang akan dilewati oleh molten material yang ditransfer dari satu furnace ke furnace selanjutnya dengan memanfaatkan gravitasi.

Gambar 2 Tiga rangkaian furnace dalam Mitshubishi Process letaknya bertingkat-tingkat Pada Smelting furnace, yang dimasukkan adalah konsentrat kering, flux berupa pasir silikat, batubara, slag hasil converting furnace dan recycling dust. Semuanya dimasukkan dengan sistem pneumatic conveying. konsentrat dengan komposisi Cu: 30%, S: 30%, Fe: 25%, Gangue minerals 15% akan dimasukkan kedalamnya melalui apa yang disebut lance pipe. Lance pipe ini berguna pula untuk memberikan semacam aliran kuat yang mengakibatkan molten metal akan seperti teraduk secara alamiah. Pada proses di smelting furnace, konsentrat tadi akan teroksidasi dan melting dengan reaksi eksotermik. Reaksi eksotermik akan menghasilkan panas nantinya akan dikumpulkan dan akan dijual dalam bentuk uap ke power plant. Dan molten metal yang masih tercampur dengan slag akan di transfer ke furnace selanjutnya yaitu Slag Cleaning furnace. Proses pada Slag Cleaning furnace adalah molten metal berisi matte dan slag yang tadi ditransfer dari Smelting furnace melalui launder akan dipanaskan oleh dua buah set elektroda tipe delta (2100 &1500 KVA). Dengan proses yang terjadi, maka matte yang disana terkandung Cu sebanyak 68% akan terpisah dengan slag dengan memanfaatkan prinsip perbedaan berat jenis. dan nantinya slag akan overflow, dan nantinya akan dikirrim ke industri semen sebagai bahan campuran pembuatan semen. Sedangkan matte akan berlanjut ke converting furnace melalui launder. Ada hal yang perlu diperhatikan di slag cleaning furnace, yaitu kita harus menjaga agar tidak  terbentuknya Fe3O4. Terbentuknya Fe3O4 akan mengakibatkan lapisan diantara slag dengan matte. Lapisan Fe3O4 mengakibatkan matte tidak dapat terpisah menjadi underflow. sehingga nantinya molten metal yang berasal dari Smelting furnace akan ikut terbuang akibat adanya lapisan itu. Pada Converting furnace, matte yang dialirkan melalui launder dari slag cleaning furnace akan dicampur dengan limestone dan slag hasil converting furnace dengan system pneumatic conveying dan akan direaksikan dengan udara yang kaya oksigen. Dari hasil reaksi itu akan menghasilkan blister copper dengan kandungan 98.5% Cu dan slag yang mengandung 14% Cu. Dari keduanya maka nantinya akan terpisah secara prinsip perbedaan berat jenis. dimana nanti Blister copper akan diteruskan ke anode furnace dengan mengunakan system switching launder. Dan slag akan dikembalikan ke proses smelting furnace untuk diolah kembali.

Gambar 3 Layout Smelter Process pada PT Smelting Pada smelting tadi, concentrate yang dimasukkan adalah konsentrat kering. Untuk membuat konsentrat kering, pada PT Smelting terdapat Concentrat dryer yang medianya beberapa juga dari hasil sampingan proses pengolahan seperti hot air hasil dari acid plant, dan gas buangan dari anode furnace. Keduanya ditambah oleh natural gas sebagai media untuk mengeringkan konsentrat. Pada concentrate dryer terdapat bag filter yang fungsinya menangkap dust yang nantinya berguna untuk proses pengolahan di smelting furnace. Lalu, slag-slag yang dihasilkan juga tidak dibuang begitu saja. Pada proses mitshubishi, ada 2 kali proses yang menghasilkan slag, yaitu Slag cleaning furnace dan Converting furnace. Keduanya keluar dengan cara overflow akibat perbedaan berat jenis. dan setelah keluar dari furnace, keduanya akan diproses granulasi di slag granulation. Dan nantinya slag dari smelting furnace akan di kirim ke industri semen, sedangkan slag converting furnace akan diolah kembali di smelting furnace. Proses pada anode furnace yang material input berupa blister copper yang ditransfer menggunakan launder yang switching. Pada anode furnace, proses yang terjadi pada blister adalah oksidasi dan reduksi. Proses ini bertujuan agar terproduksi refinery copper yang akan siap di casting pada proses selanjutnya. Proses oksidasi terjadi dengan meniup udara dan oksigen pada furnace ini dan bertujuan untuk mengurangi kadar sulfur hingga 0.05%, sedangkan proses reduksinya dengan cara meniupkan agen pereduksi adalah bertujuan untuk mengurangi kadar oksigen sampai angka 0.15%. Dengan banyaknya proses diatas yang menghasilkan gas, maka PT Smelting memiliki pengolahan gas hasil dari pengolahan logam. Pada smelting dan converting furnace, ada beberapa pengolahan gas hasil proses. Yang pertama adalah gas akan melewati waste heat boiler, ini bertujuan untuk mengambil panas sehingga menghasilkan uap. Nantinya uap ini akan dijual ke oxygen and power plant untuk menghasilkan listrik. Lalu selanjutnya gas tadi akan melewati electrostatic precipitator yang berguna untuk menangkap dust yang terikut ke gas dan nantinya dust ini akan dimasukkan kembali saat smelting furnace. Dan yang selanjutnya gas akan di alirkan ke acid plant yang selanjutnya akan diproses menjadi produk yang punya nilai ekonomi yaitu asam sulfat. Sedangkan pada anode furnace, gas pada saat oksidasi akan dikirimkan langsung ke acid plant untuk dibuat asam sulfat, sedangkan pada proses holding dan reduksi akan dikirim ke concentrate dryer untuk sebagai media mengeringkan konsentrat.

Gambar 4 Anode Copper pada Hazelett Process Tahap akhir smelter pada PT Smelting adalah casting. PT Smelting menggunakan teknologi casting dari inggris yang dinamakan Hazelett Caster. Proses ini berlangsung dalam 2 tahap dimana pertama-tama refined copper akan di tuang secara kontinu kedalam copper strip oleh sebuah Hazelett Twin Belt Caster. Lalu, continuous copper strip tadi akan dipotong menjadi potongan anoda oleh hydraulic shearing machine. Dan maka keluarlah hasil smelter PT Smelting berupa Anoda. Dan akan dilanjutkan ke proses refining. Proses akhir dari pengolahan tembaga di PT Smelting adalah proses refinery yang menggunakan ISA Process. Pada proses ini, tembaga hasil dari smelter yaitu berupa anoda akan di elektrorefining dengan proses elektrolisis menggunakan Stainless Steel (SS) Blank sebagai katodanya, sedangkan elektrolitnya adalah CuSO4-H2SO4-H2O. proses ini nantinya diharapkan akan diperoleh katoda tembaga dengan kandungan 99.99% dari anoda yang kandungannya sekitar 99% serta memisahkan logam berhgarga seperti Au Ag dan Pt menjadi Slime. Prinsip prosesnya adalah Anode copper dan SS Blank akan diletakkan di sebuah sel elektrorefining, lalu dialiri arus DC sehingga tembaga pada anoda akan terlarut dan kemudian akan terdeposit ke Katoda. Prosesnya adalah sebagai berikut 1. Copper anode akan diletakkan diantara SS Blank yang terceelup didalam larutan elektrolit 2. SS Blank akan ditarik setelah 7 hari untuk mengambil sekitar 50 kg katoda x 2 sisi, lalu dibenamkan kembali hingga hari ke 20 dan diambil hingga 100 kg x 2 sisi per SS blank. Dan setelah 20 hari, anoda diganti dengan yang baru, sedangkan scrap anoda tadi akan dikembalikan ke proses smelter. Dan larutan elektrolit akan dibersihkan kembali. 3. Pelat tembaga yang terdeposit pada SS akan dipisahkan lalu dicuci di CWSM (Cathode Washing and Stripping Machine) 4. Plat Katoda akan dipacking untuk selanjutnya siap di di distribusi ke konsumen. Itulah proses yang terjadi di PT Smelting, Gresik. Proses itu bisa dianggap sebagai proses pengolahan tembaga yang paling ramah lingkungan. Beberapa factor yang menunjang Proses diatas menjadi proses yang ramah lingkungan adalah : 1. Proses Mitshubishi berlangsung tertutup. Dengan begitu hasil sampingan dari proses akan lebih mudah dikontrol dan tidak begitu saja keluar hingga mencemari lingkungan 2. Tata ruang Plant yang terintegrasi dengan beberapa plant untuk mengolah hasil samping yang menyebabkan hasil samping tak begitu saja dibuang, tetapi dapat diproses hingga menghasilkan sesuatu yang punya nilai ekonomis. Beberapa hasil yang dikirim ke plant lain adalah Uap ke power plant untuk menghasilkan listrik, Gas SO2 yang dikirim ke Acid plant untuk dijadikan Asam Sulfat, Scrap tembaga hasil smelting furnace ke pabrik semen, anode slime hasil dari refinery yang punya nilai tinggi karena didalamnya terdapat Au, Ag dan Pt.

3. Selain terintegrasi dengan plant lain, beberapa hasil samping juga bisa dapat dijadikan bahan baku ataupun bahan tambahan untuk proses pengolahan, misalnya slag pada converting furnace yang dikirim kebali ke smelting furnace untuk diolah kembali 4. Adanya Waste Water Treatment Plant(WWTP) yang difungsikan untuk mengolah limbah dari proses sebelum nantinya dibuang. Dari plant inipun dapat dihasilkan gypsum yang bisa dijual. Dan dengan adanya treatment sebelum dibuang, maka limbah yang dibuang dapat dikontrol kandungannya agar tidak mencemari lingkungan.