PROPOSAL PENELITIAN

KAJIAN DOSIS KAPUR SILIKA (CaSiO₃) UNTUK MENETRALKAN AIR ASAM TAMBANG DI KOLAM PENGENDAPAN LUMPUR
PT. KARYA BUMI BARATAMA

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Mata Kuliah Di Jurusan Teknik Pertambangan

Oleh:

MANGIHUT HASUDUNGAN SIMBOLON

13 306 073

JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL

INSTITUT TEKNOLOGI MEDAN

2016

SURAT PERMOHONAN PENELITIAN

KAJIAN DOSIS KAPUR SILIKA (CaSiO₃) UNTUK MENETRALKAN AIR ASAM TAMBANG DI KOLAM PENGENDAPAN LUMPUR
PT. KARYA BUMI BARATAMA

Medan, Februari 2016

KepadaYth,

Bapak Ir. Sedarta Sebayang, MT

Teknik Pertambangan

Institut Teknologi Medan

Tempat

Dengan hormat,

Melalui surat ini saya memohonkan kepada Bapak Sedarta Sebayang, selaku dosen metode penelitan dan komputasi tambang di teknik Pertambangan ITM agar member izin kepada saya untuk melaksanakan Penlitian yang akan dilaksanakan di daerah Kalimantan. Ada pun judul yang saya buat adalah : Kajian Dosis Kapur Silika (Casio₃) Untuk Menetralkan Air Asam Tambang Di Kolam Pengendapan Lumpur

Ada pun yang akan melaksanakan kegiatan Penelitian adalah :

Nama : MANGIHUT HASUDUNGAN SIMBOLON

Nim : 13 306 073

Demikianlah surat permohonan Penelitian ini saya perbuat, besar harapan saya, Bapak dapat mengizinkannya.

Atas perhatian dan kerjasamanya saya ucapkan terima kasih.

LEMBARAN PENGESAHAN

PROPOSAL PENELITIAN

Disusun Untuk Memenuhi Syarat Kurikulum

Pada Jurusan Teknik Pertambangan

Oleh :

MANGIHUT HASUDUNGAN SIMBOLON : 13 306 073

Disetujui Oleh :

Dosen Pembimbing,

( Ir. Sedarta Sebayang, MT )

DAFTAR ISI

COVER..............................................................................................................

LEMBAR PENGESAHAN.............................................................................

DAFTAR ISI.....................................................................................................

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang............................................................................................

1.2 Rumusan Masalah......................................................................................

1.3 Batasan Masalah.........................................................................................

1.4 Maksud dan Tujuan...................................................................................

1.4.1 Maksud.....................................................................................................

1.4.2 Tujuan.......................................................................................................

1.5 Luaran Penelitian........................................................................................

1.6 Manfaat Penelitian......................................................................................

BAB II. LANDASAN TEORI

2.1 Proses Pembentukan Air Asam Tambang................................................

2.2 Dasar Hukum Pengelolaan Lingkungan...................................................

2.3 Metode Pencegahan Air Asam Tambang.................................................

2.4Proses Penetralan Acid Mine Drinage Dengan Kapur Silica (CaSiO₃)....

2.5 Pengertian Kapur dan Jenis-jenis Kapur.................................................

2.6 Reaksi Kapur Silica (CaSio₃) dengan Air Asam......................................

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian............................................................................................

3.2 Lokasi/Tempat Penelitian...........................................................................

3.3 Populasi dan Sampel...................................................................................

3.4 Data dan Jenis Data....................................................................................

3.5 Metode Analisis Data..................................................................................

3.6 Teknik Pengumpulan Data........................................................................

3.7 Diagram Alir Penelitian..............................................................................

DAFTAR PUSTAKA

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air asam tambang – AAT (Acid Mine Drainage - AMD atau air asam batuan Acid Rock Drainage - ARD) adalah air yang bersifat asam (tingkat keasaman yang tinggi dan sering ditandai dengan nilai pH yang rendah di bawah 5 sebagai hasil dari oksidasi mineral sulfide yang terpajan atau terdedah (exposed) di udara dengan kehadiran air (Sayaoga, Rudy 2001).

Salah satu dampak negatif dari proses penambangan adalah timbulnya air asam tambang. Timbulnya air asam tambang ini tentu tidak bisa diabaikan begitu saja karena dampaknya yang besar bagi kelestarian lingkungan serta bagi masyarakat sekitar baik secara langsung maupun tidak langsung, dan ini merupakan tantangan besar bagi perusahaan pertambangan yang berwawasan lingkungan.Air asam tambang terbentuk dari proses tersingkapnya batuan sulfida yang kaya akanpyrite dan mineral sulfide lainnya yang bereaksi dengan air dan udara.

Air asam tambang dapat terbentuk secara alamiah dimanapun pada setiap kondisi yang cocok (Sayoga, Rudy, 2001).Dalam kegiatan penambangan terbentuknya air asam tambang tidak dapat dihindari. Hal ini disebabkan karena pada dasarnya penambangan merupakan kegiatan pembongkaran mineral dari batuan induk untuk kemudian diangkut, diolah dan dimanfaatkan sehingga dalam proses penambangan ini terjadi penyingkapan batuan. Untuk penambangan batubara sangat potensial terbentuk air asam tambang karena sifat batubara yang berasosiasi dengan pyrite dan air asam tambang akan semakin besar dan akan terbentuknya pada sistem tambang terbuka karena sifatnya yang berhubungan langsung dengan udara bebas akan mempermudah bereaksi dengan udara dan air, serta dipengaruhi oleh kondisi cuaca.

Pada daerah galian, penanganan dilakukan dengan memompakan air yang terakumulasi di dasar tambang kemudian menampungnya ke kolam pengendap lumpur.Selanjutnya air tersebut diberi kapur silica (CaSiO₃) yang bertujuan untuk meningkatkan pH.Sedangkan pada daerah timbunan, penanganan dilakukan dengan pola pengaliran pada permukaan timbunan sehingga air limpasan mengalir ke dalam kolam pengendap lumpur.

Kemudian dilakukan dengan cara yang sama seperti penanganan pada daerah galian Meminimalkan banyaknya air asam tambang (Acid Mine Drinage ) Dapat mengurangikerusakan bagi lingkungan sehingga tetap terjaga kelestariannya hingga kemasa yang akan datang.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun perumusan masalahan yang akan di amati adalah :

1. Bagaimana pemilihan dosis penggunaan kapur silica (CaSiO₃) yang efektif dalam menetralkan air asam tambang pada saluran inlet dan outlet di kolam pengendap lumpur Tambang, sehingga sesuai dengan baku mutu lingkungan.

2. Bagaimana tingkat efisiensinya terhadap biaya operasional dalam penggunaan kapur silica.

3. Bagaimana kondisi air yang tercemar, sehingga proses mixing tersebut akan dilakukan.

4. Bagaimana kondisi air jika kapur silica (CaSiO₃) berlebih.

5. Bagaimana kondisi air jika kapur silica (CaSiO₃) kurang.

6. Berapa lama air kolam akanmenjadi netral.

7. Bagaimana seharusnya kapur silica (CaSiO₃) disiapkan.

1.3 Batasan Masalah

Adapun Pembatasan masalah yang akan dibahas adalah :

1. Pemilihan dosis penggunaan kapur slica (CaSiO₃) yang efektif dalam menetralkan air asam tambang pada saluran inlet dan outlet di kolam pengendap lumpur Tambang, sehingga sesuai dengan baku mutu lingkungan,

2. Menentukan karakteristik bahan kapur silika yang akan digunakan berdasarkan komposisi secara kimia, dan sifat fisi secara ,

3. Menentukan jenis air yang diamati sehingga sir tersebut lebih seragam untuk penelitian.

1.4 Maksud dan Tujuan Penelitian

1.4.1 Maksud :

1. Melakukan percobaan penetralan kedalam suatu kolam dengan variasi waktu dan volum lumpur tambang.

2. Mengukur berapa banyak kapur silica (CaSiO₃) yang harus disediakan dalam setiap percobaan.

3. Menghitung berapa banyak cost dalam setiap percobaan.

4. Menganalisa kondisi kapur silica (CaSiO₃) yang akan diuji.

1.4.2 Tujuan :

Untuk mengetahui karakteristik kapur silica (CaSiO₃) yang digunakan serta efektifitas dosis kapur silica, dan banyaknya waktu untuk penetralan kolam dan besar biaya.

1.5 Luaran (Output) Penelitian

Berdasarkan dari hasil penelitian percobaan serta pengolahan data dengan variasi waktu yang berbeda dalam penetralisasian air asam tambang, maka dapat disimpulkan bahwa banyaknya kapur silica (CaSiO₃) dapat menentukan hasil bahwasanya air asam akan menjadi netral begitu juga sebaliknya.

Komposisi kapur yang hanya tersusun dari CaSiO₃ yang mudah larut menunjukkan lamanya proses reaksi kapur dengan lumpur yang dalam kondisi asam bisa dengan cepat hanya butuh waktu beberapa menit saja dalam setiap percobaan.

1.6 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

Ø Dapat digunakan sebagai bahan masukan untuk menentukan kebijakan perusahaan dalam melakukan perancangan bentuk kolam endapan lumpur dan pemilihan metode penetralan air asam tambang.

Ø Dapat digunakan sebagai bahan studi perbandingan bagi penelitian yang ada kaitannya dengan penelitian penetralan pH air asam tambang menggunakan kapur.

Ø Dapat digunakan sebagai dasar pertimbangan buat perusahaan dalam pemilihan metode penetralan air asam tambang dengan metode penetralan air asam lainnya.

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Proses Pembentukan Air Asam tambang

Air asam tambang adalah salah satu permasalahan lingkungan yang dihasilkan oleh industri pertambangan.Air asam tambang merupakan hasil dari oksidasi batuan yang mengandung pirit (FeS₂) dan mineral sulfida dari sisa batuan yang terpapar oleh oksigen yang berada dalam air.

Dimana pembentukannya dipengaruhi oleh tiga factor utama yaitu air, oksigen, dan batuan yang mengandung mineral – mineral sulfida seperti yang tertera pada tabel berikut (Tabel 2.1)

Tabel 2.1. Mineral sulfida yang berpotensi menimbulkan air asam tambang

Mineral	Komposisi
Pirit	FeS₂
Marcasite	FeS₂
Calcopirirt	CuFeS₂
Calcosite	Cu₂S
Sphalerit	ZnS
Millerit	NiS
Pirotit	Fe_1-Xs (dimana 0<x<0,2)
Arsenpirit	FeAsS
Cinnabar	HgS
Galena	PbS

Secara kimia kecepatan pembentukan asam tergantung pada pH, suhu, kadar oksigen udara dan air, kejenuhan air, aktifitas kimia Fe³⁺, dan luas permukaan dari mineral sulfida yang terpapar pada udara. Sementara kondisi fisika yang mempengaruhi kecepatan pembentukan asam, yaitu cuaca, permeabilitas dari batuan, pori-pori batuan, tekanan air pori, dan kondisi hidrologi.

Penanganan air asam tambang dapat dilakukan dengan mencegah pembentukannya dan menetralisir air asam yang tidak terhindarkan terbentuk.Pencegahan pembentukan air asam tambang dengan melokalisir sebaran mineral sulfida sebagai bahan potensial pembentuk air asam dan menghindarkan agar tidak terpapar pada udara bebas.Sebaran sulfida ditutup dengan bahan impermeable antara lain lempung, serta dihindari terjadinya proses pelarutan, baik oleh air permukaan maupun air tanah.Air yang berasal dari tambang batubara akan memiliki karakteristik berwarna merah kecoklatan, kuning dan kadang - kadang putih.

Air tersebut bisa saja bersifat asam maupun basa tergantung dari tingkat konsentrasi sulfat (SO4^2-), besi (Fe), mangan (Mn) juga di pengaruhi elemen-elemen seperti kalsium, sodium, potassium, dan magnesium.Air asam tambang timbul apabila mineral-mineral sulfida yang terkandung dalam batuan terpapar sebagai akibat pembukaan lahan atau pembongkaran batuan pada saat penambangan berlangsung dan bereaksi dengan air dan oksigen.

Secara umum reaksi pembentukan air asam tambang adalah sebagai berikut :4 FeS2 + 15 O2 + 14 H2O → 4 Fe(OH)3 + 8 H2SO4

Pyrite + Oxygen + Water → “Yellowboy” + Sulfuric Acid

Reaksi antara pyrite, oksigen, dan air akan membentuk asam sulfat dan endapan besi hidroksida.

2.2 Dasar Hukum Pengeloaan Lingkungan

Dasar hukum pengelolaan lingkungan di Indonesia adalah Undang-Undang No. 23 tahun 1997.Industri batubara sebagai salah satu perusahaan pertambangan dimana dalam kegiatannya tidak terlepas dari dampak-dampak yang ditimbulkannya dan menjadikan undang-undang no. 23 tahun 1997 sebagai dasar hukum pengelolaan lingkungan.

Selain itu juga digunakan Baku Mutu Ambien Air Golongan B yang ditetapkan oleh Pemerintah Republik Indonesia dengan KEK-02/MENKHLH/1988 untuk mengetahui air yang dialirkan ke sungai telah memenuhi standar atau tidak.

2.3 Metode Pencegahan Air Asam Tambang

1. Pencegahan terjadinya air asam tambang dapat dilakukan dengan menghindari faktor-faktor pembentuk air asam tambang, seperti mineral-mineral sulfida. Adapun cara yang dapat dilakukan untuk mencegah air asam tambang :

2. Hidrologi

3. Pelapisan dan Penutupan

3.1 Liat

3.2 Bahan Sintetik

4. Kandungan Oksigen

Tiga (3) langkah untuk menguragi oksigen dalam timbunan adalah :

1. Material timbunan harus dikubur dan dilapisi dengan tanah pucuk sesegaera mungkin.

2. Material timbunan harus dipadatkan selama konstruksinya, terutama pada saat penempatan material sulfida.

3. Pemadatan pada permukaan dan lereng bagian luar adalah sangat penting dalam mengurangi oksigen dan konveksi udara ke dalam timbunan. Bakterisida .

2.4 Proses Penetralan Acid Mine Drinage Dengan Kapur Silica (CaSiO₃)

Kolam yang telah dibentuk sebagai tempat pengendap lumpur berfungsi sebagai tempat mengendapkan lumpur, atau material padatan yang bercampur dari limpasan yang disebabkan adanya aktifitas penambangan maupun karena erosi.

Selain tempat pengendapan, kolam pengendap juga akan dialirkan keluar kolam pengendapan, baik itu kandungan materialnya, tingkat keasaman maupun kandungan material lain yang dapat membahayakan lingkungan.

Untuk menentukan kualitas air, digunakan beberapa parameter fisika dan kimia. Parameter fisika yang biasa digunakan dalam penentuan kualitas air adalah cahaya, suhu, kejernihan dan kekeruhan, warna konduktivitas dan padatan. Sedangkan parameter kimia yang digunakan adalah pH, asiditas, kesadahan, alkalinitas, potensi reduksi oksidasi, oksigen terlarut, karbondioksida dan bahan organic.

Selain itu terdapat ion - ion didalam perairan yang dapat mempengaruhi kualitas air.Ion utama diantaranya adalah kalsium, magnesium, natrium, klorida dan sulfur.

Dalam kegiatan penambangan bijih ataupun batubara yang biasanya selalu terdapat terbentuknya air asam tambang terutama yang bergerak dalam industri tambang batubara, pemerintah telah menetapkan Baku Mutu Lingkungan Cair Tambang Batubara melalui keputusan menteri Lingkungan Hidup Nomor 113 tahun 2003 tentang baku mutu air limbah bagi usaha atau kegiatan pertambangan batubara pada pasal 2 ayat (1).

Parameter yang diamati antaranya adalah angka pH, residu tersuspensi, kadar besi total dan kadar mangan total (Tabel 2).

Tabel 2.2. Baku mutu air limbah kegiatan penambangan batubara

Parameter	Satuan	Kadar Maksimum
pH		6-9
Zata padat tersuspensi	Mg/liter	400
Besi total	Mg/liter	7
Mangan total	Mg/liter	4

Pada umumnya banyak metode yang digunakan untuk proses penetralan air asam tambang salah satunya dengan menggunakan kapur karena kapur mempunyai kandungan karbonat yang bisa dengan cepat bereaksi dengan air dan air yang terkontaminasi sehingga menjadi asam.

2.5 Pengertian Kapur dan Jenis-Jenis Kapur

Kapur merupakan salah satu batuan yang dapat dipergunakan untuk meningkatkan pH secara praktis, murah dan aman sekaligus dapat mengurangi kandungan-kandungan logam berat yang terkandung dalam air asam tambang. Ada beberapa macam kapur yang dapat digunakan, yaitu :

1. Kapur pertanian (CaCo3).

2. Kapur tohor (CaO),

3. Kapur tembok (Ca(OH)₂),

4. Dolomite (CaMg(CO₃)₂) dan

5. Kapur silica (CaSiO₃).

Setiap jenis tersebut memiliki tingkat penetrasi yang berbeda-beda.Makin tinggi nilai penetrasi suatu kapur, makin tinggi daya peningkatan pH dan berarti makin sedikit jumlah kapur yang digunakan untuk meningkatkan pH dalam satu satuan.

2.6 Reaksi Kapur Silica (CaSiO₃) Dengan Air Asam

Kapur silica yang terdiri dari senyawa karbonat yang dimana hampir seluruh senyawanya tersusun oleh carbonat yang apabila direaksikan dengan air asam akan lebih cepat bereaksi, sehingga pH asamnya akan lebih cepat meningkat.Karbonat adalah batuan kapur, yang bila dibakar pada suhu 1100⁰ C akan menghasilkan Proses reaksi kimia:

CaCO₃+ SiO₂CaSiO₃ + CO₂ CaSiO₃ Cepat bereaksi dengan air

Ca(OH)₂ + CO₂CaCO₃ + H₂O

CaSiO₃ dan Ca(OH)₂ memiliki tingkat kecepatan yang tinggi yang dengan cepat bereaksi. CaSiO₃ bereaksi dengan air dan langsung dapat menetralkan larutan asam.

CaSiO₃ + H₂O CaSiO(OH)₂

CaSiO(OH)₂ + 2H⁺ CaSiO²⁺ + 2H₂O

CaSiO₃ + 2H⁺CaSiO₂²⁺ + H₂O

CaSiO3 akan lebih cepat bereaksi dengan asam apabila standar ukuran daripada kapur silica dengan volume lumpur pengendapatn memiliki ukuran perbandingan yang sama.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh kapur silica terhadap penetralan pH air asam tambang berdasarkan data pengamatan proses penetralan air asam tambang dan tujuan penggunaan kapur silica sebagai penetral yang digunakan oleh perusahaan berdasarkan metode percobaan dengan pencampuran kapur silica (CaSiO₃₎ dengan ukuran yang berbeda-beda.

3.2 Lokasi/Tempat Penelitian :

Penelitian ini dilakukan di PT. Karya Bumi Baratama Sarolangun, Propinsi Jambi.

3.3 Populasi dan Sampel

Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh lingkup lingkungan pertambangan Pt. Karya Bumi Bratama yang terdapat air asam tambang pH <7 dengan kolam lumpur yang telah dibuat oleh perusaan.Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah kapur silica (CaSiO₃) dengan ukuran serta karakteristik kapur tersebut.

3.4 Data dan Jenis Data

Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data langsung hasil pengamatan di lapangan berdasarkan berapa lama proses reaksi kapur silica tersebut dengan air asam tambang dalam menetralkannya.

Adapun data-data yang akan di ambil adalah:

1. Bentuk dan ukuran kolam pengendapan lumpur dalam skala kecil.

2. Lama waktu dalam setiap penetralan air asam yang dilakukan percobaan secara bertahap.

3. Volume kolam pengendapan lumpur untuk setiap penetralan air asam dalam sekali percobaan.

3.5 Metode Analisis Data

Analisis data dilakukan dengan cara mengamati dan merekap hasil keseluruhan dari percobaan berdasarkan dosis kapur silica, ukuran dan bentuk kolam pengendapan lumpur, volume lumpur setiap percobaan beserta waktunya. Kemudian dari hasil data tersebut akan dibuat perbandingan berdasarkan lama waktu penetralan dengan volume serta dosis sampel dalam setiap pengujian.

3.6 Teknik Pengumpulan Data

Pengumpulan data dilakukan dengan cara melakukan pengujian pencampuran kapur silica dalam kolam pengendapan lumpur secara bertahap dengan ukuran dosis kapur silica yang berbeda dan bentuk serta ukuran kolam pengendapan lumpur yang berbeda. Proses dokumentasi dilakukan dengan cara mencatat hasil selama percobaan berlangsung hingga selesai.

3.7 Diagram Alir Penelitian

Diagram alir penelitian ini dapat dilihat pada gambar

DAFTAR PUSTAKA

Mario Lee Pisco, Laporan Kerja Praktek, Penanggulangan Air Asam Tambang dengan Pengapuran Selama 24 Jam terus menerus dengan Active Treatment pada PT. KARYA BUMI BARATAMA, 2005

Jackson, M.L. , 1993 Influence of Fly Ash and Oiher Treatments on Acid Mine Drainage from Coal Refuse M.S.Thesis. Virginia Polytecnic Inst. and State University, Blacksburg, VA.285 p.

Arifin B. (2009). Penggunaan Abu Batubara PLTU MPANAI Sebagai Bahan Stabilisasi Tanah Lempung. Jurnal

SMARTek, Vol 7.