Mineral Zirkon dan Pemanfaatannya
" Zirkon termasuk mineral baru di Indonesia, karena selain keberadaannya sangat langka, juga penggunaannya baru mulai berkembang dalam sepuluh tahun terakhir ini "
Konsumen zirkon terbesar adalah industri keramik, terutama untuk produksi keramik ubin (wall tile) dan rumah tangga (tableware). Konsumen terbesar lainnya adalah industri logam dasar, yang kegunaannya adalah sebagai bahan anti korosi dan penahan panas (refraktori dan foundri).
Geologi Pembentukan Zirkon
Zirkon terbentuk sebagai mineral ikutan (accessory mineral) pada batuan yang terutama mengandung Na - feldspar, seperti batuan beku asam (granit dan sienit) dan batuan metamorf (gneiss dan sekis).Secara ekonomis, zirkon dijumpai dalam bentuk butiran (ukuran pasir), baik yang terdapat pada sedimen sungai maupun sedimen pantai. Pada umumnya zirkon terkonsentrasi bersama - sama mineral titanium (rutil dan ilmenit), monazit, dan mineral berat lainnya.
Di Indonesia, zirkon merupakan sedimen sungai yang terdapat di daratan dan lepas pantai. Mineral ini dijumpai bersama -sama dengan mineral kasiterit dan elektrum (Au, Ag) sebagai mineral utama, ilmenit, megnesit, monazit, xenotim, pyrit, mineral sulfida lainnya dan kuarsa.
Cebakan keseluruhan mineral ini pada umumnya berasal dari batu granit yang telah mengalami pelapukan dan transportasi.
Mineral utama yang mengandung unsur zirkonium adalah zirkon (zirkonium silikat, ZrO2.SiO2) dan baddeleyit (zirkonium oksida, ZrO2). Di alam, kedua mineral ini dijumpai dalam bentuk senyawa dengan hafnium (HfO2). Kandungan hafnium sekitar 1,5 – 2,5% dari total berat zirkon atau baddeleyit.
Pada umumnya zirkon mengandung unsur besi, kalsium, sodium, mangan, dan unsur lainnya. Unsur - unsur ini memberikan variasi warna zirkon yang bermacam-macam. Warna zirkon murni adalah putih bening.
Potensi Sumber Daya dan Cadangan Zirkon
Sampai dengan saat ini, jumlah cadangan zirkon di Indonesia tidak diketahui secara pasti.Walaupun demikian, potensi mineral ini diperkirakan cukup besar.
Di Sumatera, penyebaran zirkon pada umumnya mengikuti penyebaran endapan kasiterit, yang lebih dikenal dengan nama tin belt. Penyebaran tersebut meliputi daerah Sumatera bagian timur, Kepulauan Riau, Pulau Bangka, dan Pulau Belitung, serta sebagian Kalimantan bagian barat.
Berdasarkan penyelidikan yang telah dilakukan, endapan zirkon dipastikan terdapat di daerah Hatapang (Sumatera Utara), Pulau Karimun Kundur dan Pulau Bintan (Riau), serta Pulau Bangka dan Pulau Belitung (Sumatera Selatan).
Di Kalimantan tengah, zirkon merupakan mineral ikutan bijih emas aluvial, walaupun di beberapa tempat kandungan zirkon kadang-kadang lebih dominan. Berdasarkan hasil kegiatan eksplorasi dan eksploitasi tiga perusahaan Kontrak Karya (KK) Emas di daerah Kalimantan Tengah, zirkon diketahui tersebar di sungai Cembaga dan Katingan (termasuk anak-anak sungainya).
Di Kalimantan Timur, zirkon terdapat di daerah Semboja yaitu sebagai endapan pantai yang dijumpai bersama-sama mineral rutil.
Menurut Kantor Wilayah Departemen Pertambangan dan Energi setempat, cadangan zirkon tersebut dipastikan sebesar 33 ribu ton.
Di Papua, keberadaan zirkon didasarkan kepada kegiatan eksploitasi sembilan perusahaan SIPD yang berlokasi di daerah Kabupaten Jayapura. Karena terbatasnya data yang ada, potensi zirkon di daerah ini belum jelas, baik tipe endapan, penyebaran maupun jenis mineral ikutannya.
Di Pulau Bangka, P. Belitung dan P. Karimun Kundur, zirkon ditambang bersama - sama dengan kasiterit. Penambangan dilakukan oleh PT Timah dengan cara :
- Tambang semprot (konvensional dan tambang besar)
- Kapal Keruk, tambang mekanis.
Pengolahan zirkon termasuk sangat komplek karena selain memisahkannya dari mineral pengganggu (gangue minerals), tetapi juga dipisahkan dari mineral - mineral berat lainnya (multi mineral processing).
Pengolahan kasiterit, zirkon dan mineral berat lainnya dilakukan oleh PT Timah dalam dua tahap, yaitu :
- Pengolahan disini dilakukan dengan menggunakan sluice box dan jig. Tujuan pengolahan tersebut adalah untuk menghasilkan konsentrat kasiterit beserta mineral ikutannya, termasuk zirkon.
- Pengolahan dilakukan terhadap konsentrat tambang dan kapal keruk. Metode dan peralatan yang digunakan terdiri atas pemisahan gravitasi (meja goyang, klasifier, jig), pemisahan listrik (high tension separator), dan pemisahan megnit (rapid magnetic separator). Produk pengolahan adalah kasiterit, ilmenit, monazit, xenotim dan zirkon.
Di Kalimantan Tengah, zirkon ditambang bersama - sama dengan bijih emas oleh PT Amplit Mas Perdana. Zirkon yang dihasilkan merupakan konsentrat sluice box, akibatnya kadar zirkon tersebut masih sangat rendah (30% rO2).
1. Keramik dan Gelas
Pada industri keramik dan gelas, zirkon yang digunakan berbentuk zirkonia, PSZ (partially stabilized zirkonia), dan tepung zirkon (micronized zirkon).
Tepung zirkon pada keramik terutama berfungsi sebagai glasir opak (opacifier glazes), hal ini disebabkan zirkon mempunyai indeks refraksi cukup tinggi. Zirkon di sini menggantikan peranan Sn oksida untuk menghasilkan keramik putih dan keramik berwarna yang bermutu tinggi, khususnya keramik untuk keperluan rumah tangga (tableware) dan keramik ubin (tile ceramic).
Prosentase pemakaian zirkon sebagai glasir opak adalah 13% dari total bahan glasir yang digunakan. Bahan-bahan glasir lainnya adalah pasir silika (28%), feldspar (27%), kaolin (9%), witherit (5%), dan Zn oksida (4%).
Sebagai frit enamel, tepung zirkon digunakan untuk melapisi logam (baja dan besi tuang).
Walaupun jumlah pemakaian zirkon sangat kecil dibandingkan TiO2, dengan penggunaan zirkon lebih baik, terutama dalam proses pelapisan secara kering untuk menghasilkan produk peralatan dapur dan kamar mandi.
Dalam industri gelas, zirkonia (fused zirkon ) digunakan untuk menghasilkan gelas-gelas yang berkomposisi khusus, seperti gelas optik, gelas fiber, gelas TV berwarna, dan lain-lain.
Khusus untuk menghasilkan keramik rekayasa dan listrik, sekarang ini telah dibuat bahan dasar keramik yang berasal dari zirkon, yaitu PSZ. Produk PSZ yang telah dikembangkan ada dua macam, yaitu :
PSZ yang Dibuat dengan Menggunakan
CaO dan MgO
Keramik yang dihasilkan mempunyai kekuatan dan ketahanan yang lebih baik, jika dibandingkan dengan keramik konvensional (SiC, Si3, dan Al2O3). Produk keramik ini telah digunakan untuk komponen mesin/motor, pompa kimia, dan nozel (mulut pipa).
PSZ yang Dibuat dengan Menggunakan
Yttrium Oksida (Y2O3)
Keramik yang dihasilkan lebih stabil dan mempunyai konduktivitas panas rendah, selain
mempunyai ketahanan dan tahan lama. Keramik jenis ini sangat sesuai untuk pembuatan komponen adiabatik mesin diesel, seperti pelapis silinder, kepala piston, dan katup.
Kegunaan PSZ lainnya adalah untuk pembuatan elektroda yang dapat berfungsi untuk mengontrol ratio antara bahan bakar dan oksida di dalam mesin. Keadaan ini tidak saja menyangkut masalah lingkungan, tetapi juga masalah efisiensi mesin mobil dan penghematan pemakaian bahan bakar.
Sifat terpenting logam ini adalah anti korosif. Berdasarkan sifatnya ini, logam zirkon terutama digunakan untuk :
- Crucible yang digunakan pada laboratorium analit.
- Pipa keluaran gas.
- Bahan peledak primer (detonator).
- Foil pada lampu sorot dan bola lampu kilat kamera.
- Tabung penukar panas.
Dalam jumlah kecil, logam zirkonium digunakan untuk konstruksi pabrik petrokimia, pupuk urea, asam sulfat, dan pabrik asam hidroklorida.
Khusus logam zirkon dengan kemurnian 100 % (unsur hafnium telah dihilangkan) digunakan sebagai tabung bahan bakar radioaktif pada reaktor nuklir.
Logam paduan zirkon yang banyak terdapat di pasaran, antara lain :
- Baja zirkonium yang digunakan untuk gandar/as roda, poros, batang bor, dan konstruksi katup-tekan.
- Niobium zirkonium sebagai superkonduktor.
- Magnesium - logam tanah jarang - zirkonium yang digunakan pada industri ruang angkasa dan pesawat terbang.
- Zircaloy, terutama berbentuk tabung digunakan pada pembangkit listrik tenaga nuklir.
Logam zirkonium terpenting lainnya, terutama dalam bentuk senyawa dengan unsur lain (metallic compound) adalah zirkonium karbida. Logam ini digunakan sebagai konduktor elektronik, komponen alat pemotong, dan material struktur pada reaktor nuklir.
Menurut Kantor Wilayah Departemen Pertambangan dan Energi setempat, cadangan zirkon tersebut dipastikan sebesar 33 ribu ton.
Di Papua, keberadaan zirkon didasarkan kepada kegiatan eksploitasi sembilan perusahaan SIPD yang berlokasi di daerah Kabupaten Jayapura. Karena terbatasnya data yang ada, potensi zirkon di daerah ini belum jelas, baik tipe endapan, penyebaran maupun jenis mineral ikutannya.
Pertambangan Zirkon
Berdasarkan tipe endapan zirkon yang merupakan endapan aluvial. Penambangan dilakukan dengan menggunakan kapal keruk, buldozer, dragline dan lain - lain peralatan yang biasanya digunakan untuk menambang bijih aluvial.Di Pulau Bangka, P. Belitung dan P. Karimun Kundur, zirkon ditambang bersama - sama dengan kasiterit. Penambangan dilakukan oleh PT Timah dengan cara :
- Tambang semprot (konvensional dan tambang besar)
- Kapal Keruk, tambang mekanis.
Pengolahan zirkon termasuk sangat komplek karena selain memisahkannya dari mineral pengganggu (gangue minerals), tetapi juga dipisahkan dari mineral - mineral berat lainnya (multi mineral processing).
Pengolahan kasiterit, zirkon dan mineral berat lainnya dilakukan oleh PT Timah dalam dua tahap, yaitu :
- Pengolahan disini dilakukan dengan menggunakan sluice box dan jig. Tujuan pengolahan tersebut adalah untuk menghasilkan konsentrat kasiterit beserta mineral ikutannya, termasuk zirkon.
- Pengolahan dilakukan terhadap konsentrat tambang dan kapal keruk. Metode dan peralatan yang digunakan terdiri atas pemisahan gravitasi (meja goyang, klasifier, jig), pemisahan listrik (high tension separator), dan pemisahan megnit (rapid magnetic separator). Produk pengolahan adalah kasiterit, ilmenit, monazit, xenotim dan zirkon.
Di Kalimantan Tengah, zirkon ditambang bersama - sama dengan bijih emas oleh PT Amplit Mas Perdana. Zirkon yang dihasilkan merupakan konsentrat sluice box, akibatnya kadar zirkon tersebut masih sangat rendah (30% rO2).
Kegunaan dan Spesifikasi
Penggunaan zirkon sangat bervariasi, baik sebagai mineral industri (non-logam) maupun mineral logam. Pasaran zirkon dunia sebagian besar digunakan sebagai mineral industri, yaitu untuk pasir cetak (foundri), bata tahan api (refraktori), keramik dan gelas, kimia zirkonium, dan lain-lain.1. Keramik dan Gelas
Pada industri keramik dan gelas, zirkon yang digunakan berbentuk zirkonia, PSZ (partially stabilized zirkonia), dan tepung zirkon (micronized zirkon).
Tepung zirkon pada keramik terutama berfungsi sebagai glasir opak (opacifier glazes), hal ini disebabkan zirkon mempunyai indeks refraksi cukup tinggi. Zirkon di sini menggantikan peranan Sn oksida untuk menghasilkan keramik putih dan keramik berwarna yang bermutu tinggi, khususnya keramik untuk keperluan rumah tangga (tableware) dan keramik ubin (tile ceramic).
Prosentase pemakaian zirkon sebagai glasir opak adalah 13% dari total bahan glasir yang digunakan. Bahan-bahan glasir lainnya adalah pasir silika (28%), feldspar (27%), kaolin (9%), witherit (5%), dan Zn oksida (4%).
Sebagai frit enamel, tepung zirkon digunakan untuk melapisi logam (baja dan besi tuang).
Walaupun jumlah pemakaian zirkon sangat kecil dibandingkan TiO2, dengan penggunaan zirkon lebih baik, terutama dalam proses pelapisan secara kering untuk menghasilkan produk peralatan dapur dan kamar mandi.
Dalam industri gelas, zirkonia (fused zirkon ) digunakan untuk menghasilkan gelas-gelas yang berkomposisi khusus, seperti gelas optik, gelas fiber, gelas TV berwarna, dan lain-lain.
Khusus untuk menghasilkan keramik rekayasa dan listrik, sekarang ini telah dibuat bahan dasar keramik yang berasal dari zirkon, yaitu PSZ. Produk PSZ yang telah dikembangkan ada dua macam, yaitu :
PSZ yang Dibuat dengan Menggunakan
CaO dan MgO
Keramik yang dihasilkan mempunyai kekuatan dan ketahanan yang lebih baik, jika dibandingkan dengan keramik konvensional (SiC, Si3, dan Al2O3). Produk keramik ini telah digunakan untuk komponen mesin/motor, pompa kimia, dan nozel (mulut pipa).
PSZ yang Dibuat dengan Menggunakan
Yttrium Oksida (Y2O3)
Keramik yang dihasilkan lebih stabil dan mempunyai konduktivitas panas rendah, selain
mempunyai ketahanan dan tahan lama. Keramik jenis ini sangat sesuai untuk pembuatan komponen adiabatik mesin diesel, seperti pelapis silinder, kepala piston, dan katup.
Kegunaan PSZ lainnya adalah untuk pembuatan elektroda yang dapat berfungsi untuk mengontrol ratio antara bahan bakar dan oksida di dalam mesin. Keadaan ini tidak saja menyangkut masalah lingkungan, tetapi juga masalah efisiensi mesin mobil dan penghematan pemakaian bahan bakar.
Produk keramik untuk elektroda tersebut telah dikembangkan oleh perusahaan NGK-insulator (Jepang).
2. Refraktori
Zirkon dapat dibuat menjadi bata tahan api yang digunakan untuk melapisi tungku peleburan baja dan gelas. Zirkon yang digunakan ada dua jenis, yaitu AZS refraktori dan zirkonia-mullit.
2. Refraktori
Zirkon dapat dibuat menjadi bata tahan api yang digunakan untuk melapisi tungku peleburan baja dan gelas. Zirkon yang digunakan ada dua jenis, yaitu AZS refraktori dan zirkonia-mullit.
Pemakaian kedua bahan ini sebagai refraktori karena secara kimia mempunyai sifat netral serta ketahanan terhadap panas mendadak yang sangat baik. Zirkonia-mullit digunakan dalam bentuk batangan dan nodul yang disusun secara beraturan.
Pemakaian zirkon secara langsung untuk refraktori pada umumnya digunakan sebagai ladle brick . Refraktori ini dapat digunakan pada suhu hingga 3600°F.
3. Pasir Cetak
Zirkon sangat sesuai digunakan sebagai pasir cetak karena sifat-sifatnya :
Pemakaian zirkon secara langsung untuk refraktori pada umumnya digunakan sebagai ladle brick . Refraktori ini dapat digunakan pada suhu hingga 3600°F.
3. Pasir Cetak
Zirkon sangat sesuai digunakan sebagai pasir cetak karena sifat-sifatnya :
- Pengantar panas yang sangat tinggi, sehingga proses pendinginan berlangsung empat kali lebih cepat bila dibandingkan dengan pasir kuarsa,
- Tidak reaktif terhadap logam lain,
- Butiran zirkon berbentuk bulat dengan permuka-an bersih serta sesuai dengan semua jenis binder
- Membutuhkan binder lebih sedikit dibandingkan dengan pasir cetak lainnya,
- Ukuran tetap stabil walaupun terjadi peningkatan panas,
- pH zirkon netral atau sedikit asam.
Sebagai pasir cetak, zirkon umumnya digunakan untuk menghasilkan produk cetakan yang mempunyai permukaan halus. Selain zirkon, fused zirkonia juga digunakan sebagai pasir cetak, khususnya pencetakan gelas secara kontinu.
4. Abrasif
Produk zirkon yang umumnya digunakan sebagai abrasif adalah alumina-zirkonia. Abrasif jenis ini ada dua kelompok, tergantung prosentase zirkonia yang digunakan, yaitu :
- AZ-abrasif (25% zirkonia).
- NZ-abrasif (40% zirkonia).
AZ-abrasif terutama digunakan dalam hubungannya dengan pengerjaan bahan-bahan yang berasal dari logam, seperti steel billet , automotif, dan lain-lain. Di pasaran NZ-abrasif ada dua jenis, yaitu E347 (bonded abrasive) dan E349 (coated abrasive). NZ-abrasif terutama digunakan sebagai mata (bit) pada mesin pemotong untuk batu hias (marmer dan granit) dan sebagai bola penggerus (grinding wheel).
Sebagai abrasif, pasir zirkon dapat juga digunakan secara langsung, yaitu sebagai sandblast menggantikan fungsi pasir kuarsa.
5. Kimia Zirkonium
Dalam industri kimia, zirkonia digunakan untuk pembuatan zirkonium sulfat, H2ZrO2(SO4)2.3H3O. Bahan kimia ini sangat penting karena merupakan bahan dasar dalam pembuatan kimia zirkonium lainnya.
Zirkonium sulfat digunakan sebagai bahan untuk penyamakan kulit (tanning leather) dan bahan tambahan pada pigmen titania (berfungsi sebagai penstabil pigmen).
Produk kimia zirkonium lainnya beserta tujuan penggunaan adalah :
- Zirkonium oxyclorida, sebagai bahan pelapis (coating) pada tekstil.
- Zirkonium tetrachlorida, sebagai bahan pemurnian Al dan Mg.
Zirkonium karbonat sebagai obat (berbentuk salep) untuk melawan racun yang berasal dari tumbuh-tumbuhan. Zirkonium hydrat sebagai moderator neutron. Zirkon sebagai Batu Mulia (Gemstone) Zirkon yang mempunyai variasi warna dapat digunakan sebagai batu mulia, seperti :
- Putih bening (matara diamond),
- Jacinth atau hyacinth yang berwarna orange, merah, ataupun coklat),
- Jargon atau jaargon (kuning maupun hijau),
Starlite (berwarna biru sebagai hasil dari pemanasan zirkon yang berwarna merah kecoklatan).
- pH zirkon netral atau sedikit asam.
Sebagai pasir cetak, zirkon umumnya digunakan untuk menghasilkan produk cetakan yang mempunyai permukaan halus. Selain zirkon, fused zirkonia juga digunakan sebagai pasir cetak, khususnya pencetakan gelas secara kontinu.
4. Abrasif
Produk zirkon yang umumnya digunakan sebagai abrasif adalah alumina-zirkonia. Abrasif jenis ini ada dua kelompok, tergantung prosentase zirkonia yang digunakan, yaitu :
- AZ-abrasif (25% zirkonia).
- NZ-abrasif (40% zirkonia).
AZ-abrasif terutama digunakan dalam hubungannya dengan pengerjaan bahan-bahan yang berasal dari logam, seperti steel billet , automotif, dan lain-lain. Di pasaran NZ-abrasif ada dua jenis, yaitu E347 (bonded abrasive) dan E349 (coated abrasive). NZ-abrasif terutama digunakan sebagai mata (bit) pada mesin pemotong untuk batu hias (marmer dan granit) dan sebagai bola penggerus (grinding wheel).
Sebagai abrasif, pasir zirkon dapat juga digunakan secara langsung, yaitu sebagai sandblast menggantikan fungsi pasir kuarsa.
5. Kimia Zirkonium
Dalam industri kimia, zirkonia digunakan untuk pembuatan zirkonium sulfat, H2ZrO2(SO4)2.3H3O. Bahan kimia ini sangat penting karena merupakan bahan dasar dalam pembuatan kimia zirkonium lainnya.
Zirkonium sulfat digunakan sebagai bahan untuk penyamakan kulit (tanning leather) dan bahan tambahan pada pigmen titania (berfungsi sebagai penstabil pigmen).
Produk kimia zirkonium lainnya beserta tujuan penggunaan adalah :
- Zirkonium oxyclorida, sebagai bahan pelapis (coating) pada tekstil.
- Zirkonium tetrachlorida, sebagai bahan pemurnian Al dan Mg.
Zirkonium karbonat sebagai obat (berbentuk salep) untuk melawan racun yang berasal dari tumbuh-tumbuhan. Zirkonium hydrat sebagai moderator neutron. Zirkon sebagai Batu Mulia (Gemstone) Zirkon yang mempunyai variasi warna dapat digunakan sebagai batu mulia, seperti :
- Putih bening (matara diamond),
- Jacinth atau hyacinth yang berwarna orange, merah, ataupun coklat),
- Jargon atau jaargon (kuning maupun hijau),
Starlite (berwarna biru sebagai hasil dari pemanasan zirkon yang berwarna merah kecoklatan).
6. Logam Zirkonium dan Logam Paduan
Logam zirkonium dengan kemurnian mendekati 100% diperoleh dengan cara mereduksi zirkonium tetrachlorida dengan sodium. Logam yang dihasilkan berwarna abu - abu dan bersifat lunak (mudah dibentuk dan dipotong).
Logam zirkonium dengan kemurnian mendekati 100% diperoleh dengan cara mereduksi zirkonium tetrachlorida dengan sodium. Logam yang dihasilkan berwarna abu - abu dan bersifat lunak (mudah dibentuk dan dipotong).
Sifat terpenting logam ini adalah anti korosif. Berdasarkan sifatnya ini, logam zirkon terutama digunakan untuk :
- Crucible yang digunakan pada laboratorium analit.
- Pipa keluaran gas.
- Bahan peledak primer (detonator).
- Foil pada lampu sorot dan bola lampu kilat kamera.
- Tabung penukar panas.
Dalam jumlah kecil, logam zirkonium digunakan untuk konstruksi pabrik petrokimia, pupuk urea, asam sulfat, dan pabrik asam hidroklorida.
Khusus logam zirkon dengan kemurnian 100 % (unsur hafnium telah dihilangkan) digunakan sebagai tabung bahan bakar radioaktif pada reaktor nuklir.
Logam paduan zirkon yang banyak terdapat di pasaran, antara lain :
- Baja zirkonium yang digunakan untuk gandar/as roda, poros, batang bor, dan konstruksi katup-tekan.
- Niobium zirkonium sebagai superkonduktor.
- Magnesium - logam tanah jarang - zirkonium yang digunakan pada industri ruang angkasa dan pesawat terbang.
- Zircaloy, terutama berbentuk tabung digunakan pada pembangkit listrik tenaga nuklir.
Logam zirkonium terpenting lainnya, terutama dalam bentuk senyawa dengan unsur lain (metallic compound) adalah zirkonium karbida. Logam ini digunakan sebagai konduktor elektronik, komponen alat pemotong, dan material struktur pada reaktor nuklir.
Sangat senang menerima kritik dan saran di kolom komentar untuk menyempurnakan artikel ini. Demikian ulasan singkat mengenai " Mineral Zirkon dan Pemanfaatannya " Semoga Bermanfaat.
Dp.
Post a Comment for "Mineral Zirkon dan Pemanfaatannya"