Pembuatan Zirkonia Dengan Metoda Peleburan Pasir Zirkon

7/23/2019 Pembuatan Zirkonia Dengan Metoda Peleburan Pasir Zirkon

http://slidepdf.com/reader/full/pembuatan-zirkonia-dengan-metoda-peleburan-pasir-zirkon 1/53

PEMBUATAN ZIRKONIA DENGAN METODA

PELEBURAN PASIR ZIRKON

Oleh: Yuhelda Dahlan

PramusantoNuryadi Saleh

Eko SetyatmokoSoma SumantriElvi Rahmawati

DEPARTEMEN ENERGI DAN SUMBER DAYA MINERALBADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN ENERGI DAN SUMBERDAYA MINERAL

PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN TEKNOLOGI NINERAL DAN BATUBARABANDUNG, 2009



i

SARI

Pembuatan zirkonia dengan metode peleburan dari pasir zirkon, telah dilakukan dengan

metoda disosiasi termal pada skala laboratorium. Pasir zirkon Pangkalanbun,

Kalimantan Tengah yang dipergunakan mempunyai kadar yaitu 58.95% ZrO2 dengan

pengotor terbanyak adalah SiO2 28,21%, Fe2O3 1.30%, TiO2 6.68%. Kadar ini belum

ekonomis untuk dapat dilebur pada pembuatan zirkonia, untuk itu perlu dilalukan

peningkatan kadar sehingga mencapai kadar >65% ZrO2. Peningkatan kadar zirkon telah

dilakukan melalui pemisahan mineral pengotornya dengan kombinasi serangkaian

peralatan yang terdiri dari meja goyang, pemisah magnetik, dan high tension separator

(HTS). Dari hasil peningklatan kadar diperoleh konsentrat pasir zirkon berkadar 66,15%

ZrO2, dengan perolehan sebesar 88,95%. Untuk mendapatkan zirkonia semi stabil

(PSZ) dilakukan penambahan bahan penstabil yaitu 8% mol (3,81%berat) CaO, 8% mol

(2,77% berat) MgO atau 3-4% mol (5,4-7,1%berat) Y2O3 kepada zirkonia murni.

Penambahan bahan penstabil dilakukan dengan dua cara yaitu; penambahan pada

zirkon sulfat dan zirkonia murni. Kemudian zirkonia semi stabil (PSZ) yang diperoleh di

uji dengan difraksi sinar-x untuk melihat bentuk struktur kristal dan kimia basah untuk

kadar ZrO2. Hasil difraksi sinar-x dari zirkonia semi stabil yang diperoleh menunjukan

hanya puncak ZrO2 yang terbentuk dengan bentuk struktur kristal nonoklinik untuk

bahan penstabil CaO+MgO dan Y2O3 yang ditambahkan pada zirkon sulfat. Sedangkan

hasil difaksi sinar-x untuk zirkonia semi stabil (PSZ) yang dibuat dengan penambahan

bahan penstabil pada zirkonia murni menunjukan hanya puncak ZrO2 yang terjadi

dengan bentuk struktur kristal tetragonal untuk bahan penstabil Y2O3 dan campuran

CaO+MgO serta kubik untuk bahan penstabil campuran CaO+MgO+Y2O3. Kristal

tetragonal yang terbentuk oleh bahan penstabil Y2O3 berkadar 4% mol (7,1%berat) pada

suhu sintering 1000oC, dan campuran CaO+MgO masing berkadar 11% mol (5%berat)

untuk CaO dan 11% mol (3,60% berat) MgO pada suhu sintering 1100oC.



ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah Yang Maha Esa, karena hanya

dengan ridhoNya laporan hasil penelitian ini dapat diselesaikan tepat pada

waktunya.

Penelitian yang berjudul “Pembuatan Zirkonia dengan Metode Peleburan Pasir

Zirkon’’ dilakukan di Laboratorium Teknologi Pengolahan Mineral, Pusat

Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral dan Batubara dengan contoh

pasir zirkon berasal dari daerah Pangkalan Bun, Kalimantan Tengah.

Kami mengucapkan terima kasih kepada segenap pihak yang telah membantu,

hingga terselesaikannya penelitian ini.

Akhirnya kami mohon maaf apabila dalam penulisan laporan penelitian ini masih

banyak kekurangannya, segala kritik dan saran kami terima dengan senang hati.

Harapan kami semoga penelitian ini dapat bermanfaat.

Bandung, Desember 2009

Kepala Puslitbang Teknologi Mineral dan Batubara

DR. Bukin Daulay, M.Sc.NIP. 100002751



iii

DAFTAR ISI

Halaman

SARI i

KATA PENGANTAR ii

DAFTAR ISI iii

DAFTAR GAMBAR vi

DAFTAR TABEL viii

DAFTAR LAMPIRAN ix

I. PENDAHULUAN 1

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Ruang Lingkup 3

1.3. Tujuan 4

1.4. Sasaran 4

1.5. Lokasi 4

II. TINJAUAN PUSTAKA 6

2.1. Mineral Zirkon 6

2.2. Sebaran dan Endapan Mieral Zirkon di Kalimantan Tengah 6

2.3. Zirkonia Semi Stabil 8

2.4. Pembuatan Zirkonia Semi Stabil 8

2.5. Kegunaan Zirkonia dan zirkonia semi stabil 11

III. PROGRAM KEGIATAN 13

3.1. Pengambilan Contoh 13

3.2. Preparasi Contoh 14

3.3. Studi Bahan Baku 14

3.3.1. Komposisi Kimia 14

3.3.2. Analisis Distribusi Ukuran 14

3.3.3. Analisis Mineralogi dan Derajat Liberasi 14

3.3.4. Analisis XRD 15

3.4. Peningkatan Kadar Zirkon 15

3.4.1. Meja Goyang 15

3.4.2. Pemisah Magnetik 15

3.4.3. High Tension Separator 16



iv

Halaman


IV. METODOLOGI PERCOBAAN 17

4.1. Bahan-bahan 19

4.1.1. Bahan Baku 19

4.1.2. Bahan Tambahan 19

4.2. Peralatan 19

4.3. Pengambilan Contoh 19

4.4. Preparasi Contoh 20


4.5.1 Analisis Komposisi Kimia 20

4.5.2. Analisis Distribusi Ukuran 21

4.5.3. Analisis Mineralogi dan Derajat Liberasi 21

4.5.4. Analisis Difraksi Sinar-x 21


4.6.1. Meja Goyang 21

4.6.2. Pemisah Magnetik 22

4.6.3. High Tension Separator 22


4.7.1. Penambahan Bahan Penstabil pada Zirkon Sulfat 22

4.7.2. Penambahan Bahan Penstabil pada Zirkonia Murni 23

V. HASIL DAN PEMBAHASAN 24


5.1.1. Komposisi Kimia 24

5.1.2. Distribusi Ukuran 24

5.1.3. Mineralogi dan Derajat Liberadi 25

5.1.4. Difraksi Sinar-x 28



5.3.1. Penambahan Bahan Penstabil pada Zirkon Sulfat 31

5.3.2. Penambahan Bahan Penstabil pada Zirkonia Murni 32

VI. KESIMPULAN DAN SARAN 38

6.1. Kesimpulan 38



v

Halaman

6.2. Saran 38

DAFTAR PUSTAKA 40



vi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1. Peta lokasi pengambilan contoh pasir zirkon di

Pangkalanbun, Kalimantan Tengah 5

Gambar 2.1. Pola aliran sungai tempat mineral zirkon ditemui 7

Gambar 2.2. Peta daerah sebaran mineral zirkon di Kalimantan Tengah 7

Gambar 2.3. Bagan alir metode pembuatan zirkonia secara disosiasi termal(Kwela Z, 2006) 9

Gambar 2.4. Diagram fasa (a) sisitim CaO-ZrO2 dan (b) sistim MgO- ZrO2

dan (c) sistim Y2O3-ZrO2 (Chiang, 1997) 10

Gambar 4.1. Diagram alir pembuatan zirkonia semi stabil (PSZ)

dengan cara peleburan pasir zirkon 18

Gambar 5.1. Foto mikrograf pasir zirkon Pangkalanbun 28Gambar 5.2. Hasil difraksi sinar-x pasir zirkon (Bahan baku)

Pangkalanbu, Kalimanta Tengah 29

Gambar 5.3. Hasil difraksi sinar-x PSZ, dengan bahan penstabil campuran

CaO + MgO dan Y2O3 yang ditambahkan Ke dalam Zr(SO4)2 31

Gambar 5.4. Hasil difraksi sinar-x zirkonia murni yang diperguakan untuk

pembuatan zirkonia semi stabil (PSZ) 33

Gambar 5.5. Hasil difraksi sinar-x PSZ dengan beberapa bahan penstabil

pada suhu sintering 1000oC 34

Gambar 5.6. Hasil difraksi sinar-x zirkonia semi stabil (PSZ) variasi suhu

sintering dengan bahan stabilizer CaO+MgO 35

Gambar 5.7. Hasil difraksi sinar-x zirkonia semi stabil (PSZ) variasi

jumlah bahan stabilizer pada suhu sintering 1100oC 37

Gambar L.I.1. Foto proses pengolahan emas dengan menggunakan

palong (slucce box ) 41

Gambar L.I.2. Foto pencucian pasir zirkon tailing pengolahan emas 41

Gambar L.I.3. Foto saat melakukan sampling dengan Metode

coning-quartering 41

Gambar L II.1. Foto saat peningkatan kadar zirkon dengan menggunakan

meja goyang 42


Magnetik separator 42



vii

Halaman

Gambar L II.3. Foto saat peningkatan kadar zirkon dengan

high tension separator (HTS) 42

Gambar L III. 1. Foto saat peleburan pasir zirkon pada suhu 1700 oC

dengan menggunakan tungku resistan 43



viii

DAFTAR TABEL

HALAMAN

Tabel 1.1. Program kegiatan penelitian zirkon selama 6 tahun 3

Tabel 5.1. Hasil komposisi kimia pasir zirkon Kalimantan Tengah 26

Tabel 5.2. Hasil distribusi ukuran pasir zirkon Kalimantan Tengah 26

Tabel 5.3. Hasil mineralogi dan derajat liberasi pasir zirkon

Pangkalanbun, Kalimantan Tengah 27

Tabel 5.4. Hasil peningkatan kadar mineral zirkon Pangkalanbun,

Kalimantan Tengah 30

Tabel 5.5. Komposisi kimia zirkonia semi stabil (PSZ), hasil penambahan

bahan penstabil pada zirkon sulfat 32

Tabel 5.6. Komposisi kimia zirkonia semi stabil (PSZ), hasil penambahan

bahan penstabil pada zirkonia murni 34

Tabel 5.7. Komposisi kimia zirkonia semi stabil (PSZ) hasil variabel suhu

sintering dengan bahan stabilizer CaO+MgO 36

Tabel 5.8. Komposisi kimia zirkonia semi stabil (PSZ) hasil variabel jumlah

bahan penstabil CaO+MgO 37



ix

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lamiran I. Foto-foto pengambilan contoh di lapangan 41

Lampiran II. Foto-foto percobaan peningkatan kadar pasir zirkon 42

Lampiran III. Foto proses peleburan pasir zirkon 43



1

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pembuatan zirkonia dari pasir zirkon, merupakan salah satu peran aktif Puslitbang

Teknologi Mineral dan Batubara (tekMIRA) sebagai lembaga penelitian dan

pengembangan yang berada di bawah Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral,

dalam melaksanakan UU No. 4 Tahun 2009 tentang pertambangan mineral dan

batubara, yang salah satu pasalnya menyebutkan bahwa pengolahan dan pemurnian

merupakan salah satu usaha pertambangan yang harus dilakukan untuk meningkatkan

nilai tambah mineral yang menjadi tulang punggung penerimaan negara.

Dalam rangka meningkatkan nilai tambah pasir zirkon yang berharga US$ 25/kg menjadi

zirkonia yang bernilai tambah tinggi dengan harga US$ 250-350/kg (alkane, 2008 dan

Soepriyanto S. 2009) di dalam negeri yang dapat menunjang penerimaan devisa negara,

maka sangat diperlukan pembuatan zirkonia di dalam negeri. Di samping itu pembuatan

zirkonia dari pasir zirkon juga dapat memanfaatkan potensi pasir zirkon yang begitu

besar di Indonesia, terutama di Kalimantan Tengah saja terdapat sekitar 2.000.000.000

ton sebagai zirkonium, yang merupakan mineral ikutan dari proses pengolahan emas

aluvial (PT. Pensa, 2007), serta untuk memenuhi kebutuhan zirkonia dunia yang setiap

tahunnya mencapai 100.000 ton (alkane, 2008 and anonim, 2009).

Kebutuhan zirkonia dunia yang begitu besar disebabkan oleh karena penggunaan

zirkonia sebagai oksida logam yang akhir-akhir ini cukup banyak menarik perhatian

dengan keunggulan fungsinya pada berbagai aplikasi keramik maju (advanced

ceramics), seperti sensor oksigen dan SOFC (Solid oxide Fuel Cell ). Kegunaan zirkonia

lainnya adalah untuk aplikasi kesehatan (terutama sebagai heads untuk hydroxyapatite),

elektronik, optik, katalis, perhiasan dan sebagainya, sehingga penguasaan teknologi

pembuatannya sangat diperlukan (Alkane,2008 dan Anonim, 2006).

Pembuatan zirkonia dapat dilakukan dari pasir zirkon dengan metode peleburan secara

desosiasi termal. Peleburan pasir zirkon baru bernilai ekonomis apabila pasir zirkon yang

dipergunakan mengandung minimal 65% ZrO2. Untuk mendapatkan pasir zirkon

berkadar >65% ZrO2 perlu dilakukan peningkatan kadar. Peningkatan kadar dapat



2

dilakukan dengan cara membuang mineral-mineral pengotornya berdasarkan perbedaan

sifat fisik yaitu; perbedaan berat jenis, magnetisitas dan konduktifitas, dengan

menggunakan serangkaian peralatan yang terdiri dari meja goyang, pemisah magnetik

dan high tension separator (HTS) (Harben, 1995).

Metode pembuatan zirkonia dengan peleburan pasir zirkon secara disosiasi termal dapat

dilakukan pada suhu 1750oC, kemudian celup kejut (diquancing ) di dalam larutan NaOH.

Untuk mendapatkan zirkonia dilakukan pelarutan dengan asam sulfat, kristalisasi dan

kalsinasi pada suhu 900oC (Kwela, 2006 dan Anonim, 2006). Pembuatan zirkonia

dengan metode pelarutan asam sulfat ini juga telah dilakukan di Dubbo Zirconia Project

(DZP) Australia. DPZ selain dapat membuat zirkonia juga dapat memisahkan unsur-

unsur radioaktif yang terkandung di dalam pasir zirkon yang digunakan sebagai bahan

baku yang mempunyai nilai tambah sangat tinggi (Alkane, 2008).

Zirkonia yang dibuat adalah zirkonia yang memiliki sifat tidak mudah berubah-ubah yang

disebabkan oleh perubahan panas dan gesekan. Untuk mendapatkan zirkonia yang

mempunyai sifat yang tidak mudah berubah-ubah maka perlu dilakukan penambahan

sejumlah bahan penstabil (stabilizer) ke dalam zirkonia murni (ZrO2). Untuk pembuatan

zirkonia semi stabil (PSZ), dilakukan dengan penambahan sedikit jumlah bahan penstabil

atau stabilizer. Stabilizer yang dapat digunakan untuk pembuatan zirkonia semi stabil

(PSZ) adalah CaO, MgO atau Y2O3 dengan jumlah MgO lebih besar dari 8% mol(2,77%berat), CaO 8% mol (3,81%berat), atau Y2O3 3-4% mol (5,4-7,1% berat) (Anonim,

2006).

Dalam rangka penguasaan teknologi pembuatan zirkonia dari pasir zirkon, maka

penelitian dilakukan secara multi years selama 6 tahun dengan urutan kegiatan (road

map) pada Tabel 1.1. Penelitian dimulai pada tahun anggaran 2008 yang menitik

beratkan kepada penguasaan teknologi peningkatan kadar pasir zirkon dan pembuatan

zirkonia murni (ZrO2). Zirkonia murni mempunyai sifat yang tidak stabil, sehinggapenggunaannya terbatas. Di samping itu zirkonia murni merupakan bahan baku untuk

pembuatan zirkonia lain yang dapat bersifat semi stabil dan stabil, untuk itu pada tahun

2009 penelitian dititik beratkan pada penguasaan teknologi pembuatan zirkonia semi

stabil (PSZ) yang kegunaannya juga sangat banyak, dan pada tahun anggaran 2010

penelitian dititik beratkan pada pembuatan zirkonia stabil. Sedangkan pada tahun 2011



3

dilakukan pembuatan zirkonia stabil pada skala meja (proses semi kontinu) yang

bertujuan untuk menghitung kebutuhan bahan, ukuran peralatan dan rancangan proses.

Untuk rancangan (desain) proses dan pengadaan peralatan dilakukan pada tahun 2012.

Pemasangan peralatan dan uji coba proses pembuatan zirkonia dilakukan pada tahun

2013, dan sosialisasi tentang pemanfaatan pasir zirkon dan cara pembuatan zirkonia

dilakukan pada tahun 2014.

Tabel 1.1.

Program kegiatan penelitian zirkon antara tahun 2008-2914

Tahun 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Kegiatan - Karakterisasi

bijih

- Peningkatan

Kadar pasir

zirkon (skala

Lab.)

- Pembuatan

zirkonia murni

(bersifat tidak

stabil)

- Karakterisasi

produk

zirkonia

- Pembuatan

zirkonia semi

stabil skala

Lab.

- Optimalisasi

meliputi

Variabel :

1. suhu

sintering

2. Jenis

bahan

penstabil

3. Jumlahbahan

penstabil

- Karakterisasi

produk PSZ

- Pembuatan

zirkonia semi

stabil skala

Lab.

- Optimalisasi

meliputi

Variabel :

1. suhu

sintering

2. Jenis

bahan

penstabil

3. Jumlahbahan

penstabil

- Karakterisasi

produk

zirkonia stabik

Pembuatan

zirkonia

stabil skala

meja (semi

kontinu)

berkapasitas

5kg/run

Rancangan

proses dan

pengadaan

peralatan

untuk

pembuatan

zirkonia

skala semi

pilot

(kapasitas

100 kg/r un)

Pemasangan

peralatan dan

Uji coba

proses

pembuatan

zirkonia stabil

Sosialisasi

pembuatan

zirkonia ke

daerah-

daerah yang

potensi

zirkonnya

besar dan

perusahaan

swasta

1.2 . Ruang Lingkup Kegiatan

Pembuatan zirkonia dengan metode peleburan pasir zirkon, yaitu pembuatan zirkoniayang mempunyai sifat semi stabil (PSZ) dari konsentrat pasir zirkon dengan metoda

peleburan secara disosiasi termal, mempunyai ruang lingkup kegiatan sebagai berikuti:

1. Studi literatur yang terkait dengan pembuatan zirkonia bersifat semi stabil (PSZ)

dengan teknologi peleburan pasir zirkon secara disosiasi termal.

2. Pengambilan bahan baku pasir zirkon ke lapangan.



4

3. Studi bahan baku.

4. Peningkatan kadar bahan baku pasir zirkon.

5. Pembuatan zirkonia yang mempunyai sifat semi stabil dari konsentrat

pasir zirkon.

6. Menganalisis hasil-hasil percobaan.

7. Mengaevaluasi data hasil percobaan.

8. Pembuatan laporan dan karya tulis ilmiah

1.3. Tujuan

Pembuatan zirkonia dengan metode peleburan pasir zirkon bertujuan untuk

memdapatkan zirkonia yang bersifat semi stabil (PSZ) dari konsentrat pasir zirkon

Kalimantan Tengah melalui proses disosiasi termal.

1.4. Sasaran

Sasaran jangka pendek adalah pembuatan zirkonia semi stabil (PSZ) yang mempunyai

bentuk struktur kristal tetragonal. Sedangkan sasaran jangka panjangnya adalah untuk

menyediakan bahan baku zirkonia semi stabil (PSZ) dan zirkonia sifat stabil dalam

negeri.

1.5. Lokasi

Lokasi kegiatan percobaan pembuatan zirkonia semi stabil (PSZ) dari konsentrat pasir

zirkon dilakukan di laboratorium Teknologi Pengolahan Mineral, Pusat Penelitian dan

Pengembangan Teknologi Mineral dan Batubara, Jalan Jenderal Sudirman 623

Bandung. Sedangkan untuk pengambilan contoh pasir zirkon dilakukan di Pangkalan

Bun, Kabupaten Kota Waringin Barat, Kalimantan Tengah, sebagaimana dapat dilihat

pada peta lokasi (Gambar 1.1.)



5

Gambar 1.1. Peta lokasi pengambilan contoh pasir zirkon di

Pangkalanbun, Kalimantan Tengah



6

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Mineral Zirkon

Zirkon merupakan salah satu batu hias (gemstone) dengan kekerasan 7.5 HRA, berbentukkristal tetragonal prismatik dengan beraneka warna, sehingga memberikan daya tarik

yang tinggi. Di dalam mineral ini sering ditemukan jejak unsur radio aktif di dalam struktur

kristalnya sehingga memberikan sifat metamorf dan tidak stabil, tetapi dapat menjadi

stabil apabila dipanaskan hingga suhu tertentu. Zirkon mempunyai daya tahan yang

tinggi terhadap pelapukan dan abrasi, biasanya membentuk konsentrasi bernilai

ekonomis di daerah-daerah pantai dan gosong pasir yang terletak berkilo-kilometer dari

sumbernya (Herman, 2007).

Mineral zirkon (ZrSiO4) dapat ditemukan sebagai butir-butir kristal berukuran halus di

dalam sebagian besar batuan beku dan beberapa batuan metamorf, tersebar dalam

jumlah jarang melebihi 1% dan sering berasosiasi dengan mineral-mineral berat lain

seperti; ilmenit, monazit, rutil, magnetit, xenotim dan lain-lain (Macdonald, 1983).

2.2. Sebaran dan Endapan Mineral Zirkon di Kalimantan Tengah

Mineral zirkon di Pulau Kalimantan secara umum tersebar mengikuti sistim aliran sungai,

yang sebarannya berada antara wilayah pegunungan dan laut, dengan ketebalan

endapan dapat terbentuk dalam beragam ukuran dan disusun oleh satu lapisan atau

lebih, tergantung pada kedalam sungainya, sedangkan luas sebaran dikendalikan oleh

bentuk belokan saluran sungai (Herman, 2007).

Mengacu kepada bentuk pola aliran sungai di pulau Kalimantan pada Gambar 2.1, maka

diperkirakan beberapa daerah yang mempunyai pengendapan konsentrasi mineral

zirkon, yaitu: Kalimantan Barat dan Kalimantan Tengah. Daerah-daerah di Kalimantan

Tengah yang mempunyai endapan zirkon adalah Kabupaten Katingan, Serayu, Waringin

Timur, kahayan dan Waringin Barat (Gambar 2.2. Peta Kalimantan Tengah), dengan

jumlah cadangan diperkirakan sebesar 2.000.000.000.ton berupa zirkonium (PT. PENZA,

2007) karena dilewati oleh sungai-sungai Sungai Sambas, Sungai Melawi, Sungai

Pembuang, Sungai Sampit, Sungai Katingan, Sungai Kahayan dan Sungai Barito.



7

Gambar 2.1. Pola aliran sungai tempat Mineral zirkon ditemui

Gambar 2.2. Peta daerah sebaran mineral zirkon di Kalimantan Tengah

Kabupaten Katingan

Kotawaringin Timur

Seruyan

Kotawaringin Barat



8

2.3. Zirkonia Semi Stabil

Zirkonia semi stabil atau zirkonia stabil sebagian yang lebih dikenal dengan partially

stabilized zirkonia (PSZ), merupakan campuran polimorf zirkonia, karena kekuranganoksida untuk pembentukan-fase kubik (fase stabil). Penambahan bahan penstabil

(stabilizer) ke dalam zirkonia murni akan menyebabkan strukturnya masuk ke dalam fase

tetragonal pada temperatur lebih tinggi dari 1000°C, sehingga pada suhu rendah akan

mudah berubah kepada monoklinik. Oleh karenanya, zirkonia semi stabil juga disebut

sebagai polikristal zirkonia tetragonal (TZP), dengan bahan penstabil yang digunakan

untuk memperoleh PSZ, terdiri dari MgO lebih besar dari 8% mol (2,77%berat), CaO 8%

mol (3,81%berat), atau Y2O3 3-4% mol (5,4-7,1 %berat) (Anonim, 2006).

Zirkonia semi stabil (PSZ) merupakan suatu material yang mengalami perubahan

kekerasan. Perubahan itu terjadi akibat adanya retak mikro dan takanan induksi. Retak

mikro tergantung pada perbedaan ekspansi termal antara partikel fase kubik dan partikel

fase-monoklinik (atau tetragonal) dalam PSZ. Koefisien ekspansi termal (CTE) untuk

membentuk monoklinik adalah 6,5-6/°C dan 10,5-6/°C untuk bentuk kubik. Perbedaan

koefisien ekspansi termal inilah yang menimbulkan retak mikro dengan menyebarkan

energi dari sebaran retak. Sedangkan tekanan induksi tergantung pada perubahan

bentuk tetragonal-ke-monoklinik, pada saat temperatur yang digunakan melampauitemperatur perubahan bentuk pada suhu sekitar 1000°C. Energi tekanan dari sebaran

retakan tersebut menyebabkan terjadinya perubahan dari tetragonal metastabil menjadi

zirkonia monoklinik stabil. Energi yang digunakan oleh perubahan ini cukup untuk

memperlambat atau menghentikan sebaran retak. Tetapi fase kubus menciptakan suatu

gaya kompresif yang mempertahankan fase tetragonal.

2.4. Pembuatan Zirkonia Semi Stabil

Pemuatan zirkonia semi stabil (PSZ) dapat dilakukan dari pasir zirkon, dengan cara

peleburan, salah satunya dengan cara disosiasi termal. Metode disosiasi termal

dilakukan pada suhu tinggi bertujuan untuk memutus atau merusak ikatan antara ZrO2

dan SiO2. Kemudian dilakukan celup kejut (quenching ) sehingga terbentuk padatan

zirkonia di dalam bead silika. Zirkonia yang terbentuk berukuran 0,01-0,1 µm. Untuk



9

memisahkan zirkonia dari SiO2 maka zirkonia dilarutkan dengan H2SO4, pada suhu

sekitar 200oC, yang sangat ditentukan oleh konsentrasi asam sulfat.

Fasa larutan Zr(SO4)2 dan gel SiO2 dipisahkan dengan proses filtrasi. Kemudian larutan

dikristalisasi pada suhu 121-123oC untuk mendapatkan kristal Zr(SO4)2.4H2O. Kemudian

larutan H2SO4 yang masih tertinggal dibilas. Untuk mendapatkan ZrO2 maka dilakukan

kalsinasi untuk menghilangkan SO3 dan H2O(g), dengan diagram alir pembuatan

zirkonia semi stabil secara disosiasi termal disajikan pada Gambar 2.3 (Kwela, 2006).

Gambar 2.3. Bagan alir metode pembuatan zirkonia secara disosiasi termal(Kwela Z, 2006).

Pembuatan zirkona semi stabil (PSZ) dari zirkonia murni membutuhkan suhu yang

sangat tinggi, tetapi dapat dilakukan pada suhu yang lebih rendah dengan penambahan

bahan penstabil. Bahan penstabil yang biasa digunakan berupa CaO, MgO atau Y2O3,

sebesar MgO lebih besar dari 8% mol (2,77%berat), CaO 8% mol (3,81%berat), atau

Y2O3 3-4% mol (5,4-7,1 %berat) melalui proses pencampuran dan sintering .

ZrSiO4

ZrO2 + SiO2 (Disosiasi zirkon)

1750oC

Quenching

ZrO2 + SiO2 (zirkonia dalam unggun silikat)

Zr(SO4)2 (aq) SiO2 (s)

H2SO4

ZrO2

FiltrasiKristalisasiKalsinasi 900oC



10

Penambahan bahan penstabil (stabilizer) juga dapat dilakukan pada zirkon zulfat yang

kemudian dilakukan kalsinasi (Anonim, 2006 dan Chiang, 1997) .

Suhu sintering untuk pembuatan zirkonia semi stabil (PSZ) dari zirkonia murni, sangat

tergantung dari bahan bakunya (Chiang, 1997). Sebagai contoh pada Gambar 2.4. (a),

Gambar 2.4. (b) dan Gambar 2.4.(c) diperlihatkan diagram fasa sistem CaO-ZrO2, MgO-

ZrO2 dan Y2O3-ZrO2.

(a) (b)

(c)

Gambar 2.4. Diagram fasa (a) sistim CaO-ZrO2 dan (b) sistim MgO- ZrO2

dan sistim Y2O3-ZrO2 (Chiang, 1997)



11

2.4. Kegunaan Zirkonia dan Zirkonia Semi Stabil

Penggunaan zirkonia semi stabil (PSZ) sangat bervariasi, baik sebagai mineral industri

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, SiO2, 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).

Zirkonia telah digunakan untuk temperatur sangat tinggi dan tidak terbasahi oleh logam-

logam lain oleh karenanya merupakan suatu material ‘crucible’ yang sangat baik ketika

‘slag ’ tidak ada. Material ini telah berhasil digunakan secara baik untuk peleburan baja

‘alloy ’ dan logam-logam berharga.

Zirkonia merupakan produk zirkon yang sangat penting karena penggunaannya yang

sangat luas, baik sebagai bahan pengganti zirkon itu sendiri maupun bahan yang

digunakan untuk menghasilkan produk-produk berteknologi tinggi.

Zirkonia (termasuk fused zirkonia), selain digunakan pada industri yang telah diuraikan

diatas, juga digunakan sebagai bahan :



12

- Piezo-electric dan keramik titanat,

- Pelapis penahan panas pada baling-baling pesawat terbang, seperti yang telah

diproduksi oleh perusahaan Pratt Whitney, General Electric, dan Rolls Royce.



13

III. PROGRAM KEGIATAN

Program kegiatan pembuatan zirkonia semi stabil (PSZ) dengan metode peleburan pasir

zirkon meliputi:

1. Pengambilan contoh ke lapangan

2. Preparasi contoh

3. Studi bahan baku, meliputi:

Komposisi kimia

Distribusi ukuran

Mineralogi dan derajat liberasi

Difraksi sinar-x

4. Peningkatan kadar, dengan serangkaian peralatan yang terdiri dari:

Meja goyang

Pemisah magnetik

HTS (high tension separator)

5. Pembuatan zirkonia semi stabil (PSZ) dari konsentrat pasir zirkon

6. Analisis hasil percobaan

7. Evaluasi hasil percobaan

8. Pembuatan laporan dan karya tulis ilmiah

3.1. Pengambilan Contoh

Pengambilan contoh pasir zirkon dilakukan di tambang emas rakyat di Desa Simpang

Berambai, Pangkalanbun, Kalimantan Tengah pada 3 (tiga) titik sampling yaitu; Kapuk-

Skonyer, Pamancingan dan Pantai Kubu.

Contoh yang diambil adalah contoh dari hasil pencucian tailing pengolahan emas dengan

metode coning-quartering. Contoh hasil sampling dari ketiga titik tersebut kemudian

dicampur, dihomogenkan, dan disampling lagi untuk medapatkan 1 (satu) contoh pasir

zirkon yang representatif sehingga dapat mewakili contoh dari tambang emas rakyat

yang terdapat di Pangkalan Bun, Kabupaten Kotawaringin Barat, Kalimantan Tengah.



14

3.2. Preparasi Contoh

Preparasi contoh pasir zirkon bertujuan untuk mendapatkan ukuran pasir zirkon yang

diinginkan. Preparasi meliputi: pengeringan, penggerusan, pengayakan dan sampling .

Pengeringan bertujuan untuk mendapatkan contoh kering air, sehingga mudah untuk

digerus, diayak dan disampling . Sedangkan penggerusan, pengayakan dan sampling

dilakukan untuk mendapatkan contoh yang representatif pada ukuran yang diinginkan

3.3. Studi Bahan Baku

Studi bahan baku bertujuan untuk melihat karakteristik dari pasir zirkon asal Pangkalan

Bun, Kalimantan Tengah yang dipergunakan. Studi bahan baku meliputi: komposisi

kimia, distribusi ukuran, mineralogi dan derajat liberasi, serta difraksi sinar-x.

3.3.1. Komposisi Kimia

Analisis komposisi kimia bertujuan untuk melihat kandungan zirkon dan pengotornya,

seperti; SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO2, dan unsur-unsur tanah jarang yang ada di dalamnya.

Analisis komposisi kimia dilakukan dengan menggunakan XRF .

3.3.2. Distribusi Ukuran

Analisis distribusi ukuran bertujuan untuk melihat distribusi penyebaran mineral zirkon

pada setiap fraksi ukuran di dalam contoh.

3.3.3. Mineralogi dan Derajat Liberasi

Analisis mineralogi dan derajad liberasi bertujuan untuk melihat mineral-mineral yang

terdapat di dalam contoh pasir zirkon dan bentuk keterikatan antara mineral zirkon

dengan pengotornya serta seberapa besar mineral zirkon terliberasi pada setiap ukuran.

.



15

3.3.4. Difraksi Sinar-X

Analisis difraksi sinar-x bertujuan untuk melihat mineral-mineral yang terdapat di dalam

pasir zirkon, yang dapat dipergunakan untuk memperkuat hasil analisis mineralogi.

3.4. Peningkatan Kadar

Peningkatan kadar pasir zirkon bertujuan untuk mendapatkan konsentrat berkadar >65%

(ZrO2+HfO2). Konsentrat yang digunakan untuk pembuatan zirkonia semi stabil (PSZ)

harus >65% (ZrO2+HfO2), agar ekonomis. Peningkatan kadar dilakukan dengan cara

memisahkan mineral-mineral pengotor seperti; silika, ilmenit, rutil, hematit, magnetit, pirit

dan xenotim, berdasarkan kepada perbedaan berat jenis, magnetisitas, dan konduktifitas

sesuai dengan sifat dari mineral pengotor yang terdapat di dalam contoh.

Peningkatan kadar dilakukan dengan metode fisika, dengan serangkaian peralatan yang

terdiri dari meja goyang (shaking table), pemisah magnetik dan high tension separator

(HTS).

3.4.1. Meja Goyang

Peningkatan kadar pasir zirkon dengan meja goyang (shaking table) bertujuan untuk

memisahkan kuarsa, sebagai pengotor, berdasarkan kepada perbedaan berat jenis.

3.4.2. Pemisah Magnetik

Pemisahan magnetit dilakukan bertujuan untuk memisahkan mineral-mineral pengotor

yang bersifat magnetik yang masih tertinggal di dalam konsentrat meja goyang. Dimana

minaral-mineral yang bersifat magnetik akan dipisahkan berupa tailing , sehingga

mineral-mineral yang bersifat non magnetik menjadi konsentrat.

3.4.3. High Tension Separator

Peningkatan kadar zirkon dengan menggunakan high tension separator (HTS) bertujuan

untuk memisahkan pengotor berdasarkan sifat konduktifitas listrik. Mineral-mineral yang



16

bersifat konduktor dapat dipisahkan berupa tailing , dan yang bersifat non konduktor

menjadi konsentrat.


Zirkonia semi stabil (PSZ) dibuat dari konsentrat pasir zirkon dengan metode peleburan

secara disosiasi termal, dengan mempergunakan bahan penstabil CaO, MgO dan Y2O3.

Penambahan bahan penstabil (stabilizer) dilakukan dengan dua cara yaitu; penambahan

stabilizer pada zirkon zulfat dan bubuk zirkonia murni (ZrO2). Zirkonia semi stabil (PSZ)

yang diperoleh diidentifikasi dengan menggunakan difraksi sinar-x untuk melihat bentuk

kristal dan mineral yang muncul. Sedangkan untuk penentuan komposisi kimianya

dilakukan analisis dengan XRF atau kimia basah.



17

IV. METODOLOGI PERCOBAAN

Metodologi percobaan pembuatan zirkonia semi stabil (PSZ) dengan metode peleburan

pasir zirkon, dilakukan dalam beberapa tahapan yang meliputi:

1. Pengambilan contoh ke lapangan

2. Preparasi contoh

3. Studi bahan baku, meliputi:

Komposisi kimia

Distribusi ukuran

Mineralogi dan derajat liberasi

Difraksi sinar-x

4. Peningkatan kadar, dengan serangkaian peralatan yang terdiri dari:

Meja goyang

Pemisah magnetik

HTS

5. Pembuatan zirkonia semi stabil (PSZ) dengan metode peleburan konsentrat

pasir zirkon

6. Karakterisasi produk zirkonia semi stabil (PSZ) dengan:

Difraksi sinar-x

Komposisi kimia

Diagram alir percobaan dapat disajikan pada Gambar 4.1



18

Pasir zirkon

Karakterisasi

Upgrading

Magnetik separator

Peleburan

Disosiasi termal

Komposisikimia

Minerologi& derajat

liberasi

XRD

Preparasi/sampling

Quenching

Na2ZrO3

Penyaringan Zr(SO4)2

H2SO4

SiO2

Pemisahan

Kalsinasi & sinterin

Distribusi

ukuran

Meja goyang

HTS

Konsentrat

Pasir zirkon >65%

ZrO2+CaO, MgO

atau ZrO2+Y2O3

NaOH

NH4OH

1700oC

CaO, MgO

atau Y2O3

Zr(OH)2

Kalsinasi

ZrO2 CaO, MgO

atau Y2O3

Sintering

Na2SiO3

Kristalisasi

Gambar 4.1. Diagram alir pembuatan zirkonia semi stabil (PSZ) dengan cara peleburan

pasir zirkon



19

4.1. Bahan-bahan

4.1.1. Bahan Baku

Bahan baku yang dipergunakan untuk pembuatan zirkonia semi stabil (PSZ), adalah

pasir zirkon yang berasal dari hasil pencucian tailing pengolahan emas rakyat di daerah

Simpang Berambai, Pangkalanbun, Kabupaten Kotawaringin Barat, Kalimantan Tengah

yang berasal dari 3 (tiga) titik sampling , yaitu Kapuk-Skonyer, Pamancingan dan Pantai

Kubu.

4.1.2. Bahan Tambahan

Bahan-bahan kimia tambahan yang dipergunakan untuk pembuatan zirkonia semi stabil

(PSZ) dari pasir zirkon adalah; soda api (NaOH) p.a, asam sulfat (H2SO4) p.a, amonia

cair (NH4OH) p.a, asam klorida (HCl), alkohol dan krusibel grafit.

4.2. Peralatan

Peralatan yang dipergunakan untuk pembuatan zirkonia semi stabil (PSZ) dari pasir

zirkon yaitu; alat preparasi terdiri dari ball mill , rotap Sieve Shaker , timbangan teknis,

timbangan analitik dan splitter. Sedangkan peralatan untuk peningkatan kadar terdiri dari

meja goyang, pemisah magnetik dan HTS, serta peralatan untuk pembuatan zirkonia

semi stabil (PSZ) terdiri dari tungku resisten, hot plate dan alat-alat gelas.

4.3. Pengambilan Contoh

Contoh pasir zirkon yang digunakan untuk percobaan pembuatan zirkonia semi stabil

(PSZ) berasal dari tailing pengolahan tambang emas rakyat dengan menggunakan

palong (slucice box ) di 3 titik yaitu Kapuk-skonyer, Pamacingan dan Pantai Kubu di

daerah Simpang Barambe, Pangkalanbun, Kabupaten Kotawaringin Barat, Kalimantan

Tengah. Contoh diambil dari palung (slucce box ) pencucian tailing pengolahan emas

dengan metode coning-quartering, dengan foto-foto pengambilan contoh terdapat pada

Lampiran I. Kemudian dari ketiga contoh dicampur dan diaduk sampai homogen serta

disampling untuk mendapat contoh yang representatif, sehingga dapat mewakili.



20

4.4. Preparasi Contoh

Preparasi dilakukan untuk mendapatkan ukuran contoh pasir zirkon yang diinginkan.

Preparasi meliputi: pengeringan, penggerusan, pengayakan dan sampling.

Pengeringan dilakukan pada suhu 110oC untuk mendapatkan contoh pasir zirkon yang

kering air, sehingga mudah untuk digerus, diayak dan disampling pada pengerjaan

selanjutnya.

Pasir zirkon yang sudah kering, dihaluskan dengan ball mill dan kemudian didiayak

dengan menggunakan rotap Sieve Shaker berukuran 60 mesh, 100 mesh, 140 mesh,

200 mesh. Masing-masing ukuran dari pasir zirkon disampling dengan metoda coning-

quartering untuk mendapatkan contoh yang representatif .

Contoh pasir zirkon yang berukuran –140+200 mesh dipergunakan untuk analisis

karakterisasi bahan baku meliputi; analisis komposisi kimia, mineralogi, derajat liberasi

dan difraksi sinar-x. Sedangkan untuk analisis distribusi ukuran dipergunakan contoh

yang berukuran +60 mesh sampai -200 mesh.


Studi bahan baku contoh pasir zirkon meliputi: analisis komposisi kimia, distribusi

ukuran, mineralogi dan derajat liberasi serta difraksi sinar-x.

4.5.1. Analisis Komposisi Kimia

Analisis komposisi kimia dilakukan pada contoh berukuran -140 mesh untuk melihat

kandungan zirkon dan pengotornya, seperti; SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO2, dan unsur-unsur

tanah jarang di dalam contoh. Analisis komposisi kimia dilakukan dengan menggunakan

XRF.



21

4.5.2. Analisis Distribusi Ukuran

Analisis difraksi ukuran dilakukan terhadap unsur ZrO2, SiO2, Fe2O3, TiO2, Al2O3, Nb2O5,

HfO2, Y2O3, Cr 2O3, CeO2, pada ukuran +60 mesh, -60+100 mesh, -100+140 mesh, -

140+200 mesh dan -200 mesh. Analisis komposisi kimia pada setiap ukuran dilakukan

dengan menggunakan XRF.

4.5.3. Analisis Mineralogi dan Derajat Liberasi

Analisis mineralogi dan derajat liberasi dilakukan terhadap contoh pasir zirkon berukuran

+60 mesh, -60+100 mesh, -100+140 mesh, -140+200 mesh, dan -200 mesh. Analisis

mineralogi dan derajat liberasi bertujuan untuk mengetahui mineral-mineral yang terdapat

di dalam contoh, keterikatan antara mineral zirkon dengan mineral pengotor serta

seberapa besar mineral zirkon terliberasi.

4.5.4. Analisis Difraksi Sinar-x

Analisis difraksi sinar-x dilakukan pada contoh berukuran -140 mseh bertujuan untuk

melihat mineral-mineral yang terdapat di dalam pasir zirkon, yang dapat dipergunakan

untuk memperkuat hasil analisis mineralogi.

4.6. Peningkatan kadar zirkon

Peningkatan kadar zirkon dilakukan dengan cara memisahkan mineral-mineral

pengotornya seperti; silika, ilmenit, rutil, hematit, magnetit, pirit dan xenotim, dengan

serangkaian peralatan yang terdiri dari meja goyang (shaking table), magnetic separator

dan high tension separator (HTS).

4.6.1. Meja Goyang

Peningkatan kadar zirkon menggunakan meja goyang dilakukan dengan menggunakan

aliran air sebesar 12 liter/menit, kemiringan meja 3o dan panjang stroke 6 mm, sehingga

percobaan dapat menghasilkan konsentrat berkadar minimum 60% (ZrO2+HfO2).



22

4.6.2. Pemisah Magnetik

Peningkatan kadar zirkon menggunakan pemisah magnetik, bertujuan untuk

memisahkan mineral-mineral pengotor yang bersifat magnetik seperti ilmenit dan rutil.

Pemisahan mineral yang bersifat magnetik di dalam konsentrat meja goyang dilakukan

dengan menggunakan pemisah magnetik kering berkekuatan 10.000 gauss.

4.6.3. High Tension Separator

Peningkatan kadar zirkon menggunakan high tension separator (HTS) (Gambar 4.7),

bertujuan untuk memisahkan pengotor yang bersifat konduktor seperti rutil. Pemisahan

mineral-mineral yang bersifat konduktor, dilakukan pada kondisi parameter voltase,

kecepatan umpan, dan kemiringan corong pengumpan optimum yaitu voltase seberas 30

kV, kecepatan feed dari 7,5 g/menit dan kemiringan slope lauider 30o, sesuai kondisi

optimum yang diperoleh pada percobaan tahun 2008.


Zirkonia semi stabil (PSZ) dibuat dari konsentrat pasir zirkon berkadar 66,75%

ZrO2+HfO2, dengan bahan penstabil (stabilizer) CaO, MgO dan Y2O3. Penambahan

stabilizer dilakukan dengan dua cara yaitu; penambahan pada zirkon sulfat dan bubuk

zirkonia murni (ZrO2).

4.7.1. Penambahan Bahan Penstabil pada Zirkon Sulfat.

Sebanyak 250 gram konsentrat pasir zirkon dilebur pada suhu 1700oC sampai mencair

(lebur) dengan menggunakan tungku resisten (Gambar 4.5). Konsentrat pasir zirkon

yang sudah lebur dicelupkan kejut ke dalam larutan NaOH sambil diaduk, kemudian

disaring untuk memisahkan SiO2. Residu yang terjadi dicuci, kemudian ditambahkan

H2SO4 6 M untuk melarutkan zirkon. Larutan zirkon sulfat yang diperoleh dikristalisasi

dengan penambahan amoniak cair (NH4OH), lalu ditambahkan bahan penstabil berupa;

CaO, MgO atau Y2O3 masing masing sebesar 8% mol (3,81%berat) CaO, 8% mol (2,77%

berat) MgO atau 3-4% mol (5,4-7,1 %berat), dan kristal yang terbentuk kalsinasi pada

suhu 900oC untuk mendapatkan zirkonia semi stabil (PSZ). Zirkonia semi stabil (PSZ)



23

yang diperoleh diidentifikasi dengan menggunakan difraksi sinar-x untuk melihat bentuk

kristalnya

4.7.2. Penambahan Bahan Penstabil pada Zirkonia Murni.

Sebanyak 250 gram konsentrat pasir zirkon dilebur pada suhu 1700oC sampai mencair

(lebur) dengan menggunakan tungku resisten (Gambar 4.5). Konsentrat pasir zirkon

yang sudah lebur dicelupkan kejut ke dalam larutan NaOH sambil diaduk, kemudian

disaring untuk memisahkan SiO2. Residu yang terjadi dicuci, dan ditambahkan H2SO4 6

M untuk melarutkan zirkon. Larutan zirkon sulfat yang diperoleh dikristalisasi dengan

penambahan amonirak cair (NH4OH). Kristal yang terbentuk dicuci sampai bersih dan

kemudian dikalsinasi pada suhu 900oC untuk pembentukan ZrO2 (zirkonia murni). Untuk

mendapatkan zirkonia semi stabil (PSZ) dilakukan penambahan CaO, MgO atau Y2O3

sebagai bahan penstabil (stabilizer), masing masing sebesar 8 mol% (3,81%berat) CaO

3,81% berat, MgO (2,77% berat) atau 5,4-7,1 % berat, dengan cara mixing , kemudian di

sintering pada suhu 1000oC. Zirkonia semi stabil (PSZ) yang diperoleh di identifikasi

dengan menggunakan difraksi sinar-x untuk melihat bentuk kristal dan mineral yang

muncul. Sedangkan penentuan komposisi kimianya dilakukan analisis dengan XRF atau

kimia basah.

Untuk mendapatkan hasil yang optimal dilakukan variabel percobaan terhadap:

1. Penentuan bahan penstabil yang terbaik dari CaO, MgO, Y2O3, CaO+MgO dan

CaO+MgO+Y2O3

2. Variabel suhu sintering antara 1000-1200oC stabilizer CaO+MgO.

3. Variabel kadar penstabil CaO+MgO



24

V. HASIL DAN PEMBAHASAN


Studi bahan baku pasir zirkon yang berasal dari daerah Pangkalanbun, Kalimantan Tengah

sudah dilakukan, terdiri dari; analisis komposisi kimia dengan XRF, distribusi ukuran,

mineralogi dan derajat liberasi serta difraksi sinar-x. Studi bahan baku ini bertujuan untuk

mengetahui komposisi dan kadar serta bentuk ikatan antara mineral zirkon dengan mineral-

mineral pengotor yang terdapat di dalam bahan baku.

5.1.1. Komposisi kimia

Analisis komposisi kimia dengan XRF dilakukan terhadap unsur-unsur yang meliputi, SiO2,

Fe2O3, TiO2, ZrO2, HfO2, serta komposisi kimia lainnya, dengan hasil terdapat pada Tabel

5.1.

Hasil analisis komposisi kimia pada Tabel 5.1. terlihat bahwa pasir zirkon Pangkalanbun,

Kalimantan Tengah mengandung ZrO2 sebesar 58,95%, dengan kandungan pengotor cukup

besar yaitu 28,21% SiO2, 1,30% Fe2O3, 6,68% TiO2, serta alkali, alkali tanah dan tanah

jarang di bawah 1%. Hasil analisis ini menunjukkan bahwa bahan baku belum mempunyai

kadar > 65% ZrO2 yang ekonomis untuk dapat dilebur pada pembuatan zirkonia semi stabil

(PSZ). Untuk itu bahan baku perlu ditingkatkan kadar ZrO2nya dengan cara memisahkan

pengotor-pengotornya terutama silika agar ekonomis untuk dapat dilebur pada pembuatan

zirkonia semi stabil (PSZ). Di samping itu juga tidak terlihat adanya unsur yang bersifat radio

aktif, seperti; ThO2, CeO2, U dan lain-lain di dalam bahan baku tersebut.

5.1.2. Distribusi Ukuran

Analisis distribusi ukuran butir dilakukan terhadap unsur SiO2, ZrO2, TiO2, Fe2O3, Al2O3 dan

unsur tanah jarang, pada ukuran +60 mesh, -60+100 mesh, -100+140 mesh, dan -200 mesh.

Hasil analisis distribusi ukuran butir contoh pasir zirkon Pangkalanbun, Kalimantan Tengah

terdapat pada Tabel 5.2



25

Hasil analisis distribusi ukuran butir pasir zirkon memperlihatkan, kandungan zirkon tersebar

pada setiap ukuran. Zirkon paling banyak berada pada ukuran lolos 60 mesh sekitar 61,72%.

Untuk mineral pengotor dengan jumlah besar adalah SiO2, TiO2 dan FeO2. Pengotor SiO2

berada pada setiap ukuran dengan kadar >28,28%, begitu juga Fe2O3 dan TiO2 juga terdapat

pada setiap ukuran dengan kadar <1% untuk Fe2O3 dan TiO2 < 6.73 % pada kandungan

zirkon paling banyak yaitu pada ukuran lolos 60 mesh.

5.1.3. Mineralogi dan Derajat Liberasi

Analisis mineralogi dan derajat liberasi bertujuan untuk melihat mineral-mineral yang terdapat

di dalam pasir zirkon Pangkalanbun, Kalimantan Tengah serta keterikatannya dengan

mineral-nineral pengotornya. Hasil analisis mineralogi dan derajat liberasi terdapat pada

Tabel 5.3 dan Gambar 5.1.a, Gambar 5.1.b, Gambar 5.1.c, Gambar 5.1.d dan Gambar 5.1.e.



26

Tabel 5.1.

Hasil Komposisi kimia pasir zikon Pangkalanbun, Kalimantan Tengah

Unsur ZrO2 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MnO CaO MgO Na2O K2O HfO2 TiO2 Y2O3 Cr 2O3 LOI

Kadar (%) 58.95 28.21 1.48 1.30 0.05 0.14 0.16 0.13 0.03 1.21 6.68 0.17 0.73 0.52

Tabel 5.2.

Hasil distribusi ukuran Pasir zirkon Pangkalanbun, Kalimantan Tengah

Ukuran(mesh)

Berat(%)

Kadar (%)

ZrO2 SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 HfO2 Na2O MgO Y2O3 Cr 2O3 CaO

+60 5,90 15.77 60.27 4.03 2.31 15.01 0.30 0.058 0.10 0.01 0.60 0.03

-60+100 61,72 61.64 28.28 1.41 1.37 6.73 0.13 0.126 0.05 0.17 0.82 0.12

-100+140 19,30 60.62 29.76 0.78 0.82 4.85 1.23 0.136 0.12 0.18 0.70 0.15

-140+200 8,57 60.72 30.38 0.57 0.57 4.84 1.23 0.208 0.10 0.20 0.64 0.13

-200 4,51 61.64 31.09 0.45 0.57 3.55 1.24 0.305 0.07 0.21 0.21 0.15

Kadarrata-rata

100 58,66 30,76 1,33 1,21 6,55 0,50 0,14 0,07 0,04 0,74 012



27

Tabel 5.3.

Hasil mineralogi dan derajat liberasi pasir zirkon Pangkalanbun,

Kalimantan Tengah

FraksiUkuran(mesh)

Komposisi mineral(%) Derajat

liberasi(%)

Z KT I R M H L X MS K

+60 32,08 16,97 0,69 1,38 0,38 4,12 1,39 0,34 3,67 39,36 84,34

-60+100 74,15 5,02 0,48 0,48 0,53 1,04 1,16 - - 17,14 87,71

-100+140 83,01 6,42 0,26 0,26 0,59 0,87 0,21 0,26 - 8,12 94,01

-140+200 87,10 7,35 0,17 0,51 0,18 0,37 0,13 - 0,90 3,29 96,13

-200 92,38 4,18 - - 0,51 - - - - 2,93 96,34

Keterangan: Z= zirkon, I= Ilminit, R =Rutil, M=Magnetik, H=Hematit, L= limonitX= xenotim, MS= Monasit, K= Kuarsa KT= Kasiterit

Hasil analisis mineralogi menunjukkan bahwa mineral zirkon merupakan mineral utama di

dalam bahan baku dan mineral-mineral seperti; kasiterit, rutil, magnetit, hematit, ilmenit,

xenotim, kuarsa dan lain-lain sebagai pengotor. Mineral zirkon di dalam bahan baku berada

pada setiap ukuran dengan jumlah di atas 74% pada ukuran lolos –

60 mesh. Hasil analisis

ini dapat memberikan indikasi yang sangat baik untuk dilakukan peningkatan kadar mineral

zirkon dengan metode pemisahan berdasarkan perbedaan sifat fisika antara mineral zirkon

dengan mineral pengotornya. Perbedaan sifat fisika mineral zirkon dengan mineral

pengotornya terdapat pada perbedaan berat jenis, sifat magnetisitas dan konduktifitas

(Harben, 1995). Di samping itu tingkat liberasi mineral zirkon di dalam bahan baku

menunjukkan bahwa mineral zirkon sudah terliberasi di atas 84% pada ukuran lolos 60 mesh

, hal ini juga ditunjang oleh hasil foto mikrograf bahan baku pada Gambar 5.1.a sampai

Gambar 5.1.e yang menunjukkan bahwa mineral zirkon sudah tidak berikatan dengan

mineral lainnya.



28

Gambar 5.1.a. Foto mikrograf pasir Gambar 5.1.b. Foto migrograf pasirzirkon Pangkalanbun, ukuran zirkon Pangkalanbun, ukuran

+60 mesh -60+100 mesh

Gambar 5.1.c. Foto mikrograf pasir Gambar 5.1.d. Foto migrograf pasirzirkon Pangkalanbun, ukuran zirkon Pangkalanbun, ukuran

-100+140 mesh -140+200 mesh

Gambar 5.1.e. Foto mikrograf pasir zirkonPangkalanbun, ukuran -200 mesh

5.1.4. Difraksi Sinar-X

Hasil analisis difraksi sinar-x pasir zirkon (bahan baku) Pangkalanbun, Kalimantan Tengah

bertujuan untuk mengetahui mineral-mineral yang ada di dalamnya, yang hasilnya terdapat

pada Gambar 5.2.



29

Gambar 5.2. Hasil difraksi sinar-x pasir zirkon (bahan baku)

Pangkalanbun, Kalimantan Tengah

Hasil analisis difraksi sinar-x terhadap bahan baku (Gambar 5.2) memperlihatkan zirkon

sebagai mineral yang dominan dan kuarsa sebagai mineral pengotor. Selain kuarsa terdapat

juga mineral-mineral pengotor lainnya yaitu; magnetit, hematit, ilmenit, rutil, kasiterit, xenotim,

monasit, dan limonit yang dari hasil difraksi sinar-x tidak dapat terlihat, karena kadarnya yang

kecil, tetapi terdeteksi dari analisis mineralogi.

5.2. Peningkatan Kadar Zirkon

Peningkatan kadar zirkon dilakukan berdasarkan kepada perbedaan sifat fisika antara

mineral zirkon dengan pengotornya. Perdedaan sifat fisik itu didasarkan kepada perbedaan;

berat jenis, magnetisitas dan konduktivitas. Untuk itu digunakan rangkaian kombinasi

peralatan antara meja goyang, pemisahan magnetik dan High Tension Separator (HTS),

mengingat dari hasil analisis mineralogi di dalam pasir zirkon (bahan baku) terkandungmineral pengotor yaitu silika, ilmenit, rutil, hematit, magnetit, pirit, xenotim, monasit, kasiterit

dan limonit.

Peningkatan kadar zirkon di dalam bahan baku, dengan mengunakan meja goyang,

pemisahan magnetik dan high Tension Sparator (HTS) terdapat pada Tabel 5.4.



30

Tabel 5.4.

Hasil peningkatan kadar mineral zirkon Pangkalanbun, Kalimantan Tengah

Alat Beratkonsentrat

(Kg)

Recovery(%)

Kadar (%)

ZrO2 SiO2 Fe2O3 TiO2 Al2O3 HfO2 Y2O3

Mejagoyang

3,585 70,41 64,86 22,89, 0,68 1,26 0,54 1,36 0,15

Penisahanmagnetik

3,000 93,49 65,69 23,47 0,13 0,75 0,39 1,37 0,13

HTS 2,650 88,95 66,15 23,69 0.37 0,15 0,86 1,40 0,36

Pada Tabel 5.4. terlihat kadar zirkon mengalami kenaikan dari 58.95% ZrO2 pada umpan

menjadi berkadar 64,86% ZrO2 pada konsentrat, dengan perolehan 70,41% menggunakan

meja goyang. Kenaikan kadar ZrO2 di dalam konsentrat disebabkan oleh karena penurunan

jumlah kuarsa, hematit, magnetik, ilmenit dan rutil di dalam konsentrat, hal ini disebabkan

saat proses meja goyang dimana mineral-mineral yang mempunyai berat jenis lebih kecil

akan lebih mudah terlempar dan terpisahkan. Untuk proses ini pasir zirkon mempunyai berat

jenis lebih besar yaitu 4.6 – 5,8 g/cm3 dibandingkan dengan berat jenis kuarsa (2,57 g/cm3),

ilmenit (2,4 g/cm3) dan rutil (4,2 g/cm3) (Harben, 1995), sehingga pada saat proses meja

goyang berlangsung kuarsa, ilmenit dan rutil terpisah dari zirkon, akibatnya kadar zirkon pada

konsentrat bertambah. Perolehan meja goyang sangat dipengaruhi oleh laju alir air. Laju alir

air yang besar, dapat menimbulkan contoh banyak terbawa oleh air menjadi tailing . Di

samping pada saat proses meja goyang kandungan lempung dalam contoh akan hilang

terbawa air sehingga menyebabkan jumlah (berat) konsentrat yang diperoleh akan lebih

kecil.

Peningkatan kadar zirkon dengan pemisah magnetik dapat menaikkan kadar zirkon dari

64,86% menjadi 65,69% dengan perolehan 93,49 %. Kenaikan kadar zirkon ini disebabkan

pemisahan magnetik dapat memisahkan mineral yang bersifat magnetik. Denganpenggunaan pemisah magnetik berkekuatan 10.0000 Gauss dapat menurunkan kadar Fe

dari 0,68% menjadi 0,13%.

Peningkatan kadar zirkon dengan High Tension Separator (HTS), bertujuan untuk

memisahkan mineral yang bersifat konduktor, karena zirkon adalah mineral nonkonduktor,



31

maka zirkon akan dipisahkan sebagai nonkonduktor (tailing ). Penggunaan High Tension

Separator (HTS) dapat menaikkan kadar zirkon dari 65,69% menjadi 66,15 yaitu sekitar

3,29%, hal ini terlihat dengan turunnya kadar TiO2 dari 0,75 menjadi 0,15% di dalam

konsentrat.


Pembuatan zirkonia semi stabil (PSZ) dilakukan dengan dua cara penambahan bahan

penstabil yaitu; pada zirkon sulfat dan zirkonia murni, dengan hasilnya dapat diidentifikasi

dengan menggunakan difraksi sinar-x untuk melihat puncak-puncak mineral yang muncul

serta bentuk struktur kristalnya. Sedangkan untuk mengetahui komposisi kimia dilakukan

secara analisis kimia basah.

5.3.1. Penambahan Bahan Penstabil pada Zirkon Sulfat.

Pembuatan zirkonia semi stabil (PSZ) dengan penambahan bahan stabilizer ke dalam kristal

zirkon sulfat (Zr(SO4)2) dengan hasil analisis difraksi sinar-x zirkonia semi stabil (PSZ) untuk

bahan penstabil campuran CaO+MgO masing-masing sebesar 8% mol (3,81%berat) CaO

dan 8% mol (3,81%berat) MgO dan Y2O3 sebesar 3-4% mol (5,4-7,1%berat) terdapat pada

Gambar 5.3 dan hasil analisis komposisi kimia terdapat pada Tabel 5.5.

Gambar 5.3. Hasil difraksi sinar-x PSZ, dengan bahan penstabil

campuran CaO + MgO dan Y2O3 yang ditambahkan ke dalam Zr(SO4)2

Y2O3

CaO+MgO



32

Tabel 5.5.

Komposisi kimia zirkonia semi stabil (PSZ), hasil penambahan

bahan penstabil pada zirkon sulfat

Stabilizer

Kadar dalam Zr(SO4)2 Produk PSZ (%)

Bentuk kristalZrO2

(g/l)

CaO

(%)

MgO

(%)

Y2O3

(%)

ZrO2

(%)

CaO

(%)

MgO

(%)

Y2O3

(%)

CaO +

MgO

30,60 3,81 2,77 - 45,40 1,27 0,97 - Monoklinik

Y2O3 30,60 - - 7,1 54,10 - - tt monoklinik

Kedua hasil difraksi sinar-x pada Gambar 5.3 menunjukkan hanya terbentuk zirkonia dengan

bentuk kristal monoklinik. Hasil ini memperlihatkan belum terbentuknya zirkonia yang bersifat

stabil sebagian atau zirkonia semi stabil (PSZ), karena bentuk kristal zirkonia yang diperoleh

belum berbentuk tetragonal, begitu juga dari hasil analisis komposisi kimianya (Tabel 5.5)

yang menunjukkan dimana kadar CaO, MgO atau Y2O3 tidak sesuai kadar komposisi kimia

setelah kalsinasi atau berdasarkan kepada perhitungan penambahan bahan penstabil

masing-masing sebesar 8% mol (3,81%berat) untuk CaO dan 8% mol (2,77%berat) MgO

atau Y2O3 3-4% mol (5,4-7,1%berat). Tidak tercapainya komposisi kimia zirkonia semi stabil

(PSZ) yang dihasilkan, karena penambahan stabilizer didasarkan jumlah (kadar) ZrO2 yang

masih dalam bentuk larutan, sedangkan setelah pembentukan kristal, kadar ZrO2 tidak

ditentukan lagi, sehingga komposisi bahan penstabil dengan jumlah ZrO2 tidak sesuai

dengan yang dipersyaratkan yaitu lebih besar 8% mol (3,81% berat) CaO, 8% mol (3,81%

berat) MgO dan Y2O3 3-4% mol (5,4-7,1% berat) (Anonim, 2005). Di samping itu suhu

kalsinasi hanya dilakukan pada 900oC, seharusnya untuk pembentukan CaO-ZrO2 dan MgO-

ZrO2 atau Y2O3 –ZrO2 diperlukan suhu diatas 1000oC (Chiang, 1997)

5.3.2. Penambahan Bahan Penstabil pada Zirkonia Murni

Pembuatan zirkonia semi stabil (PSZ) mempergunakan bahan baku zirkonia murni (ZrO2)

hasil proses, dengan hasil difraksi sinar-x terdapat pada Gambar 5.4.



33

Gambar 5.4. Hasil difraksi sinar-x zirkonia murni yang dipergunakan

untuk pembuatan zirkonia semi stabil (PSZ)

Hasil difraksi sinar-x untuk zirkonia murni (ZrO2) yag dijadikan bahan baku pembuatan

zirkonia semi stabil (PSZ) pada Gambar 5.4. menunjukan hanya puncak ZrO2 saja muncul,

sedangkan puncak-puncak yang lain tidak muncul karena kadarnya yang sangat kecil. Dari

analisis komposisi kimia selain mengandung ZrO2 sebesar 93,81%, juga terdapat pengotor

berupa SiO2 sebesar 4,60%. Jadi untuk mendapatkan zirkonia (ZrO2) berkadar 98%

(ZrO2+HfO2), perlu dilakukan lagi pemurnian dengan menghilangkan SiO2 yang masih ada.

Untuk pembuatan zirkonia semi stabil (PSZ) disini digunakan bahan penstabil CaO, MgO,

Y2O3, CaO+MgO, CaO+MgO+Y2O3 masing-masing sebesar 8% mol (3,81%berat) CaO, 8%

mol (2,77%berat) MgO dan 3-4% mol (5,4-7,1%berat) Y2O3 (Anonim, 2006), dengan hasil

difraksi sinar-x terdapat pada Gambar 5.5 dan komposisi kimia pada Tabel 5.6.



34

Gambar 5.5. Hasil difraksi sinar-x PSZ dengan beberapa

bahan penstabil pada suhu sintering 1000oC

Tabel 5.6.

Komposisi kimia zirkonia semi stabil (PSZ), hasil penambahan

bahan penstabil pada zirkonia murni

Stabilizer

Zirkonia

Murni

(%)

Bahan Penstabil Produk PSZ (%)

Bentuk

kristalCaO(%)

MgO(%)

Y2O3 (%)

ZrO2 (%)

CaO(%)

MgO(%)

Y2O3 (%)

CaO 93,91 3,81 - - 90.30 3,81 - - Monoklinik

MgO 93,91 - 2,77 - 91,10 - 2,62 - Monoklinik

CaO + MgO 93,91 3,81 2,77 - 72,30 1,68 1,76 - Monoklinik

Y2O3 93,91 - - 7,1 88,03 - - 6,26 Tetragonal

CaO + MgO

+ Y2O3

93,91 3,81 2,77 7,1 86,12 2,54 3,18 7,1 Kubik

Dari hasil analisis difraksi sinar-x terlihat bahwa untuk bahan penstabil CaO, MgO maupun

campuran CaO+MgO menunjukan terbentuk zirkonia yang mempunyai bentuk kristal

monoklinik. Sedangkan untuk bahan penstabil Y2O3 terbentuk zirkonia mempunyai bentuk

kristal tetragonal serta campuran bahan penstabil CaO+MgO+Y2O3 terbentuk zirkonia yang

mempunyai bentuk kristal kubik, yang dilakukan pada suhu sintering 1000oC. Dari bahan-

CaO

MgO

CaO+MgO

Y2O3

CaO+MgO+Y2O



35

bahan penstabil yang dipergunakan tersebut hanya bahan penstabil Y2O3 7,1% berat yang

menghasilkan zirkonia yang mempunyai bentuk kristal tetragonal atau zirkonia semi stabil

(PSZ), sedangkan bahan penstabil CaO 8% mol (3,8%berat), MgO 8%mol (2,77% berat)

atau campuran CaO 8%mol (3,8% berat) dengan MgO 8%mol (2,77% berat)(Anonim, 2006)

tidak menghasilkan zirkonia yang mempunyai bentuk kristal tetragonal, hal ini disebabkan

sintering dilakukan pada suhu yang paling rendah yaitu 1000 oC. Menurut diagram fasa

(Chiang, 1997) suhu pembentukan zirkonia yang mempunyai bentruk kristal tetragonal >

1000oC untuk jumlah bahan penstabil 0-15% mol CaO dan MgO dengan jumlah bahan

penstabil berkisar MgO 7% mol sampai lebih besar 40% mol. Kalau ditinjau dari hasil

komposisi kimia hasil yang diperoleh juga tidak akurat, kalau secara perhitungan mempunyai

hasil komposisi kimia berbeda, hanya untuk bahan penstabil Y2O3 yang sesuai dengan

perhitungan persen mol, maka hasilnya juga yang terbaik yaitu diperolehnya zirkonia yang

bersifat semi stabil atau zirkonia semi stabil dengan bentuk kristal tetragonal.

Untuk pemilihan suhu sintering yang terbaik pada pembuatan zirkonia semi stabil (PSZ)

dengan menggunakan bahan penstabil campuran 8% mol (3,8%berat) CaO dengan 8% mol

(2,77% berat) MgO, dengan hasilnya terdapat pada Gambar 5.6. dan Tabel 5.7.

Gambar 5.6. Hasil difraksi sinar-x zirkonia semi stabil (PSZ) variasi suhusintering dengan bahan stabilizer CaO+MgO

1200oC

1100oC

10000 C



36

Tabel 5.7.

Komposisi kimia zirkonia semi stabil (PSZ) hasil variabel suhu sintering

dengan bahan stabilizer CaO+MgO

suhu


Bentuk kristalZrO2

(%)

CaO

(%)

MgO

(%)

ZrO2

(%)

CaO

(%)

MgO

(%)

1000oC 93,81 3,81 2,77 78,0 1,22 2,84 Monoklinik

1100oC 93,81 3,81 2,77 77,5 1,20 3,11 Monoklinik

1200oC 93,81 3,81 2,77 77,5 1,01 2,21 Monoklinik

Dari hasil analisis difraksi sinar-x pada variabel suhu (1000-1200oC) tidak terjadi

pembentukan zirkonia yang mempunyai bentuk kristal tetragonal, tetapi menunjukkan kristal

berbentuk monoklinik. Kalau dilihat dari diagram fasa suhu sintering antara 1000-1200oC

dengan bahan penstabil CaO+MgO sudah terbentuk zirkonia dengan bentuk kristal

tetragonal, tetapi tidak terjadi, hal ini disebabkan kekurangan jumlah bahan penstabil CaO

dan MgO yang ditambahkan ke dalam zirkonia murni (bahan baku) (Chiang, 1997) dalam

jumlah sebesar dari 8% mol (3,81% berat) CaO dan 8% mol (2,77% berat) MgO tidak cocok

dengan bahan baku yang digunakan.

Untuk mendapatkan hasil yang optimum dari pembuatan zirkonia semi stabil (PSZ) dilakukan

variabel jumlah bahan penstabil yaitu; 8% mol (3,81% berat) CaO + 8% mol (2,77%berat)

MgO, 9.38% mol (4,31%berat) CaO + 10,26% mol (3.39% berat) MgO dan 11% mol (5%

berat) CaO+11% mol (5%berat) MgO yang disintering pada suhu 1100oC, dengan hasil

difraksi sinar-x terdapat Gambar 5.7 hasil komposisi kimia dan Tabel 5.8.



37

Gambar 5.7. Hasil difraksi sinar-x zirkonia semi stabil (PSZ) variasi jumlah bahan stabilizer pada suhu sintering 1100oC

Tabel 5.8.

Komposisi kimia zirkonia semi stabil (PSZ) hasil variabel jumlah

bahan penstabil CaO+MgO


Bentuk kristalZrO2 (%) CaO (%) MgO (%) ZrO2 (%) CaO (%) MgO (%)

93,81 3,81 2,77 77,50 1,20 3,11 Monoklinik

93,81 4,31 3,39 87,49 3,77 2,96 Monoklinik

93,81 5,0 5,0 85,67 4,29 4,29 tetragonal

Dari hasil difraksi sinar-x yang diperoleh terbentuk zirkonia dengan bentuk struktur kristal

tetragonal pada pemambahan jumlah bahan penstabil 11% mol (5% berat) CaO+11% mol

(5%berat) MgO, hasil ini sesuai dengan diagram fasa pembentuk zirkonia semi stabil (PSZ)

pada suhu sintering 1100oC (Chiang, 1997).

11% mol

10% mol

8% mol



38

VI. KESIMPULAN DAN SARAN

6.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil dan pembahasan pembuatan zirkonia dengan metode pelebran pasir

zirkon Pangkalanbun, Kalimantan Tengah di atas, didapatkan beberapa kesimpulan:

1. Pasir zirkon Pangkalanbun, kalimantan Tengah yang dipergunakan berasal dari

tailing tambangan emas rakyat mempunyai kadar 58.95% ZrO2 dengan pengotor

terbanyak adalah SiO2 28,21%, Fe2O3 1.30%, TiO2 6.68%.

2. Pasir zirkon Pangkalanbun, Kalimantan Tengah dapat ditingkatkan kadarnya

dengan menggunakan kombinasi peralatan yang terdiri dari meja goyang,

pemisahan magnetik dan high tension separator (HTS), dengan hasil mencapai

66,15% ZrO2, 0,15% TiO2 dan perolehannya sebesar 88,95%.

3. Zirkonia semi stabil (PSZ) yang dibuat dengan menggunakan metode

penambahan bahan penstabil (stabilizer) CaO, MgO dan Y2O3 ke dalam zirkon

sulfat tidak dapat menghasilkan zirkonia yang mempunyai bentuk kristal

tetragonal, tetapi menghasilkan zirkonia dengan bentuk kristal monoklonik.

4. Zirkonia semi stabbil (PSZ) yang dibuat dengan menggunakan metode

penambahan bahan penstabil (stabilizer) CaO, MgO dan Y2O3 ke dalam zirkonia

murni, hanya bahan penstabil CaO+MgO dan Y2O3 yang dapat menghasilkan

zirkonia dengan bentuk strutur kristal tetragonal pada CaO+MgO masing-masing

berkadar 11% mol (5%berat) untuk CaO dan 11% mol (3,60% berat) MgO pada

suhu sintering 1100oC dan Y2O3 pada 4% mol (7,1% berat) pada suhu

sintering 1000oC.

5. Bahan penstabil Y2O3 lebih baik dari bahan penstabil CaO, MgO atau CaO+MgO

untuk pembuatan zirkonia semi stabil.

6. Metode penambahan bahan pentabil pada zirkonia murni dengan cara sintering

lebih baik dari pada metode penambahan bahan penstabil pada zirkon sulfat.

6.2. Saran

Berdasarkan hasil dan pembahasan diatas untuk pembuatan zirkonia semi stabil (PSZ)

dari konsentrat pasir zirkon dapat disarankan:



39

1. Perlu dilakukan metode pembuatan zirkonia dengan metode lain dengan

menggunakan suhu lebih rendah, seperti mrtode alkalifusion.

2. Perlu dilakukan pencarian kondisi optimum dari variabel yang sangat

berpengaruh dalam pembuatan zirkonia murni, seperti: variabel pelarutan asam

H2SO4, pH kristalisasi dan suhu kalsinasi.

3. Pembuatan zirkonia sebaiknya dilakukan dengan metode yang lebih sederhana

dan menghsilkan zirkonia dengan murnian da perolehan yang tinngi (98% ZrO2).

4. Perlu dilakukan pencarian kondisi optimum untuk bahan penstabil CaO, MgO

atau Y2O3 untuk setiap bahan baku (zirkonia murni) yang dipergunakan untuk

pembuatan zirkonia semi stabil.

5. Perlu dilakukan analisis komposisi kimia diluar analisis di laboratorium tekMIRA

sebagai pembanding terutama untuk bahan baku zirkonia murni yang akan

dipergunakan dalam pembuatan zirkonia semi stabil.



40

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2006, Aplications and Preparations of zirconia and Stabilized zirkonia powders”,http:// www.stanfordmaterials.com/zr.html

Alkane, 2008, Demonstration Pilot Plant Commissioning Brings World Class DubboZirconia Project closer , http:// www. Alkane.com.ua/reports/ asx/pdf/20080408pdf

Anonim, 2009, Zirconia Technology, Products and application,http://www.zirox.co.in/zirconia technology.htm

Danny Z.H., 2007, “Kemungkinan sebaran zirkon pada endapan placer di pulauKalimantan, Jurnal Geologi Indonesia, Volume 2, Bandung,

Kwela Z, 2006, “ Alkali-fusion Processes for The Recovery of Zirconia and ZirconiumChemical from Zircon Sand” , Faculty of Engineering Built Environment and

Information Technology, University of Pretoria, Pretoria

Macdonald E.H, 1983, “ Alluvial Mining- The geology, technology and economics ofPlacers, Chapman and Hall, London-New York

Harben P. W., 1995“ The Indutrial Minerals Handy Book ”, 2nd edition, Industrial MineralsDivision, Metal Buletin PLC, London, Unitid Kindom.

PT. PENSA, 2007,“ Laporan kajian cadangan zir konium di Kalimantan Tengah”, http://www.pensa-ltd.com/company-profile/grop-company.mining-energy.

Soeprianto S., 2008, Zirkonia untuk keramik Maju; Produk Peningkatan Nilai TambahMineral ikutan” Pidato Ilmia Guru Besar, Intitut Teknologi Bandung,

Chiang M. Y, Dobar birnei, W. David kingery, 1997, Physic ceramics Prinsiples for

Ceramic



41

LAMPIRAN I

FOTO-FOTO PENGAMBILAN CONTOH DI LAPANGAN

Gambar L.I.1. Foto Proses pengolahan emas dengan menggunakan

palong (slucce box )

Gambar L.I.2. Foto pencucian pasir zirkon dari tailing pengolahan emas

Gambar L.I.3. Foto saat melakukan sampling dengan Metode coning-quartering



42

LAMPIRAN II

FOTO-FOTO PERCOBAAN PENINGKATAN KADAR PASIR ZIRKON


meja goyang


Magnetik separator

Gambar L II.3. Foto saat peningkatan kadar zirkon dengan

high tension separator (HTS)



LAMPIRAN III

POTO PROSES PELEBURAN PASIR ZIRKON

Gambar L III. 1. Foto saat peleburan pasir zirkon pada suhu 1700oC

dengan menggunakan tungku resistan

Documents

Pembuatan Zirkonia Dengan Metoda Peleburan Pasir Zirkon