KAJIAN PENGARUH MINERAL DAN PERUBAHANNYADALAM PEMBENTUKAN AIR ASAM TAMBANG (AAT)

DI TAMBANG BATUBARA

Oleh

Ginting J. Kusuma

KK. Teknik Pertambangan

Fakultas Teknik Pertambangan & Perminyakan

Institut Teknologi Bandung

PENDAHULUAN Penambangan batubara mengakibatkan perubahan

lapisan batuan baik di daerah penambangan maupun timbunan. Perubahan lapisan batuan dapat menyebabkan terdedahnya mineral sulfida.

Mineral sulfida dalam batuan dapat teroksidasi dan jika bereaksi dengan air dan oksigen akan membentuk air asam.

Pengujian geokimia batuan (Uji Statik) untuk mengetahui potensi pembentukan AAT belum dapat digunakan sebagai satu-satunya model yang memberikan prediksi pembentukan AAT dengan tepat.

TUJUAN Mengetahui karakteristik pengaruh keberadaan

mineral terhadap pembentukan AAT untuk meningkatkan kemampuan prediksi pembentukan AAT yang lebih efektif

BATASAN MASALAH Pengujian dilakukan dalam skala laboratorium dengan

mensimulasikan keadaan sebenarnya di lapangan dengan beberapa keterbatasan (mis: jumlah sampel yang sangat kecil, dan ukuran butir).

Pembahasan mengenai perubahan keberadaan mineral didasarkan pada data yag diperoleh dari pengujian X-Ray Diffraction (X-RD), kandungan logam air lindian, dan karakterisasi geokimia batuan.

PEMBENTUKAN AIR ASAM TAMBANG

Keempat reaksi kimia di bawah ini menjelaskan oksidasi pirit dan konversi selanjutnya (Stumn dan Morgan, 1996):

Reaksi 1: 2 FeS2 + 15 O2 + 2 H2O 2 Fe2+ + 4 SO42- + 4 H+

Reaksi 2: 4 Fe2+ + O2 + 4 H+ 4 Fe3+ + 2 H2O

Reaksi 3: 4 Fe3+ + 12 H2O 4 Fe(OH)3 + 12 H+

Reaksi 4: FeS2 + 14 Fe3+ + 8 H2O 15 Fe2+ + 2 SO42- + 16 H+

KARAKTERISASI GEOKIMIA SAMPEL BATUAN

(Pengujian Statik)

pH PastaTotal SulfurAcid Neutralizing Potential (ANC)Net Acid Generating (NAG) pH

Pengujian statik dilakukan pada sampel batuan dan memberikan karakteristik geokimia berupa paste pH, total sulfur, Maximum Potential Acidity (MPA), ANC, dan selanjutnya dapat diperhitungkan Net Acid Producing Potential (NAPP), dan NAG pH.

KARAKTERISASI GEOKIMIA5 SAMPEL YANG AKAN DIUJI KINETIK

Kode Sampel N009/9 N102R/21 N102R/26 N102R/32 A002/19

Deskripsi MS MS MS MS MS

Kategori PAF PAF PAF PAF PAF

Paste pH 5.08 4.34 3.12 2.68 3.58

Total Sulfur (% w/w) 2.6 1.37 3.88 3.58 4.08

MPA (kgH2SO4/ton) 79.56 41.922 118.728 109.548 124.848

ANC (kgH2SO4/ton) 8.26 10.19 0 0 0

NAPP* 71.3 31.732 118.728 109.548 124.848

NAG pH 2.58 2.94 2.25 2.05 2.2

NAG (kg

H2SO4/ton)

pH 4,5 24.51 12.67 84.68 73.25 80.14

pH 7 0 22.03 98.97 90.88 102.44

UJI KINETIK1

Sebanyak 670 gram sampel batuan disiapkan dengan distribusi ukuran sebagai berikut:

0

50

100

150

200

-6.7+4.75

-4.75+3.35

-3.35+2.38

-2.38+1.7

-1.7+1.18

-1.18+0.85

-0.85+0.6

-0.6+0.42

-0.42+0.30

-0.30+0.21-0.21

Fraksi (mm)

Mas

sa (

Gra

m)

0

25

50

75

100

Ku

mu

lati

f M

assa

(%

)

Massa

Kumulatif Massa

UJI KINETIK2

Uji kinetik dilakukan dengan keadaan : Diberi pemanasan dengan lampu (selama 24 jam) untuk

menjaga suhu permukaan sampel pada 35º-40º C.

Sampel batuan disemprot dengan air distilasi sekali sehari sebanyak 135 ml.

Air lindian hasil penyemprotan ditampung selama 24 jam, diukur pH dan daya hantar listriknya, kemudian dikumpulkan untuk kemudian diukur kandungan logamnya.

UJI KINETIK2

HASIL DARI UJI KINETIK

(SIMULASI PEMBENTUKAN AIR ASAM)

KELOMPOK 1PH TINGGI, DAYA HANTAR LISTRIK RENDAH

bpn009/9

N009/9

0

2

4

6

8

10

12

14

1 11 21 31 41 51 61 71 81

hari

pH

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

EC

(m

S/c

m)

pH_kin NAG_pH EC

KELOMPOK 2PH MENENGAH, DAYA HANTAR LISTRIK MENENGAH

bpn102r/21

N102R/21

0

2

4

6

8

10

12

14

1 11 21 31 41 51 61 71 81

hari

pH

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

EC

(m

S/c

m)

pH_kin NAG_pH EC

KELOMPOK 3PH RENDAH, DAYA HANTAR LISTRIK TINGGI

bua002/19, bpn102r/26, bpn102r/32

A002/19

0

2

4

6

8

10

12

14

1 11 21 31 41 51 61 71 81

hari

pH

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

EC

(m

S/c

m)

pH_kin NAG_pH EC

N102R/26

0

2

4

6

8

10

12

14

1 11 21 31 41 51 61 71 81

hari

pH

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

EC

(m

S/c

m)

pH_kin NAG_pH EC

N102R/32

0

2

4

6

8

10

12

14

1 11 21 31 41 51 61 71 81

hari

pH

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

EC

(m

S/c

m)

pH_kin NAG_pH EC

Kandungan Logam Air Lindian

Awal Akhir Awal Akhir Awal Akhir Awal Akhir Awal Akhir

Ca 21.69 39.7 31 38.89 45.47 59.09 9.13 33.11 5.19 7.75

Fe 0 0 2322.72 203.09 70.22 0 2307.93 2354.97 2356.32 2391.26

Cu 0 0 9.48 25.71 0 0 11.48 37.37 11.11 39.84

Mn 0.05 0.33 2.9 6.91 7.06 8.44 6.59 11.63 3.05 7.18

Pb 0.11 0 0.18 0.38 0 0.23 0.05 0.01 0 0.26

Mg 102.35 169.1 20.79 663.25 171.26 300.04 67.54 977.1 6.21 166.85

K 1.93 4.59 0.34 0 2.46 2.33 0.63 0 0.14 0 Al 0 0 13 32.87 0 0 16.07 29.8 9.8 64.87

N009/9 A002/19 N102R/21 KandunganIon Logam (ppm)

N102R/26 N102R/32

Awal : Hari ke-1 sampai ke-47 ; Akhir : Hari ke 48 sampai ke-90

Hasil Pembacaan XRD

0

2

4

6

8

10

12

14

1 6 11

16

21

26

31

36

41

46

51

56

61

66

71

76

81

86

91

96

101

106

111

116

Hari

pH

BUA002/19 BPN102R/32

Pengamatan X-Ray Diffraction setelah 87 hari pelindian

Pada hari ke-87 pelindian dilakukan, pengujian X-RD dilakukan pada sampel BUA002/19 dan BPN102R/32 dan tidak ditemukan mineral pirit.

Pirit sudah habis

teroksidasi

KESIMPULAN Sumber utama keasaman pada simulasi pembentukan

AAT ini adalah mineral pirit, disamping ada potensi pembentukan AAT dari mineral lain yang memungkinkan terlepasnya ion yang menjadi komponen utama keasaman.

Keadaan air lindian yang masih relatif dalam suasana asam setelah habisnya pirit (hasil XRD pada 87 hari) dapat disebabkan oleh karena masih adanya reaksi pembentukan asam oleh Fe3+ maupun kerja bakteri dalam sampel batuan.

KESIMPULAN Beberapa mineral yang bukan mineral sulfida

(contohnya Melanterite) berpotensi berperan sebagai donor H+ dengan melepas ion Fe2+ sehingga dapat meningkatkan keasaman air lindian.

Secara umum hasil uji kinetik selaras dengan hasil uji statik yang dilakukan. Namun demikian pada beberapa kasus dimana komposisi dan reaktifitas mineral yang terkandung di dalam batuan dominan, klasifikasi material pembentuk asam hasil uji statik terkadang memerlukan konfirmasi dari uji kinetik

PENELITIAN LANJUTAN Uji lanjutan yang terintegrasi masih perlu

dilakukan dengan mengamati secara paralel terhadap komponen-komponen yang berpengaruh pada pembentukan air asam tambang (misal : bakteri)

Karakterisasi jenis pirit dan jenis sulfur perlu diidentifikasi terlebih dahulu

Metode kuantifikasi komposisi mineral yang lebih akurat untuk memperkiraan laju perubahannya

SEKIAN DAN

TERIMA KASIH