Bentonite (Part I)

Bentonite Clay
Bentonit di Indonesia cukup besar dan tersebar di beberapa lokasi, yaitu di Pulau Jawa dan Sumatera dengan jumlah cadangan lebih dari 380 juta ton. 

Berdasarkan sifat kimianya, bentonit dibedakan menjadi dua, yaitu sodium (Na) dan Calsium (Ca) bentonit. Pemakai utama Na-bentonit adalah untuk lumpur bor dalam kegiatan pemboran. Sementa- ra Ca-bentonit dipakai sebagai penyerap (penjernih) di industri minyak goreng. 

Salah satu indikator kenaikan produksi Ca-bentonit dapat dtunjukkan oleh produksi minyak goreng. Hampir di atas 70 % dari total konsumsi digunakan dalam industri ini. Untuk Na-bentonit jumlah pemakaian banyak tergantung kepada eksplorasi minyak bumi dan gas. 

BENTONIT 

Secara umum, mula-jadi endapan bentonit ada empat macam, yaitu hasil pelapukan, hydrothermal, transformasi, dan sedimentasi. 

Endapan hasil pelapukan 
Faktor pembentukan endapan ben-tonit hasil pelapukan adalah kondisi komposisi mineral batuan, komposisi kimia dari air, dan daya lalu air pada batuan asal. Yang terakhir ini dapat dikemukakan sebagai : iklim, berbagai relief dan tumbuh-tumbuhan yang berada di atas batuan. 

Pembentukan bentonit hasil pelapukan adalah akibat reaksi antara ion-ion hidrogen (H+) dalam air tanah dengan senyawa silikat. Ion H+ tersebut berasal dari asam karbon akibat pembusukan zat-zat organik di dalam tanah. 

Mineral penting saat pembentukan lempung adalah plagioklas, kalium-feldspar, biotit, muskovit, sedikit kandungan senyawa alumina dan ferro- magnesia. Plagioklas sangat reaktif, berjumlah banyak dan sumber utama dari kation dan silika dalam air tanah. 

Larutan hydrotermal 
Larutan hydrotermal merupakan larutan bersifat asam dengan kandungan klorida, belerang, karbon dioksida dan silika. Komposisi larutan berubah karena ada reaksi dengan batuan gamping menjadi larutan alkali yang bersifat basa, lalu terbawa keluar dan akan tetap bertahan selama unsur alkali dan alkali tanah tetap terbentuk akibat penguraian batuan asal. 

Pada alterasi hydrotermal relatif lemah, mineral-mineral asal menentukan hasil alterasi tersebut. Pada alterasi sangat lemah, mineral-mineral yang kaya dengan unsur magnesium cenderung membentuk klorit. Pada alterasi lemah, adanya unsur alkali dan alkali tanah akan membentuk monmorilonit kecuali kalium, mika, feromagnesia dan feldspar. Monmorillonit terjadi karena adanya unsur magnesium. 

Endapan transformasi
Endapan bentonit hasil transformasi/ devitrifikasi debu gunung api terjadi dengan sempurna apabila debu diendapkan di dalam cekungan seperti danau atau laut. Mineral gelas gunung api lambat laun akan mengalami devitrifikasi. 

Endapan sedimen 
Monmorilonit bisa juga terjadi sebagai endapan sedimen dalam kondisi basa (alkalin). Mineral hasil sedimentasi terbentuk dalam cekungan dan bersifat basa dan tidak berasosiasi dengan tufa, seperti atapulgit, sepiolit, mon-morillonit, karbonat, silika pipih, fosfat laut dan sebagainya. Lingkungan ini banyak mengandung larutan silika yang terendapkan dalam bentuk flint, kristobalit, atau senyawa alumunium dan magnesium. 

Secara umum, Ca-bentonit terjadi dari alterasi mineral dalam batuan beku dan metamorfik yang biasanya ter-dapat dekat dengan permukaan. Hal ini disebabkan ion Na+ dalam lempung bentonit bersifat tidak mantap dan mudah diganti oleh ion Ca+, dan juga ion H+ pada tingkat pelapukan selanjutnya. Sebaliknya, Keberadaan Na-bentonit di daerah tropis hanya dijumpai pada tempat dalam yang mengalami proses pelapukannya tidak berkepanjangan. 

Mineralogi 
Bentonit adalah istilah lempung mon-morillonit dalam dunia perdagangan dan termasuk kelompok dioktohedral. Penamaan jenis lempung tergantung dari penemu atau peneliti, misal ahli geologi, mineralogi, mineral industri dan lain-lain. 

Dalam keadaan awal, Na-bentonit berkemampuan tinggi untuk menyerap warna dan dapat ditingkatkan lagi dengan melalui proses pengolahan dan pemanasan. 

Bentonit dapat dibagi menjadi 2 golongan berdasarkan kandungan alumunium silikat hydrous, yaitu activated clay dan fuller’s Earth

Activated clay adalah lempung yang kurang memiliki daya pemucat, tetapi daya pemucatnya dapat ditingkatkan melalui pengolahan tertentu. 

Fuller’s earth digunakan di dalam fulling atau pembersih bahan wool dari lemak. 

Berdasarkan tipenya, bentonit dibagi menjadi dua, yaitu : 
a. Tipe Wyoming (Na-bentonit – Swelling bentonite) 
Na bentonit memiliki daya mengembang hingga delapan kali apabila dicelupkan ke dalam air, dan tetap terdispersi beberapa waktu di dalam air. Dalam keadaan kering berwarna putih atau cream, pada keadaan basah dan terkena sinar matahari akan berwarna mengkilap. Perbandingan soda dan kapur tinggi, suspensi koloidal mempunyai pH: 8,5-9,8, tidak dapat diaktifkan, posisi pertukaran diduduki oleh ion-ion sodium (Na+). 

Penggunaan yang utama adalah untuk lumpur (bor) pembilas dalam kegiatan pemboran, pembuatan pellet biji besi, penyumbat kebocoran bendungan/kolam. 

b. Mg, Ca-bentonit - non swelling bentonite) 
Tipe bentonit ini kurang mengembang apabila dicelupkan ke dalam air, dan tetap terdispersi di dalam air, tetapi secara alami atau setelah diaktifkan mempunyai sifat menghisap yang baik. Perbandingan kandungan Na dan Ca rendah, suspensi koloidal memiliki pH: 4-7. Posisi pertukaran ion lebih banyak diduduki oleh ion-ion kalsium dan magnesium. Dalam keadaan kering bersifat rapid slaking, berwarna abu-abu, biru, kuning, merah dan coklat. Penggunaan bentonit dalam proses pemurnian minyak goreng perlu aktivasi terlebih dahulu. 

Potensi dan Cadangan 
Endapan bentonit Indonesia tersebar di P. Jawa, P. Sumatera, sebagian P. Kalimantan dan P. Sulawesi, dengan cadangan diperkirakan lebih dari 380 juta ton, serta pada umumnya terdiri dari jenis kalsium (Ca-bentonit) . 

Beberapa lokasi yang sudah dan sedang dieksploitasi, yaitu di Tasikmalaya, Leuwiliang, Nanggulan, Sukabumi dan lain-lain. Indikasi endapan Na-bentonit terdapat di Pangkalan Brandan; Soro-langun-Bangko; Boyolali. 

Pertambangan
Eksplorasi
Pekerjaan yang dilakukan dalam eksplorasi pendahuluan atau detail antara lain pemetaan dan pembuatan sumur uji atau pemboran. Pada eksplorasi detail pembuatan peta dilakukan dalam skala lebih kecil (1: 1.000), dan jarak titik sumur uji atau pemboran lebih dekat. 

a. Pemetaan
Pemetaan dilakukan untuk membuat peta topografi dan situasi daerah dalam menunjang kegiatan eksplorasi, evaluasi endapan, dan perencanaan penambangan. 

Pengukuran dilakukan dengan alat ukur theodolith pada area yang diinginkan dengan titik ikat ukur yaitu titik triangulasi. Dilakukan juga penen-tuan dan pengukuran lokasi titik bor atau sumur uji dengan interval 25-100 meter. 

Dari hasil pengukuran, lalu dibuat peta topografi dan situasi dengan skala diinginkan yang menggambarkan letak titik sumur uji atau titik bor, tempat penggalian endapan, penyebaran endapan, jalan, dan lain-lain. 

b. Pembuatan sumur uji, atau pemboran 
Pembuatan sumur uji atau pemboran (dengan bor tangan atau bor mesin) adalah untuk mengetahui sebaran endapan secara lateral dan vertikal, tebal endapan, tebal lapisan tanah penutup, struktur batuan, dan data lain melalui pengambilan contoh, pengukuran stratigrafi endapan, serta hasil analisis contoh tersebut di laboratorium. 

Dari hasil pemeriksaan uji conto di laboratorium dapat diketahui kualitas dan kuantitas endapan bentonit, penyebaran serta ketebalan tanah penutupnya. Lalu, data tersebut dievaluasi, sehingga dapat ditentukan nilai keekonomiannya. 

Penambangan 
Kebanyakan endapan bentonit terdapat dekat dengan permukaan tanah atau ada yang sudah tersingkap akibat proses pelapukan, oleh karena itu penambangan dilakukan dengan cara penambangan terbuka sistim jenjang. 

Lapisan tanah atas dikupas dan dipindah ke suatu tempat penimbunan, yang akan digunakan untuk menimbun daerah endapan bila selesai ditam-bang, sehingga bekas penambangan dapat dimanfaatkan untuk keperluan lain. Peralatan yang digunakan dalam proses penggalian dan pengupasan tanah penutup, antara lain: power scraper, dragline scraper, dragline excavator, dan power shovel. 

Pengolahan
Hasil penggalian endapan bentonit dari tambang berupa bongkah-bongkah, (raw material) diangkut dengan truk ke pabrik untuk diolah melalui beberapa tahapan proses, yaitu penghancuran, pemanasan, penggilingan dan pengayakan. 

a. Pengembangan bentonit
Bentonit mempunyai sifat menyerap sebab ukuran partikel koloidnya amat kecil dan memiliki kapasitas permukaan ion yang tinggi. 

Pengembangan bentonit disebabkan oleh adanya penggantian isomorphous pada lapisan oktohedral (Mg oleh Al) dalam menghadapi kelebihan muatan di ujung kisi-kisinya. Adanya gaya elektrostatis yang mengikat kristal pada jarak 4,5o dari permukaan cukup kuat untuk mempertahanan ion di permukaan unit-unitnya, dan tetap men-jaga unit itu tidak saling merapat. 

Bila dicampur air akan mengembang, maka jarak antara unit makin melebar dan lapisannya membentuk serpihan, serta memiliki permukaan luas jika dalam zat pengsuspensi. 

b. aktivasi bentonit 
Aktivasi bentonit bertujuan untuk menaikkan daya adsorpsi dan memperoleh sifat bentonit yang diinginkan. 

Montmorillonit memiliki struktur bertingkat dan kapasitas pertukaran ion yang aktif di bagian dasar. Oleh karena itu, strukturnya dapat diganti seperti struktur bagian dasar, yaitu dengan penambahan asam agar terjadi penggantian ion-ion K+, Na+ dan Ca+2 dengan H+ dalam ruang interlamelar, dan akan melepaskan ion-ion Al+3, Fe+3 dan Mg+2 dari kisi strukturnya sehingga lempung lebih aktif.

Aktivasi bentonit sangat dipengaruhi oleh konsentrasi asam. Biasanya dipakai asam sulfat. Faktor lain yang perlu diperhatikan adalah sifat dasar, distribusi ukuran pori, keasaman, dan nilai SiO2 atau Al2O3 dari endapan bentonit. Faktor-faktor tersebut tergantung juga pada komposisi mineral lempung bentonit dan cara aktivasi. 

Beberapa hasil aktivasi dapat diterangkan seperti di bawah ini.

1) Aktivasi dengan pemanasan 
Pada proses penjernihan minyak sawit dengan bentonit sebagai absorben memperlihatkan bahwa bentonit mulai aktif menyerap warna pada suhu 80o – 130 oC. Tingkat kejernihan tidak begitu besar setelah suhu mencapai 140-150 oC, bahkan cenderung menurun. Pada proses pemucatan minyak kedele penghilangan warna minimum pada suhu sekitar 100o C.

2) Pengaruh waktu 
Pengontrolan minyak dengan tanah pemucat sangat dipengaruhi oleh waktu. Pada kondisi suhu, tekanan, dan jumlah tanah pemucat yang sama menunjukkan bahwa hasil penghilangan warna maksimum pada temperatur tertentu, dan cenderung menurun bila kontak diperpanjang. Penurunan pemucatan karena daya serap lempung akan habis. 

3) Pengaruh tekanan 
Proses penghilangan warna dari bahan pemucat dipengaruhi juga oleh luas permukaan tanah pemucat yang dikontakkan dengan minyak. Dengan menurunkan tekanan pori-pori tanah pemucat sampai tekanan atmospir, bentonit akan terdeareasi, sehingga luas permukaan akan lebih besar. Tekanan yang umum dilakukan di industri-industri adalah 5,077 mm Hg.

c. Aktivasi bentonit untuk lumpur bor 
Aktivasi bentonit untuk lumpur bor adalah proses merubah Ca-bentonit menjadi Na-bentonit dengan cara penambahan senyawa alkali, yaitu sodium karbonat (NaCO3) dan sodium hidroksida (NaOH). Dengan aktivasi ini diharapkan terjadi perubahan sifat hidrasi, dispersi, reologi, swelling, dan sifat lainnya dari bentonit, sehingga dapat digunakan untuk lumpur bor. 

Agar reaksi lebih sempurna perlu diperhatikan aspek waktu kontak, penekanan dan aspek lainnya. Aktivasi dan proses mengubah Ca-bentonit menjadi Na-bentonit telah banyak dilakukan,

PENGGUNAAN DAN PESIFIKASI 

Ada dua jenis bentonit yang dipakai dalam industri, yaitu Sodium (Na) bentonit dan Ca-bentonit. Na-bentonit dimanfaatkan sebagai bahan perekat, pengisi (filler), lumpur bor, sesuai sifatnya mampu membentuk suspensi kental setelah bercampur dengan air. Sedangkan Ca-bentonit banyak dipakai sebagai bahan penyerap. 

Untuk lumpur pemboran, bentonit bersaing dengan jenis lempung lain, yaitu atapulgit, sepiolit dan lempung lain yang telah diaktifkan. 

Dengan penambahan zat kimia pada kondisi tertentu, Ca-bentonit dapat dimanfaatkan sebagai bahan lumpur bor setelah melalui pertukaran ion, sehingga terjadi perubahan menjadi Na-bentonit dan diharapkan terjadi peningkatan sifat reologi dari suspensi mineral tersebut Agar mencapai persyaratan sebagai bahan lumpur sesuai dengan spesifikasi standar, perlu ada penambahan polimer. Hal itu dapat dilakukan melalui aktivasi bentonit untuk bahan lumpur bor. 

Sifat bentonit yang perlu diperhatikan sehubungan dengan pemanfaatannya adalah :

  • Komposisi dan jenis mineral yang dikandung dalam bentonit, antara lain monmorillonit, kaolinit, illit, kwarsa, plagioklas, kristobalit, dan lainnya. 
  • Komposisi kimia, yaitu unsur-unsur kimia yang terkandung antara lain, SiO2, Al2O3, CaO, MgO, Na2O, Fe2O3 H2O dll. 
  • Sifat teknologi. 
  • Sifat pertukaran ion; sifat ini antara lain, sifat pemucatan, adhesi, sifat penyerapan dan sifat lainnya. 
Penggunaan Na-bentonit (sodium bentonit) 
1) Sebagai lumpur bor 
Fungsi utama Na-bentonit sebagai lumpur bor adalah :

  • Menaikkan daya suspensi air pembilas; 
  • Pendingin dan pelumas mata bor; 
  • Menahan kotoran bor tidak mengendap walaupun kegiatan pemboran sedang dihentikan; sebagai penahan stang/tali bor yang makin berat dengan bertambahnya kedalaman atau panjang stang bor yang digunakan; 
  • Menahan tekanan air, gas atau minyak yang keluar dari batuan yang ditembus dan mencegah peresapan kembali, serta penguat lapisan atau penahan pada dinding lubang bor dan mencegah terkadinya urug. 
Bentonit untuk pemboran minyak dan gas bumi harus memiliki sifat mengembang sesuai standar API yang biasa disebut RP 29, RP 13B, atau dari OCMA. 


2) Pengecoran Logam 
Bentonit yang dipakai pada industri pengecoran logam besi atau bukan besi adalah bentonit alam dan sintetis yang berfungsi sebagai bahan pengikat dalam alat cetak. 

Dalam dunia perdagangan, bentonit alam disebut juga bentonit Wyoming, sedangkan bentonit sintetis disebutbrekbond 2 (Inggris) dan berkonit (Italia). Sifat daya tahan terhadap panas dari kedua jenis bentonit tersebut tidak sebaik lempung tahan api yang berupa butiran seperti kuarsa, zircon, kromit dan lain-lain. 

Jumlah bentonit yang dipakai untuk pengecoran logam antara 4 – 6 % dari berat alat cetak. Pengecoran pada suhu dan tekanan tinggi diperlukan pengikatan yang lebih sempurna dengan pemakaian bentonit antara 8 – 10 % dari jumlah berat alat cetak. 

Apabila alat cetak mengalami keausan atau rusak, pembaharuan cukup dengan menambahkan bentonit 0,1 – 1 % dari jumlah berat alat cetak. Persyaratan bentonit untuk pembuatan alat cetak pengecoran logam (besi baja) biasanya mengacu kepada syarat standar Steel Founder’s Society of America (SFSA). Syarat tersebut didasarkan pada kandungan uap air, konsentrasi CaO, derajat pH dan batas cair. Nilai batas cair bagi lempung bentonit atau jenis lempung lain harus lebih besar dari 600o C. 

3) Pembutan pelet konsentrat besi dan logam
Lain Pemanfaatan bentonit dalam proses pembuatan pelet konsentrat bijih besi dianggap cukup mahal. Selain itu, apabila dipakai campuran bentonit sekitar 1 % dapat terjadi kontaminasi, kadar besi turun 0,6 % dan silika naik 0,5 %. Untuk itu, perlu ditambahkan batu gamping dan kokas. Batu gamping (kapur tohor=CaO) atau kapur padam (Ca(OH)2) berfungsi menurunkan suhu pembakaran dan mencegah terjadinya retak-retak, sementara kokas berfungsi untuk mengikat kelebihan silikat dan terbentuknya silikon karbid yang dapat digunakan sebagai bahan penggosok, pemoles atau ampelas. 

4) Teknik sipil 
Pemakaian bentonit dalam teknik sipil masih terbatas pada pembangunan konstruksi beton, seperti jembatan, bendungan dan bangunan yang berhubungan langsung dengan air tanah dan air laut. Sifat bentonit yang dimanfaatkan adalah sifat tiksotropinya. 

Tujuan pemakaian Na-bentonit adalah untuk menunjang kekuatan dinding diafragma dan tembok/fondasi yang masuk ke dalam tanah. Selain sebagai penyelubung, juga berfungsi sebagai penahan atau pengisi lubang, celah dan pori-pori batuan atau formasi di sekitar dinding atau tembok/fondasi. Bentonit yang digunakan 3 – 10 %. 

5) Bahan pencuci atau pemutih
Pemakaian Na-bentonit sebagai bahan pemutih dan pencuci termasuk mahal, tetapi memberikan hasil yang baik dan banyak dilakukan. Atas pertimbangan biaya, fungsi bentonit banyak digantikan oleh lempung asam aktif atau fuller’s earth.

6) Penggunaan lainnya 
Penggunaan Na-bentonit di bidang pertanian dan peternakan (sebagai katalis), pembuatan cat dan lain-lain dipandang sangat mahal. Sebagai subtitusi Na-bentonit dipakai lempung asam, fuller’s earth, pirofilit, atau talk yang lebih mudah diperoleh dan dari sisi harga lebih murah. Walaupun demikian, penggunaan bentonit untuk tujuan tersebut masih dilakukan oleh industri atau pengusaha tertentu. 

Dalam industri pakan ternak (terutama unggas) bentonit berfungsi sebagai pengikat dengan pembuatan sama seperti pembuatan pelet konsentrat bijih besi dan ogam lain), yaitu 1-2 % dari berat pakan yang diolah. 



Adv Welcome


Terimah Kasih atas kunjungan serta telah membaca artikel Bentonite (Part I) yang dipostingkan oleh andi setiapermana pada hari Kamis, Desember 3.

Jika anda membutuhkan informasi mengenai harga, minimal order, kegunaan serta dosis pemakaian dari produk kami (Zeolite, Bentonite, Lignite, Clay, Lime/Kapur/Kalsium Karbonat/CaCO3,Pasir Silika/Pasir Kuarsa dan Arang Batok), silahkan hubungi kami :

CV KURNIA JAYA UTAMA

BBM : 597FAACA
Phone, SMS or WhatsApp : (+62)8586 3093 505 / (+62) 8772 0834 753
Email : zeolitecikembar@gmail.com
DISTRIBUTOR :

DICARI DISTRIBUTOR UNTUK WILAYAH LAINNYA !!


Artikel Terkait

comment 0 komentar:

Posting Komentar

Adv Welcome

Catatan: Hanya anggota dari blog ini yang dapat mengirim komentar.

 
Powered by Blogger