INDUSTRI PENGOLAHAN ZINC

INDUSTRI PENGOLAHAN ZINC
Oleh: Abdul Ghofur*

Zinc merupakan salah satu logam dasar yang memiliki banyak manfaat disamping logam non-ferrous lain seperti copper, lead, aluminum, dan nickel. Secara umum dalam bahasa Indonesia lebih dikenal sebagai seng. Zinc sendiri merupakan jenis logam ke empat yang paling banyak diproduksi setelah baja, aluminium dan tembaga.

Tabel 1. Produksi logam dunia pada 2007 (dalam juta ton)
(sumber: US Geological Survey, 2007)

Baja	Aluminium	Tembaga	Seng	Nikel	Magnesium	Titanium
1.345	38	15,6	10,6	7,0	0,79	0,138

Sejarah produksi logam zinc dimulai dalam skala kecil di India dan China sebelum abad ke 14 dan di Eropa pada abad ke 18. Metode produksi pada awalnya adalah dengan menggunakan retorting processes dimana zinc oxide direduksi dengan karbon dalam retort yang dipanaskan. Logam zinc kemudian menguap dan dikumpulkan dengan mengkondensasinya dari retort gases. Perkembangan teknologi, membuat retort process mulai tergantikan dengan metode elektrolisis yang mulai dikembangkan pada awal abad ke 20, meskipun sebenarnya pada awal abad yang sama teknologi continuous retorting processes juga dikembangkan. Sementara itu teknologi zinc blast furnace mulai diperkenalkan untuk produksi komersial pada tahun 1960. Pada sekitaran awal abad ke 21, teknologi retort processes hampir lenyap dan penggunaan teknologi blast furnace atau yang lebih dikenal dengan Imperial Smelting Furnace mulai memudar. Produksi zinc saat ini secara dominan diproses secara elektrolisis, dengan estimasi angka lebihdari 80% produksi dunia pada awal abad 21 ini.

Sebagai salah satu dari base metal, zinc memiliki banyak aplikasi yang berbeda dan sangat dibutuhkan dalam kehidupan modern saat ini. Antara lain digunakan untuk fabrikasi komponen baja dalam bentuk die casting alloys dan sebagai kuningan yang merupakan paduan dari zinc dan tembaga. Sementara itu, mayoritas zinc diaplikasikan untuk proteksi korosi atau galvanizing pada baja dengan cara membentuk permukaan penghalang pada baja sehingga tahan terhadap korosi. Zinc juga diaplikasikan dalam bentuk oksida (zinc oxide) yang memiliki manfaat dalam formulasi dan juga vulkanisasi pada karet dan ban, zinc oksida juga digunakan sebagai fertilisator dan sebagain kecil dimnafaatkan dalam bidang farmasi serta penggunaan dalam bidang medis.

Konsumsi zinc dunia terus mengalami pertumbuhan, dari sekitar 5 juta ton per tahun pada 1970 menjadi lebih dari 8 juta ton per tahun pada akhir abad ke 20, dan menjadi 9,7 juta ton per tahun pada 2003. Ini menginformasikan kepada kita bahwa laju pertumbuhan dari permintaan dunia mengalami kenaikan 2% per tahun.

Berikut merupakan industri peleburan zinc yang utama di dunia, meliputi jenis proses:

1.      Elektrolisis (Roasting – Leaching – Electrowinning)

2.      Imperial Smelting Process atau ISF (Blast Furnace)

3.      Vertical Retort Process

4.      Electrothermic Retort Process

5.      Horizontal Retort Process

Berikut ini merupakan jenis dari mineral-mineral zinc:

Tabel 2. Mineral Zinc
(sumber: handbook of extractive metallurgy of zinc, 2005 and www.e-rock.com)

Mineral	Formula	Zinc content, %	Fisik
Sphalerite, Zinc Blende atau Wurtzite	ZnS	67,1
Marmatite (besi dalam larutan solid)	(Zn,Fe)S	< 67
Smithsonite atau ‘Calamine’	ZnCO3	52,2
Hydrozincite	3ZnO.2ZnCO3.3H2O	59,5
Willemite	2ZnO.SiO2	58,7
Hemimorphite	4ZnO.2SiO2.2H­2O	54,3
Zincite	ZnO	80,4

Dari beragam jenis zinc ore di atas, jenis mineral yang paling umu diproses adalah jenis zinc sulfide berupa spahlerite. Komersialisasi zinc ore dilakukan dengan cara menjadikannya sebagai konsentrat untuk kemudian diproses lebih lanjut dalam smelter dan refinery plant dengan proses elektrolisis. Cara yang paling efektif dan efisien untuk mendapatkan konsentrat zinc dari zinc ore setidaknya meliputi dua cara, yakni:

1.      Pengecilan ukuran zinc ore, dengan harapan terbebasnya mineral zinc dengan pengotor lainnya dan dapat dipisahkan kemudian

2.      Pemisahan secara selective physiochemical dengan menggunakan proses froth flotation untuk memisahkan logam konsentrat

Dalam memproses zinc ore menjadi konsentrat, setelah dilakukan ore dressing dengan jaw chrusher dan juga ballmill machine, selanjutnya adalah memprosesbya secara froth flotation. Selama proses froth flotation berlangsung, akan dilakukan pemisahan beberapa mineral ikutan lainnya seperti tembaga dan timbal. Selama proses froth flotation berlangsung, pertama-tama akan diapungkan mineral tembaga, setelah itu mineral  timbal, dan kemudian memisahkan mineral zinc.

  

Gambar 1. Diagram alir proses flotasi untuk Cu/Pb/Zn ore
(sumber: Handbook of Extractive Metallurgy of Zinc, 2005)

Setelah melalui proses froth flotation diatas, kita bisa mendapatkan konsentrat zinc yang siap untuk dijual secara komersial, atau memprosesnya kembali dengan meleburnya dan memurnikannya dengan macam-macam proses yang telah disebutkan di depan. Berikut ini merupakan target spesifikasi dari konsentrat zinc, yakni:

Tabel 3. Target Spesifikasi Konsentrat Zinc
(sumber: Handbook of Extractive Metallurgy of Zinc, 2005)

Elemen	Range Komposisi
Zn	47 sampai 56 %
Fe	< 10 %
Pb	< 3 %
Cu	< 2 %
S	30 sampai 32 %

Gambar 2. Zinc Ore, Zinc Concentrate, dan Zinc Ingot
(sumber gambar: www.google.com, 2015)

Dalam dunia zinc metal, dikenal tiga jenis grade dari zinc ingot yang memiliki nilai komersial dan menjadi standard dalam penjualannya. Berikut ini ketigas jenis grade dari zinc ingot hasil produksi yang dapat dijual sebagai unalloyed base metal, yakni:

1.      Prime Western Grade – PWG (atau Good Ordinary Brand – GOB).

2.      High Grade – HG.

3.      Special High Grade – SHG.

Pengelompokan jenis zinc diatas memiliki sejarah yang panjang, didasarkan atas tingkat pengotor yang dikandung dan diproses dengan teknologi saat ini. Pabrik dengan proses elektrolisis dapat menghasilkan spesifikasi SHG dan merupakan sebagai komoditas utama karena kualitasnya. Berikut ini merupakan standard dari spesifikasi kualitas zinc yang didasarkan atas data baku dari London Metal Exchange, yakni:

Tabel 4. Standard Spesifikasi Kualitas Zinc
(sumber: London Metal Exchange)

Grade	SHG	HG	PWG
Max Lead content	0.003%	0.07%	1.6%
Max Cadmium content	0.003%	0.03%	0.5%
Max Tin content	0.001%
Max Iron content	0.003%	0.02%	0.05%
Max total impurities	0.01%	0.1%	2.0%
LME min zinc content	99.995%	99.95%	98.0%

Sementara itu, berikut ini merupakan perbandingan harga dari logam dunia berdasarkan data yang dihimpun dari London Metal Exchange (LME) per 9 Oktober 2015 yaitu:

Tabel 5. Harga Logam Dunia
(sumber: London Metal Exchange, Okt 2015)

Logam	Harga (USD Per-Ton)
Aluminium	1.606,00
Baja Billet	170,00
Nikel	10.705,00
Tembaga	5.318,00
Timbal	1.771,00
Seng	1.824,00

Di Indonesia sendiri, pabrik pengolahan zinc masih belum ada. Disamping karena ketersediaan bahan baku berupa zinc ore yang tak terlalu banyak (potensi bahan galian di Indonesia yang besar antara lain adalah bauksit, tembaga, dan nikel), juga teknologi pemrosesannya yang membutuhkan investasi yang besar. Berikut ini beberapa perusahaan produsen zinc ingot terbesar dunia dengan proses secara elektrolisis, yakni:

Tabel 6. Pabrik Elektrolisis Zinc Dunia pada 2003
(sumber: International Zinc Association, 2003)

No.	Nama Perusahaan	Logo	Negara	Lokasi	Year First Operated	Annual Capacity (tonnes)	Website
1	Korea Zinc Co		Korea Selatan	Onsan	1978	420000	www.koreazinc.co.kr
			Australia	Townsville	2001	200000
2	Akita Zinc		Japan	Iilima	1972	200000	http://www.dowa.co.jp/
3	Union Miniere SA (now: umicore)		Belgium	Balen (Anvers)	1934	255000	www.umicore.com/
			Perancis	Auby	1975	245000
4	Zinifex (now: Nyrstar)		Belanda	Budel-Dorplein	1974	220000	www.nyrstar.com/
			USA	Clarksville	1978	115000
			Australia	Hobart	1916	245000
				Port Pirie	1968	40000
5	Asturiana de Zinc SA		Spanyol	Aviles	1960	460000	http://www.azsa.es/
6	Zhuzhou Lead Zinc Smelter		China	Zhuzhou (Hunnan)	1959	350000	http://www.cnrmetal.com
7	Skorpion Zinc		Namibia	Rosh Pinah	2003	150000	www.vedanta-zincinternational.com/

Referensi:

1.       US Geological Survey

2.       London Metal Exchange

3.       Extractive Metallurgy 3, Alain Vignes, 2011

4.       Extractive Metallurgy of Zinc, Roderick J Sinclair, 2005

5.       History of the Metallurgy of Zinc, AIME Trans 121:352 – 353. 

Download pdf di: 
> http://www.docdroid.net/G9RlZmu/industri-pengolahan-zinc.pdf.html 
> http://pdfsr.com/pdf/industri-pengolahan-zinc.pdf