Materi Kuliah Pengetahuan Lingkungan. Air Asam Tambang. Teknik Pertambangan STTNAS Yogyakarta
-
Upload
mario-yuven -
Category
Education
-
view
109 -
download
8
Transcript of Materi Kuliah Pengetahuan Lingkungan. Air Asam Tambang. Teknik Pertambangan STTNAS Yogyakarta
DEFINISI
Air Asam Tambang (AAT) adalah istilah umum yang digunakan untuk menerangkan lindian (leachate), rembesan (seepage) atau aliran (drainage) yang telah dipengaruhi oleh oksidasi alamiah mineral sulfida yang terkandung dalam batuan yang terpapar (exposed) selama penambangan.
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG–IKLIM TROPIS BASAH, KAYA
BAHAN TAMBANG, MIN SULFIDA–AUSTRALIA A$ 60 JUTA/TAHUN–AAT TELAH TERJADI 50 THN YG
LALU DAN SUKAR DIHENTIKAN.
TUJUANDETEKSI DINI AIR ASAM TAMBANGSUMBER AIR ASAM TAMBANG (AAT)
– MINERAL/BATUAN SULFIDA (PIRIT, KALKOPIRIT, GALENA, SINABAR DLL, YG TERKONTAMINASI DENGAN AIR & UDARA.
– SUMBER KEGIATAN PERTAMBANGAN• KONSTRUKSI (PEMBUATAN JALAN), OB• EKSPLOITASI (TBT, TT)• WASTE DUMP• STOCK PILE BIJIH/BATUBARA• PEMBUANGAN TAILING
REAKSI PEMBENTUKAN
Secara umum reaksi pembentukan air asam tambang tersebut sebagai berikut:
2 FeS2 + 7 O2 + 2 H20 2 Fe 2+ + 4 SO42- + 4H+ (1)
4 Fe2+ + 10 H2O + O2 4 Fe(OH)3 (s) + 8 H+ (2) 2 Fe2+ + O2 + 2 H+ 2 Fe3+ + H2O (3) FeS2 + 14Fe3+ + 8 H2O 15 Fe2+ + 2S042+ + 16 H+
(4)
KAPAN AAT PERLU DI DETEKSI?
PROSPEKSI / EKSPLORASI KONSTRUKSITBT DAN TAMBANG
TERBUKA (BIJIH, BATUBARA MAUPUN MIN. INDUSTRI, BATUAN SAMPING)
DLL
AAT TIDAK TERBENTUK JIKA
Mineral sulfida tdk reaktifBanyak min bersifat basa/penetral
asamIklim kering/kelembaban rendahInfiltrasi air hujan tidak terlalu
banyak
Penggolongan jenis batuan pembentuk asam
tipe 1. bukan pembentuk asamtipe-2. pempotensi PA kap. <tipe-3. pempotensi PA kap. >tipe-4. pembentuk Asam
PENGGOLONGAN JENIS BATUAN PEMBENTUK ASAMNo. Golongan Jenis batuan Keterangan
1 Tipe 1 bukan pembentuk asam
nilai pH uji NAG lebih besar atau sama dengan 4,5 dan atau nilai NAPP negatif;
2 Tipe 2 potensi pembentuk asam kapasitas rendah
pH uji NAG lebih kecil 4,5; nilai NAG pada pH 4,5 lebih kecil dari 5 kg H2SO4 per ton; NAPP 0 - 10 kg H2SO4 per ton
3 Tipe 3 potensi pembentuk asam kapasitas tinggi
pH uji NAG lebih kecil 4,5; nilai NAG pada pH 4,5 lebih besar atau sama dengan 5 kg H2SO4 per ton; NAPP lebih besar atau sama dengan 10 kg H2SO4 per ton
4 Tipe 4 pembentuk asam pH uji NAG lebih kecil 4,5; dan batuan (1:2) lebih kecil dari 4,5; nilai NAG pada pH 4,5 lebih besar atau sama dengan 5 kg H2SO4 per ton; NAPP lebih besar atau sama dengan 10 kg H2SO4 per ton
MINERAL SULFIDA PEMBENTUK AAT
Mineral KomposisiPyrite FeS2
Marcasite FeS2
Chalcopyrite Cu FeS2
Chalcocite Cu2S
Sphalerite ZnSGalena PbSMillerite NiSPyrrhotite Fe1-xS ( 0<x<0.2)
Arsenopyrite FeAsSCinnabar HgS
PROSES PEMBENTUKAN AAT
Pada kisaran pH 3,5 – 4,5; proses oksidasi besi dipercepat oleh berbagai bakteri seperti Metallogenium.
Di bawah pH 3,5 reaksi yang sama dipercepat oleh Thiobacillus ferrooxidans.
Jika ion feri bereaksi dengan pirit lagi maka pirit akan larut dan reaksi berikut ini akan berlangsung
2 FeS2 (s) + 14 Fe3+ + 8 H2O 15 Fe2+ + 16 H+
2FeS2(s) + 7O2(g) +2H2O 2Fe2+(l) + 4SO4
2-(l) + 4H+
(l) (1)
Mekanisme AAT
4Fe2+(aq) + O2(g) + 4H+
(l) 4Fe3+ (l) + 2H2O (2)
4Fe3+(aq) + 12H2O 4Fe(OH)3(s) + 12H+
(l) (3)
Thiobacillus ferrooxidans
Pirit
Komponen Kegiatan pertambangan Sebagi Sumber AMD
Sumber Contoh untuk Mengidentifikasi AMD
Dinding pit Inti bor dan cuttingsUnderground exploration passages Paritan (trenches)Dinding pit (hanya untuk tambang yang aktif)
Penggalian batuan penutup pada tambang bawah tanah
Inti borLubang masuk kegiatan eksplorasi tambang bawah tanah (Underground exloration adits)Front dan dinding tambang (hanya untuk yang masih aktif)Batuan penutup yang digali
Penimbunan batuan samping/overburden
Inti borLubang masuk kegiatan eksplorasi tambang bawah tanah (Underground exloration adits)Timbunan batuan (hanya untuk yang masih aktif)
Penimbunan bijih di stockpile Inti borLubang masuk kegiatan eksplorasi tambang bawah tanah (Underground exloration adits)Timbunan batuan (hanya untuk yang masih aktif)
Tailing dari kegiatan pengolahan Residu dari pengujian metalurgi skala laboraorium atau uji pilot plantKolam tailing
Sumber Pengambilan Contoh AAT
PENCEGAHAN AAT
Mencegah terbentuknya AATMeniadakan salah satu atau lebih
unsur pembentuk AATCara kering (pemisahan,
penimbunan, pelapisan, dsb) Cara basah (wet land)
Pencegahan AATPemanfaatan sumber-sumber alkalin
• Penggunaan Fosfat• Pelapisan•
Bakterisida•Pengkapsulan
Pemanfaatan Sumber-Sumber Alkalin
Penggunaan kapur
Diperkirakan 2,5 gr kapur (CaCO3) akan mengurangi tingkat keasaman 0,1 %.
Penggunaan Fosfat
Penggunaan larutan FePO4
• Di dalam kondisi pH > 2 FePO4 melakukan presipitasi dalam fase terpisah di dalam larutan
• Di bawah pH 3, tingkat kejenuhan akan menurun dengan penambahan FePO4 pada permukaan pyrite.
Pelapisan
Sodium asetat komponen yang efektif sebagai larutan untuk pelapisan yang bertujuan sebagai presipitasi Fe3+ dari FePO4.
• Larutan fosfat dengan H2O2 terbukti efektif mencegah AAT di limbah tambang batubara
• Presipitasi ferri fosfat pada permukaan pyrite
efektif menurunkan secara signifikan oksidasi pyrite.
Bakterisida
Bakteri pereduksi sulfat memiliki kemampuan menguragi tingkat keasaman
• Bakteri pereduksi sulfat dengan surfaktan anion sodium sulfat dan alkil benzen sulfonat dapat menghambat terbentuknya asam
• Dalam waktu tertentu, bila bakterisida yang telah ditentukan berkurang, maka bakteri pengoksidasi sulfat dan besi dapat menjadi menjadi katalisator reaksi produksi asam kembali
Pengkapsulan
Bahan-bahan yang dapat digunakan: Fly-ash, cements, bentonite, jenis-jenis clay, campuran beberapa bahan buatadan lain-lain
• Di dalam suatu percobaan terbukti dengan pengkapsulan menghasilkan total besi 500 s/d 1000 kali lebih rendah dibandingkan tanpa pengkapsulan
• Lapisan organik memiliki karakteristik pembawa sifat basa yang tinggi, kapasitas tukar kation dan permeabilitas yang rendah.
PENDEKATAN HIDROLOGI
Prinsip: MENJAGA AGAR AIR TIDAK MENGALIRI MATERIAL PIRIT (KEEP WATER AWAY FROM PYRITIC MATERIAL)
Tempatkan timbunan di atas permukaan air tanah, padatkan dan lapisi dengan liat
Parit pengeak (diversion ditcth) untuk mengurangi infiltrasi
Memperlambat pembentukan AAT
Penempatan yg selektifPenutupan dengan air
(ditenggelamkan) Penutupan dengan lapisan kedap
air.
PENGELOLAAN AAT
MENETRALISIR DENGAN KAPUR (Ca (OH)2
atau quicklime (CaO)BakterisidaCONTOH KASUS
KESIMPULAN
1. Deteksi air asam tambang dilakukan sedini mungkin yaitu sejak kegiatan prospeksi atau eksplorasi.
2. Hasil uji laboratorium terdapat 4 conto batuan pembentuk asam yaitu kode conto 4246 (roof), 4247 (parting), 4253 (roof) dan 4254 (parting). Satu batuan potensi pembentuk asam kapasitas tinggi (kode 4252). Dua batuan potensi pembentuk asam kapasitas rendah (kode 4255 dan 4256). Sisanya delapan conto merupakan batuan bukan pembentuk asam.
Pengendalian asam tambang di penimbunan batuan
Jenjang 1 (10 m) batuan type 14 : 1
Jenjang 1 (10 m) batuan type 1
Penimbunan batuan type 1 di bagian luar timbunan
Pendorongan lereng akhir oleh dozer
Penempatan tanah
0,70 m subsoil
0,30 m topsoil
Jenjang 1 (10 m) tak membentuk asam
Jenjang 2 (10 m) tak membentuk asam
Batuan pembentuk asamJenjang 1 (10 m) tak membentuk asam
Pembentukan berm drainase dan awal jenjang berikutnya
Jenjang 2 (10 m) tak membentuk asam
Batuan pembentuk asamJenjang 1 (10 m) tak membentuk asam
Pendorongan jenjang ke dua oleh dozer
0,70 m subsoil
0,30 m topsoil
15 m
Jenjang 2 (10 m) tak membentuk asam
Batuan pembentuk asamJenjang 1 (10 m) tak membentuk asam
15 m
Penyelesaian jenjang ke dua
Penutup tanah liat setebal 1 m dipadatkan
Batuan penutup (NAF) setebal 2 m dipadatkan
Penutup batuan (NAF) tidak dipadatkan
Persyaratan tumpang tindih
Jarak berhenti dari batas sementara lapisan penutup