BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Mineral adalah senyawa alami yang terbentuk melalui proses geologis. Istilah
mineral termasuk tidak hanya bahan komposisi kimia tetapi juga struktur mineral. Mineral termasukdalam komposisi unsur murni dan garam sederhana sampai silikat yang sangat kompleks denganribuan bentuk yang diketahui (senyawaan organik biasanya tidak termasuk).Mineral mempunyai peran yang sangat penting dalam suatu tanah, antara lain sebagaiindikator cadangan sumber hara dalam tanah dan indikator muatan tanah beserta lingkungan pembentukannyaAgar dapat diklasifikasikan sebagai mineral sejati, senyawa tersebut haruslah berupa padatan dan memiliki struktur kristal. Senyawa ini juga harus terbentuk secara alami danmemiliki komposisi kimia yang tertentu. Definisi sebelumnya tidak memasukkan senyawaseperti mineral yang berasal dari turunan senyawa organik.
Bagaimanapun juga, TheInternational Mineralogical Association tahun 1995 telah mengajukan definisi baru tentangdefinisi material: Mineral adalah suatu unsur atau senyawa yang dalam keadaan normalnyamemiliki unsur kristal dan terbentuk dari hasil proses geologi.Klasifikasi modern telah mengikutsertakan kelas organik kedalam daftar mineral, sepertiskema klasifikasi yang diajukan oleh Dana dan Strunz.(krauset.al 1959).
Mineral adalah suatu zat yang terdapat dalam alam dengan komposisi kimia yang khas dan biasanya mempunyaistruktur kristal yang jelas, yang kadang-kadang dapat menjelma dalam bentuk geometris tertentu.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apa yang dimaksud dengan Mineral?
2. Bagaimana Memanfaatkan Mineral?
1.3 Tujuan Penelitian
1. Mengetahui Fungsi dari Mineral
2. Mengetahui Cara Pemanfataan dan Pengelolaan Sumber Daya Mineral
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pendahuluan
Fosfat adalah unsur dalam suatu batuan beku (apatit) atau sedimen dengan kandungan fosfor ekonomis.Biasanya, kandungan fosfor dinyatakan sebagai bone phosphate of lime (BPL) atau triphosphate of lime (TPL), atau berdasarkan kandungan P2O5.Fosfat apatit termasuk fosfat primer karena gugusan oksida fosfatnya terdapat dalam mineral apatit (Ca10(PO4)6.F2) yang terbentuk selama proses pembekuan magma. Kadang kadang, endapan fosfat berasosiasi dengan batuan beku alkali kompleks, terutama karbonit kompleks dan sienit.Fosfat komersil dari mineral apatit adalah kalsium fluo-fosfat dan kloro-fosfat dan sebagian kecil wavellite, (fosfat aluminium hidros). Sumber lain dalam jumlah sedikit berasal dari jenis slag, guano, crandallite [CaAl3(PO4)2(OH)5.H2O], dan millisite (Na,K).CaAl6(PO4)4(OH)9.3H2O. Sifat yang dimiliki adalah warna putih atau putih kehijauan, hijau, berat jenis 2,81-3,23, dan kekerasan 5 H.
Fosfat adalah sumber utama unsur kalium dan nitrogen yang tidak larut dalam air, tetapi dapat diolah untuk memperoleh produk fosfat dengan menambahkan asam .Fosfat dipasarkan dengan berbagai kandungan P2O5, antara 4-42 %. Sementara itu, tingkat uji pupuk fosfat ditentukan oleh jumlah kandungan N (nitrogen), P (fosfat atau P2O5), dan K (potas cair atau K2O).Fosfat sebagai pupuk alam tidak cocok untuk tanaman pangan, karena tidak larut dalam air sehingga sulit diserap oleh akar tanaman pangan.Fosfat untuk pupuk tanaman pangan perlu diolah menjadi pupuk buatan.
2.2 Fosfat Didalam Kehidupan
Fosfat memiliki genesa yang terjadi dipermukaan bumi yaitu diantara lain :
• Fosfat Primer : Terbentuk selama proses pembekuan magma, Berasosiasi dengan batuan beku alkali kompleks, Mineral-mineral pembentuknya adalah apatit [Ca10(PO4)6F2)] . Contoh catalo-brazil
• Fosfat Sekunder : Terendapkan di laut dalam, Terjadi pada lingkungan yang alkali dan suasana tenang. Contoh kec bogorejo-blora jateng
• Fosfat Guano: Hasil akumulasi sekresi burung pemakan ikan dan kelelawar, Kotoran bereaksi dengan batu gamping karena pengaruh air hujan dan air tanah, Tempat pembentukan : permukaan, bawah permukaan, dan gua. Contoh : Chinca Guano Island-peru.
Genesa endapan fosfat sendiri mempunyai beberapa contohyang dilakukan degan analisa kimia, petrografi, XRD dan SEM, dari hasil analisa tersebut mineral fosfat terdiri dari kolofan, dahlit dan hidroksiapatit, kandungan P2O5 sangat bervariasi, dan dari pemboran inti diperoleh endapan fosfat tidak lebih dari dari kedalaman 17 m, hal tersebut menunjukkan bahwa endapan merupakan fosfat guano. Unsur fosfor yang terkandung dalam kotoran burung sekitar 2 - 4 %, kemudian bereaksi dengan batuan karbonat membentuk mineral kalsium fosfat.Air hujan atau air permukaan yang mengandung CO2 dari udara maupun hasil pembusukan organik bereaksi dengan kalsium fosfat membentuk mineral karbonat hidroksi apatit.
2.3 Peran Dan Siklus Fosfat Dalam Air Laut
Fosfat dalam air laut berbentuk ion fosfat. Ion fosfat dibutuhkan pada proses fotosintesis dan proses lainnya dalam tumbuhan (bentuk ATP, ADP dan Nukleotid koenzim). Penyerapan dari fosfat dapat berlangsung terus walaupun dalam keadaan gelap.Ortofosfat (H3PO4) adalah bentuk fosfat anorganik yang paling banyak terdapat dalam siklus fosfat. Distribusi bentuk yang beragam dari fosfat di air laut dipengaruhi oleh proses biologi dan fisik.
Dipermukaan air, fosfat di angkut oleh fitoplankton sejak proses fotosintesis. Konsentrasi fosfat di atas 0,3 µm akan menyebabkan kecepatan pertumbuhan pada banyak spesies fitoplankton. Untuk konsentrasi dibawah 0,3 µm ada bagian sel yang cocok menghalangi dan sel fosfat kurang diproduksi. Mungkin hal ini tidak akan terjadi di laut sejak NO3 selalu habis sebelum PO4 jatuh ke tingkat yang kritis. Pada musim panas, permukaan air mendekati 50% seperti organik-P.
Di laut dalam kebanyakan P berbentuk inorganik.Di musim dingin hampir semua P adalah inorganik. Variasi di perairan pantai terjadi karena proses upwelling dan kelimpahan fitoplankton. Pencampuran yang terjadi dipermukaan pada musim dingin dapat disebabkan oleh bentuk linear di air dangkal. Setelah musim dingin dan musim panas kelimpahan fosfat akan sangat berkurang.
Dalam perairan laut yang normal, rasio N/P adalah sebesar 15:1.Ratio N/P yang meningkat potensial menimbulkan blooming atau eutrofikasi perairan, dimana terjadi pertumbuhan fitoplankton yang tidak terkendali.Eutrofikasi potensial berdampak negatif terhadap lingkungan, karena berkurangnya oksigen terlarut yang mengakibatkan kematian organisme akuatik lainnya (asphyxiation), selain keracunan karena zat toksin yang diproduksi oleh fitoplankton (genus Dinoflagelata). Fitoplankton mengakumulasi N, P, dan C dalam tubuhnya, masing – masing dengan nilai CF (concentration factor) 3 x 104 untuk P, 16(3 x 104) untuk N dan 4 x 103 untuk C.
Diperairan, bentuk unsur fosfor berubah secara terus menerus akibat proses dekomposisi dan sintesis antara bentuk organik, dan bentuk anorganik yang dilakukan oleh mikroba. Semua polifosfat mengalami hidrolisis membentuk ortofosfat.Perubahan ini bergantung pada suhu yang mendekati titik didih, perubahan polifosfat menjadi ortofosfat berlangsung cepat.Kecepatan ini meningkat dengan menurunnya nilai pH.Perubahan polifosfat menjadi ortofosfat pada air limbah yang mengandung banyak bakteri lebih cepat dibandingkan dengan perubahan yang terjadi pada air bersih.
Daur fosfor terlihat akibat aliran air pada batu-batuan akan melarutkan bagian permukaan mineral termasuk fosfor akan terbawa sebagai sedimentasi ke dasar laut dan akan dikembalikan ke daratan.
Nilai kelarutan fosfat dalam air ditentukan oleh jenis mineral fosfat, mineral hidroksiapatit merupakan mineral fosfat yang mempunyai kelarutan tinggi, dengan demikian idealnya untuk pupuk alam digunakan endapan fosfat yang kandungan mineral hidroksiapatitnya cukup tinggi.
2.4 Keberadaan Fosfat
Fosfat dalam air laut berbentuk ion fosfat. Ion fosfat dibutuhkan pada proses fotosintesis dan proses lainnya dalam tumbuhan (bentuk ATP, ADP dan Nukleotid koenzim). Penyerapan dari fosfat dapat berlangsung terus walaupun dalam keadaan gelap.Ortofosfat (H3PO4) adalah bentuk fosfat anorganik yang paling banyak terdapat dalam siklus fosfat. Distribusi bentuk yang beragam dari fosfat di air laut dipengaruhi oleh proses biologi dan fisik.
Dipermukaan air, fosfat di angkut oleh fitoplankton sejak proses fotosintesis. Konsentrasi fosfat di atas 0,3 µm akan menyebabkan kecepatan pertumbuhan pada banyak spesies fitoplankton. Untuk konsentrasi dibawah 0,3 µm ada bagian sel yang cocok menghalangi dan sel fosfat kurang diproduksi. Mungkin hal ini tidak akanterjadi di laut sejak NO3 selalu habis sebelum PO4 jatuh ke tingkat yang kritis. Pada musim panas, permukaan air mendekati 50% seperti organik-P.
Di laut dalam kebanyakan P berbentuk inorganik.Di musim dingin hampir semua P adalah inorganik. Variasi di perairan pantai terjadi karena proses upwelling dan kelimpahan fitoplankton. Pencampuran yang terjadi dipermukaan pada musim dingin dapat disebabkan oleh bentuk linear di air dangkal. Setelah musim dingin dan musim panas kelimpahan fosfat akan sangat berkurang.
Dalam perairan laut yang normal, rasio N/P adalah sebesar 15:1.Ratio N/P yang meningkat potensial menimbulkan blooming atau eutrofikasi perairan, dimana terjadi pertumbuhan fitoplankton yang tidak terkendali.Eutrofikasi potensial berdampak negatif terhadap lingkungan, karena berkurangnya oksigen terlarut yang mengakibatkan kematian organisme akuatik lainnya (asphyxiation), selain keracunan karena zat toksin yang diproduksi oleh fitoplankton (genus Dinoflagelata). Fitoplankton mengakumulasi N, P, dan C dalam tubuhnya, masing – masing dengan nilai CF (concentration factor) 3 x 104 untuk P, 16(3 x 104) untuk N dan 4 x 103 untuk C.
Diperairan, bentuk unsur fosfor berubah secara terus menerus akibat proses dekomposisi dan sintesis antara bentuk organik, dan bentuk anorganik yang dilakukan oleh mikroba. Semua polifosfat mengalami hidrolisis membentuk ortofosfat.Perubahan ini bergantung pada suhu yang mendekati titik didih, perubahan polifosfat menjadi ortofosfat berlangsung cepat. Kecepatan ini meningkat dengan menurunnya nilai pH.Perubahan polifosfat menjadi ortofosfat pada air limbah yang mengandung banyak bakteri lebih cepat dibandingkan dengan perubahan yang terjadi pada air bersih.
Daur fosfor terlihat akibat aliran air pada batu-batuan akan melarutkan bagian permukaan mineral termasuk fosfor akan terbawa sebagai sedimentasi ke dasar laut dan akan dikembalikan ke daratan.
Nilai kelarutan fosfat dalam air ditentukan oleh jenis mineral fosfat, mineral hidroksiapatit merupakan mineral fosfat yang mempunyai kelarutan tinggi, dengandemikian idealnya untuk pupuk alam digunakan endapan fosfat yang kandungan mineral hidroksiapatitnya cukup tinggi.
2.5 Penyebaran Fosfat Di Indonesia
Sebaran endapan fosfat di daerah Madura tersebar setempat setempat mengisi rekahan, dolina dan gua - gua, dalam jumlah yang kecil - kecil, umumnya terdapat pada batugamping terumbu Formasi Madura (Tpm) sebagian kecil pada batugamping lempungan Formasi Pasean (Tmp) dan batugamping berlapis Formasi Bulu (Tmb).
Endapan fosfat di Kabupaten Sampang terdapat di Bira Timur, Kecamatan Sokobanah, Kecamatan Sampang, Omben, Kedundung, Ketapang dan Kecamatan Jrengik, jumlah sumberdaya sekitar 5.000.000 m3. Kisaran kandungan P2O5 antara 2,28 - 37,09 %.
Di daearh Kabupaten Pamekasan dilakukan pemboran inti sebanyak 10 lokasi ( 5 lokasi di daerah G. Kacepe, Kecamatan Pasean dan 5 lokasi di daerah G. Nadere, Kecamatan Palengaan) dengan kedalaman berkisar antara 25 - 50 m, total kedalaman sekitar 300,70 m. Endapan fosfat di daerah Kabupaten Pamekasan terdapat di Kecamatan Pasean, Pakong dan di Kecamatan Palengaan. Mineralnya terdiri dari kolofan, dahlit dan hidroksiapatit, dengan kisaran kandungan P2O5 antara 5,61 - 37,79 %, jumlah sumberdaya sekitar 23.400 m3.
Lokasi endapan fosfat di daerah Kabupaten Sumenep terdapat sebanyak 45, yang berada di 22 desa, sejumlah desa tersebut termasuk dalam wilayah 11 kecamatan, di setiap desa terdapat beberapa lokasi yang berdekatan maupun terpisah agak jauh. Mineralnya terdiri dari kolofan, dahlit dan hidroksiapatit, dengan kisaran kandungan P2O5 antara 6,20 - 44,23 %, terendah terdapat di Desa Ellak Daya, Kecamatan Lenteng (P/17 = 6,20 %) dan tertinggi di daerah Desa Kabunan, Kecamatan Sumenep (P/15 = 44,23 %). Endapan fosfat dengan kandungan P2O5 diatas 30 % terdapat sebanyak 15 lokasi sekitar 33,3 % dari keseluruhan jumlah lokasi, tersebar di 10 desa dan 8 kecamatan. Luas sebaran fosfat seluruhnya sekitar 31 Ha dengan jumlah sumberdaya sekitar 827.500 m3.
2.6 Pemanfaatan Fosfat Indonesia
Lebih dari 90% produksi fosfat di Indonesia, khususnya kalsiumfosfat Ca3(PO4)2, digunakan untuk keperluan industri pupuk, baik pupuk alam maupun pupuk buatan. Sisanya dikonsumsi oleh berbagai industri seperti kaca lembaran, karet, industri kimia, dan lain-lain. Penggunaan fosfor dalam bentuk unsur digunakan untuk keperluan fotografi, korek api, bahan peledak dan lain-lain. Terdapat dua tipe dari unsur fosfor, yaitu fosfor putih dan fosfor merah.Fosfor putih hampir tidak larut dalam air, larut dalam alkohol dan larutan organik tertentu. Fosfor putih digunakan dalam pembuatan asam fosfat (H3PO4) dan bila dicampurkan dengan lelehan metal seperti timah dan tembaga menghasilkan alloy tertentu (special alloy), fosfor dalam bentuk ferro fosfor digunakan dalam berbagai industri metallurgi, untuk memperoleh logam dengan standar dan keperluan tertentu.
Deposit fosfat yang ditemukan di Indonesia mempunyai kadar rendah sampai sedang, meskipun pada lokasi tertentu dapat mencapai kadar 40% P2O5. Terdapat pada daerah yang terpencar, berupa endapan fosfat gua atau batugamping fosfatan. Belum ditemukan deposit dalam jumlah yang cukup besar, kecuali untuk diusahakan dalam skala kecil.
Untuk pemupukan tanah, fosfat dapat langsung digunakan setelah terlebih dahulu dihaluskan (sebagai pupuk alam).Akan tetapi untuk tanaman pangan seperti padi, jagung, kedelai, dan lain-lain, pupuk alam ini tidak cocok, karena daya larutnya yang sangat kecil di dalam air sehingga sulit diserap oleh akar tanaman pangan tersebut.Untuk itu sebagai pupuk tanaman pangan, fosfat perlu diolah menjadi pupuk buatan.Variabel yang sangat menentukan bagi fosfat sebagai pupuk alam adalah nilai kelarutannya terutama kelarutan dalam asam sitrat 2 %, kelarutan pada asam tersebut mencerminkan seberapa besar fosfat yang dapat diserap oleh akar tanaman. Nilai kelarutan fosfat dalam air ditentukan oleh jenis mineral fosfat, mineral hidroksiapatit merupakan mineral fosfat yang mempunyai kelarutan tinggi, dengan demikian idealnya untuk pupuk alam digunakan endapan fosfat yang kandungan mineral hidroksiapatitnya cukup tinggi.
Pupuk superfosfat terdiri dari : Single Super Phosphate (SSP), Triple Super Phosphate (TSP), Monoammonium Phosphate (MAP), Diammonium Phosphate (DAP), Nitro Phosphate (NP), Ammonium Nitro Phosphate (ANP). Superfosfat merupakan campuran antara monokalsium fosfat dan kalsium sulfat.Salah satu bentuk pupuk buatan adalah Super Fosfat, yaitu hasil reaksi antara tepung fosfat alam berkadar 30% P2O5 dengan asam sulfat pekat (Moersidi Sediyarso, 1998).
Fosfat sebagai pupuk alam harus memenuhi persyaratan SNI No. 02 - 3776, Tahun 1995 (Tabel 1), sebagai bahan baku asam fosfat harus memenuhi persyaratan seperti pada Tabel 4. Pembagian mutu fosfat menurut SII terbagi dua, yaitu fosfat mutu I dan fosfat mutu II, persyaratannya seperti tertera pada Tabel 2 dan Tabel 3.
Di luar kegunaannya sebagai bahan pupuk, fosfat dalam bentuk senyawa lain digunakan dalam berbagai industri. Asam fosfat direaksikan dengan soda abu atau batu kapur, akan diperoleh senyawa fosfat tertentu. Asam fosfat dengan batugamping akan membentuk dikalsium fosfat yang merupakan bahan dasar pasta gigi dan makanan ternak. Reaksi sederhananya sebagai berikut:
Ca3 (PO4)2 + CaCO3 =====> Ca HPO4 (dikalsium fosfat)
Asam fosfat direaksikan dengan soda abu menghasilkan 3 produk dengan fungsi berbeda. Reaksi sederhananya sebagai berikut:
H3 PO4 + Soda abu ======> 1,2,3.
1. Sodium tripolyphosphate (sebagai bahan detergent)
2. Sodium triotho phosphate (pelembut air)
3. Tetra sodiumpyro phosphate(industri keramik)
Berdasarkan hasil analisa laboratorium dan spesifikasi berbagai persyaratan fosfat bagi produk tertentu (yang tertera pada tabel-tabel), endapan fosfat di daerah Kabupaten Sampang sebagian besar dapat digunakan sebagai pupuk alam, sebagian kecil lagi dapat digunakan sebagai bahan baku pupuk super fosfat (SP36). Di daerah Kabupaten Pamekasan sekitar 55 % kandungan P2O5 diatas 18 % dapat digunakan sebagai bahan baku pupuk fosfat alam, dan sebagian kecil sebagai bahan baku pupuk super fosfat (SP36).
Endapan fosfat di daerah Kabupaten Sumenep dapat digunakan sebagai pupuk alam dengan kualitas A sebanyak 22 lokasi (sekitar 48,9 % dari seluruh jumlah lokasi), dengan kualitas C sebanyak 4 lokasi (8,9 %), yang mempunyai mutu I sebanyak 21 lokasi (46,7 %) dan mutu II 4 lokasi (8,9 %), untuk bahan baku pembuatan asam fosfat terdapat sebanyak 11 lokasi (24,4 %), untuk bahan baku pembuatan pupuk SP-36 sebanyak 14 lokasi (31,1 %). Kegunaa tersebut hanya berdasarkan kandungan P2O5 sedangkan kandungan pengotor lainnya umumnya melampaui ambang batas, untuk memperoleh bahan galian fosfat yang sesuai dengan persyaratan maka perlu dilakukan proses benefisiasi terlebih dahulu dengan melakukan proses pencucian, sehingga unsur pengotor, terutama Al2O3 dan Fe2O3 dapat dikurangi.
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan
Di perairan unsur fosfor tidak ditemukan dalam bentuk bebas sebagai elemen, melainkan dalam bentuk senyawa anorganik yang terlarut (ortofosfat dan polifosfat) dan senyawa organik yang berupa partikulat.
Fosfat adalah fosfor yang berikatan dengan oksigen yang berupa senyawa anorganik. Sedangkan Fosfor merupakan sumber energi untuk metabolisme sel dalam bentuk Adenosin Tri Fosfat (ATP) yang terdapat dalam ion fosfat yang berupa elemen.Fosfat banyak ditemukan di dalam bebatuan.Senyawa fosfat dalam perairan berasal daari sumber alami seperti erosi tanah, buangan dari hewan dan pelapukan tumbuhan, dan dari laut itu sendiri.
DAFTAR PUSTAKA
Moersidi Sediyarso, 1998, P-Alam sebagai Pupuk P untuk Budidaya Pertanian. Makalah disajikan pada seminar Fosfat Indonesia sebagai bahan pupuk dan masalahnya, Direktorat Jenderal Geologi dan Sumberdaya Mineral/BPPT, Jakarta 24 Maret 1998, Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat.
Situmorang, R.L., dkk., 1977, Geologi Lembar Waru-Sumenep, Jawa, Lembar 1609-3, 1608-6,1609-1 dan 1708-4, skala 1 : 100.000, Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi.
Sutaatmadja, J., Sabarna,B., Hadiana, D., Mudjahar KS., Sarino, 1994, Eksplorasi Pendahuluan Sumberdaya Endapan Fosfat di daerah Kabupaten Sampang, Pulau Madura, Propinsi Jawa Timur, Proyek Eksplorasi Bahan Galian Industri dan Batubara, Direktorat Sumberdaya Mineral, 37 h.
Sutaatmadja, J., Sabarna, B., Mudjahar KS., 1996, Eksplorasi Lanjutan Endapan Fosfat di daerah Kabupaten Pamekasan, Propinsi Jawa Timur, Proyek Eksplorasi Bahan Galian Logam, Industri dan Batubara, Direktorat Sumberdaya Mineral.
Tatang Suryana, Ir., MM.,Penggunaan Phosphate Rock di PT. Petrokimia Gresik. Makalah disajikan pada seminar Fosfat Indonesia sebagai bahan pupuk dan masalahnya, Direktorat Jenderal Geologi dan Sumberdaya Mineral/BPPT, Jakarta 24 Maret 1998, PT. Petrokimia Gresik.
*Sumber: https://www.academia.edu/12373571/Makalah_pemanfaatan_mineral
0 Komentar untuk "Pemanfaatan Sumber Daya Mineral"