See discussions, stats, and author profiles for this publication at: http://www.researchgate.net/publication/267028862

STUDI GENESA KAOLIN DAN PEMANFAATANNYA (Studi Kasus Daerah Kec.Semin, Kab.Gunungkidul) SEMINAR JURUSAN TEKNIK GEOLOGI FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND...

DATASET NOVEMBER 2004

DOI: 10.13140/2.1.1598.7205

READS

1,405

1 AUTHOR:

Radhitya ADZAN Hidayah

Gadjah Mada University

2 PUBLICATIONS 0 CITATIONS

SEE PROFILE

Available from: Radhitya ADZAN Hidayah Retrieved on: 20 December 2015

STUDI GENESA KAOLIN

DAN PEMANFAATANNYA

SEMINAR

Diajukan untuk memenuhi sebagian kurikulum Tingkat Sarjana pada Jurusan Teknik Geologi Fakultas Teknologi Mineral

Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta

OLEH :

RADHITYA ADZAN HIDAYAHNo.Mhs. 01100370

JURUSAN TEKNIK GEOLOGI

FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL INSTITUTSAINS & TEKNOLOGI AKPRIND YOGYAKARTA

2005

vi

STUDI GENESA CEBAKAN KAOLIN

DAN PEMANFAATANNYA

LEMBAR PENGESAHAN

Diajukan untuk memenuhi sebagian kurikulum Tingkat Sarjana pada Jurusan Teknik Geologi Fakultas Teknologi MineralInstitut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta

DosenPembimbing Penyusun

Ir. Siwi Sanyoto, MTRadhitya Adzan HidayahNIK 86.0555.311ENo Mhs 01.10.0370

Mengetahui

Ketua

Jurusan Teknik Geologi

Ir. Dwi Indah Purnamawati, MSi

NIK 91.0659.413E

iiv

PRAKATA

Puji dan syukur Alhamdulillah kami haturkan kehadirat Allah SWT, sebagai Penggenggam Alam Semesta Raya dan Isinya yang telah memberikan rahmat, hidayah dan inayahnya sehingga kami dapat menyelesaikan makalah seminar ini. Makalah seminar ini disusun sebagai syarat memenuhi kurikulum Sarjana pada Jurusan Teknik Geologi , ISTA Yogyakarta.Isi dari pada seminar ini tentang genesa kaolin secara umum beserta pemanfaatannya.Banyak dukungan dan bantuan yang kami terima sealam membuat makalah ini, karena itu kami mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :Allah SWT yang telah memberikan kekuatan, nikmat Iman dan Islam

Ibuku, yang telah memberikan dukungan moral dan biaya tanpa batas

Ir. H. Siwi Sanyoto, MT, sebagai dosen pembimbing

Ir. Dwi Indah Purnamawati MSi, sebagai Ketua Jurusan Geologi

Ir. H. Soekardi M., atas segala bantuan selama ini

Faizal, Arif, saudara-saudaraku yang telah tulus ikhlas membantu

Orang-orang yang tidak dapat kami sebutkan satu-persatu

Jazakallah khoiron katsira, semoga Allah membalas dengan balasan yang

baik. Menyadari akan keterbatasan dan pengetahuan kami, maka pada kesempatan inikami memohon kritik dan saran yang konstruktif guna perbaikan di masa yang akan datang. Semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua.

Radhitya A.H.

iiiv

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

PRAKATA iii

DAFTAR ISI iv

DAFTAR GAMBAR vii

DAFTAR FOTO viii

INTISARI ix

BAB I PENDAHULUAN 1

I.1. Latar Belakang 1

I.2. Maksud dan Tujuan 3

I.3. Metode Penelitian3

I.4. Batasan Masalah 3

BAB II PROSES-PROSES TERBENTUKNYA KAOLIN 4

II.1 Definisi Mineral Lempung 4

II.1.1. Lembaran tetrahedral 5

II.1.2. Lembaran oktahedral 6

II.2 Proses Hidrothermal 7

II.2.1. Dolomitisasi 10

II.2.2. Silisifikasi 11

II.2.3. Alterasi argilik 11

II.2.4. Alterasi propilitik 12

II.2.5. Alterasi potasik12

II.3. Proses Pelapukan15

BAB III SIFAT-SIFAT & KARAKTERISTIK KAOLIN 16

III.1. Mineral Lempung sebagai Penyusun Kaolin 16

III.2. Sifat Fisik Kaolin 17

III.2.1. Flokulasi dan deflokulasi 17

iv

BAB III. SIFAT-SIFAT & KARAKTERISTIK KAOLIN

III.1. Mineral Lempung sebagai Penyusun Kaolin 16

III.2. Sifat Fisik Kaolin 17

III.2.1. Flokulasi dan deflokulasi 17

III.2.2. Plastisitas 18

III.2.3. Thiksotropi 19

III.2.4. Tekstur19

III.2.5. Susut kering 19

III.2.6. Kekuatan 20

III.2.7. Slaking 21

III.2.8. Warna 21

III.3. Sifat Kimiawi Kaolin 21

III.3.1. Pertukaran ion 21

III.3.2. Interaksi dengan air 23

III.3.3. Interaksi dengan bahan organik 23

III.4. Mineralogi Kaolin 24

BAB IV. PEMANFAATAN KAOLIN 27

IV.1. Industri Keramik 29

IV.2. Industri Kertas 31

IV.3. Industri Karet 32

IV.4. Industri Cat 32

IV.5. Industri Pestisida 33

IV.6. Contoh Kasus Kaolin Daerah Kec. Semin 34

BAB V. KESIMPULAN 38

DAFTAR PUSTAKA 40

LAMPIRAN .42

v

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Klasifikasi Mineral Lempung (Grim, 1953) 4

Tabel 2. Tipe alterasi hidrothermal dan mineral yang dihasilkan (Hedenquist, 1990) 10

Tabel 3. Spesifikasi kaolin untuk keramik (Toton, 1993) 30

Tabel 4. Spesifikasi kaolin untuk industri kertas (Toton, 1993) 31

Tabel 5. Spesifikasi kaolin untuk industri karet (Toton, 1993) 32

Tabel 6. Spesifikasi kaolin untuk cat (Toton, 1993) 33

Tabel 7. Spesifikasi kaolin untuk industri pestisida (Toton dkk, 1993) 33

Tabel 8. Hasil analisis kimia kaolin di Semin (Widodo, 1995) 37

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Ikatan struktur tetrahedral (Grim, 1953) 6

Gambar 2. Ikatan struktur oktahedral (Grim, 1953) 7

Gambar 3. Bagan alir proses pengolahan kaolin secara umum (Toton, 1993) 28

Gambar 4. Bagan alir proses pengolahan kaolin untuk coating grade (Toton, 1993) 29

vii

DAFTAR FOTO

Foto 1: Tempat diketemukannya kaolin pertama kali di Jauchau Fa, China 2

Foto 2: Kenampakan mineral kaolinit dari SEM (Ece et all, 2003)26

Foto 3: Cebakan kaolin di daerah Kec. Semin (foto penulis, Nov 2004) 34

Foto 4: Singkapan kekar kolom pada batuan beku feldspartik (foto penulis, nov 2004) 35

Foto 5: Kenampakan singkapan feldspar sebagai source rock kaolin (foto penulis, 2004).. 36

Foto 6: Kegiatan penambangan kaolin di Semin (foto penulis, nov 2004) 37

viii

INTISARI

Penulisan makalah seminar ini bertujuan untuk mengetahui studi genesa kaolin beserta sifat dan karakteristik yang mempengaruhi, sedangkan latar belakang penyusunan makalah ini dikarenakan adanya potensi dan manfaat kaolin yang belum banyak diketahui dan perlu dikembangkan di masa yang akan datang.

Metode yang digunakan dalam penyusunan makalah seminar ini adalah dengan melakukan pendekatan studi literatur dari peneliti terdahulu dan sekarang, dikompilasikan dengan artikel-artikel dan data internet.Kaolin berasal dari kata kauling, yang berarti pegunungan tinggi, merupakan nama gunung dekat Jauchau Fa, China, yang tanah lempungnya telah diambil sejak beberapa abad lalu. Kaolin adalah suatu massa batuan yang tersusun dari material lempung dengan kandungan besi yang rendah, pada umumnya berwarnya putih atau agak keputihan, terbentuk dari hidrous aluminium silikat dengan komposisi kimia Al2O3 2SiO2 2H2O dengan disertai beberapa material penyerta, membentuk perlapisan dengan pseudohexagonal, platy crystal dan umumnya berupa earthy aggregat, kekerasan 1-2 dan densitas 2,6. kaolin terbentuk secara dari dua proses, yaitu proses hidrothermal dan pelapukan (insitu weathering). Kaolin dimanfaatkan dalam industri cat, industri keramik, industri pestisida, farmasi dan lain-lain.

ixv

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Dewasa ini muncul berbagai perubahan-perubahan yang terjadi di berbagai sektor kehidupan manusia, hal ini tidak luput terjadi pada dunia geologi khususnya kebutuhan terhadap sumber energi alam. Hal ini disebabkan adanya kemajuan teknologi dan penemuan-penemuan baru dalam berbagai industri yang banyak memerlukan bahan baku mineral. Di dalam eksploitasi penggunaannya dilakukan dengan seefisien dan sehemat mungkin, sehingga dapat memenuhi kebutuhan dalam jangka waktu yang lama, mengingat makin sulitnya penemuan cadangan baru, sifat dari mineral yang habis setelah dipakai dan tidak bisa diperbaharui lagi (non renewable resources).

Peningkatan dan pengembangan industri kimia seperti industri karet, kertas, tekstil, cat, plastik dan keramik menimbulkan naiknya permintaan dan kebutuhan kaolin baik untuk bahan baku utama ataupun sebagai bahan pembantu sudah dirasakan sangat mendesak. Keadaan ini menjadikan pentingnya penelitian mengenai potensi, konsumsi, produksi, harga serta kajian perkembangannya ke masa depan sangat penting.Secara geologi wilayah Indonesia mempunyai potensi sebagai kaolin terkemuka didunia, karena telah banyak diketahui daerah-daerah penghasil kaolin sehingga bukan cuma akan memenuhi kebutuhan dalam negeri tapi sangat mungkin sebagaipengekspor kaolin ke luar negri.

1

Nama kaolin berasal dari kauling, bahasa Cina yang berarti pegunungan tinggi yang merupakan nama gunung dekat Jauchau Fa, China, yang tanah lempungnya telah diambil sejak beberapa abad lalu (Sukandarrumidi, 1999).

Foto 1: Pegunungan Jauchau Fa, China sebagai asal mula ditemukannya kaolin (foto Jan Erik Nilsson, 1992)

Kaolin terjadi akibat adanya proses alterasi mineral feldspar, adanya larutan hidrothermal dan proses pelapukan. Batuan sumber (source rock) sebagai sumber bahan mineral kaolin adalah batuan yang dominan mengandung aluminium silikat atau feldspar.Secara umum kaolin berwarna putih kekerasan 2-2,5, bersifat plastis dengan daya hantar listrik dan panas yang rendah dan berat jenis antara 2,60-2,63 Kaolin banyak dipakai dalam berbagai industri, baik sebagai bahan baku utama maupun bahan pembantu. Hal ini karena adanya sifat-sifat kaolin seperti kehalusan, kekuatan, warna, daya hantar listrik dan panas yang rendah, serta sifat-sifat lainnya. Kaolin dalam industri kertas, digunakan sebagai pelapis dan pengisi

2

agar permukaan menjadi kuat dan halus. Karena sifat daya hantar panas dan listrikyang rendah, sehingga kaolin dapat digunakan untuk peralatan barang-barang tahan api dan digunakan sebagai penyekat (isolator) dalam kelistrikan.

I.2. Maksud dan Tujuan

Penyusunan makalah seminar ini dimaksudkan untuk melengkapi kurikulum Tingkat Sarjana pada Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknologi Mineral, Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah untuk mengetahui lebih dalam tentang proses terjadinya mineral kaolin beserta pemanfaatannya.

I.3. Metode Penelitian

Dalam pembuatan makalah ini penulis melakukan penelitian dengan pendekatan studi literatur dari beberapa pustaka dan dikompilasikan dengan penelitian terdahulu baik yang dipublikasikan maupun yang tidak dipublikasikan.

I.4. Batasan Masalah

Permasalahan yang dibahas dalam makalah seminar ini mencakup proses pembentukan mineral kaolin, faktor-faktor yang mempengaruhi dan pemanfaatan kaolin.

3

BAB II

PROSES-PROSES TERBENTUKNYA KAOLIN

II.1. Definisi Mineral Lempung

Pemberian definisi mineral berdasarkan ukuran butir, lempung didefinisikan untukmaterial yang berukuran butir lebih kecil dari 1/256 mm, atau lebih dari 2 mikron untuk standar mekanika tanah dalam teknik sipil.

Grim (1953) memberikan pengertian tentang lempung dapat tersusun dari sebuah mineral lempung tunggal atau campuran beberapa mineral lempung, bahkan dapattersusun dari variasi beberapa mineral lempung, bahkan dapat tersusun dari variasibeberapa mineral non lempung, seperti kuarsa, kalsit, pirit dan feldspar, namun lempung juga dapat tersusun atas mineral lempung dan mineral non lempung yangmengandung bahan organik dan garam-garam terlarut.

Berdasarkan strukturnya suatu mineral dikelompokkan menjadi dua, yaitu amorf dan kristalin. Amorf dicirikan oleh kelompok alofan, yaitu mineral yang tidak memiliki bentuk kristal berdasarkan analisa difraksi sinar-X. Alofan tersusun oleh koordinasi silika tetrahedral secara acak dan koordinasi ion-ion oktahedral tanpa simetri (lihat tabel 1).

Tabel 1. Klasifikasi Mineral Lempung (Grim, 1953)

I. Amorphous

Allophane groupCrystallineTwo-layer type (sheet structures composed of units of one layer of silika tetrahedron and one layer of alumina octahedrons).

1. Equidimensional Kaolinit group

Kaolinit, nacrite, etc

4

2. Elongate

Halloysite group

Three-layer types (sheet structures composes of two layers of silika tetrehedrons and on central dioctahedral or trioctahedral layer).Expanding latticea. EquidimensionalMontmorillonit groupMontmorillonite, sauconite, etc Vermiculite

b. ElongateMontmorillonite group

Nontronite, saponite, hectorite2. Nonexpanding lattice Illite group

Regular mixed-layer types (ordered stacking of alternate layers of different types)Chlorite group

Chain-structure types (hornblende-like chains of silica tetrahedrons linked together by octahedral groups of oxygens and hydroxyls containing Al and Mg atoms)Attapulgite Sepiolit Palygorskite

Kelompok mineral kristalin yang membentuk struktur mineral lempung terdiri atas dua tipe lembaran, yaitu tipe lembaran silika tetrahedral dengan tiga atom oksigen dan masing-masing tetrahedrall saling mengikat dengan tetrahedral lain yang saling berdekatan, sehingga membentuk susunan molekul Si2O5 dan tipe lembaran yang dibentuk oleh kation-kation magnesium, besi atau aluminium sebagai koordinasi alumina oktahedral, bersama-sama ion oksigen dan hidroksil.

II.1.1.Lembaran tetrahedral

Sebagian besar jenis mineral silikat tergantung dari kemampuan silika tetrahedral untuk berikatan dalam berbagai bentuk dan jumlah dengan oksigen. Tepi permukaan tetrahedral jarang sekali mengalami ikatan, karena membawa muatan silikon yang besar dan antara yang satu dengan yang lainnya memiliki jarak yang relatif dekat.

5

Gambar 1. a. Silika tetrahedral tunggal

b. Silika tetrahedral yang bergabung membentuk jaringan hexagonal (Grim, 1953)

Filosilikat yang merupakan silika tetrahedral tersusun dari jaringan silika tetrahedral yang membentuk lembaran. Pada mineral lempung, lembaran-lembaran ini tersusun atas 6 cincin tetrahedral yang masing-masing berikatan dengan 3 dari 4 oksigen. Tiap lembaran memiliki dua bidang oksigen, tetapi pada bagian bawah lebih banyak mengandung atom oksigen dibanding bagian sisi atas (lihat gambar 3). Rumus kimia untuk lembaran tetrahedral adalah Si4O10-4.

II.1.2.Lembaran oktahedral

Dalam mineral lempung filosilikat, lembaran tetrahedral dapat berkombinasi dalam berbagai bentuk membentuk lembaran oktahedral yang terdiri dari kation yang dikelilingi 6 atom terdekatnya (lihat gambar 4).

6

Gambar 2. a. Ikatan oktahedralll tunggal

Beberapa ikatan oktahedral bergabung membentuk struktur lembaran oktahedral (Grim, 1953)

II.2. Proses Hidrothermal

Proses hidrothermal adalah proses-proses yang berkaitan dengan aktivitas pembentukan batuan beku yang melibatkan air panas pada tahap akhir diferensiasi magma. Larutan hidrothermal dikenal sebagai larutan sisa dari hasil akhir suatu proses diferensiasi yang kaya akan unsur logam. Larutan hidrothermal ini dapat bergerak naik mealui bidang rekahan, celah ataupun rongga-rongga dan bereaksi dengan batuan di sekelilingnya (Sudrajat D., 1982).Definisi larutan hidrothermal menurut Bateman (1960) adalah suatu cairan panas yang berasal dari dalam kulit bumi yang bergerak ke atas dengan membawa komponen-komponen mineral logam. Cairan panas tersebut merupakan larutan sisa hasil akhir proses pembekuan magma.Larutan hidrothermal akan mengadakan sirkulasi di dalam celah-celah batuan dan diendapkan mineral-mineral tertentu, perubahan selanjutnya akan dikontrol oleh proses perubahan pada larutan hidrothermal. Deposisi hidrothermal menurut Bateman (1980) akan dipengaruhi oleh faktor-faktor sebagai berikut,

7

yaitu adanya cairan pembentuk mineral yang dapat melarutkan dan mentransportasi material mineral, adanya celah atau rongga batuan sebagai jalan bergeraknya larutan, adanya tempat untuk mengendapkan mineral, adanya reaksi kimia yang mengakibatkan terjadinya pengendapan, konsentrasi yang cukup tinggi dari larutan mineral sehingga dapat menjadi deposit.Berdasarkan faktor-faktor di atas, proses pembentukan deposit hasil aktifitas hidrothermal dapat dikelompokkan diantaranya melalui proses penggantian (replacement) maupun proses pengisian celah (cavity filling), selanjutnya proses alterasi hidrothermal ditandai oleh pengaruh larutan hidrothermal yang dapat menyebabkan terjadinya perubahan mineralogi dan tekstur batuan dinding. Proses yang terjadi karena alterasi hidrothermal merupakan yang banyak berperan dalam proses terbentuknya kaolin (kaolinisasi), sebagai contoh reaksi adalah sebagai berikut :

K2O Al2O3 6SiO2 + CO2 + H2O K2CO3 + Al2O3 2SiO2 2H2O + 4SiO2

Feldspar larut Kaolin Silika

Pada reaksi pembentukan kaolin dari feldpar akibat pengaruh larutan hidrothermalseperti reaksi di atas dapat dilihat bahwa komponen H2O masuk ke feldspar dan K2O (+ sebagian SiO2) keluar. Transfer unsur dari larutan hidrothermal pada suhu dan tekanan tertentu akan menyebabkan perubahan mineralogi dan tekstur batuan dinding.

Alterasi hidrothermal merupakan suatu proses ikutan yang selalu menyertai prosesdeposisi atau pembentukan deposit hidrothermal. Proses ini pada

8

prinsipnya adalah proses penggantian unsur-unsur tertentu dari mineral yang ada pada batuan dinding, yang kemudian digantikan oleh unsur lain yang berasal dari larutan hidrothermal. Proses ini menuju kondisi stabil melalui mekanisme pertukaran ion, yang dikontrol oleh temperatur, tekanan, kedalaman dan komposisi cairan yang mengakibatkan perubahan tekstur dan mineralogi pada batuan dinding. Pengertian alterasi sendiri adalah proses ubahan mineralogis baik perubahan bentuk, warna ataupun komposisinya. Bateman dan Jensen (1981) menyebutkan faktor pengontrol proses perubahan tersebut diantaranya adalah adanya disintegrasi mekanis, adanya dekomposisi kimia, pelarutan dari beberapa unsur, masuknya unsur-unsur baru dan kombinasi dari proses-proses tersebut di atas.

Alterasi hidrothermal merupakan salah satu tipe metamorfisme yang meliputi proses rekristalisasi dri batuan induk membentuk mineral baru yang lebih stabil akibat kontrol perubahan tertentu, dan dapat diartikan juga sebagai proses penggantian unsur-unsur dari mineral batuan dinding yang digantikan unsur lain dari luar. Salah satu ciri utama dari alterasi hidrothermal adalah adanya perubahansekumpulan mineral essensial menjadi mineral-mineral baru yang lebih stabil di bawah kondisi suhu, tekanan dan komposisi larutan hidrothermal yang tertentu (Rose & Burt dalam Barnes, 1979 dalam Bateman & Jansen, 1981).

Faktor-faktor yang mempengaruhi intensitas dan hasil alterasi hidrothermal antara lain adalah karakteristik dan komposisi batuan asal (host rock), komposisi larutan hidrothermal, kondisi temperatur, tekanan serta

9

perubahan fase larutan hidrothermal serta perubahan unsur tertentu yang paling

awal (seperti pelepasan H2S menjadi asam kuat).

Tabel 2 : Tipe alterasi hidrothermal dan mineral yang dihasilkan (Hedenquist & Wairakei, D.S.I.R., 1987 dalam White, N.C., and Hedenquist, J.W., 1990)

Tipe alterasiMineral UtamaMineral AsesoriSuhuKimia FluidaArgilikSmectite sisipanSulfur, Zeolite,< 200 0CpH netral aca-/aH+

Illite, Smectite (11-Kuarsa, Kalsit

140A

SerisitikSerisit (Illite), KuarsaSulfur, Oksida,> 220 0CpH netral &

Kaolin

meningkatnya aH+, ak+

(minor)( 250 0CpH netral dengan

Sulfur

relatif tingginya aCa-

/aH+

Propilitik dalamEpidot, AktinolitKlorit, Illit (100A)> 300 0CSama seperti di atasPotasikBiotit, K.FeldsparEpidot, Klorit,> 320 0CpH netral, dengan

Muskovit

relatif tingginya ak+/aH+

Argilik lanjut,Kaolinit, AlunitKalsedon,< 1800CpH asamtemperatur

Kristobalit, Kuarsa,

rendah

Pirit

Argilik lanjut,Propilit, Diaspore,Kuarsa, sulphidesit,BiasanyapH asamtemperaturAndalusittourmalinerit,

andalusit

>3500C

Berdasarkan kelimpahan mineralnya Bateman & Jensen (1981) membedakan kelompok alterasi berdasarkan kelimpahan mineralnya menjadi lima kelompok, yaitu:

II.2.1.Dolomitisasi

Dolomitisasi merupakan tipe alterasi hidrothermal yang menghasilkan dolomit yang melimpah. Proses ini berlangsung pada batuan karbonat, yang di dalamnya terjadi penggantian kalsium CaMg(CO3)2. Proses dolomitisasi biasanya menyebar tidak teratur, yang sering dijumpai pada batuan karbonat yang belum

10

teralterasi secara menyeluruh. Pengaruh proses ini terhadap kandungan unsur Mg, yaitu semakin jauh jarak terhadap sumber larutan maka kadar Mg menurun. Proses dolomitisasi tersebut terjadi pada dolomitisasi primer batuan sedimen yang dapat menyebabkan porositas batuan alterasi semakin besar.

II.2.2.Silisifikasi

Silisifikasi menyebabkan batuan dinding yang mengalami alterasi ini akan mengandung kelimpahan mineral seperti kuarsa, opalin dan lain-lain, sebagian besar kuarsa akan berasosiasi dengan emas. Larutan silika yang membawa silika akan menyebar melalui celah atau pori-pori batuan sehingga membanjiri batuan dinding membentuk tubuh cebakan bersifat siliceous yang dikenal dengan jasperoid. Proses silisifikasi ini umumnya berlangsung pada suhu yang tinggi mengingat komponen silika membutuhkan suhu yang cukup tinggi untuk dapat melarut bersama komponen lain dalam larutan hidrothermal.

II.2.3.Alterasi argilik

Menurut Bateman & Jansen (1981) alterasi ini membentuk mineral-mineral lempung pada batuan dinding oleh aktivitas cairan hidrothermal pada mineral-mineral karbonat, selain itu alterasi argilik merupakan istilah yang dipakai untuk menyebutkan pembentukan mineral-mineral lempung pada batuan dinding oleh proses alterasi terhadap mineral-mineral karbonat, apabila yang terbentuk berupa mineral kaolinit, montmorilonit dan amorphous clay yang dihasilkan dari alterasi terhadap plagioklas umumnya disebut sebagai argilik

11

menengah (intermediate argilic), sedangkan argilik lanjut (advance argilic) digunakan untuk menyebutkan alterasi yang menghasilkan mineral dickit, kaolinit,propilit, alunit, diaspore dan mineral alumina lainnya sebagai hasil perubahan darifeldspar.

II.2.4.Alterasi propilitik

Alterasi ini menghasilkan mineral lempung jenis kaolinit sebagai mineral yang paling melimpah, yang membedakan dengan tipe alterasi argiliki adalah kehadiranmineral karbonat seperti kalsit, klorit dan epidot, sedangkan mineral yang berasosiasi dengan zona alterasi propilitik ini antara lain: mineral albit, serisit, zeolit, pirit.

CaAl2(SiO4)2 + 2H2O + CO2Al2SiO2O3 (OH)4 + CaCO3Anorthitkaolinitkalsit

II.2.5. Alterasi potasik

Tipe alterasi ini dicirikan oleh melimpahnya serisit yaitu mineral mika putih yang mempunyai ukuran butir halus, yang biasanya akan berasosiasi dengan mineral kaolin, kuarsa dan pirit dalam jumlah yang tidak begitu banyak. Serisit akan terbentuk oleh proses perubahan terhadap potasium feldspar dan plagioklas.

3KAlSi3O8 + H+

K AlSi3O10(OH)2 + 4K+ + 6SiO2potas feldsparmikasilika

12

Sebagian ahli membedakan antara alterasi potasik dengan serisitisasi, dalam hal ini alterasi potasik akan membentuk mineral biotit ataupun potasium feldspar sebagai hasil alterasi terhadap mineral-mineral mafik ataupun plagioklas.Proses alterasi yang berlangsung di sepanjang batuan dinding yang dilalui larutan hidrothermal, umumnya akan menghasilkan produk alterasi tersebut yang dipengaruhi diantaranya oleh sifat fisik dan kimia batuan dinding, sifat larutan hidrothermal (Eh, pH dan sebagainya), suhu dan tekanan pada saat reaksi berlangsung.Lindgren (1933) mengelompokkan tipe alterasi berdasarkan suhu, tekanan, kedalaman dan kelimpahan mineral yang terkandung, menjadi tiga yaitu alterasi hipothermal, alterasi mesothermal dan alterasi epithermal.Alterasi hipothermal terbentuk pada tekanan dan suhu yang tinggi umumnya sekitar 300 0C-500 0C. Deposit yang dihasilkan biasanya memiliki tekstur yang kasar. Proses penggantian jarang dan hubungan dengan permukaan terhambat karena tidak ada celah atau retakan. Pada alterasi ini terdapat kelimpahan mineral muskovit, kuarsa, topaz dan turmalin, sedangkan deposit mineral bijih yang dihasilkan berupa emas, pirit, arsenopirit, kalkopirit, kasiterit, uranit, arsenida dan wolfram.

Alterasi mesothermal terjadi pada tekanan dan suhu yang relatif sedang, yaitu antara 200 0C-300 0C. Pada umumnya dapat terjadi proses penggantian dan proses pengisian celah (cavity filling). Mineral yang melimpah adalah kuarsa, dolomit, serisit, ortoklas, klorit, mineral lempung, pirit dan

13

arsenopirit, sedangkan deposit melimpah adalah anargit, kalaverit, kalkosit, tenantit, tembaga, perak dan emas.Alterasi epithermal terjadi pada suhu yang relatif rendah sekitar 100

0C-200 0C. Umumnya alterasi ini terjadi proses pengisian celah dan teksturnya halus. Mineral yang melimpah adalah klorit, alunit, serisit, adularia, silika, zeolit, pirit. Deposit yang melimpah pada alterasi ini adalah cinabar, argentit, silvanit, pirolusit dan kalaverit.

Terbentuknya larutan hidrothermal yang jauh di dalam dapat merubah batuan silikat menjadi bersifat lempungan jika pancaran hidrothermal tersebut bersifat asam dan pencucian bersifat kuat maka kation akan tercuci sehingga diendapkan kaolin hidrothermal dan muncul pada batuan sampingnya yang mengandung bijih,tetapi apabila proses pencucian kurang kuat karena berbagai faktor yang mempengaruhi seperti jarak, suhu, porositas dan komposisinya, maka yang terbentuk adalah sebagian besar montmorilonit, klorit atau serisit.

Pembentukan kaolin melalui proses hidrothermal umumnya terjadi pada batuan beku feldspartik dimana mineral-mineral potas aluminium silika dan feldspar diubah menjadi kaolin. Kaolin tersusun sebagian besar oleh mineral kaolinit, proses terbentuknya kaolin disebut juga proses kaolinisasi sehingga di dalam pembentukan endapan kaolin sebagai produk dari alterasi hidrothermal akan identik dengan pembentukan mineral kaolinit walaupun bisa juga terbentuk oleh mineral halloysit, sedikit dickit maupun nakrit.

14

II.3. Proses Pelapukan

Kaolin hasil dari proses pelapukan sama halnya dengan proses pembentukan kaolin melalui proses alterasi hidrothermal. Kaolin hasil dari proses pelapukan juga terjadi sebagian besar pada batuan beku yang banyak mengandung potasium feldspar. Proses pembentukan kaolin ini dapat terjadi secara langsung akibat pelapukan batuan beku tersebut dan juga akibat pelapukan dari dua jenis mineral yang saling bereaksi selama proses pelapukan berlangsung, hal ini sama dengan proses-proses yang terjadi pada mineral lempung biasa, yaitu bisa berupa solution dan karbonatisasi, berikut ini reaksi pembentukan kaolinit akibat pelapukan potasium feldspar dan juga akibat reaksi yang terjadi antara ortoklas dan karbonat:

2KAlSi3O8+ 3H2OAl2Si2O5(OH)4 + 4SiO2 + 2KOHpotas feldsparkaolinitpotas2KAlSi3O8+ 2H2O + CO2H4Al2Si2O9 + K2CO3 + 4SiO2ortoklas

kaolinitsilika

Proses pelapukan (insitu weathering) akan terjadi dekat dengan permukaan tanah atau sangat dekat dengan permukaan tanah, dalam pembentukannya kaolin akan sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan tempat pelapukan, dimana kaolin efektif terbentuk pada kondisi hidrous yang memungkinkan rendahnya kadar Fe dan Mg dalam tanah.

15

BAB III

SIFAT-SIFAT & KARAKTERISTIK KAOLIN

III.1. Mineral lempung Sebagai Penyusun Kaolin

Kaolin adalah suatu massa batuan yang tersusun dari mineral lempung dengan kandungan besi yang rendah dan pada umumnya berwarna putih atau agak putih. Kaolin terbentuk dari hidrous aluminium silikat dengan komposisi kimia 2H2O Al2O3 2SiO2 dengan disertai beberapa material penyerta (Grim, 1953).

Lempung sendiri dapat diartikan sebagai mineral dalam batuan, sebagai batuan ataupun sebagai petunjuk ukuran partikel di dalam analisis mekanik batuan-batuansedimen (Grim, 1953). Lempung dalam pengertian secara umum adalah material-material alam berbutir halus yang dapat berkembang menjadi plastis bila bercampur dengan sejumlah air dan mudah dibentuk menjadi bentuk bangun yang dikehendaki, pengertian ini tanpa didasarkan pada komposisi mineral penyusunnya, jadi dapat tersusun oleh sebagian besar mineral lempung ataupun bukan.

Lempung dalam pengertian ukuran butir, diartikan sebagai partikel dari jenis apapun yang berukuran lebih kecil dari 2 mikron dalam pengertian mekanika tanah atau berukuran lebih kecil dari 1/256 mm dalam pengertian geologi (Wentworth, 1922 dalam Pettijohn, 1957). Lempung jika dilihat dari sudut pandang mineralogi harus berbentuk kristalin dan memiliki komposisi kimia tertentu (Grim, 1953).

16

Sejumlah lempung akan dapat tersusun oleh campuran beberapa mineral lempung,namun ada juga yang tersusun oleh sebuah mineral lempung saja. Beberapa dari bahan lempung mengandung variasi dari sejumlah mineral non logam seperti kuarsa, kalsit, feldspar, disamping mengandung juga bahan-bahan organik dan garam-garam yang terlarut dalam air (Grim, 1953).

III.2. Sifat Fisik Kaolin

Secara umum kaolin berwarna putih atau agak keputih-putihan, kekerasan 2-2.5, bersifat plastis bila tercampur air, dengan daya hantar listrik dan panas yang rendah dan berat jenis antara 2,60-2,63. Sifat-sifat kaolin akan sangat dipengaruhi oleh komposisi mineral tanah lempung yang ada dalam kaolin, maka untuk mengetahui sifat-sifat fisik yang lain seperti plastisitas, kekuatan, tekstur dan lain-lain yang dibahas adalah sifat-sifat dari mineral penyusunnya yaitu mineral lempung. Menurut Kirsch (1968) sifat-sifat fisik tersebut antara lain:

III.2.1. Flokulasi dan deflokulasi

Flokulasi adalah proses penggumpalan butir-butir lempung menjadi gumpalan yang lebih besar, sedangkan deflokulasi adalah proses dispersi gumpalan-gumpalan yang berukuran lebih besar menjadi bagian-bagian yang lebih kecil.Flokulasi dan deflokulasi menggambarkan keadaan agresi dari butir-butir lempungbila bercampur dengan air, dimana mineral lempung dengan cepat menyerap air dan untuk kaolin air yang terserap itu akan menguap pada

17

pemanasan pada suhu 100 0C-200 0C. Proses dispersi dapat diperkuat dengan penambahan elektrolit atau deflokulan seperti waterglass, Na2CO3, Na2PO4 dan lain-lain. Jumlah penggunaan deflokulan untuk proses dispersi ini tergantung padabeberapa faktor (Grim, 1968) diantaranya adalah oleh kadar butir-butir halus yangmenunjukkan sifat-sifat koloid, jumlah dan jenis garam-garaman terlarut yang adadalam lempung, silikat-silikat dan elektrolit atau deflokulan yang dipakai, sifat-sifat mineral lempung yang ada dalam flokulan.

III.2.2. Plastisitas

Plastisitas adalah sifat yang memungkinkan lempung dapat diberi bentuk tanpa retakan dan bentuk itu akan tetap setelah gaya pembentuknya hilang atau dihilangkan. Lempung akan menjadi plastis beberapa saat kemudian jika lempung tersebut bercampur dengan cairan yang mempunyai susunan kutub seperti air. Lempung tidak akan berubah secara plastis apabila berinteraksi dengan cairan yang bersusunan bukan kutub seperti CCl4.

Menurut Grim (1968), faktor-faktor yang mempengaruhi derajat plastisitas dari lempung diantaranya oleh adanya pengaruh air, bahan-bahan padat dan gejala koloid yang mempengaruhi, ukuran partikel-partikel padat dan gaya tarik antar molekul, adanya bahan-bahan lain yang mempengaruhi sifat-sifat partikel, orientasi partikel-partikel di dalam massa, sejarah sebelum yang telah dialami olehbahan. Menurut Grim (1968), kaolin memiliki batas plastisitas 25-36,3 jauh lebih kecil dibandingkan dengan montmorilonit yang plastisitasnya 86-700.

18

III.2.3. Thiksotropi

Thiksotropi atau daya suspensi adalah suatu sifat-sifat dari mineral lempung yang bila tercampur dengan suatu cairan akan membentuk suspensi. Sifat ini berkaitan dengan keplastisan. Kaolin berbutir halus akan tetap tinggal tersuspensi di dalam air berjam-jam tanpa menunjukkan tanda-tanda akan mengendap, bila di dalamnyaditambahkan flokulan seperti asam, borak, MgSO4 dan lain-lain, maka terjadi penggumpalan atau flokulasi dengan pengendapan yang berlangsung cepat, jika kedalam larutan ditambahkan elektrolit seperti waterglass atau Na2CO3 akan menambah proses dispersi dan menghasilkan suatu suspensi yang lebih permanen.

III.2.4. Tekstur

Tekstur mineral lempung meliputi ukuran dan bentuk partikel mineral lempung yang mempengaruhi keplastisannya, kekuatan mekanis, kemudahan dalam pengeringan dan karakter produk setelah dibakar dan kaolin umumnya memiliki dua jenis tekstur (Grim, 1968), yaitu tekstur mineral-mineral non plastis yang umumnya sebagai impurities bertekstur kasar sampai halus dan tekstur mineral-mineral yang sangat halus.

III.2.5. Susut kering

Pada waktu proses pengeringan terjadi pengeluaran air sehingga memungkinkan butir-butir lempung melekat satu dengan yang lainnya, ini

19

diistilahkan sebagai susut kering, yang masih terdapat air sisa dinamakan air pori, bisa bertahan hingga pemanasan sampai dengan 110 0C.

Lempung sangat bervariasi susut keringnya. Derajat variasi susut kering lempung identik dengan variasi jumlah air yang diperlukan untuk menimbulkan keplastisannya, makin tinggi keplastisan lempung makin banyak air terabsorbsi maka makin besar pula susut keringnya. Lempung yang memiliki susut kering tinggi sukar dikeringkan tanpa timbulnya retak-retak atau pecah-pecah, untuk mengurangi timbulnya retak atau pecah dapat dilakukan dengan penambahan bahan non plastis seperti pasir kuarsa, flint dan feldspar.Menurut Uun dan Asril (1990), susut kering kaolin dibagi menjadi 3, yaitu kaolin kasar susut kering lini air 5,0-7,6 , untuk kaolin tercuci berkisar 3,3-10,8 , dan untuk kaolin sedimenter berkisar 4,5-12,8.

III.2.6. Kekuatan

Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan kering mineral lempung (Grim, 1968)antara lain adalah ukuran dan bentuk butir dari bagian yang plastis dan non plastis,derajat flokulasi lempung sebelum dibakar, jumlah butir-butir sangat halus, lamanya waktu dan temperatur pada waktu lempung itu diperam (aging) sebelum dibentuk, jumlah air yang digunakan untuk menguapkan massa plastis, campuran air dan bahan-bahan lain, cara yang dipergunakan dalam menguapkan massa siap pakai, kecepatan dan tinggi temperatur waktu pengeringan.

20

III.2.7. Slaking

Slaking adalah sifat dari lempung apabila kena air lalu mengambang dan selanjutnya hancur menjadi bagian-bagian yang lebih kecil.

III.2.8. Warna

Warna kaolin akan dipengaruhi oleh warna dari mineral lempung penyusunnya, dimana warna mineral lempung akan ditentukan oleh kandungan senyawa-senyawa besi atau bahan-bahan karbon, kadang-kadang juga mineral-mineral mangan dan titan dalam jumlah yang cukup untuk mempengaruhi warna pada lempung. Warna kaolin yang putih atau agak keputih-putihan diakibatkan oleh mineral lempung penyusunnya bebas dari pengotoran di atas. Warna dari mineral lempung sebelum dan sesudah pembakaran kadang-kadang mengalami perubahan,untuk kaolin sebelum dan sesudah pembakaran umumnya akan tetap sama putih, namun juga bisa berubah sedikit menjadi putih kekuningan.

III.3. Sifat Kimiawi Kaolin

Seperti halnya sifat fisik yang dimiliki oleh kaolin, sifat kimiawi yang dimiliknya juga sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat kimiawi mineral lempung penyusunnya. Salmag (1961) menyebutkan sifat-sifat kimiawi tersebut antara lain:

III.3.1. Pertukaran ion

Salah satu sifat yang penting dari mineral lempung adalah pertukaran elektrik pada partikel-partikelnya dimana mineral-mineral lempung akan menarik

21

kation dan anion dengan cara pertukaran untuk netralisir, artinya dengan mudah digantikan oleh anion dan kation lain saat kontak dengan ion lain pada larutan yang encer, kecuali kalau di bawah kondisi asam yang ekstrim, pertukarannya lebih bersifat negatif. Mineral lempung cenderung menyerap kation yang sering disebut Cation Exchange Capacity (CEC) atau Kapasitas Pertukaran Kation, yang dapat dinyatakan sebagai jumlah ekuivalen per satuan berat pada keadaan kering (mili ekuivalen per seratus gram).Kegunaan pertukaran ion pada mineral lempung antara lain adalah sebagai sumbernutrisi pada soil untuk pertumbuhan tanaman terutama sekali pada kalsium, magnesium dan kalium, walaupun ada beberapa tanaman yang dapat memanfaatkan kalium tanpa adanya pertukaran ion pada soil; sifat fisik dari soil lempung (kekuatan, plastisitas dan lain-lain) yang sangat tergantung pada unsur Na+ dan Ca+ ; proses pertukaran ion memainkan peranan penting pada penghentian kation yang tidak diinginkan seperti sebagai pembubuh organik atau dari pembuangan komponen radioaktif; dapat diketahui simulasi cara pembentukan mineral lempung dari reaksi antar muatannya, sehingga memudahkan dalam penyesuaian sifat katalisator dan molekuler pada lempung untuk penggunaan tertentu (Grim, 1968)

Harga CEC pada kaolin adalah 2%-15% (Milens & King, 1955 dalam Grim, 1968), harga CEC ini adalah termasuk paling kecil dibandingkan dengan mineral lempung lainnya.

22

III.3.2. Interaksi dengan air

Sifat interaksi dengan air pada mineral lempung khususnya kaolin dapat dihubungkan dengan hal-hal berikut: sifat hidrasi pada kandungan air yang relatif rendah. Sifat mineral lempung dalam air sangat kompleks dan penting. Pada umumnya sifat ini mempertimbangkan penyerapan air oleh mineral lempung dari suatu keadaan yang relatif kering, yaitu interaksi terjadi ketika molekul air menjadi lengket pada permukaan partikel dan atau berhubungan dengan kation yang dapat berpindah.Hidrasi mineral lempung pada keadaan kering merupakan proses eksoterm, ini dapat diuji dengan mudah oleh panas yang ditimbulkan pada sisi gelas kimia yangdihasilkan ketika sejumlah bubuk mineral lempung dibasahi. Penyerapan air oleh mineral lempung dapat terjadi baik oleh hidrasi permukaan kristal ataupun oleh pertukaran kation.

Pada kaolin, air hanya dapat diserap pada permukaan luar, dimana ada dua macamyaitu siloksan dan gibsit, dan pada ujung partikel. Entalpi penyerapan air ini sangat kecil dan dapat dihilangkan oleh kenaikan panas yang kecil.

III.3.3. Interaksi dengan bahan organik

Beberapa molekul organik, seperti pada air dapat dengan mudah diserap oleh mineral lempung. Pada beberapa kejadian, terutama untuk molekul organik tak berkutub, kekuatan interaksinya relatif lemah, hanya sesuai untuk penyerapan secara fisik. Namun demikian, spesies organik berkutub atau berion dapat menjadivariasi yang luas dari reaksi kimia dengan mineral lempung. Kelompok mineral

23

kaolinit, smektit dan vermikulit dapat berkembang oleh penetrasi molekul antar lapisan untuk membentuk suatu interkalasi yang komplek

III.4. Mineralogi Kaolin

Kaolin termasuk dalam subklas phyllosilicate, dimana dasar dari semua kenampakan struktur dari mineral-mineral pada subklas ini terdiri dari SiO4 tetrahedrall yang terdiri dari 3 atau 4 rantai oksigen dan dengan cara yang serupa membentuk perlapisan pseudohexagonal, meskipun beberapa dari phyllosilicate stabil pada temperatur sedang, yang terlihat pada beberapa kenampakan temperatur pada saat proses sedimentasi (mineral lempung) ditunjukkan oleh struktur yang lebih sederhana yang terbentuk di bawah kondisi serupa pada tipe-tipe silikat yang lain (Salmang, 1961).

Syarat dari penggolongan lempung di atas permukaan bumi adalah material yang berbutir halus dan memiliki plastisitas ketika bercampur dengan air dalam jumlah yang terbatas. Analisis kimia dari lempung menunjukkan bahwa lempung terbentuk dari hidrous aluminium silikat dalam frekuensi yang cukup besar dengan kandungan besi, kalsium, sodium dan potasium. Lempung selalu berukuran halus yang terbentuk pada pelarutan colloid. Batas ukuran dari lempungmemiliki diameter sampai 0,004 mm yang secara genetik terbentuk sebagai hasil pelapukan dan sedimentasi dari batuan beku yang kaya akan feldspar dan juga terbentuk sebagai hasil aktifitas hidrothermal (Grim, 1953 dalam Bateman, 1959).

Karakteristik dari mineral lempung dari subklas phyllosilicate terdiri dari 4 grup, yaitu grup kaolin, grup montmorilonit, grup lempung mika dan grup klorit.

24

Mineral dari grup kaolin memiliki komposisi kimia yang sama yaitu Al4Si4O10(OH)8. mineral lempung memiliki beberapa kenampakan fisik yang sama, mineral ini sukar diamati secara makroskopis maupun mikroskopis kecuali dengan menggunakan defraksi sinar X untuk mengetahui komposisi mineral dan dengan SEM untuk mengetahui bentuk strukturnya (Hunt, Kraus, Ramsdel, 1951).

Tiga tipe grup kaolin yang dikenal adalah kaolinit, nakrit dan dickit. Mineral-mineral ini dapat terpisah ataupun bersatu, namun umumnya pada endapan kaolin yang bernilai ekonomis tidak ditemukan mineral-mineral nakrit dan dickit. Kaolinit merupakan massa mineral yang sangat dominan dalam grup kaolin, karena merupakan mineral utama penyusun kaolin (80%), komposisi kimianya dengan formula Al4Si4O10(OH)8, terbentuk dengan atau tanpa adanya substitusi atom (Kerr, 1959). Percobaan menggunakan x-ray dan analisa dengan

SEM menunjukkan perbedaan yang cukup jelas pada molekul-molekul dasar ketiga mineral ini, dimana molekul dasar dari nakrit terdiri dari 6 lapisan, dickit 2 lapisan dan kaolinit satu lapisan.

Hilangnya kandungan air pada kaolinit terjadi pada temperatur 400 0C-4500C, pada dickit 5100C-5750C dan nakrit >6000C, pecah secara alami dan mengalami perusakan fisik akan sangat mudah terjadi pada saat kering, hal ini diakibatkan ukuran yang halus dan mudah tergores.

Mineral kaolinit berwarna putih, namun seringkali berwarna coklat atau abu-abu karena adanya material pengotor, cerat putih, dengan kilap mutiara pada kristal yang besar tapi sering kali memiliki kilap tanah dan memiliki kilap tanah (dull), memiliki sistem kristal triklin, umumnya berupa earthy aggregat,

25

pseudohexagonal dan platy crystal yang kadang-kadang dapat diamati di bawah

SEM, memiliki belahan (001), sempurna, tapi tidak dapat dilihat secara megaskopis karena ukurannya yang kecil, kekerasan 1-2, densitas 2,6 , memiliki sifat optik = 1.553-1.565 ; = 1.959-1.569 ; = 1.560-1.570, perlapisan kaolin terdiri dari tetrahedralll layer.

Foto 2: Kenampakan mineral kaolinit menunjukkan bentuk pseudohexagonal (lih. Ece, et all., 2003)

Pada sekuen yang sama satu, dua, atau enam perlapisan kaolin akan terdiri kaolinit, dickit dan nakrit. Dilihat dari genesanya kaolinit terbentuk dari dekomposisi alumino silikat, khususnya feldspar akibat proses pelapukan atau aktifitas hidrothermal. Deposit yang cukup besar umumnya terbentuk oleh alterasihidrothermal feldspa di dalam granit dan granit pegmatit seperti di Cornwall (England), Ukraina-Czech Rep., USSR dan China.

26

BAB IV

PEMANFAATAN KAOLIN

Kaolin banyak dipakai dalam berbagai industri, baik sebagai bahan baku utama maupun bahan pembantu. Hal ini karena adanya sifat-sifat kaolin seperti kehalusan, kekuatan, warna, daya hantar listrik dan panas yang rendah, serta sifat-sifat lainnya.

Dalam industri kaolin dapat berfungsi sebagai pelapis (coater), filler, barang-barang tahan api dan isolator. Penggunaan kaolinn yang utama adalah dalam industri keramik, kertas, cat, sabun, karet/ban dan pestisida. Penggunaan lainnya adalah dalam industri logam, farmasi dan obat-obatan, pupuk, bahan penyerap, pasta gigi, barang-barang untuk bangunan dan lain sebagainya.

Pengolahan kaolin terutama ditujukan untuk membuang mineral-mineral pengganggu seperti pasir kuarsa, mineral oksida besi, oksida titanium dan mika, selain itu pengolahan kaolin ditujukan untuk mendapatkan butir-butir halus, tingkat keputihan yang tinggi, kadar air tertentu, pH tertentu dan sifat-sifat lain.

Pada dasarnya proses pengolahan bergantung kepada jumlah, jenis mineral-mineral pengotornya dan spesifikasi penggunaan. Secara umumn proses pengolahan dapat dilihat pada diagram di bawah ini:

27

Kaolin dari tambang

Talang dengansekat

Air

(sluice box)

Reagen penggumpalElustrasi/Desliminas/tawas

Tangki pengendapan (settling pond)

Filtering

Pengeringan

Kaolin murni

Penggilingan

Tepung kaolin

Pasir kasar

Pasir sedang

Gambar 3: Bagan alir proses pengolahan kaolin secara umum (Toton dkk, 1993)

Kaolin untuk keperluan khusus harus dengan persyaratan ketat, seperti penggunaan sebagai pengisi dan sebagai pelapis dilakukan pengolahan secara khusus pula. Kaolin untuk industri kertas proses pengolahannya dapat dilihat padagambar di bawah sebagai berikut:

28

Kaolin dari tambang

slurry

air

pengayakan

classifier

Pasir

kuarsa

cyclone

Pasir

halus

thickener

air

Filter press

Bahan

pengeringan

bakar

Tepung kaolin

disintegration

cyclone

pengepakan

Gambar 4: bagan alir proses pengolahan kaolin untuk coating grade (Toton dkk, 1993)

IV.1. Industri Keramik

Klasifikasi kaolin berdasarkan bahan baku utama dalam industri keramik berdasarkan analisis kimia, analisis besar butirnya, dan sifat fisiknya, dibagi menjadi 4 kelas (Toton dkk, 1993), yaitu kelas porselin, kelas saniter, kelas

29

gerabah halus padat (stone-ware) dan kelas gerabah halus tidak padat (earth-ware).

Pengklasifikasian ini didasarkan kepada penggunaan kaoiln tersebut yang antara lainuntuk membuat white ware atau barang-barang yang berwarna putih, termasuk porselin, ubin dinding, isolator (alat penyekat) dan lain-lain.

Tes terhadap kaolin ini meliputi Modulus of Rupture (MOR), Casting Rate, Prometric Cone Equivalent (PCE), warna hasil pembakaran dan penyusutannya. Adahubungan antara sifat lempung keramik dengan komposisinya, yaitu plastisitas, sifat-sifat suspensi, bonding strength, drying shrinkage, firing characteristic (Trask, 1965).

Kaolinit yang berdiameter

TiO2< 0,3< 0,7--

30

CaO< 0,8< 0,8< 0,80,8

SO3< 0,3< 0,2< 0,20,4

Fisika

Besar butir 0,8> 0,8> 80,0> 80,0micron

Brightness> 90,0> 90,0> 80,0> 80,0

Kadar air< 5,0< 5,0< 7,0

< 7,0

IV.2. Industri Kertas

Dalam industri kertas, kaolin berfungsi sebagai pengisi dan pelapis. Spesifikasi kaolin yang dibutuhkan dalam industri ini secara umum dapat dilihat pada tabel di bawah ini:

Tabel 4: Spesifikasi kaolin untuk industri kertas (Toton dkk, 1993)

SpesifikasiPelapis (%)Pengisi (%)

Fisika

Derajat putih>8379-83,5

Ukuran butir71-8030-68

< 2 mikron

> 5 mikron3-812-50

Bentuk partikelFlat shape-

Viskositas

pada 10-100 rpm500 cps-

Percent solid68-73-

Abrasion indexMak. 20 mg-

pH4,5-7,04,5-7,0

Kandungan airII

Kimia

SiO246,7347,80

Al2O337,8437,30

Fe2O30,920,52

TiO20,090,04

CaO0,050,20

31

MgO1,701,72K2O1,701,72Na2O0,070,05

IV.3. Industri Karet

Dalam industri karet, kaolin digunakan untuk campuran latek, yang dimaksudkan untuk memperbaiki sifat-sifatnya, antara lain, kekuatan, ketahanan terhadap abrasi dan kekakuannya. Persyaratan kaolin untuk dapat digunakan dalam industri karet dapat dilihat pada table di bawah ini :

Table 5: Spesifikasi kaolin untuk industri karet (Toton dkk, 1993)

Pengisi

Derajad kecerahan76 84 %Kandungan air

1 %Sisa lolos saringan 325 mesh0,02 0,30 %Ukuran butir :

2 mikron55 92 %5 mikron3 25 %Pelapis

Derajad kecerahan83,5 85,5 %Ukuran butir :

2 mikron71 89 %5 mikron3 8 %Sisa lolos saringan 200 mesh0,0005 0,00075

IV.4. Industri Cat

Penggunaan kaolin untuk industri cat, antara lain dikarenakan kaolin mempunyai sifat yang tidak mudah reaktif, dapat berfungsi sebagai lapisan penutup yang mempunyai kekuatan yang tinggi. Warna kaolin yang putih akan memudahkan untukmerubah menjadi berwarna seperti apa yang diinginkan,

32

sehingga mengurangi jumlah pemakaian bahan-bahan berwarna (warna yang dapat dihasilkan bervariasi). Kaolin juga memiliki variasi ukuran butir yang besar, yang akan dipergunakan dalam berbagai industri cat.

Table 6: Spesifikasi kaolin untuk industri cat (Toton dkk, 1993)

SpesifikasiPengisi (%)Pelapis (%)Fisika

- ukuran < 2 mikron40 - 4170,5- kadar airMaksimal 2Maksimal 2- abrasion20,0 mgr8 mgr- kelembabanMaksimal 2Maksimal 2- pH505 6,56,0Kimia

SiO246,8046,50Al2O338,0038,20TiO20,140,11CaO0,040,04MgO0,090,09Na2O0,100,10L.O.I13,1413,95

Fe2O30,520,51pH5,00 7,30

IV.5. Industri Pestisida

Kegunaan kaolin untuk industri pestisida mempunyai spesifikasi seperti di

bawah:

Tabel 7: Spesifikasi kaolin untuk industri pestisida (Toton dkk, 1993)

Ukuran butir< 2 mikron, 87 92 %Sisa saringan :

200 meshMinimum 99,5 100 %325 meshMinimum 99,0 99,97 %Kandungan airMaksimum 1 %Suspensi air setelah 48 jam70 80 %pH4,5 5,5Komposisi kimiaAl2O3 38 %, SiO2 45 %Bentuk butirPipih hexagonal platestComptabilityBaik untuk semua materiDaya rekatBaik dengan atau tanpa minyakAbrasiSangat rendah

33

IV.6. Contoh Kasus Kaolin Daerah Kec. Semin

Kaolin di daerah Kec. Semin dan sekitarnya secara umum terbentuk dari hasil alterasi hidrothermal pada batuan beku dasit dan breksi tufaan. Kaolinisasi hydrothermal disebabkan oleh adanya larutan panas sisa magma naik ke permukaan melalui celah-celah atau retakan-retakan dalam batuan dasit kemudian mengubah mineral feldspar menjadi kaolinit.

Foto 3 : Cebakan kaolin di daerah Semin setebal 6-7 meter, arah foto N 80 0E (foto penulis, November 2004)

34

Batuan beku dasit secara megaskopis telah banyak mengalami pelapukan.

Identifikasi batuan beku berdasarkan kekar kolom (columnar joint) yang intensif.

Foto 4: Singkapan kekar kolom pada batuan beku feldspartik, menunjukkan kenampakan yang hampir tegak, arah foto N 40 )E (foto penulis, November 2004)

Menurut Widodo (1995), menunjukkan batuan dasar batuan beku dasit, ditunjukkan oleh mineral andesin yang teralterasi menjadi mineral lempung. Mineralisasi pada batuan beku dasit disebabkan oleh larutan hidrothermal yang menyusup melalui daerah yang dipotong oleh sesar. Larutan sisa magma tersebut dibuktikan adanya celah (vein) yang terisi kuarsa dan pirit.

35

Foto 5: Kenampakan cebakan feldspar sebagai penyuplai terbentuknya kaolin, arah foto N 190 0E (foto penulis, November 2004)

Secara mikroskopis sayatan batuan tidak dapat diamati, baik struktur maupun teksturnya, sehingga hanya dengan defraksi sinar X (William et all, 1982) dapat diketahui mineral yang menyusunnya.Kaolin pada batuan dasit muncul sebagai akibat terubahnya mineral kelompok feldspar dan serisit pada suhu yang rendah dengan kadar air yang tinggi, menyebabkan reaksi hidrolisa seperti di bawah ini :

3Na2Ca Al4Si8O24 + 4K+ + 8H+

4KAl3Si3O10(OH)2 + 6Na+ + 3Ca + 12SiO2plagioklasserisit

kuarsa

2KAl3Si3O10(OH)2 + 4H+ + 2H2O3AlSi2O5(OH4)2 + 2SiO2serisitkaolinitkuarsa

Na2CaAl4Si8O24 + 4H+ + 2H2O2Al2Si2O5(OH)4 + 4SiO2 + Na2+plagioklaskaolinitkuarsa

36

Table 8: Hasil Analisa Kimia Kaolin di Semin dalam satuan % berat (Widodo, 1995)

UnsurK-3K-6K-7SiO268.1870.1969.12Al2O319.3319.7717.71Fe2O31.380.950.79CaO2.550.813.49MgO0.250.380.32Na2O2.820.882.77K2O1.410.631.17MnO0.040.020.02TiO20.130.140.14P2O50.0800.02H2O0.962.001.19H D2.77

4.123.15Jumlah99.9099.8999.89

Secara umum kaolin di Semin digunakan untuk bahan keramik, filler dan coater pada industri kertas dengan cara menurunkan kadar Fe2O3 nya sehingga brightness nya meningkat lebih dari 80 % (Widodo, 1995).

Foto 6: Kegiatan penambangan kaolin di Semin, arah foto N 160 0E (foto penulis, November 2004)

37

BAB V

KESIMPULAN

Kaolin adalah suatu massa batuan yang tersusun dari material lempung dengan kandungan besi yang rendah, pada umumnya berwarna putih atau agak keputihan. Kaolin terbentuk dari hidrous aluminium silikat dengan komposisi kimia Al2O3 2SiO2 2H2O dengan disertai beberapa material penyerta.

Nama kaolin berasal dari bahasa Cina kauling yang berarti pegunungan tinggi yang merupakan nama gunung dekat Jauchau Fa, China, yang tanah lempungnya telah diambil sejak beberapa abad yang lampau.

Mineral yang termasuk dalam kelompok kaolinit adalah nakrit, dickit dan halloysit, dengan kaolin sebagai mineral utama. Sifat-sifat fisik dari mineral kaolinit sebagai penyusun utama kaolin seperti warna, kekerasan, berat jenis, plastisitas serta daya hantar listrik akan sangat dipengaruhi oleh komposisi mineraltanah lempung yang ada dalam kaolin.

Dua proses geologi pembentukan kaolin adalah proses pelapukan dan proses alterasi hydrothermal pada batuan beku yang kaya akan feldspar diubah menjadi kaolin. Proses pelapukan akan terjadi pada permukaan atau sangat dekat dengan permukaan tanah, yang sebagian besar prosesnya terjadi pada batuan beku, sedangkan endapan kaolin yang terjadi karena proses hydrothermal terdapat pada retakan-retakan, patahan dan daerah permeable lainnya.Indonesia memiliki potensi endapan kaolin yang sangat besar yang tersebar di Pulau Bangka, Belitung, Jawa, Kalimantan, Sumatra dan Sulawesi,

38

misal untuk di Jawa Barat sendiri telah diketahui adanya cebakan kakolin sebesar 1.000.000 ton (Sukmawan & Harjanto, 1995), sedangkan untuk di daerah Yogyakarta khususnya daerah Semin, cadangan kaolin diperkirakan sebesar 750.000 ton (Widodo, 1995), karena itu perlu dilakukan adanya penelitian lanjutandan tinjauan eksploitasi di masa yang akan datang.

39

DAFTAR PUSTAKA

Bateman, A.M., 1960. Economic Mineral Deposit 2nd edition, Modern Asia Edition, Mitsimura Printing Company, Tokyo.

Bateman, M.A., Jensen, M.L., 1981. Economic Mineral Deposit 3rd edition, John Wiley & Son Inc, Conecticut.

Ece, O.I., Nakagawa, Z.E. and Schroeder, P.A. 2003. Alteration of Volcanic Rocks and Genesis of Kaolin Deposits in The Sile Region, Northern Istanbul, Turkey. I: Clay Mineralogy. The clay Mineral Society, vol. 51, No.6, 675-688.

Grim, R.E., 1953. Clay Mineralogy 2nd edition, Mc Graw-Hill Book Company, New York.

Grim, R.E., 1968. International Series in The Earth and Planetary Science 2nd edition, Mc Graw-Hill Book Company, New York.

Kerr, P.F., 1959. Optical Mineralogy 3rd edition, Mc Graw-Hill Book Company, Inc.New York.

Kirsh, H., 1968. Applied Mineralogy, Chapman and Hall Ltd., London.

Kraus, E.H., Hunt, W.F., Ramsdell, L.S., 1951. Mineralogy, An Introduction to the Study of Minerals and Crystals 4th edition, Mc Graw-Hill Book Company, Inc. New York.

Lindgren, W., 1933. Mineral Deposit, 4rd edition, Mc Graw-Hill Book Company, Inc.New York and London.

Pettijohn, F.C., 1957. Sedimentary Rock 2nd ed., Harper & New Publishers, New York.

Salmang, H., 1961. Ceramic, Physical and Chemical Fundamental, Bitterworths,

London.

Sudrajat, D., 1982. Geologi Ekonomi, Laboratorium Geologi Ekonomi, Jurusan Pendidikan Geologi, Fakultas Teknologi Industri, ITB, Bandung.

Sukandarrumidi, 1999. Bahan Galian Industri cetakan pertama, Gajah Mada University Press, Yogyakarta.

Sukmawan & Harjanto. S., 1995. Potensi Sumberdaya Bahan Galian Industri Jawa Barat, Direktorat Sumberdaya Mineral, Dirjen Geologi & Sumberdaya Mineral, Dept. Pertambangan & Energi Republik Indonesia, Bandung.

Toton, S.K., & Suhala S., 1993. Kaolin, Bahan Galian Industri, Departemen Perindustrian, Bandung.

Trask, P.D., 1965. Applied Sedimentation. John Wiley & Sons, Inc., New York.

Uun B., & Asril R., 1990. Kaolin, Direktorat Jendral Pertambangan Umum, Pusat Pengembangan Teknologi Mineral, Bandung.

White, N.C and Hedenquist, J.W, 1990. Epithermal Environments and Styles of Vide Cameron, W.M. (Chief editor), 1990, Journal of Geochemical Exploration Vol 36 Elsevier Science Publisher B.V, Amsterdam, Netherlands.

Widodo, 1995. Tinjauan Kualitas Kaolin Dsn. Jetak, Kec. Semin, Kab. Gunungkidul,

DIY, Institut Sains & Teknologi AKPRIND, Yogyakarta, tidak dipublikasikan.

William, H., Turner, F.J., Gilbert, C.M., 1982. Petrography, An Introduction to the Study of Rocks in Thin Section 2nd edition, W.H. Freeman and Company, New York.