pasir kuarsa material untuk gelas kaca, semen, keramik, silikon dan lain lain

!
Pasir kuarsa merupakan salah satu bahan galian yang cukup melimpah di Indonesia. Hal ini dimungkinkan akibat kondisi Indonesia yang hampir setengahnya berupa batuan beku asam sebagai sumber pembentuk bahan galian tersebut. Pasir kuarsa banyak ditemukan pada daerah pesisir sungai, danau, pantai dan sebagian pada lautan yang dangkal. Mineral ini memegang peranan cukup penting bagi industri, baik sebagai bahan baku utama maupun sebagai bahan ikutan. Sebagai bahan baku utama, pasir kuarsa dimanfaatkan oleh industri manufaktur untuk menghasilkan produk yang dapat dimanfaatkan oleh konsumen terutama untuk bahan bangunan dan bahan utama pada disain interior/eksterior serta bahan untuk kebutuhan rumah tangga. Sementara sebagai bahan ikutan, pasir kuarsa dimanfaatkan untuk bahan cetakan pada pengecoran logam, bahan refraktori dan sebagai bahan pengisi pada industri pertambangan dan perminyakan terutama saat melakukan kegiatan pengeboran.Seiring dengan keadaan kondisi ekonomi Indonesia saat ini, perkembangan pasir kuarsa dalam tiga tahun terakhir mengalami fluktuasi yang cukup signifikan, yaitu dalam kurun 1998-2001, sehingga terjadi penurunan pemakaian. Namun demikian karena peran yang cukup penting dalam industri, pada semester I, tahun 2002 ini, produksi dan konsumsi pasir kuarsa mulai merangkak naik.

¤Mula Jadi

Pasir kuarsa (quartz sands) merupakan pelapukan dari batuan beku asam seperti batu granit, gneiss atau batu beku lainnya yang mengandung mineral utama kuarsa. Hasil pelapukan ini kemudian mengalami proses sedimentasi, terbawa air atau angin kemudian diendapkan di tepi-tepi sungai, danau atau pantai. Karena jumlahnya yang cukup besar dan terlihat memutih di sepanjang tepi sungai, danau atau pantai tersebut, maka di Indonesia lebih dikenal dengan nama pasir putih.Kualitas pasir kuarsa di Indonesia cukup bervariasi, tergantung pada proses genesa dan pengaruh mineral pengotor yang ikut terbentuk saat proses sedimentasi. Ma¬terial pengotor ini bersifat sebagai pemberi warna pada pasir kuarsa, dan dari warna tersebut prosentase derajat kemurnian dapat diperkirakan. Butiran yang mengandung banyak senyawa oksida besi akan terlihat berwarna kuning, kandungan unsur aluminium dan titan secara visual akan lebih jernih, dan kandungan unsur kalsium, magnesium dan kalium cenderung membentuk warna kemerahan.Di Alam, pasir kuarsa ditemukan dengan ukuran butir, mulai fraksi yang halus (< 0,06 mm) apabila terdapat jauh dari batuan induk, sedangkan ukuran kasar (> 2mm) terletak tidak jauh dari batuan induk

¤ Mineralogi

Mineral pembentuk pasir kuarsa secara dominan tersusun oleh kristal-kristal silika (SiO2) yang membentuk pola heksagonal serta beberapa mineral pengotor yang bersenyawa dengan mineral tersebut. Komposisi kimia pasir kuarsa secara umum terdiri dari unsur-unsur : Tabel 1.SiO2 55,30 - 99,87%,Fe2O3 0,01 - 9,14%,Al2O3 0,01 - 18,00%,TiO2 0,01 - 0,49%,CaO 0,01 - 3,24%,MgO 0,01 - 0,26%K2O 0,01 - 17.00%.Secara lengkap komposisi kimia dari beberapa daerah yang telah diteliti dapat ditampilkan pada Tabel

¤ Sifat fisik

pasir kuarsa mempunyai ciri yang khas, yaitu warna putih bening atau warna lain tergantung kepada senyawa pengotornya, kekerasan berkisar antara 7 (skala Mohs), berat jenis antara 2,50 - 2,70, titik lebur antara 1715 oC, bentuk kristal hexagonal, panas spesifik 0,185 dan konduktivitas panas antara 12-100o C.2.3. Potensi dan Cadangan Dari laporan penyelidikan terdahulu cadangan pasir kuarsa Indonesia terdapat di Indonesia bagian barat, karena kemungkinan batuan di daerah ini bersifat asam. Berdasarkan laporan penelitian terdahulu serta hasil kajian Madiadipoera, dkk, jumlah cadangan pasir kuarsa diperkirakan sekitar 4,55 milyar ton, dengan perincian 78,6 juta ton cadangan terukur, 12,4 juta ton terindikasi, 21,3 juta ton tereka dan 4,4 milyar cadangan hipotetik. Cadangan pasir kuarsa yang terbesar terdapat di Sumatera Barat, yaitu sekitar 82,5% dari cadangan yang ada di Indonesia. Berikutnya adalah Kalimantan Barat, Jawa Barat, Sumatera Selatan.Kualitas pasir kuarsa yang terbaik terdapat di daerah Kalimantan Selatan dengan kadar silika (SiO2) berkisar antara 98,7 - ¬99,9%, kemudian pasir kuarsa yang berasal dari Bangka dan Belitung dengan kadar SiO2 antara 97,6 - 98,53%.

¤ Eksplorasi

Untuk mengetahui potensi serta kualitas cadangan pasir kuarsa dilakukan kegiatan eksplorasi yang meliputi proses pemetaan udara, pemetaan topografi, pemetaan geologi, penyelidikan geofisika serta dilanjutkan dengan pemboran atau dengan sumur uji. Metode geofisika yang tepat untuk endapan pasir kuarsa ini umumnya menggunakan cara tahanan jenis, karena kondisi endapan pasir kuarsa relatif homogen dan cenderung sejajar dengan permukaan.Kualitas dan cadangan didasarkan kepada pengambilan contoh pasir kuarsa melalui pemboran atau dengan sumur uji. Bila sudah diketahui tebal dan luas cadangan pasir kuarsa ini, maka akan dapat diprediksi besar potensi cadangannya. Proses perhitungan cadangan ini dapat dilakukan dengan metode Inverse Distance Square (IDS) atau dengan dihitung secara kasar dengan mengalikan luas dengan tebal lapisan.Pada saat ini perangkat lunak untuk perhitungan tersebut cukup banyak ditemukan di pasaran seperti menggunakan perangkat lunak Surfer, Surpac, Datamine atau micromine.Setelah diketahui besarnya cadangan, maka dilanjutkan dengan uji laboratorium untuk mengetahui kualitas pasir kuarsa pada daerah tersebut. Bila sudah tahu informasi semuanya, maka dapat dilakukan perhitungan dan analisis untuk mengetahui prospek dan pemanfaatan yang sesuai dari cadangan tersebut.

¤ Penambangan

Secara umum, penambangan pasir kuarsa, yaitu dengan cara tambang terbuka dengan cara kering dan cara basah menggunakan monitor (hydraulic mine). Pemilihan metode bergantung kepada proses pengolahan, dan letak sebaran endapan.Tahap kegiatan penambangan meliputi pengupasan lapisan tanah penutup (land clearing) dilanjutkan dengan kegiatan penggalian pasir kuarsa, pemuatan.a. Pengupasan (Stripping)Tujuan pengupasan lapisan tanah penutup adalah untuk mengurangi kotoran (dilution), ketika akan dilakukan proses penambangan. Biasanya lapisan tanah penutup terdiri dari semak belukar dan lapisan lempung (soil).Kegiatan yang dilakukan dalam tahap ini berupa pembersihan terhadap semak belukar dengan menggunakan alat manual (cangkul, singkup, belincong, dan lain-lain), ataupun alat mekanis (bulldoser yang dilengkapi garu tunggal/ ganda, penggaruan (scrapper), shovel, dan lain-lain). Pemilihan alat tergantung kepada kondisi lapangan dan tingkat produksi penambangan.Peralatan yang dipakai dengan peralatan mekanis meliputi proses penggaruan, pendorongan dan pengumpulan material tanah penutup yang akan dimanfaatkan pada saat proses back filling (reklamasi) untuk menutup kembali lahan yang telah ditambang.a. Pengambilan pasir kuarsaKarena bahan galian ini bersifat material lepas, maka sistem penambangan yang dipakai dapat dengan cara kering maupun basah. Pengambilan dengan cara kering yaitu menggunakan buldoser atau power shovel, kemudian ditimbun dan diangkut memakai dumptruck.Pengambilan pasir kuarsa dengan cara basah dilakukan penyemprotan dengan monitor. Campuran air dan pasir kuarsa (slurry) dipompakan ke penampungan (stockpile) lalu diangkut ke instalasi pengolahan atau langsung dijual ke pasaran.b. Pemuatan dan PengangkutanPengangkutan hasil tambang dari area tambang ke unit pengolahan atau penampungan menggunakan alat muat excavator (back hoe), power shovel atau wheel loader. Alat angkut yang digunakan adalah dump truck, atau dengan cara slurry dipompakan melalui pipa paralon langsung ke kapal.

¤ Pengolahan

Proses pengolahan pasir kuarsa tergantung kepada kegunaan serta persyaratan yang dibutuhkan baik sebagai bahan baku maupun untuk langsung digunakan. Untuk mem-peroleh spesifikasi yang dibutuhkan dilakukan upaya pencucian untuk menghilangkan senyawa pengotor.Untuk beberapa penggunaan kadang pasir kuarsa dilakukan pengolahan untuk membentuk butiran pasir menjadi bundar. Selain itu, untuk mendapatkan ukuran yang halus diperlukan penggilingan, misal untuk industri gelas

KEGUNAAN DAN SPESIFIKASI

KegunaanDalam kegiatan industri, penggunaan pasir kuarsa sudah berkembang meluas, baik langsung sebagai bahan baku utama maupun bahan ikutan. Sebagai bahan baku utama, misalnya digunakan dalam industri gelas kaca, semen, tegel, mosaik keramik, bahan baku fero silikon, silikon carbide bahan abrasit (ampelas dan sand blasting). Sedangkan sebagai bahan ikutan, misal dalam industri cor, industri perminyakan dan per-tambangan, bata tahan api (refraktori), dan lain sebagainya.

1.Industri Pertambangan dan Perminyakan

Pemanfaatan pasir kuarsa pada industri pertambangan dan perminyakan (pemboran) adalah sebagai filter yang lebih dikenal dengan istilah gravel pack sand (GPS). Ukuran kekuatan pasir kuarsa ditentukan oleh uji resistansi parameter kekuatan yang ditentukan berdasarkan kedalaman pemboran dan tekanan yang akan diderita oleh pasirkuarsa tersebut. Persyaratan ukuran pasir kuarsa yang memenuhi standar untuk dipakai sebagai GPS.Persyaratan lain yang dibutuhkan untuk GPS adalah Sphericity dan Roundnes. Secara umum, apabila bentuk butir pasir kuarsa mendekati bulat dan tidak memiliki sudut harga pasir kuarsa tersebut semakin tinggi. GPS pada Industri Penambangan dan Perminyakan dimanfaatkan sebagai penahan material-material yang dapat menyumbat alat saring yang dipasang pada selubung atau pipa pemboran.Disamping itu, GPS berfungsi untuk memperbesar permeabelitas formasi, sehingga aliran air atau minyak dari formasi yang semula berbentuk radial bertekanan tinggi menjadi linier yang bertekanan rendah . GPS ini ditempatkan antara alat saring dengan dinding sumu.

1. Industri Semen

Pasir kuarsa pada pembuatan semen berfungsi sebagai pelengkap kandungan silika dalam semen yang dihasilkan. Kandungan silika untuk pabrik semen berkisar 21,3% SiO2. Apabila komposisi SiO2 belum tercapai ditambahkan pasir kuarsa. Pemakain pasir kuarsa di industri ini bervariasi tergantung kandungan silika bahan baku lainnya, biasanya berkisar antara 6 - 7 %.

1. lndustri Keramik

Pada industri keramik, pasir kuarsa merupakan pembentuk badan keramik bersama dengan bahan baku lain, seperti kaolin, lempung, felspar, dan bahan pewarna. Pasir kuarsa ini umumnya pembentuk sifat glazur pada badan keramik, sehingga berbentuk licin dan mudah untuk dibersihkan. Selain itu, pasir kuarsa mempunyai sifat sebagai bahan pengurus yang dapat mempermudah proses pengeringan, pengontrolan, penyusutan, dan memberi kerangka pada badan keramik. Bahan keramik terdiri atas bahan anorganik bukan logam berfasa kristalin dan campuran logam yang proses produksinya memerlukan adanya pemanasan suhu tinggi. Berdasarkan fungsi dan strukturnya, keramik yang dihasilkan dibagi menjadi dua tipe, yaitu cara konvensional dan modern.Secara umum, cara konvensional menggunakan bahan-bahan alam dari fasa amorf setelah pengolahan dan ada juga tanpa pengolahan. Ada dua golongan industri yang termasuk keramik konvensional, yaitu lndustri keramik berat yang terdiri atas industri semen, mortar, refraktori, abrasif, dan industri khusus dan lndustri keramik halus, yaitu gerabah/keramik hias, ubin lantai dan dinding, saniter, peralatan makan-minum (table ware), isolator listrik, alat dapur, keramik teknik, lampu pijar, botol dan gelas.Industri keramik maju biasanya menggunakan bahan baku artifisial murni yang mempunyai fasa kristalin. Produk keramik maju yang dipasarkan di dunia, antara lain jenis zirkonia dan sialon di industri otomotif (blok mesin, gear), mata pisau dan gunting, barium titanat pada industri elek-tronika (kapasitor, resistor), keramik nir-oksida (zirkon nitrida, magnesium nitrida, silikon karbida, silikon nitrida) digunakan untuk high technology kiln furniture, cutting tools, komponen mesin, alat ekstraksi dan pengolahan logam dan fibre optic di industri telekomunikasi, gedung pencakar langit, penerangan, dan tenaga surya.Secara umum, bagian badan keramik terdiri atas dua bagian, yaitu badan yang memberi bentuk kekuatan, dan sebagai penutup badan (glazuur) sehingga tampak lebih indah dan, menarik, serta mudah dibersihkan. Pasir kuarsa merupakan bagian yang membentuk glazuur.Persentase penggunaan pasir kuarsa dalam keramik tergantung dari jenis dan kegunaan produktannya. Pasir kuarsa memiliki peran penting sebagai pembentuk badan keramik karena mempunyai fungsi sebagai pengontrol pada saat proses sebelum dan sesudah pembakaran. Sebagai fungsi kontrol, pasir kuarsa harus memenuhi persyaratan standar.Bahan Persentase Pasir Kuarsa (%)Semi Porselin 10 - 20Bone China 3 - 14Porselin Pemakai Lokal Hotel Barang Tahan Panas 20,7 - 32,2 19,6 - 27,0 12,3 - 23,0Saniter Eropa Amerika 30 25Stone Ware Eropa Amerika

4.Industri Gelas dan Kaca

Proses akhir pengolahan pasir kuarsa menjadi gelas dan kaca, yaitu dengan jalan meleburkannya bersama bahan-bahan lain seperti soda dan kapur dalam tungku peleburan. Sebagai bahan pembentuk gelas kontribusi silica (SiO2) sangat dominan. Unsur lain seperti soda (Na2O) dimanfaatkan dalam proses pencairan, sedangkan kapur (CaO dan MgO) berfungsi sebagai stabilisator ketika proses pencairan dan pembentukan kembali gelas dan kaca tersebut. Biasanya, pada saat pengolahan ditambahkan belerang untuk membantu pelunakan gelas ketika dicairkan. Untuk proses pembuatan gelas yang berkualitas tinggi perlu ditambahkan aluminium oksida (Al2O3) dan B2O3 untuk menambah ketahanan gelas.Sebagai bahan pewarna, pada saat pengolahan ditambahkan juga dengan oksida-oksida lain seperti besi, kobal, khrom, tembaga dan nikel.Persyaratan pasir kuarsa untuk industri gelas dan kaca mutlak diperlukan terutama komposisi kimia dan distribusi ukuran butir. Komposisi kimia tersebut tergantung dari jenis gelas yang akan dibuat serta harus dapat menjamin syarat kemurnian minimum, juga pembatasan pada pengotor yang mempengaruhi kandungan pasir kuarsa yang akan dipakai, karena pengotor yang tidak diinginkan akan mengganggu proses pengolahannya. misalnya ketika yang diinginkan adalah kaca atau gelas yang bening, maka besarnya oksida besi akan mengganggu terbentuknya warna bening dari hasil produksinya. Oleh karena itu untuk mendapatkan kaca putih dan bening, dibutuhkan kandungan oksida logam yang rendah dan kemurnian silika yang tinggi.Persyaratan dan standar umum yang biasa digunakan perusahaan gelas dan kaca untuk membeli pasir kuarsa diperlihatkan.Beberapa perusahaan industri gelas membuat klasifikasi pasir kuarsa menjadi dua jenis komposisi yaitu pasir putih dan pasir kuning dengan komposisi.Proses peleburan pasir kuarsa merupakan proses perubahan berbagai bahan baku menjadi adonan cair yang homogen, sehingga ukuran fraksi menjadi sangat penting. Persyaratan British Standard Screens untuk pasir putih adalah mesh +28 maksimal 2%, +35 maksimal 10% dan -150 maksimal 1%. Sementara pasir kuning adalah mesh +25 maksimal 2%, +36 maksimal 10% dan -150 maksimal 1%.Khusus bidang arsitektur bangunan, penggunaan kaca sebagai pelengkap utama dalam menata disain interior dan eksterior sudah sangat meluas, yaitu kaca bangunan, kaca balok, kaca gelombang, keperluan kombinasi sinar laser dan difusi, gelas fiber pengatur sound systems pada gedung pertunjukan, binokuler (melihat jelas objek pandang), kaca mata dan lain sebagainya. Untuk menghasilkan kaca berkualitas diperlukan pengolahan yang berteknologi tinggi.Berdasarkan bentuk dan kegunaan, kaca lembaran dibedakan menjadi dua jenis, yaitu jenis polos atau bening dan jenis berpola.Sekarang, kedua jenis ini sudah dikembangkan dengan teknologi maju karena banyak permintaan di pasaran. Jenis kaca polos dilakukan dengan proses pengambangan cairan kaca di atas cairan logam. Sifat istimewa kaca polos memiliki permukaan yang rata di dua sisi, sejajar sempurna, dan bebas distorsi, baik untuk bayangan langsung maupun pantul, benda yang ada dibalik kaca akan terlihat terang dan jernih karena kaca ini bersifat transparansi dan transmitansi tinggi, permukaan lebih berkilau daripada kaca plat poles karena dipoles dengan api, tebal kaca dapat sampai 19 mm dengan dimensi lebih besar sehingga memudahkan perencanaan dinding kaca yang besar. Biasanya, kaca polos dipakai dalam pekerjaan disain interior dan eksterior rumah, pusat perbelanjaan, perkan¬toran, etalase took dan lain sebagainya.Kaca berpola merupakan kaca yang proses pembuatannya dilakukan dengan membubuhkan zat warna berupa senyawa oksida logam ke dalam cairan kaca yang sedang diproses. Keuntungan penggunaan kaca berpola ini dapat mengurangi panas dan cahaya yang menyilaukan, serta mempunyai daya tembus pandang rendah sekali yang memberi rasa nyaman bagi yang ada di dalam ruangan. Kaca jenis ini sangat bermanfaat untuk disain interior dan eksterior rumah, per¬kantoran, pusat perbelanjaan dan lain sebagainya.Selain itu, beberapa jenis kaca dibuat secara khusus, seperti kaca tanpa pantul yang bisanya digunakan untuk industri optikal dan laboratorium, kaca tahan kimia untuk industri kemasan botol dan obat-obatan, dan berbagai jenis kaca yang diproses berteknologi tinggi seperti untuk industri pesawat terbang, pemotongan optis dan lain sebagainya.Industri Pengecoran dan Bata Tahan ApiPemanfaatan pasir kuarsa dalam industri pengecoran, karena memiliki titik leleh lebih tinggi dari logam. Fungsi pasir kuarsa di industri ini adalah sebagai pasir cetak dan foundry. Kondisi pasir kuarsa untuk pasir cetak perlu kriteria khusus, seperti penyebaran dan kehalusan butir, bentuk butir, bulk density, base permeability dan titik mensinter, kadar lempung, tempering water, kuat tekan, kuat geser, dan permeabilitas.Pasir kuarsa pada industri bata tahan api dipakai untuk pembentuk konstruksi bata.lndustri manufaktur LainnyaPemakaian pasir kuarsa pada industri lainnya, yaitu sebagai bahan pengeras pada pengolahan karet, bahan pengisi (industri cat), bahan ampelas (industri gerinda), bahan penghilang karat (industri logam), bahan penyaring (industri penjernihan air), bahan baku dalam pembuatan ferro silicon carbide, dan lainnya, seperti dalam indutri microchip (elektronika).