Skip to content Skip to sidebar Skip to footer

Logam Tanah Jarang dan Pemanfaatannya Pada Industri

gambar cadangan logam tanah jarang

" Tanah jarang diketahui cadangannya terdapat di beberapa negara dan memiliki manfaat yang sangat besar di berbagai sektor industri strategis, sehingga tidak salah logam tanah jarang sangat dibutuhkan "

Tanah jarang adalah nama yang diberikan kepada kelompok lantanida, yang merupakan logam transisi dari group 111 B pada tabel periodik. Kelompok lantanida terdiri dari 15 unsur, yaitu mulai dari lanthanum (nomor atom 57) hingga lutetium (nomor atom 71), serta ditambah dengan yttrium (nomor atom 39) karena unsur terakhir ini memiliki sifat sebagai tanah jarang.

Sebelum teknologi pengolahan modern berkembang, identifikasi dan ekstraksi REE tunggal sangat sulit dilakukan. Saat ini, tidak hanya konsentrat RE mineral dan RE garam yang dapat dijumpai di pasaran dunia. Namun, dapat dijumpai pula REE tunggal dalam bentuk RE metal dan RE oksida.

Penggunaan tanah jarang sangat luas dan kini erat kaitannya dengan industri teknologi tinggi. Industri komputer, telekomunikasi, nuklir, dan ruang angkasa di masa mendatang yang diperkirakan akan mendominasi penggunaan tanah jarang, terutama REE tunggal, seperti neodymium, samarium, europium, gadolinium, dan yttrium.

Geologi Tanah Jarang

REE merupakan kelompok lantanida yang terdiri dari lanthanum hingga lutenium, yang satu sama lain mempunyai sifat kimia sama. Yttrium, walaupun tidak termasuk dalam kelompok lantanida, karena mempunyai toleransi sifat sebagai tanah jarang, dimasukkan ke dalam kelompok REE. 

Karena variasi radius ion dan susunan elektron yang besar, REE diklasifikasikan ke dalam dua sub kelompok, yaitu:
1. REE ringan atau subkelompok cerium yang meliputi lanthanum hingga europium.
2. REE berat atau subkelompok yttrium yang meliputi gadolinium hingga lutetium dan yttrium.
3. Tanah jarang mempunyai sifat reaktif tinggi terhadap air dan oksigen, bentuk senyawa stabil dalam kondisi oksida +3, titik leleh relatif tinggi, serta sebagai bahan penghantar panas tinggi.

Logam tanah jarang tersebar luas dalam konsentrasi rendah (10 - 300 ppm) pada banyak formasi batuan yang melingkupi kerak bumi. Walaupun tanah jarang lebih umum dijumpai pada batuan granitik dibandingkan dengan pada variasi batuan basa, konsentrasi REE tertinggi dijumpai pada batuan beku alkalin dan karbonatit.

Dalam berbagai batuan, REE mineral pada umumnya merupakan mineral ikutan (accessory minerals), bukan sebagai mineral utama pembentuk batuan. Berdasarkan mula jadi, cebakan RE mineral dibagi dalam dua tipe, yaitu cebakan primer sebagai hasil proses magmatik hingga hidrotermal, serta cebakan sekunder sebagai hasil proses rombakan dan sedimentasi.

Pembentukan RE mineral primer dalam batuan yang berasosiasi karbonatit menghasilkan mineral bastnaesit dan monasit. Cebakan REE mineral yang umum dikenal dan diusahakan adalah cebakan sekunder, yang sebagian besar berupa mineral monasit yang telah mengalami rombakan dari batuan asalnya serta telah diendapkan kembali sebagai endapan sungai, danau, delta, dan pantai.

Selama ini telah diketahui lebih dari 100 jenis REE mineral, dan 14 jenis diantaranya diketahui mempunyai kandungan total % REO tinggi. REE mineral tersebut dikelompokkan dalam mineral karbonat, fosfat, oksida, silikat dan flourida. Walaupun demikian, saat ini hanya terdapat tiga jenis RE mineral yang diusahakan secara komersial, yaitu bastnaesit, monasit, dan senotim.


1. Bastnaesit

Bastnaesit mengandung 7 - 10% REO dan yttrium sangat kecil (0,05%). Sifat fisik bastnaesit antara lain berwarna kuning pucat hingga coklat, kekerasan sekitar 4 - 4,5 (skala Mohs), dan berat jenis lima. Cebakan bastnaesit dijumpai sebagai urat - urat bijih dan sedimentasi dalam suatu kelompok batuan karbonatit - silikat. 

Cadangan bastnaesit terbesar terdapat di Bayan Obo (Cina), sedangkan cadangan komersial dengan kadar sangat tinggi dijumpai di Mountain Pass (California, Amerika Serikat).

2. Monasit

Monasit mengandung lebih dari 70% REO dan 2% Y2O3. Sifat fisik monasit antara lain berwarna kuning hingga coklat kemerahan dengan kekerasan 5 (skala Mohs), berat jenis 5, serta mempunyai ketahanan terhadap proses pelapukan.

Cebakan utama monasit adalah endapan aluvial dan pasir pantai, yang dijumpai bersama - sama dengan mineral berat lain, seperti ilmenit, rutil, kasiterit, dan zirkon.

Endapan pantai terpenting yang mengandung lebih dari 80% mineral berat dan 1 - 20% monasit terdapat di sepanjang pantai Australia, Bahia dan Espirito Santo (Brazil), serta Tamil Nadu dan Kerala (India). Cebakan monasit lainnya terdapat di Sri Lanka, Afrika Selatan, Madagaskar, Malaysia, Indonesia, Thailand, Cina dan Korea Selatan, sedangkan di Amerika Selatan (di luar Brasilia) terdapat di Uruguay dan Argentina.

3. Xenotim

Xenotim mengandung lebih dari 62% REO, dan merupakan sumber utama dari REE berat dan yttrium. Mineral ini dapat pula mengandung unsur - unsur radioaktif, seperti uranium dan thorium. Sifat fisik xenotim antara lain berwarna kuning hingga hijau kecoklatan, kekerasan 4,5 (skala Mohs) dan berat jenis 4,5.

Xenotim terutama diperoleh sebagai produk sampingan dari penambangan dan pengolahan bijih timah aluvial di Indonesia, Malaysia, Thailand dan Australia.

Cadangan Tanah Jarang Dunia

Cadangan dan sumber daya tanah jarang dunia diperkirakan sebesar 45 juta ton REO, atau sekitar 1000 kali konsumsi dunia saat ini. Hampir seluruh cadangan tersebut dijumpai dalam bentuk mineral bastnaesit dan monasit, yang berarti hampir sekitar 94% merupakan sumber REE ringan.

Berikut daftar negara pemilik cadangan tanah jarang dunia dalam satuan ribu ton REO:
1. Cina 36.000
2. Amerika Serikat 5.500
3. India 1.800
4. Australia 680
5. Negara CCS 450
6. Kanada 164
7. Malaysia 30
8. Brazilia 20
9. Thailand 1
10. Lainnya 174

Prospek daerah tanah jarang terutama cebakan primer belum banyak diketahui; namun, yang telah diketahui secara pasti adalah cebakan sekunder, yaitu berupa mineral monasit dan senotim. Mineral ini merupakan mineral ikutan bijih timah sekunder yang dijumpai di daratan dan perairan P. Karimun Kundur, P. Bangka dan P. Belitung.

Penambangan dan Pengolahan Tanah Jarang

RE mineral ditambang secara open pit (tambang terbuka) untuk cebakan primer (bastnaesit), sedangkan tambang semprot dan kapal keruk (dredging) untuk cebakan - cebakan aluvial (monasit dan senotim). Pada umumnya mineral - mineral tersebut merupakan produk sampingan, kecuali cebakan bastnaesit di Mountain Pass yang merupakan produk utama.

gambar penambangan tanah jarang
Gambar penambangan tanah jarang

Proses pemurnian bertujuan untuk memperoleh RE garam yang salah satu atau lebih unsur telah dipisahkan, serta REE tunggal baik dalam bentuk RE oksida maupun RE metal. Tahapan umum proses pengolahan dan pemurnian tanah jarang.

Pemanfaatan Logam Tanah Jarang

Pemanfaatan RE metal dan paduannya terutama dalam industri logam telah berlangsung sejak tahun 1984. Jenis RE metal dari paduannya yang terpenting adalah cerium, yttrium, mischmetal, dan RE silisida.

Pada umumnya, fungsi RE metal dan paduannya adalah untuk mempermudah dalam proses peleburannya sendiri serta untuk meningkatkan mutu produk akhir. Hal ini disebabkan salah satu keuntungan RE metal dan paduannya dapat mengendalikan kandungan inklusi sulfida dalam produk akhir.

Dalam peleburan logam besi baja maupun logam non-besi, RE metal dan paduannya berfungsi untuk meningkatkan mutu produk akhir, seperti:
1. Membantu meningkatkan ketahanan dari keretakan karena adanya tekanan.
2. Memberikan ketahanan lebih merata ke arah memanjang dan melintang.
3. Dapat mengurangi keretakan akibat indusi hidrogen, seperti HS2 atau sumber - sumber hidrogen lainnya.

Memperbaiki sifat fisik lainnya, seperti ringan, tahan terhadap gaya tarikan dan geseran serta meningkatkan daya redam terhadap getaran.

Beberapa jenis produk besi baja dan logam paduan non-besi yang menggunakan RE metal dan paduannya antara lain high strength low alloy steel (HSLA steel). phrophiric alloy, paduan magnesium, high carbon steel, paduan aluminium, ductile iron, fecralloy dan super alloy.

Salah satu kegunaan tanah jarang terpenting adalah sebagai katalisator pada pengolahan minyak bumi dan pada sistem emisi gas dari hasil pembakaran minyak. Dalam pengolahan minyak bumi, penambahan 1 - 5% tanah jarang dalam katalis zeolit (buatan) dapat meningkatkan efisiensi proses perekahan katalitik.

Dalam industri otomotif, cerium dan lanthanum dengan kemurnian tinggi digunakan sebagai katalisator untuk mengontrol sistem pembuangan emisi gas hasil pembakaran dalam mesin mobil berbahan bakar bensin.

Sedangkan, dalam industri gelas, tanah jarang mempunyai fungsi sebagai bahan pemoles, bahan peningkat warna, bahan pewarna dan sebagai bahan imbuh untuk menghasilkan gelas - gelas khusus. Tanah jarang yang sering digunakan adalah cerium oksida dan thanum oksida.

Samarium, neodymium dan praesodymium oksida dengan kemurnian 96% digunakan sebagai bahan magnet. Magnet samarium-kobalt (Sm-Co) sejak tahun 1970 sudah dikembangkan di Jepang. Saat ini, telah dikembangkan juga magnet neodymium-besi (Nd-Fe) yang kekuatannya dua kali lipat dari magnet Sm-Co.

Masih banyak lagi bidang yang membutuhkan tanah jarang, seperti pada penyimpanan data, laser, nuklir, bidang kedokteran, pemancar cahaya (fosfor) dan bahan superkonduktor (bahan penghantar listrik).

Sangat senang menerima kritik dan saran di kolom komentar untuk menyempurnakan artikel ini. Demikian ulasan singkat mengenai Logam Tanah Jarang dan Pemanfaatannya Pada Industri “ Semoga Bermanfaat.


Dp.

Post a Comment for "Logam Tanah Jarang dan Pemanfaatannya Pada Industri"