3. pengujian aat

PELATIHAN TENTANG AIR ASAM TAMBANG – Februari 2012

Pengujian AAT

Prof. Dr. Rudy Sayoga Gautama

Tujuan pengujian

• Pengujian terhadap sampel batuan bertujuan untuk mengetahui karakteristik geokimia batuan terkait dengan pembentukan AAT

K hi i• Konsep perhitungan potensi asam:– Kandungan sulfur sebesar 1% pada batuan sebanyak 1 ton akan menghasilkan

asam sulfat sebanyak 30,62 kg yang membutuhkan 31,25 kg CaCO3 untuk menetralkannya.

– Jika sulfur dalam batuan tersebut terdapat dalam bentuk pirit, kandungan sulfur total dalam batuan secara akurat mengkuantifikasi potensi pembentukan asam

– Jika terdapat juga sulfur organik atau sulfat dalam jumlah yang cukup besar, maka total sulfur akan memberikan prediksi yang “overestimate”.

– Di dalam batuan selain pirit bisa juga terdapat material basa (alkaline), umumnya dalam bentuk karbonat atau exchange cation dalam lempung, yang dapat mengurangi proses oksidasi atau menetralkan asam yang terbentuk. Material alkaline juga dapat mengontrol bakteri dan membatasi kelarutan dari besi ferri.

– Jumlah material alkaline ini diukur dengan kemampuannya untuk menetralkan asam

05/02/2012 © Indonesian Network for Acid Drainage 2

Pengujian AAT

• Evaluasi potensi AAT dan prediksi kualitas air yang dapat dihasilkannya membutuhkan pemahaman terhadap:– Karakteristik fisik (ukuran partikel/butir → luas permukaan, porositas,

permeabilitas)

– Karakteristik kimia (penentuan komposisi kimia dan unsur‐unsur dalam sampel, termasuk spesiasi sulfur)

– Karakteristik mineralogi (identifikasi mineral sulfida yang dapat membentuk asam dan mineral yang dapat mengkonsumsi asam → analisis petrografi, XRD, SEM)

– Potensi pembentukan asam & potensi penetralan asam (laboratory static p p p ( ymethods)

– Potensi pelindian (laboratory/field kinetic methods)

• Terdapat beberapa uji yang sering digunakan untuk mengkarakterisasi jenis batuan berdasarkan sifat geokimianya


Pengujian AAT

• Basic screening tools terdiri atas:– Penentuan total sulfur (umumnya dengan metode LECO , tetapi jika tidak

tersedia dapat juga dengan metode Eschka berdasarkan SNI 13 3481 1994 )tersedia dapat juga dengan metode Eschka berdasarkan SNI 13‐3481‐1994 )

– Kapasitas penetralan asam atau acid neutralizing capacity (ANC) – mengacu pada SNI 13‐7170‐2006, yang mengadopsi Sobek, A.A., Schuller, W.A., Freeman, J.R., and Smith, R.M., 1978. Field and Laboratory Methods Applicable to Overburdens and Minesoils. p.p. 47‐50. U.S. Environmental Protection Agency, Cincinati, Ohio, 45268 (EPA‐600/2‐78‐054)

– Pembentukan asam neto atau net acid generating (NAG) – mengacu pada SNI 13‐6599‐2001 yang mengadopsi metode yang dikembangkan oleh EGi (Australia) dalam AMIRA (2002)(Australia) dalam AMIRA (2002)

– Paste pH – mengacu pada Sobek et al (1978) dan AMIRA (2002)

• Uji‐uji di atas seringkali dikelompokkan sebagai static test karena tidak dapat menentukan laju reaksi pembentukan AAT


Potensi pembentukan asam

• Ada dua jenis uji untuk menentukan potensi pembentukan asam, yaitu:

Potensi pembentukan asam melalui penentuan secara independen– Potensi pembentukan asam melalui penentuan secara independen komponen yang dapat membangkitkan dan menetralkan asam → dikenal sebagai ABA (Acid‐Base Accounting)

– Potensi pembentukan asam dinyatakan dalam satu nilai yang digunakan untuk menggambarkan kemungkinan asam yang dibangkitkan atau pelepasan asam yang terkandung dalam sampel → NAG test dan paste pH

• Uji‐uji di atas relatif tidak mahal sehingga dapat dilakukan untuk jumlah sampel yang banyak – hasilnya seringkali dipakai untuk kriteria penapisan dalam klasifikasi batuan

• ABA awalnya dikembangkan untuk batubara tetapi selanjutnya juga digunakan pada tambang bijih



Sumber: AMIRA, 2002

Acid base accounting

Perhitungan ABA dilakukan dengan melakukan perhitungan jumlah asam maksimum yang dapat dibangkitkan dan jumlah kapasitas penetralankapasitas penetralan • Dari total sulfur – hitung potensi pembentukan asam:

– MPA (maximum potential of acidity) = total sulfur (%) x 30,62 [kg H2SO4/ton batuan]

• Tentukan potensi pembentukan asam dan rasio potensi neto:– NAPP (net acid producing potential) = MPA – ANC [kg H2SO4/ton

batuan]( l ) /– NPR (net potential ratio) = ANC/MPA

• Kriteria teoritis:– NAPP > 0 dan NPR < 1 – sampel digolongkan sebagai potentially acid

forming (PAF)


NAG test & paste pH

• NAG test – dikembangkan oleh EGi (Australia) – banyak digunakan di Australia, New

Zealand & IndonesiaZealand & Indonesia

– Mereaksikan sampel dengan larutan pengoksidasi kuat (hydrogen peroxide) untuk secara cepat mengoksidasi mineral sulfida

– Reaksi pembentukan asam dan penetralan asam berlangsung secara bersamaan

– Hasil bersih (netto) merupakan ukuran langsung jumlah asam yang dibangkitkan

– Nilai pH setelah reaksi (NAG pH) kurang dari 4,5 menunjukkan bahwa sampel bersifat membangkitkan asam – jumlah asam yang terbentuk ditentukan dengan cara titrasi dalam satuan [kg H2SO4/ton batuan]

• Paste pH– Bubuk sampel dicampur dengan aquadestmembentuk pasta – diukur pH nya


Karakterisasi geokimia

• Penentuan karakteristik geokimia batuan hendaknya dilakukan tidak hanya dengan satu kriteria, misalnya ABA atau NAG i d l i k i iNAG test tetapi dengan multi‐kriteria:– Kriteria hasil ABA

– Kriteria hasil NAG test

– Hasil karakterisasi mineralogi

– Hasil paste pH

• Untuk memastikan hasil dari static test – disarankan untuk l k k ji li di t ki ti t ti j d tmelakukan uji pelindian atau kinetic testing yang juga dapat

memberikan gambaran tentang laju reaksi dan kualitas air lindian yang terjadi


8.00

9.00

10.00

Klasifikasi Geokimia Sampel berdasarkan NAPP & NAG Test

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

NAG

pH

NAF

UC

UC

PAF


0.00

1.00

-200.00 -150.00 -100.00 -50.00 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00

NAPP (kg H2SO4/ton)

Kinetic test

• Kinetic test dilakukan untuk – memvalidasi hasil static test,

– Memperkirakan laju pelapukan jangka panjang

– Memperkirakan potensi geologic material untuk menghasilkan penyaliran yang dapat berdampak terhadap lingkungan

• Uji kinetik adalah simulasi proses oksidasi (pelapukan) yang prosedurnya disesuaikan untuk mendapatkan informasi yang diperlukan dalam jangka waktu yang reasonable

Ad d j i ji ki ik dik l• Ada dua jenis uji kinetik yang dikenal secara umum:– Humidity cell test (HCT) – suatu uji standar pada kondisi beroksigen

dengan pencucian (flushing) secara periodik

– Column leach test


Humidity cell

• Sampel (lebih kurang 1 kg) dengan distribusi ukuran yang diketahui dimasukkan ke dalam cell Sikl d j h l 3 h i dil j k d• Siklus udara jenuh selama 3 hari, dilanjutkan dengan siklus udara kering selama 3 hari

• Pada hari ke‐7 dilakukan flushing


Column leach test

• Tidak ada standar ukuran dari kolom, untuk skala laboratorium biasanya menggunakan buchner funnel dengan diameter 10 – 30 cmdengan diameter 10 30 cm

• Jumlah sampel disesuaikan • Lampu untuk menhasilkan efek panas – mempercepat

pelapukan


Uji kinetik skala lapangan

• Seringkali untuk mensimulasi proses pelapukan yang mendekati kondisi sebenarnya di lapangan, uji kinetik di difik i d k b i l l bih bdimodifikasi dengan ukuran butir sampel yang lebih besar atau bahkan skala lapangan (contoh di PT Freeport Indonesia)


Contoh uji kinetik lapangan di Misima Island gold mine


Lama waktu uji kinetik

• Uji kinetik bertujuan untuk mendapatkan pemahaman tentang reaktivitas mineral sulfida, laju reaksi oksidasi kelarutan logam dan karakteristik air lindi (leachate)oksidasi, kelarutan logam dan karakteristik air lindi (leachate)

• Karena banyak faktor yang mempengaruhi proses pelapukan, tidak ada standar atau batasan tentang jangka waktu pelaksanaan uji kinetik

• Tetapi untuk memahami reaksi kinetika dengan baik pada skala laboratorium jangka waktu uji kinetik paling tidak 20 minggu, tetapi ada yang pernah melakukan sampai bertahun‐tahun

• Jangka yang lebih panjang (tahunan) untuk uji kinetik skala lapangan, contoh di PT Freeport Indonesia, sejak tahun 1997 sampai sekarang masih dipantau


3. pengujian aat

Documents