Categories
Nanoteknologi & Material Riset & Inovasi

Identifikasi Akuifer dengan Interpretasi Model 3D Data Resistivitas

Tangerang Selatan, Humas BRIN. Hilmi El Hafidz Fatahilah, periset Pusat Riset Teknologi Pertambangan – Badan Riset dan Inovasi Nasional, pada Selasa (31/5) memaparkan risetnya yang berjudul ‘Identifikasi Persebaran Formasi Breksi Vulkanik untuk Mengetahui Potensi Air Tanah di Sekitar Area Pertambangan Menggunakan Pemodelan 3D Data Resistivitas’. Topik riset tersebut dipresentasikan pada webinar ORNAMAT seri #3 tahun 2022 di lingkungan  Organisasi Riset Nano Teknologi dan Material BRIN.

Hilmi menjabarkan proses identifikasi formasi batuan breksia vulkanik dalam kaitannya terhadap potensi sebagai akuifer air tanah di area pertambangan. Dalam riset ini digunakan pemodelan tiga dimensi dari data resistivitas bawah permukaan. “Riset yang kami lakukan ini adalah bagian dari riset terpadu hidrogeologi di area pertambangan,” kata Hilmi. 

Riset ini didasari dari kebutuhan untuk menemukan potensi akuifer dalam di area pertambangan untuk kegiatan pendukung dari pertambangan dan kegiatan pemprosesan dari hasil-hasil tambang. “Penelitian ini dilakukan dengan cara mengidentifikasi geometri dan mengestimasi volume dari potensi akuifer area studi, mengimplementasikan pemodelan 3D, serta inversi metode robust untuk studi hidrogeologi ini,” ujar Hilmi.

Penelitian diawali dari studi literatur yang selanjutnya diteruskan dengan pengamatan geologi observasi yang hasilnya diketahui bahwa area studi ini memiliki litologi berupa breksia vulkanik, aglomerat, lava, tuff, dan alluvium. Selain itu tim riset geologi juga melakukan infiltration test, untuk mengetahui batuan mana yang memiliki potensi akuifer. Hasilnya didapatkan bahwa vulkanik memiliki potensi paling kuat untuk menjadi akuifer di area studi ini.

Metode Resistivitas

Pada dasarnya metode resistivitas merupakan metode untuk mengukur tahanan jenis bawah permukaan atau resistivitas bawah permukaan dengan cara menginjeksikan arus melalui elektroda arus lalu mengukur nilai tegangannya melalui elektroda potensial. Setelah diketahui nilai arus yang diinjeksikan dan nilai potensialnya yang terukur, lalu nilai tahanan dan resistansi dihitung. Selanjutnya, nilai resistansi dikalikan dengan nilai faktor geometri untuk mendapatkan nilai tahanan jenis semu (app) bawah permukaan.

Faktor geometri bergantung dengan konfigurasi elektroda yang digunakan. “Elektroda ini dapat diletakkan dalam berbagai macam posisi yang segaris dan dalam penelitian ini kita menggunakan konfigurasi Wenner-Schlumberger. Pada konfigurasi ini terdapat dua elektroda arus yang mengapit dua elektroda potensial,” jelas Hilmi.

Dalam pengukuran resistivitas tersebut, digunakan alat berupa Ares resistivity meter G4, external switchbox, elektroda, kabel multicores  48 channels, dan baterai.

Di PR Teknologi Pertambangan sendiri telah mampu memproduksi kabel multicores 48 channels yang disesuaikan dengan spasi antar elektroda yang dibutuhkan.

Desain Survei

Setelah memahami metode resistivitas, selanjutnya membuat desain survei. “Dari hasil survei geologi, kami tim geofisika membuat rencana lintasan survei di daerah target yang telah ditentukan dan menentukan spasi elektroda sesuai target yang diinginkan. Pada arah northwest-southeast menggunakan spasi elektroda sebesar 15 meter, dan arah northeast-southwest sebesar 20 meter,” papar Hilmi.

Akusisi Data

Setelah desain dan rencana survei terbentuk, kegiatan akusisi data dilakukan. Dalam akusisi data resistivitas, tahapan kegiatan diawali dengan membuat lintasan pengukuran dan memberikan tanda sesuai spasi elektroda yang telah ditentukan. Selanjutnya, kabel dan elektroda dipasang sesuai desain survei dan sesuai tanda yang telah dibuat, lalu kabel dihubungkan dengan switchbox dan konsol resistivitimeter untuk melakukan pengukuran resistivitas bawah permukaan dengan menggunakan konfigurasi elektroda yang telah ditentukan, yaitu menggunakan Wenner-Schumberger.

“Untuk memperoleh keakuratan dalam perhitungan estimasi volume akuiferserta geometri yang tepat dalam pemodelan 3D, kita merekam koordinat setiap elektroda menggunakan GPS Geodetik. Jadi dengan ini kita mendapatkan posisi koodinat X, Y, dan Z secara akurat seningga pemodelan dapat dilakukan dengan baik,” terangnya.

Proses Data Resistivitas

Setelah mengukur resistivitas di semua lintasan, dan merekam posisi elektroda di setiap titik. Selanjutnya dilakukan pemrosesan data resistivitas tersebut.

Kemudian dilakukan interpretasi nilai resistivitas ke dalam litologi berdasarkan literatur yang sudah ada. “Di dalam dunia geofisika kita memiliki literatur tentang nilai tahanan jenis (nilai resitivitas) masing-masing batuan dan kita jadikan acuan. Selain itu, kita juga menggunakan pedoman dari hasil pengamatan geologi(data-data litologi yang ada di area pengukuran) dan dari pengamatan tersebut, breksia vulkanik yang diketahui memiliki nilai resistivitas 0-20 Ωm, agglomerate 21-73 Ωm, dan lava > 73 Ωm,”ungkapnya.

Pemodelan 3D

Pemodelan 3D data resistivitas dilakukan setelah pemrosesan data resistivitas secara 2D pada semua profil lintasan pengukuran. “Dari data 2D persebaran resistivitas yang didapat kemudian kita ekstrak nilai resistivitas sebenarnya (true reisistivity value) dan nilai kedalaman datumnya. Selanjutnya, kami gabungkan dengan koordinat X dan Y dari masing-masing elektroda, lalu kami dapatkan persebaran nilai resistivitas secara 3D,” jelas Hilmi.

Hasil dari pemodelan 3D persebaran nilai resistivitas bawah permukaan selanjutnya diklasifikasikan berdasarkan nilai resistivitas setiap litologi yang telah diinterpretasikan. Interpretasi nilai resistivitas pada model 3D ini memberikan informasi mengenai persebaran litologi bawah permukaan dan geometri litologi bawah permukaan. Model 3D yang telah diinterpretasi ini juga dapat digunakan sebagai acuan dalam pemilihan lokasi lubang sumur.

Selain itu, dari interpretasi data 3D ini, Volume dari batuan breksi vulkanik yang diketahui memiliki potensi besar sebagai akuifer juga dapat dihitung dan didapatkan estimasi volumenya sebesar 122,392,828 m3 m3.

“Selanjutnya dalam penelitian ini, kita berharap dapat melakukan implementasi metode resistivitas dengan beberapa penyesuaian untuk melakukan eksplorasi, tidak terbatas pada hidrologi, tetapi juga pada tipe-tipe deposit dari mineral berharga seperti nikel laterit, endapan sulfida yang memuat banyak mineral berharga, dan tipe deposit mineral berharga lainnya,” harap periset Kelompok Riset Eksplorasi Pertambangan. (hrd/ed:adl)

Categories
Nanoteknologi & Material Riset & Inovasi

Pemanfaatan Terak Feronikel melalui Ekstraksi Piro-Hidro

Tangerang Selatan, Humas BRIN. Agus Budi Prasetyo, periset Pusat Riset Metalurgi – Badan Riset dan Inovasi Nasional, pada Selasa (31/5) menyampaikan penelitiannya yang berjudul ‘Terak Feronikel sebagai Secondary Resources Mineral Berharga melalui Ekstraksi Piro-Hidrometalurgi’. Topik riset tersebut dipresentasikan pada webinar ORNAMAT seri #3 tahun 2022 di lingkungan  Organisasi Riset Nanoteknologi dan Material BRIN.

Agus Budi membagikan pengalamannya terutama di bidang ekstraksi metalurgi khusus untuk sumber daya sekunder. Terak Feronikel merupakan limbah buangan (by product) dari pengolahan feronikel dari nikel laterit yang ada di Indonesia.  “Kami menggunakan proses Ekstraksi Piro-Hidro ini dengan harapan bisa memanfaatkan dari terak tersebut untuk dimanfaatkan bahan-bahan yang masih berharga atau unsur-unsur yang ada di dalam Terak Feronikel,” ujar Agus.

Indonesia merupakan negara yang diberikan suatu cadangan yang melimpah terutama untuk nikel laterit. Menurut sumber USGS tahun 2020, bahwa 24% cadangan nikel di dunia yaitu dari Indonesia.

Salah satu pengolahan yang dilakukan terhadap nikel laterit yaitu proses pembuatan Feronikel dengan proses RKEF (rotary kiln electric furnace) yang dari hasil proses tersebut menghasilkan produk samping berupa terak feronikel.

“Untuk produk 1 juta ton feronikel dapat menghasilkan sekitar 6 – 8 juta ton Terak Feronikel, jadi untuk menghasilkan 1 ton produk samping dari terak ini bisa mencapai 6- 8 juta ton, sehingga ini merupakan suatu hasil/limbah buangan yang begitu banyak,” jelasnya.

Dari beberpa literatur dan pengalaman, bahwa kandungan di terak feronikel ini masih banyak unsur berharga, seperti magnesium, silika, nikel, kobalt, kromium, besi, dan logam tanah jarang ( LTJ).

Sementara untuk pemanfaatan Terak Feronikel selama ini banyak digunakan sebagai bahan uruk, bahan konstruksi, untuk campuran semen, pemanfaatan pupuk, bahan baku batako, dan genteng yang berasa dari terak. 

Potensi Terak Feronikel (TFN)

Dari beberapa literatur menyebutkan masih bisa mengekstrak logam-logam yang ada di dalam TFN, seperti untuk ekstraksi nikel, magnesium, silika, dan sebagaimya. “Tim kami mencoba untuk pemanfaatkan TFN juga dengan beberapa metode atau proses yang dimodifikasi,” terang Agus.

Dari beberapa literatur potensi yang paling tinggi adalah silika dan magnesium. Silika manfaatnya sangat banyak pada industri keramik, cat, industri karet, ban, gelas, kosmetik, konstruksi, dan sebagai campuran untuk aspal.

Menurut sumber Indonesian.alibaba.com bahwa harga untuk silika presipitat, silika amorf, dan nano silika sangat tinggi dengan per-kg bisa mencapai US$ 100/kg.

Kemudian manfaat magnesium sendiri dalam bentuk oksida sebagai bahan baku refraktori, bahan baku pembuat pasta gigi, industri cat dan tinta, industri farmasi dan kosmetik, bahan baku pupuk tanaman, dan sebagai paduan logam. Dengan harga pasar yang sangat tinggi seperti magnesium oksida bubuk, baik yang murni atau pun masih 60 – 95%, bahkan food grade bisa mencapai US$ 1000/ton.

Kemudian potensi yang lain seperti potensi LTJ yang ada di Terak Feronikel, bahwa sekarang pangsa pasar dan produsen dikuasai oleh Cina, USA, Australia, Malaysia, dan India. Beberapa aplikasi yang bisa dimanfaatkan dari LTJ, diantaranya untuk magnet, baterai, katalis, dan sebagai dengan harga yang sangat tinggi. Seperti untuk cerium dan lantanum dalam bentuk oksida bervariasi harganya. Kebutuhan dunia pada tahun 2020, menurut Dutta et al. mencapai 200.000 ton. 

Alur Penelitian

Dari itu semua, kelompok penelitian tim Agus mencoba untuk memanfaatkan atau mengekstrak beberapa logam yang berharga, antara lain:

  1. Kita coba untuk roasting fusi alkali dengan memanfaatkan natrium karbonat sampai 10000C memberikan efek peningkatan intensitas fsa SiO2 dan terbentuknya sodium silikat (Na2SiO3).
  2. Kemudian kita coba proses dengan water leaching dengan air terhadap sampel hasil fusi alkali, menghasilkan pelarutan SiO2 dengan persen ekstraksi paling tinggi sebesar 45,33%, dan dapat menghasilkan silika presipitat.
  3. Dan dari residu dcoba diiolah lagi dengan proses penindian secara asam dengan menggunakan asam klorida (HCl) terhadap magnesium sebesar 82,67%, cerium 92,63% dan lanthanum 86,82%.

“Jadi ekstraksi logam-logam berharga dari TFN bisa dilakukan dengan proses bertahap piro-hidrometalurgi, dan ini bukan suatu proses akhir konsentrasi, tetapi awal dari pemanfaatan ini karena masih ada tahapan lain untuk memisahkan magnesium, lantanum, sebagai oksida yang bisa dimanfaatkan untuk industri-industri yang membutuhkan,” tutup periset Kelompok Riset Ekstraksi Metalurgi dari Ekstraksi Sumber Daya Sekunder. (hrd/ ed: adl)