Biogeokimia Nikel Nikel ditemukan oleh Cronstedt pada tahun 1751 dalam mineral yang disebutnya kupfernickel (nikolit). Nikel merupakan bahan galian yang mempunyai nilai ekonomis yang tinggi karena pada masa sekarang kebutuhan Nikel semakin meningkat disamping dari kebutuhan lainnya yang persediaannya semakin terbatas, sehingga mendorong minat pengusaha untuk membuka pertambangan Nikel. Nikel adalah bahan galian golongan A, yang dimana bahan galian yang tergolong strategis. Minyak bumi dan batubara juga sama dalam bahan galian golongan A, yang kita tahu dewasa ini bahan galian golongan A sangat dicari oleh investor – investor yang bergerak dibidang pertambangan dan usaha lainnya.Bahan galian Nikel banyak fungsinya, salah satunya dalam pembuatan baja yang tahan karat, bisa juga dipakai sebagai alat – alat laboratorium .
Sumber
Nikel adalah komponen yang ditemukan banyak dalam meteorit dan menjadi ciri komponen yang membedakan meteorit dari mineral lainnya. Meteorit besi atau siderit, dapat mengandung alloy besi dan nikel berkadar 5-25%. Nikel diperoleh secara komersial dari pentlandit dan pirotit di kawasan Sudbury Ontario, sebuah daerah yang menghasilkan 30% kebutuhan dunia akan nikel.
Sifat-sifat
Nikel berwarna putih keperak-perakan dengan pemolesan tingkat tinggi. Bersifat keras, mudah ditempa, sedikit ferromagnetis, dan merupakan konduktor yang agak baik terhadap panas dan listrik. Nikel tergolong dalam grup logam besi-kobal, yang dapat menghasilkan alloy yang sangat berharga.
Kegunaan
Nikel, digunakan untuk membuat uang koin,dan baja nikel untuk melapisi senjata dan ruangan besi (deposit di bank), dan nikel yang sangat halus, digunakan sebagai katalis untuk menghidrogenasi minyak sayur (menjadikannya padat). Nikel juga digunakan dalam keramik, pembuatan magnet Alnico dan baterai penyimpanan Edison .
Proses Kimia Pembentukan Nikel
Nikel terbentuk bersama mineral silikat kaya akan unsur Mg (ex;olivin). Olivin adalah jenis mineral yang tidak stabil selama pelapukan berlangsung. Saprolite adalah produk pelapukan pertama, meninggalkan sedikitnya 20% fabric dari batuan aslinya (parent rock). Batas antara batuan dasar, saprolite dan wathering front tidak jelas dan bahkan perubahannya gradasional. Endapan nikel laterite dicirikan dengan adanya speroidal weathering sepanjang joints dan fractures ( boulder saprolite). Selama hal ini berlangsung, Mg larut dan Silika larut bersama groundwater. Ini menyebabkan fabric dari batuan induknya is totally change. Sebagai hasilnya, Fe-Oxide mendominasi dengan membentuk lapisan horizontal diatas saprolite yang sekarang kita kenal sebagai Limonite.
I.3. Pemanfaatan Bahan Galian Nikel
Nikel sangat banyak manfaatnya antara lain :
1. Untuk pembuatan baja tahan karat,
2. Sebagai selaput penutup barang-barang yang dibuat dari besi atau baja,
3. Alat-alat laboratorium Fisika dan Kimia,
4. Digunakan dalam bentuk paduan untuk pembuatan alat-alat yang dipakai dalam industri mobil dan pesawat terbang.
5. Nikel juga digunakan sebagai bahan paduan logam yang digunakan industri logam.
6. Untuk membuat magnet. Palinit dan Invar yaitu paduan nikel yang mempunyai koefisien muai yang sama dengan gelas yang digunakan sebagai kawat listrik yang ditanam dalam kaca, misalnya pada bolam lampu pijar.
Tabel Periodik
| ||||||
| Keterangan Umum Unsur | ||||||
| nikel, Ni, 28 | ||||||
| kemilau, metalik
| ||||||
| 58.6934(2) g/mol | ||||||
| [Ar] 3d8 4s2 | ||||||
| 2, 8, 16, 2 | ||||||
| Ciri-ciri fisik | ||||||
| Massa jenis (sekitar suhu kamar) | 8,908 g/cm³ | |||||
| Massa jenis cair pada titik lebur | 7,81 g/cm³ | |||||
| 17,48 kJ/mol | ||||||
| 377,5 kJ/mol | ||||||
A. Daur Biogeokimia
Semua makhluk hidup memerlukan berbagai materi organik dan anorganik. Karbon dioksida dan air diperlukan untuk proses fotosintesis. Nitrogen merupakan komponen penyusun protein dan asam nukleat yang ada di dalam jaringan hidup.
Di alam, tubuh makhluk hidup yang telah mati akan diuraikan oleh dekomposer sehingga terbentuk senyawa sederhana. Selanjutnya, senyawa tersebut akan dimanfaatkan kembali oleh makhluk hidup autrotof. Artinya, semua materi akan mengalir membentuk suatu daur yang melibatkan komponen biotik dan abiotik yang disebut daur biogeokimia.
Geokimia adalah ilmu yang membahas komposisi kimia bumi dan pertukaran unsur berbagai bagian dari kulit bumi dan lautnya, sungai-sungai dan perairan lainnya.Huchinson menjelaskan :
" Biokimia adalah pengkajian pertukaran atau perubahan terus menerus (yakni gerakan ke belakang dan kedepan ) dari bahan-bahan antara komponen biosfer dari yang hidup dan yang tak hidup."
Semua yang ada di bumi baik makluk hidup maupun benda mati tersusun oleh materi. Materi ini tersusun oleh antara lain: karbon (C), Oksigen (O), Nitrogen (N), Hidrogen (H), Belerang atau sulfur (S) dan Fosfor (P). Unsur-unsur kimia tersebut dimanfaatkan oleh produsen untuk membentuk bahan organic dengan bantuan energi matahari atau energi yang berasal dari reaksi kimia. Bahan organik yang dihasilkan adalah sumber bagi organisme.
Biogeokimia merupakan pertukaran atau perubahan yang terus menerus, antara komponen biosfer yang hidup dengan tak hidup. Dalam suatu ekosistem, materi pada setiap tinkatan trofik tak hilang. Materi berupa unsur-unsur penyusun bahan organik di daur ulang. Unsur-unsur tersebut masuk ke dalam komponen biotic melalui udara, tanah, dan air. Daur ulang materi tersebut melibatkan mahluk hidup dan batuan (geofisik) sehingga disebut daur biogeokimia.
B. Ciri-ciri
Nikel adalah logam berwarna putih keperak-perakan yang berkilat. Ia tergolong dalam logam peralihan, dan keras dan mulur. Ia wujud secara gabungan dengan belerang dalam millerite, dengan arsenik dalam galian niccolite, dan dengan arsenik dan belerang dalam (nickel glance).
Disebabkan ketahanannya pada udara dan pengoksidaan, ia digunakan dalam syiling, bagi menyalut besi, tembaga, dll, bagi kegunaan perkakasan kimia, dan dalam aloi tertentu seperti perak Jerman. Ia bermagnet, dan sering kali bersama kobalt, kedua-duanya terdapat pada besi tahi bintang. Kepentingannya dalam bentuk sebatian, terutamanya kebanyakan sebatian adi, dan terutamanya dalam besi waja.
Nikel adalah satu dari lima unsur Feromagnet. Bagaimanapun, wang nikel Amerika Syarikat tidak bermagnet kerana ia sebenarnya kebanyakannya (75%) tembaga. Nikel matawang Kanada yang dikilangkan pada tempoh pelbagai natara 1922-81 adalah 99.9% nikel, dan ini boleh ditarik magnet. Keadaan teroksida paling biasa bagi nikel adalah sebatian +2, walaupun sebatian 0, +1, +3 dan +4 Ni pernah dijumpai. Ia juga dipercayai bahawa pengoksidaan +6 mungkin wujud, bagaimanapun, tidak disahkan.
Sel unit nikel adalah FCC dengan tatarajah kekisi sekitar 0.356 nm memberi jejari atom sekitar 0.126 nm. Nikel-62 adalah nuklid paling stabil di kalangan semua unsur yang wujud; malah ia lebih stabil berbanding Besi-56.
C. Senyawa Nikel Dan Reaksi
A. senyawa Ni (+2), Nikelo
Sifat :
- jika anhidrous memiliki warna kuning
- jika ada air memiliki warna hijau
contoh : [Ni(H2O)6]2+ merupakan hidrat, memiliki warna hijau.
NiO, nikelo oksida dipeoleh dari pemanasan Ni(OH)2 / NiCO3 / NiNO3 tanpa udara
Sifat :
- Jika direaksikan dengan alumina akan larut dan membentuk endapan biru nikelo oksida alumina (NiO.Al2O3)
- Jika direaksikan dengan SnO2 akan membentuk NiO.SnO2
Larutan garam Ni direaksikan dengan larutan alkali akan membentuk Ni(OH)2 yang berwarna hijau
Proses Kimia Pembentukan Nikel
Nikel terbentuk bersama mineral silikat kaya akan unsur Mg (ex;olivin). Olivin adalah jenis mineral yang tidak stabil selama pelapukan berlangsung. Saprolite adalah produk pelapukan pertama, meninggalkan sedikitnya 20% fabric dari batuan aslinya (parent rock). Batas antara batuan dasar, saprolite dan wathering front tidak jelas dan bahkan perubahannya gradasional. Endapan nikel laterite dicirikan dengan adanya speroidal weathering sepanjang joints dan fractures ( boulder saprolite). Selama pelapukan berlangsung, Mg larut dan Silika larut bersama groundwater. Ini menyebabkan fabric dari batuan induknya is totally change. Sebagai hasilnya, Fe-Oxide mendominasi dengan membentuk lapisan horizontal diatas saprolite yang sekarang kita kenal sebagai Limonite. Benar bahwa Nikel berasosiasi dengan Fe-Oxide terutama dari jenis Goethite. Rata-rata nikel berjumlah 1.2 %.
Pengolahan Bahan Galian Nikel
a) Hasil bijih yang ada dimasukan kedalam proses penghancuran sehingga mempunyai diameter 20 cm dan digiling sampai diameter 2 mm dengan kadar nikel 21 %.
Pemurnian untuk menghilangkan unsure belerang, silica, karbon, phaspor chromium,dengan 2 tahap yaitu :
1. Menggunakan karbit dan bubuk soda sebagai bahan pembuang belerang.
2. Menggunakan bath (pemurnian karbon tinggi) yaitu ferro nikel cair dalam tanggul goyang (shaking conveyor) dengan dihambusi oksigen untuk membuang unsur chromium, karbon, silica, phaspor sehingga menghasilkan ferro nikel dengan kadar karbon rendah.
Kondisi Topografi dan Morfologi
Dua faktor tersebut sangat penting dalam endapan nikel laterit karena kaitannya dengan posisi water table, stuktur dan drainage. Zona enrichment nikel laterite berada di topografi bagian atas (upper hill slope,crest, plateau, atau terrace). Kondisi water table pada zona ini dangkal,apalagi ditambah dengan adanya zona patahan n shear or joint. In consequence, akan mempercepat proses palarutan kimia (leaching processes) yang pada akhirnya akan terbentuk endapan saprolite mengandung nikel yang cukup tebal. Kondisi seperti ini dapat dijumpai di beberapa tempat sepeti
Iklim
Tempat – tempat yang beriklim tropis seperti Indonesia, Columbia memungkinkan untuk terjadinya endapan Nikel laterite. Kondisi curah hujan yang tinggi,temperatur yang hangat ditambah dengan aktivitas biogenic akan mempercepat proses pelapukan kimia, dimana Nikel laterite bisa mudah terbentuk.
Proses Kimia Pembentukan Nikel
Nikel terbentuk bersama mineral silikat kaya akan unsur Mg (ex;olivin). Olivin adalah jenis mineral yang tidak stabil selama pelapukan berlangsung. Saprolite adalah produk pelapukan pertama, meninggalkan sedikitnya 20% fabric dari batuan aslinya (parent rock). Batas antara batuan dasar, saprolite dan wathering front tidak jelas dan bahkan perubahannya gradasional. Endapan nikel laterite dicirikan dengan adanya speroidal weathering sepanjang joints dan fractures ( boulder saprolite). Selama pelapukan berlangsung, Mg larut dan Silika larut bersama groundwater. Ini menyebabkan fabric dari batuan induknya is totally change. Sebagai hasilnya, Fe-Oxide mendominasi dengan membentuk lapisan horizontal diatas saprolite yang sekarang kita kenal sebagai Limonite. Benar bahwa Nikel berasosiasi dengan Fe-Oxide terutama dari jenis Goethite. Rata-rata nikel berjumlah 1.2 %.
Iklim
Tempat – tempat yang beriklim tropis seperti Indonesia, Columbia memungkinkan untuk terjadinya endapan Nikel laterite. Kondisi curah hujan yang tinggi,temperatur yang hangat ditambah dengan aktivitas biogenic akan mempercepat proses pelapukan kimia, dimana Nikel laterite bisa mudah terbentuk.
Sifat-sifat nikel
• Putih mengkilat
• Sangat keras
• Tidak berkarat
• Tahan terhadap asam encer
II.6. Pengolahan Bahan Galian Nikel
Hasil bijih yang ada dimasukan kedalam proses penghancuran sehingga mempunyai diameter 20 cm dan kemudian digiling sampai diameter 2 mm dengan kadar nikel 21 %.Pemurnian untuk menghilangkan unsure belerang, silica, karbon, phaspor, chromium, dengan 2 tahap yaitu :
1. Menggunakan karbit dan bubuk soda sebagai bahan pembuang belerang.
2. Menggunakan bath (pemurnian karbon tinggi) yaitu ferro nikel cair dalam tanggul goyang (shaking conveyor) dengan dihambusi oksigen untuk membuang berbagai unsur yaitu chromium, karbon, silica, phaspor sehingga akan menghasilkan ferro nikel dengan kadar karbon rendah.
Nikel (Ni) dan seng (Zn) mempunyai dampak negatif bagi kesehatan terutama jika kadarnya sudah melebihi ambang batas. Walaupun pada konsentrasi rendah, efek ion logam berat dapat berpengaruh langsung hingga terakumulasi pada rantai makanan. Seperti halnya sumber-sumber polusi lingkungan lainnya, logam berat tersebut dapat ditransfer dalam jangkuan yang sangat jauh di lingkungan. Pengolahan kimia dengan metode presipitasi hidroksida dan karbonat mampu menyisihkan nikel dan seng secara optimal. Dalam rangka mengatasi permasalahan akibat konsentrasi nikel dan seng yang masih tinggi dan endapan yang dihasilkan banyak akibat pemakaian kapur, maka untuk mengubah pengolahan kimia yang sudah ada agar dapat diperoleh efluen dengan konsentrasi nikel dan seng di bawah baku mutu yang berlaku dan menghasilkan endapan yang sedikit. Presipitasi adalah pengurangan bahan-bahan terlarut (kebanyakan bahan anorganik) dengan cara penambahan bahan-bahan kimia terlarut yang menyebabkan terbentuknya padatan-padatan (flok dan lumpur).Dalam pengolahan air limbah presipitasi digunakan untuk menghilangkan logam berat, sulfat, fluorida dan fosfat. Untuk itu, metode presipitasi dengan senyawa alkali NaOH dan Na2CO3 yang akan digunakan untuk penyisihan nikel (Ni) dan seng (Zn).
Sumber :
Cotton, F. A. dan G. wilkinson. 1989. kimia Anorganik Dasar. Jakarta :
UI-Press
Diaimith, J. 1994. Kamus Lengkap Kimia. Jakarta : Erlangga
http://www.inovasi.lipi.go.id/baru/index.php . akses : 21 april 2008
www.chem-is-try.org/tabel_periodik/nikel/
www.swaiklan.com/.../nikel-scraf-rongsok-nikel-limbah-nikel-screen-nikel.
afitchan.multiply.com/journal/item/23/Nickel_Laterite
digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-7197-2702100009-makalah.pdf
Tidak ada komentar:
Posting Komentar