BIOTEKNOLOGI PENAMBANGAN LOGAM

Presentasi berjudul: "BIOTEKNOLOGI PENAMBANGAN LOGAM"— Transcript presentasi:

1 BIOTEKNOLOGI PENAMBANGAN LOGAM

2 Perngertian Bioteknologi
Bioteknologi dapat diartikan sebagai pemanfaatan prinsip-prinsip ilmiah dan teknologi dengan menggunakan makhluk hidup sebagai alat bantu untuk menghasilkan produk atau jasa guna kepentingan manusia

3 Perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.

4 pengertian Penambangan Logam
penambangan logam merupakan proses pengambilan material berupa logam-logam yang dapat diekstraksi dari dalam bumi.

5 Bioteknologi dalam Penambangan Logam
Untuk mengetahui pemanfaatan agen biologi dalam penambangan logam diperlukan suatu ilmu yang mengkaji dan menganalisis proses pertambangan tersebut. Diantaranya adalah melalui “Biohidrometalurgi”, yang merupakan ilmu dan teknologi yang mengkaji proses pengolahan dan perekayasaan mineral dan logam.

6 Bioteknologi dalam penambangan logam memanfaatkan mikroorganisme yang berkaitan dengan proses penambangan itu sendiri, sehingga secara keseluruhan proses pertambangan melibatkan agen biologi berupa mikroba . Misalnya: Thiobacillus ferrooxidan berperan memisahkan logam dari bijihnya sehingga didapat logam berkualitas tinggi.

7 Di Indonesia, sampai saat ini pemanfaatan mikroorganisme untuk bidang pertambangan logam masih belum optimal atau bisa dikatakan belum dimulai, atau sekadar wacana. Sementara potensi atau kemampuan mikroganisme dalam membantu menambang logam di alam sudah terbukti nyata.

8 Indonesia sebagai negara tropis yang kaya akan cadangan berbagai mineral, tambang dalam jumlah banyak dan berlimpah dengan berbagai mikroorganisme, mempunyai peluang yang cerah untuk melaksanakan Bioleaching Dari sisi mikroorganismenya, kondisi iklim yang tropis mendukung keberadaan kelompok bakteri pelepasan logam yang hidup baik pada kondisi mesofilik, yang menghendaki suhu yang hangat.

9 Bioteknologi pertambangan
Bioleaching Biooksidasi Bioremidiasi

10 1. Bioleaching Menurut Bosecker (1987) Bioleaching merupakan suatu proses ekstraksi logam yang dilakukan dengan bantuan bakteri yang mampu mengubah senyawa logam yang tidak dapat larut menjadi senyawa logam sulfat yang dapat larut dalam air melalui reaksi biokimia. Bioleaching logam berat dapat rnelalui oksidasi dan reduksi logam oleh mikroba, pengendapan ion-ion logam pada permukaan sel rnikroba dengan menggunakan enzim, serta menggunakan biomassa mikroba untuk menyerap ion logam . Prinsipnya: mengubah sifat fisik dan kimia bahan tambang sehingga logam dapat diekstraksi dengan cara yang lebih ekonomis.

11 Bakteri yang digunakan dalam proses tersebut Thiobacillus ferrooxidans
Bakteri ini termasuk sel berbentuk batang motil Dapat diisolasi dari sungai, kanal, tanah sulfat diasamkan, drainase limbah tambang dan daerah pertambangan lainnya. Thiobacilli ini disesuaikan dengan variasi yang luas dari suhu dan pH dan dapat dengan mudah diisolasi dan diperkaya.

12 Bakteri Thiobacillus ferrooxidans

13 Thiobacillus adalah organisme autotrofik obligat, artinya mereka membutuhkan molekul anorganik sebagai donor elektron dan karbon anorganik (seperti karbon dioksida) sebagai sumber. Tidak membentuk spora, mereka Gram-negatif Proteobacteria. Siklus hidup mereka adalah khas bakteri, dengan reproduksi oleh fisi sel.

14 Dalam metabolisemenya tergolong bakteri kemoautotrof.
Kemoautotrof adalah organisme yang dapat memanfaatkan energi dari reaksi kimia untuk membuat makanan sendiri dari bahan anorganik. Bakteri kemoautotrof menggunakan energi kimia dari oksidasi molekul anorganik (belerang, dan besi ) untuk menyusun makanannya.Dalam prosesnya bakteri ini membutuhkan oksigen.

15 Thiobacillus tidak membentuk spora,
Termasuk Gram-negatif Proteobacteria. Siklus hidup mereka adalah khas bakteri, dengan reproduksi oleh fisi sel.

16 Teknik Bioleaching Kedua senyawa ini akan menghancurkan bebatuan disekitarnya dan melepaskan tembaga dari bijihnya. Bakteri ini akan mengoksidasi senyawa besi sulfide di sekitarnya. Proses ini akan melepaskan energi asam sulfat (H2SO4) dan besi sulfide (FeS). Proses pemisahan tembaga dari bijihnya dengan menggunakan bakteri Thioobacillus ferooxidans

17 Sehingga, akan didapat tembaga murni dengan konsentrasi sekitar 99%.
Besi akan mengikat sulfat dan tembaga akan dilepas. Larutan biru cemerlang kemudian dialirkan melalui pipa-pipa. Sehingga Larutan dalam kolam bewarna biru cemerlang. Bakteri ini akan mengubah sulfide yang tidak larut dalam air. (apabila air dialirkan di bebatuan tersebut, maka tembaga sulfat akan terbawa dan terkumpul di dalam kolam yang sudah disediakan).

18 Mekanisme reaksi pelepasan logam
Reaksi pelepasan logam biasanya meliputi pengubahan cebakan logam yang tidak larut, biasanya berupa sulfida, menjadi senyawa yang larut dan logam yang diinginkan lebih mudah dimurnikan atau diekstrak. Bakteri pelepas logam dapat melakukan perubahan ini secara langsung dengan mengoksidasi sulfida logam sehingga terbentuk besi ferri, asam sulfat dan sulfat logam dan hasil logam tergantung jenis cebakanya.

19 4FeS2(pirit ) + 15O2 + H2O à 2 Fe2(SO4)3 + 2H2SO4….. 1
Beberapa reaksi pelepasan logam sebagai hasil serangan bakteri T. ferrooxidans langsung adalah ; 4FeS2(pirit ) + 15O2 + H2O à 2 Fe2(SO4)3 + 2H2SO4….. 1 4CuFeS2 (khalkopirit) + 17 O2 + H2SO4 à4CuSO4 + 2Fe(SO4)3 + 2H2O…2 2FeAsS (arsenopirit) + 2O2 + H2O à 2FeSO4 + 2 H2SO4 …3 CuS (kovelit)  + 2O2 à CuSO4 ……4

20 4FeS2 (pirit) + 2Fe(SO4)3 à 6Fe(SO4) + 4S…….. 5
Pelepasan logam dari mineral oleh bakteri dapat juga secara tidak langsung. Seperti diperlihatkan pada reaksi berikut ; 4FeS2 (pirit) + 2Fe(SO4)3 à 6Fe(SO4) + 4S…….. 5 CuS (kovelit) + Fe2 (SO4)3 à CuSO4 + 2F(SO4) + S………..6

21

22 Peranan Mikroba Dalam Siklus Besi
Siklus logam oleh mikroba salah satu indikasi paling jelas menunjukan bahwa tanah tidak bersifat inert. Tanpa adanya siklus logam, maka transformasi logam tidak mungkin terjadi. Mikroba pentrasnformsi logam penting dalam pembentukan tanah dan produksi biji logam. Mikroorganisme memiliki peranan penting dalam mengekstark logam-logam menjadi bijih logam grade rendah, mengasamkan limbah, dan mencemari penyediaan air.

23 Lanjutan.. Logam Fe merupakan dari logam dlam tanah. Tramformasi Fe adalah dengan oksidasi untuk memperoleh sumber energi dan reduksi yang menggunkan logam tersebut sebagai elektron aseptor. Besi juga mengubah bahan-bahan organik (asimilasi/imobilisasi) dan bentuk organik kembali ke bentuk anorganik (mineralisasi) .(Waluyo,lud. 2009).

24 Keuntungan dan Kerugian Penggunaan Bakteri Thiobacillus ferrooxidans
Dapat meningkatkan kecepatan proses pencucian secara keseluruhan Dapat mengoksidasi senyawa belerang disekelilingnya Dapat mengubah tembaga sulfida yang tidak larut dalam air menjadi tembaga sulfat yang larut dalam air.

25 LANJUTAN… 4. Sebagai bakteri kemolitotrof yaitu bakteri
LANJUTAN… 4. Sebagai bakteri kemolitotrof yaitu bakteri yang dapat mengambil dan mengumpulkan racun ion – ion logam beracun yang bermanfaat memindahkan polutan dari air limbah dengan bantuan bioremediasi dapat membantu produsen logam menghemat energi, mengurangi polusi dan demikian menekan biaya produksi.

26 Kerugian Produk sampingan lain dari metabolisme (asam sulfat) bakteri T. ferrooxidans kadang-kadang berhubungan dengan korosi oksidatif dari beton dan pipa. (Kuenen, J. Gijs, et al.1992). Hal ini disebabkan karena mikroba tersebut mampu mendegradasi logam melalui reaksi redoks untuk memperoleh energi bagi keberlangsungan hidupnya.

27 Lingkungan: Kimia racun terkadang dihasilkan dalam proses ini
Lingkungan: Kimia racun terkadang dihasilkan dalam proses ini. Asam sulfat dan ion H+ yang telah terbentuk dapat bocor ke dalam tanah dan air permukaan berubah jadi asam, menyebabkan kerusakan lingkungan.

28 Gambar permukaan logam yang terkorosi

29 biooksidasi oksidasi yang dilakukan dengan bantuan mikroorganisme.
Oksidasi tekanan udara dilakukan dengan cara menyuntikkan oksigen ke dalam larutan disaat proses ekstraksi berlangsung. Penggilingan halus dilakukan untuk memperoleh logam emas yang bebas ( terlepas dari perangkapnya).

30 Proses biooksidasi pada umumnya semua logam sama seperti pada biooksidasi tembaga.
Emas atau Au yang sudah terlepas ini berikutnya akan dikomplekskan dengan larutan sianida (CN-) dengan menggnakan metode tradisional untuk memeroleh emas murni. Namun tidak seperti proses leaching pada tembaga yang menggunakan kolam atau dump yang besar, proses leaching pada emas ini dilakukan dalam tank bioeaktor kecil.

31

32 Bioteknologi dapat digunakan untuk meningkatkan perolehan minyak bumi dengan memanfaatkan bakteri dan/atau enzim yang dikenal dengan MEOR (microbial enhanced oil recovery) atau EEOR (enzyme enhanced oil recovery). Teknik penambangan minyak bumi konvensional masih menyisakan sekitar 70% minyak di dalam reservoir. Minyak tersebut berupa “minyak berat” (heavy oil/viscous crude) yang sulit diangkat dengan pemompaan serta minyak yang terjerap di pori-pori batuan. Penggunaan bioteknologi tersebut dalam skala lapang mampu meningkatkan produksi 60% hingga lebih dari 100% pada sumur-sumur tua (Moon, 2008).

33 THANKS FOR YOUR ATTENTION