BELERANG
1.
PENGERTIAN
Belerang adalah bahan galian non-logam yang banyak digunakan
di berbagai sector industri, baikdalam bentuk unsur maupun senyawa. Belerang
atau sulfur didapatkan dalam 2 bentuk yaitu sebagai senyawa sulfida dan sebagai
belerang alam. Sebagai senyawa sulfida didapatkan dalam bentuk galena (PbS),
Chalkopirit (CuFeS2), dan Firit (FeS2). Semuanya
terbentuk akibat proses hidrotermal, kecuali Firit, dapat pula terjadi karena
proses sedimentasi dalam kondisi tertentu. Sedangkan belerang alam unsur
tersebut berbentuk kristal bercampur Lumpur atau merupakan hasil sublimasi.
Endapan belerang ini terbentuk oleh solfatara, fumarola atau sebagai akibat
darigas dan larutan yang mengandung belerang keluar dari dalam bumi melalui
rekahan-rekahan, serta selalu berkaitan dengan rangkaian gunung api aktif.
Dengan demikian belerang alam dapat dikelompokkan menjadi type sublimasi dan
type Lumpur. Belerang berwarna kuning, kekerasan 1,5 – 2,5, berat jenis 2,05,
bila dibakar berwarna biru, menghasilkan gas SO2 yang berbau
tidak enak. Meskipun belerang hanya sebagai bahan baku penolong,
perannya sangat penting dalam menghasilkan berbagai produk industri, misalnya :
industri gula, kimia, pupuk, ban, karet, dan korek api.
Meningkatnya aktivitas industri hilir
di Indonesia akhir-akhir ini mengakibatkan kebutuhan belerang terus
bertambah, sedangkan produksi belerang Indonesia relative kecil dan
penambangan masih terbatas pada belerang murni dari kawah atau bekas gunung
api.
2.
GEOLOGI
Di alam, belerang ditemukan, baik sebagai unsure dalam
bentuk ristal belerang (hampir murni) atau Lumpur dengan kadar S : 40% – 60%
maupun sebagai persenyawaan dengan logam lain (golongan sulfide dan garam
sulfo), seperti Galena (Pbs), Spalerit ((Zn, Fe)S), Chalkopirit
(CuFeS2), Pirit (FeS2), dan lain-lain.
Secara umum,
tipe endapan belerang di alam terdiri atas endapan primer dan endapan sekunder
:
2.1.
Endapan
Primer
Terdiri atas
endapan Sublimasi, Sedimentasi, aliran belerang, dan endapan replacement
(penggantian).
1. Endapan
Sublimasi : Proses sublimasi belerang berasal dari gas vulkanik yang
disebut solfatara yang terbagi atas Solfatara dengan suhu 90–110oC,
dimana belerang pada suhu ini akan melekat pada permukaan batuan di sekitar
mulut solfatara atau akan mengisi celah-celah batuan dan menjadi semen, dan
Solfatara dengan suhu 200-300oC, dimana aktivitas solfatara besar
dan gas-gas vulkanik yang mengalir melalui saluran-saluran, kemudian mendingin,
meleleh, dan tertampung dalam cekungan-cekungan.
2. Endapan
Sedimentasi : sedimentasi belerang terjadi didaerah yang
berair. Belerang yang menyublim akan tenggelam dan tertampung atau tertimbun
sebagai suatu endapan didasar kawah.
3. Aliran Belerang :
Endpaan belerang ini bersifat asam dan akan keluar bersamaan dengan aliran air
panas dan uap air melalui lubang solfatara.
4. Endapan Penggantian (Replacement) : Proses endapan belerang
penggantian (metasomatis replacement) terjadi karena tersarangnya batuan induk
oleh larutan hidrotermal, misalnya Firit atau Markasit (FeS2).
2.2.
Endapan
Sekunder
1, Endapan Pengayaan Supergen
a. Alterasi Oksidasi dan
Reduksi Kimiawi
Mineral sulfida umumnya sangat peka dan mudah berubah
komposisi (teralterasi dan teroksidasi) menjadi sulfat yang sebagian besar
larut dalam air. Karena itu, singkapan suatu vein sulfide biasanya bebas
dari mineral sulfides. Misalnya,
goson (limonit dan kwarsa) sebagai penutup vein sulfide atau bog-iron.
b. Reduksi Bakteri
Air yang merembes atau mengalir melalui batuan akan
menjadikan reaksi kimia dan menghasilkan garam-garam sulfat. Dalam kondisi
tertentu (miskin oksigen), garam sulfat biasanya mengandung bakteri-bakteri
yang dapat mereduksi garam sulfat menjadi hydrogen sulfida.
2. Batuan Penutup Kubah Garam
(Cap Rock Oversalt Domes)
Endapan belerang batuan penutup terdapat diatas kubah-kubah
garam, dan biasanya berasosiasi dengan gamping, gips, atau anhidrit. Jenis ini
terjadi akibat proses reduksi bacteria dari bahan-bahan gips, dan anhidrit dan
membentuk sulfide kalsium yang kemudian menjadi kalsium karbonat dan hydrogen
sulfide. Akhirnya, hydrogen itu oksida dioksidasikan menjadi belerang dan
air.
2.2.
MINERALOGI
2.2.1.
Sifat-sifat
fisik belerang adalah :
2.2.2.
Kristal
belerang berwarna kuning, kuning kegelapan, dan kehitam-hitaman, karena
pengaruh unsure pengotornya.
2.2.3 Berat jenis : 2,05-2,09.
2.2.4. Kekerasan : 1,5-2,5 (S kala Mohs)
2.2.5. Ketahanan : Brittle
2.2.6.Pecahan : berbentuk concoidal
dan tidak rata.
2.2.7.
Kilap : Damar
a) Cerat : Berwarna putih
b) Sifat lain dari
belerang adalah :
c) Tidak larut dalam air, atau H2SO4.
d) Titik lebur 129oC dan
titik didihnya 446oC.
e) Mudah larut dalam CS2.CC14,
minyak bumi, minyak tanah,
f) Penghantar panas dan listrik yang
buruk.
g) Apabila dibakar apinya berwarna biru
dan menghasilkan gas-gas SO2 yang
berbau busuk.
2.3 TEMPAT DIKETEMUKAN
Sebagaimana telah dijelaskan diatas
bahwa endapan belerang berkaitan dengan gunung api yang masih aktif. Tempat
terdapatnya endapan belerang antara lain :
1. Daerah Istimewa Aceh : G. Lamo Mete,
P. We, Kab. Aceh besar (merupakan endapan fumarola, kadar S = 30%) ; Meluak
Gayolestan, Kec. Blangkejeraen, Kab. Aceh Tenggara (merupakan endapan
solfatara) ; G. Seulawah, Kab. Aceh Barat (kadar S = 45-50%) ; Burniteulong,
Kab. Aceh Tenggara.
2. Sumatra Utara : Gunung
Sorik Merapi, Kab. Taput (jenis danau kawah kadar S = 20-93%).
3. Sumatra Barat : Lembang Jaya
Kabupaten Solok..
4. Jawa Barat : Gunung Papandayan (tipe
sublimasi, kadar S = 90-95%); Gunung Galunggung (tipe endapan Lumpur) ; G.
Putri (tipe endapan Lumpur, telah digunakan untuk industri kimia dan pupuk).
Dll.
2.4 TEKNIK
PENAMBANGAN
Teknik penambangan endapan belerang
dapat dikerjakan dengan cara tambang terbuka. Penggalian belerangnya dapat
dilakukan dengan alat-alat sederhana atau dapat pula dengan tambang semprot.
Apabila jumlah endapan belerang sedikit maka penambangannya dapat dilakukan
secara manual dengan menggunakan peralatan antara lain : cangkul, linggis,
ganco dan keranjang dan dilaksanakan dengan tenaga manusia.
Untuk endapan belerang yang ditutupi
oleh lapisan penutup yang cukup tebal, cara penambangannya dapat dilakukan
dengan cara tambang bawah tanah dengan metode Frasch Process, yaitu dengan
pemboran kemudian dimasukkan air panas (dengan suhu ± 335oF atau 160oC) kedalam
endapan belerang, melalui pipa-pipa kondensasi dipompakan keluar dan ditampung
serta diendapkan. Thapa berikutnya disublimasi untuk mendapatkan belerang yang
bersih. Adapun fungsi dari air panas tersebut yaitu untuk melarutkan belerang
dari endapan kubah garam atau sejenisnya pada kedalaman 150-170 m.
Metode ini dikerjakan dengan membuat
lubang bor dilengkapi dengan empat macam pipa bergaris tengah 3-20cm. setiap
pipa mempunyai fungsi sebagai berikut :
a. Pipa pertama (paling luar) berfungsi
sebagai selubung atau pelindung.
b. Pipa kedua berfungsi sebagai saluran
air panas.
c. Pipa ketiga berfungsi untuk
mengalirkan lelehan.
d. Pipa keempat (paling dalam)
berfungsi untuk memasukkan udara bertekanan tinggi.
2.5 PENGOLAHAN DAN
PEMANFAATAN
2.5.1. Pengolahan
Cara pengolahan belerang tergantung dari jenis endapan dan
hasil yang diinginkan. Untuk belerang yang berbentuk kristal dapat langsung
dimasukkan kedalam autoklaf. Dalam autoklaf dimasukkan/ditambahkan solar, air
dan NaOH, kemudian dipanaskan dengan memasukkan uap air panas dengan tekanan 3
atmosfer selama 30-60 menit. Pemisahan akan terjadi karena belerang mempunyai
titik lebur yang lebih rendah dibandingkan dengan mineral-mineral pengotornya.
Hasilnya yang berupa belerang cair dialirkan melalui filter dan kemudian
dicetak.
Sedangkan untuk belerang jenis
Lumpur, pengolahannya perlu dilakukan secara flotasi terlebih dahulu sebelum
dimasukkan kedalam autoklaf. Tujuan dari flotasi adalah untuk meningkatkan
kadar belerang dan memisahkan senyawa-senyawa besi sulfat dan silikat dari
larutan. Cara pengolahan lain untuk belerang jenis ini dapat dilakukan dengan
cara pelarutan dan penghabluran dengan menggunakan pelarut karbon disulfide,
methyl disulfit atau larutan hidrokarbon berat lainnya.
Untuk pengolahan belerang secara sederhana dapat dilakukan
dengan cara memanaskan bongkah-bongkah belerang didalam wajan besi atau
alumunium yang berdiameter 80-100 cm di atas tungku sederhana yang terbuat dari
tanah liat/andesit. Pemanasan dilakukan dengan kayu atau kompor minyak tanah
sambil diaduk-aduk, sesudah belerang mencair kemudian disaring dengan
kantong-kantong yang terbuat dari kain. Selanjutnya di tampung dalam
tabung-tabung bambu sebagai alat cetakannya.
2.5.2. Pemanfaatan
Belerang banyak digunakan dalam industri kimia yaitu untuk
pembuatan asam sulfat (H2SO4) yang diperlukan untuk pembuatan pupuk,
penghalusan minyak bahan-bahan kimia berat dan keperluan lain untuk metalurgi.
Disamping belerang dimanfaatkan dalam industri cat, industri
karet, industri textile, industri korek api, bahan peledak, industri ban,
pabrik kertas, industri gula yang digunakan dalam proses sulfinasi, idustri
rayon, film celulosa, ebonite, cairan sulfide, CS2, bahan anti serangga/tikus,
bahan pengawet kayu, obat-obatan dan lain-lain.
Beberapa persyaratan yang harus dipenuhi untuk pemakaian
belerang pada bidang industri, yaitu :
-
Untuk
Industri Gula
Kadar S = 99,3%, As = 0,05%
(maksimum), bitumen = 0,03%, H2O = 0,01%, Abu = 0,03%, Sisa baker =
0,7% dan CS2 = 0,08%.
-
Untuk
Industri Pupuk
Kadar S = 99,88% (minimum), H2O
= 0,19%, Abu = 0,03, Sisa baker = 0,20%, acid sebagai H2SO4 =
0,07%, NaCl =41,87 ppm, Fe = 36,10 ppm.
-
Untuk
Industri Kimia Pokok (kecuali pupuk0
Kadar S = 99,8 %, bitumen = 130 ppm,
H2O = 1,52%, Abu = 0,009%, Fe2O3 =
0,0008%.
-
Industri Ban (Luar dan Dalam)
Kadar S = 99,99%, ukuran butir = 325
mesh, Abu = 0,01%, moisture = 0,01%, H2SO4 matter =
0,04%, CS2 insoluble = 0,04%.
Mata air panas sering muncul disekitar gunung api, juga
mengandung belerang, dimanfaatkan untuk penyembuhan penyakit kulit (sebagai
desinfektan).
Kesimpulannya Endapan belerang berkaitan erat dengan kegiatan
gunung api. Endapan tersebut dapat merupakan endapan sediment, kerak belerang
atau endapan hidrotermal-metasomatik.
Belerang berasal dari dome. Dalam hal ini belerang dibentuk
oleh bakteri de sulpho vibrio desulfuricans. Sulfat oleh bakteri diubah menjadi
sulfite, kemudian sulfite diubah lagi menjadi belerang.
Kadang-kadang belerang didapatkan pada Gypsum. Diterangkan bahwa
belerang pada gypsum diendapkan langsung dari polysulfit (suatu
solute yang mengandung sangat banyak belerang).
Di Indonesia cara terjadinya belerang erat sekali
hubungannya dengan kegiatan gunung api. Cebakan belerang didapatkan sebagai
hasil sublimasi uap solfatara dengan kadar belerang (S) sekitar 70-99,9%.
1.
Tipe
Lumpur, terdapat di dekat danau kawah dengan kadar S = 40-60%.,
2.
Tipe
Kerak, terdapat disekitar kawah dengan kadar S = 20-50%.