Extractive Metallurgy of Molybdenum (Mo)

In The Earth, Molybdenum is found as Molybdenite (MoS2), Jordisit (MoS2), Drisdallite (Mo(Se,S)2).

Figure 1. Molybdenite (MoS2)

Figure 2. Jordisite (MoS2)

Figure 3. Drysdallite (Mo(Se,S)2)

-->

Many products flow from the mining and processing of ores containing molybdenite (MoS₂), including:

1. Chemical Mo products

Used in catalysts, polymer compounding, corrosion inhibitors, and high-performance lubricant formulations, these include pure molybdic oxide and molybdates, and lubricant grade MoS₂.

2. Meltstock products

Used as alloy additions to iron, steel, nickel, and titanium alloys, these include technical Mo oxide, ferromolybdenum, and Mo metal pellets.

3. Mo metal products

These include powder, Mo metal and Mo-base alloy mill products, and products fabricated from them such as LCD Screen, Air Plane Avionics etc.

Most of molybdenum used in stainless steel industry. Molybdenum is a ferrite former, so corrosion resistivity is very high.

-->

Before used, concentrate from flotation should be freed of sulfide which is done by roasting:

MoS₂ + 3 ½ O₂ = MoO₃ + 2 SO₂

MoS₂ + 3 O₂ = MoO₂ + 2 SO₂

Reaction in roasting occurs with heat evolution, process is carried out at 590-620 ^oC in Multiple hearth furnace.

Figure 4.

-->Production of Molybdenum Products

Figure 5. Roasting Plant

The next process for Chemical Mo dan Mo metal can be shown in Figure 6.

Figure 6. Production of Molydenum Chemical

-->

Ferromolybdenum (FeMo) producted by aluminothermic reaction:

MoO₂ + FeO + 2 Al = FeMo + Al₂O₃

This is a spontaneous reaction until 2000 ^oC with KMnO₄ as an ignition, phase diagram of Fe-Mo can be shown in figure 7.

Figure 7. Phase Diagram of Fe-Mo

-->

Ferromolybdenum (FeMo)

FeMo can be used in any melting or refining unit to produce Mo-containing steel or cast iron. It is frequently used as ladle addition to achieve accurate final adjustment of composition. In steels with low Mo content (usually no more than 0.2% Mo) like High Strength Low Alloy (HSLA) steel, all of the Mo is added as FeMo.

FeMo typically contains 65 – 75% Mo and a maximum of 0.5% Cu.

The product is produced in size ranges between:

0 and 10 mm, and 10 mm on the low side and several maximum size limits between 20 and 100 mm. It is available as powder for special applications like welding electrodes.

Figure 8. Ferromolybdenum


Figure 9. Ferromolybdenum Plant

-->

Packaging is normally in steel drums or big bags.

Product standards include:

ASTM A132-04 Standard Specification for Ferromolybdenum

DIN 17561, 2004-02, Ferromolybdän

Proses Pengolahan Bijih Timah (Sn)

Bijih timah di Indonesia ditemukan pada sabuk pulau Sumatera dalam bentuk Kasiterit (SnO₂). Proses pengolahan bijih timah sebenarnya cukup sederhana, hanya saja akan sedikit kesulitan dalam proses pemurniannya. Kesulitan itu disebabkan karena pengotor besi yang nilai kesetimbangannya hampir sama dengan timah.

Figure 1. Bijih Kasiterit (SnO₂)

Sebagaimana dengan bijih yang lainnya, proses benefisiasi bisa dilakukan dengan melakukan pengkonsentrasian secara gravitasi untuk meningkatkan kadar SnO₂ dalam bijih. Setelah kadar meningkat, bisa dilakukan reduksi (peleburan) SnO₂ sehingga terjadi reaksi berikut:

SnO₂ + CO = SnO + CO₂

SnO + CO = Sn + CO₂

Kesetimbangan fasa logam dan fasa terak adalah sebagai berikut:

Jila [a_Sn] = 1, maka :

Kesetimbangan untuk reduksi besi oksida sebagai berikut:

Berdasarkan kesetimbangan tersebut didapatkan:

Dari data termodinamika, K_Sn tidak terlalu jauh berbeda dengan K_Fe sehingga kemungkinan pembentukan Fe terjadi. Di samping itu Fe dapat larut dalam Sn, bahkan akan membentuk senyawa intermetalik sehingga sangat menurunkan kualitas logam Sn.

Figure 2. Binary Phase Diagram Of Fe-Sn

Sebaliknya, jika diinginkan dihasilkan Sn dengan kemurnian tinggi maka akibatnya kehilangan Sn (sebagai SnO dalam terak) akan membesar. Oleh karena itu peleburan timah umumnya dilakukan lebih dari satu tahap agar dapat dicapai hasil yang optimal, yaitu memproduksi timah dengan kemunian tinggi tanpa kehilangan yang besar.

Proses Pengolahan Bijih Tembaga

Indonesia mempunyai cadangan bijih tembaga (Cu) yang sangat besar, sebagian besar dalam cadangan porphyry dengan kadar Cu dalam bijih beragam antara 0,1-2%. Di samping Cu, biasanya bijih berasosisasi dengan logam lain seperti emas (Au), Perak (Ag) dan logam jarang seperti Palladium (Pd), Selenium (Se) dan lain-lain. Beberapa jenis bijih Cu yang ada adalah Bornite (Cu₅FeS₄), Calcopyrite (CuFeS₂), Covellite (CuS) dengan beberapa pengotor seperti Pyrite (FeS₂), Magnetite (Fe₃O₄), Hematite (Fe₂O₃), ataupun Quartz (SiO₂). Disebabkan kebanyakan mineral sulfida maka akan lebih efektif jika proses awal yang dilakukan adalah “Pengkonsentrasian” dengan menggunakan proses flotasi serta Gravity jika memang dalam bijih banyak emas (Au) dalam bentuk Native.

Process flotasi secara umum tidak begitu sulit, seperti pada tulisan sebelumnya flotasi CuS tidak jauh berbeda dengan PbS dan ZnS. Intinya adalah sama-sama mineral sulfide, yang bisa diambil dengan reagent Xanthate. Reagent lain bisa digunakan untuk mengambil bijih tembaga secara khusus, sebagai contoh Merkapto Benzo Tyazone (MBT) yang efektif untuk mengambil Bornite dan Calcopyrite. Secara umum proses flotasi untuk bijih tembaga adalah sebagai berikut:

Gambar 1. Flotation Flowsheet Diagram

Konsentrat yang dihasilkan biasanya berkadar Cu 20-30% tergantung dari bijih dan proses flotasinya sedangkan ikutannya untuk Emas sekitar 10-30 gpt dan Perak sekitar 30-70 gpt tergantung kadar logam tersebut dalam bijih. Namun yang bisa dipastikan untuk bijih dengan kadar bijih >0,5 % maka recovery Cu bisa 85-90% sedangkan Emas dan Perak hanya mengikuti saja sekitar 75% dan 65%, semakin tinggi recovery Cu maka semakin tinggi juga recovery Au dan Ag.

Bagi perusahaan yang mempunyai proses peleburan langsung maka konsentrat yang didapatkan bisa dilebur langsung, namun bagi perusahaan yang tidak mempunyai fasilitas peleburan biasanya konsentrat dijual dengan harga Internasional dan recovery (diskon) pasar (tergantung negosiasi juga). Ada beberapa proses yang ada di dunia ini untuk teknologi peleburan secara continous, salah satunya adalah Mitsubishi Process yang ada di PT. Smelting Gresik. Teknologi lain adalah Flash Smelter dan Flash Conventer dari Outotek (Outocumpu). Apapun teknologi yang digunakan, namun yang pasti adalah proses yang diambil adalah proses oksidasi:

2CuS + 3O₂ = 2CuO + 2SO₂

CuO + Flux = Cu + Slag

SO₂ + H₂O + ½ O₂ = H₂SO₄

Tentu saja bukan hanya itu reaksi yang terjadi, banyak mineral lain yang bereaksi namun intinya tetap sama. Jika dilihat dari reaksi yang kemungkinan tejadi, maka sesungguhnya tidak ada yang terbuang dari proses peleburan konsentrat tembaga ini. Gas yang dihasilkan bisa ditangkap untuk dijadikan asam sulfat (H₂SO₄) untuk dijual ke Pabrik Pupuk, Slag yang dihasilkan bisa dijadikan campuran semen dan dijual ke Pabrik Semen, Energi yang dihasilkan dari reaksi exotherm ini digunakan untuk PLTU guna memenuhi kebutuhan proses lebih lanjut. Sungguh tepat PT. Smelting didirikan di Gresik, dekat dengan PT. Petrokimia dan PT. Semen Gresik. Selain semua itu, masih juga dihasilkan Anode Slime yang mempunyai kandungan Au, Ag dan logam jarang dengan kadar yang cukup tinggi. Jadi perbedaan teknologi yang ada adalah mengenai efisiensi yang dihasilkan saja.

Berikut contoh diagram alir proses yang dimiliki oleh Outotek:

Gambar 2. Proses Peleburan Tembaga

Copper Anode yang dihasilkan masih harus dilakukan electrorefining agar Tembaga yang dihasilkan menjadi murni. Proses electrorefining mirip dengan electrolisa hanya saja menjadikan logam campuran sebagai Anoda dan didapatkan logam murni di Katoda, sehingga setelah dilakukan electrorefining dan peleburan lanjut didapatkan Copper Cathode. Sedangkan sisa yang ada di anoda disebut dengan “Anode Slime”.

Sampai saat ini belum ada pengolahan Anode Slime di Indonesia dengan Recovery >99,2% sehingga anode slime yang dihasilkan oleh PT. Smelting pun saat ini masih dimurnikan (dijual) ke luar negeri. Ada beberapa cara yang bisa digunakan untuk mengambil Au, Ag dan logam jarang yaitu jalur hidrometalurgi dan jalur paduan piro-hidrometalurgi. Mudah-mudahan ke depan Indonesia mempunyai dan bisa mengolah dari bijih hingga dihasilkan logam murni baik Cu, Au, Ag, Pd, Se dll. Masalah yang ada bukanlah masalah teknologi karena banyak orang Indonesia yang pandai dan sudah berpengalaman. Masalah terbesar adalah kekuatan pendanaan serta kekuatan kemauan dan politik.