Bahan Galian Lempung Untuk Industri, Ilmu Tambang

Lempung sebetulnya merupakan istilah ukuran butir yang lebih kecil dari 1/256 mm (menurut ukuran Wentworth). Apabila butir-butir tersebut sedah kompak kemudian disebut batu lempung. Didalam pembicaraan masyarakat yang dimaksud lempung sama pengertiannya dengan batu lempung. Lempung dikelompokkan menjadi 2 bagian besar yaitu :

·           Lempung residu

Merupakan sejenis lempung yang terbentuk karena proses pelapukan (alterasi) batuan beku dan dijumpai disekitar batuan induknya. Mutu lempung ini pada umumnya lebih baik dibandingkan dengan lempung sedimen. Komposisi lempung residu didominasi oleh mineral ilit, umumnya dipergunakan untuk vahan pembuatan keramik struktur antara lain bata, genting dan gerabah.

·           Lempung sedimen

Sering disebut sebagai tanah liat. Penyebutan ini didasrkan atas sifatnya yang liat apabila terkena air. Tanah liat ini merupakan hasil disintegrasi, pelapukan kimia, terutama pengaruh H₂O dan CO₂ dibantu oleh mikroorganisme terhadap batuan induk.hasilnya merupakan bagian yang halus dan tidak larut dalam air. Selanjutnya material ini diangkut oleh air sebagai suspensi dan akhirnya mengendap berlapis-lapis. Slama proses pengendapan / pengangkutan sangat dimungkinkan dikotori oleh mineral yang berukuran halus antara lain kuarsa, besi oksida dan vahan organis.

Sifat yang penting dari lempung adalah plastisitasnya (keliatannya). Sifat ini dapat diperoleh bila ada air, dan karena sifatnya ini, lempung dapat dicerak.

Derajat keliatannya tergantung dari :

·         Susunan dan kehalusan dari butiran mineral

·         Banyaknya air yang ada di dalamnya

·         Banyaknya garam lain yang terlarut dalam air

·         Jumlah vahan organis yang masih ada.

Makin banyak bagian-bagian kecil yang aktif (berukuran dari 0,01 mm) makin tinggi sifat keliatannya. Sifat yang lain adalah bila tanah liat dipanaskan dan dibakar, hingga sebagian atau semua air yang kandungannya menguap, maka sifat keliatannya menjadi kurang atau sama sekali hilang terus dan akan menjadi keras walaupun diberi air lagi. Sifat ini menguntungkan dari tanah liat untuk dipakai sebagai bahan bangunan. Untuk membuang airsemuanya, didalam praktek tanah liat dibakar pada suhu 450-750^oC. untuk membuang gas CO₂ dari batuan karbonat dan gas SO₃ dan gips misalnya maka suhu pembakaran ditingkatkan lagi antara 950-1250^oC, untuk beberapa jam. Pada suhu tersebut FeO dapat berubah menjadi Fe2O3, karenanya warnanyapun akan lebih merah pula, dan kekuatan mekanis dari bahan akan menjadi lebih tinggi. Perbaikan sifat yang terakhir ini, disebabkan bahwa antara suhu-suhu tadi ada beberapa mineral akan meleleh, dan setelah dingin akan membeku kembali dan mengikat mineral-mineral lainnya, sehingga massa bahan akan menjadi lebih kompak dan keras.

Warna dan hasil produksi di samping tergantung dari pembakaran, juga tergantung dari perbandingan banyak antara Fe₂O₃ dan (CaO + Al₂O₃). Makin banyak Fe₂O₃, makin merah dan sebaliknya akan makin pucat warnanya. Bila tanah liat mengandung banyak bahan organis, hasilnya setelah dibakar akan memberikan struktur berlubang / berpori karena banyak gas terutama CO₂ yang keluar. Bahan organis ini berasal dari tumbuhan atau binaang. Semua pengolahan bahan galian yang melalui proses pemanasan atau pembakaran yang mengubah sifat keliatan menjadi tetap keras disebut proses keramik.

Berdasarkan atas sifat fisiknya tanah liat dikelompokkan menjadi :

o   Tanah liat gemuk

Sebagian besar tersusun oleh hidro alumunium silikat. Sifatnya liat sekali dan kompak dalam keadaan basah. Pada waktu kering mengkerut dan dapat pecah, karenanya sukar diolah.

o   Tanah liat kurus

Mengandung pasir kuarsa disamping hidro alumunium silikat. Tanah ini sifat keliatannya kurang dibandingkan dengan tanah liat gemuk, karenanya agak lebih mudah dikerjakan. Tanah liat jenis ini yang umumnya dimanfaatkan untuk pembuatan bahan bangunan.

Antara kedua golongan tersebut dapat dilakukan pencampuran sehingga diperoleh tanah yang sesuai. Untuk mendapatkan hasil yang baik dari hasil pencampuran tersebut diperlukan latihan dan pengalaman.

Di masyarakat sering terdengar beberapa variasi tanah liat dengan pemanfaatannya, meskipun masing-masing istilah tersebut dengan mengacu pada proses geologi sudah berbeda dan kehilangan sifat liatnya. Variasi tersebut :

·         Tanah liat putih bersih

Jenis ini disebut pula dengan nama kaolin. Karena harganya yang relatif mahal, bahan ini jarang dimanfaatkan untuk membuat bahan bangunan konstruksi.

·         Napal=marl=mergel

Jenis ini mengandung mineral karbonat (terutama Kalsium Karbonat) lebih besar dari 60%, warnanya putih. Bata yang dibuat dari napal warnanya tetap putih, biasanya strukturnya berlubang-lubang karena gas CO₂ yang menguap. Bata ini tidak disukai oleh pengusaha disamping karena warnanya putih juga relatif lebih rapuh.

·         Laos

Tanah liat kurus yang mengandung cukup banyak pasir kuarsa. Banyak dipakai untuk membuat bahan bangunan konstruksi. Hasilnya setelah dibakar susutnya sedikit dan harapan untuk retak juga banyak.

·         Tanah serpih=shales

Tanah liat jenis ini sudah mengeras, sifat keliatannya sudah rendah dan tidak akan lebih liat walaupun diberi air. Tidak disenangi karena pengerjaannya relatif sulit.

·         Batu tulis=slate

Batu tulis merupakan hasil metamorfose dari shale. Kenampakannya sangat keras dan berlembar-lembar. Karena pengerjaannya yang sulit, bahan ini tidak untuk membuat bata, tetapi dapat dimanfaatkan sebagai batu tempel.

·         Tanah liat tahan api

Sering disebut sebagai ball clay. Cukup baik untuk membuat bata tahan api antara lain bata kaolinit (titik leleh=1785^oC), bata bauksit (titi leleh 1732-1850^oC) dipakai dalam tanur/dapur ketel. Bata ini tidak bereaksi dengan bahan dari abu sebagai sisa bahan bakar.

Tempat Ditemukan

Lempung dijumpai di  :

·   Desa Pongkeru, Kecamatan Malili. Umumnya berwarna merah muda kecoklatan, sedikit mengandung pasir halus, agak getas. Merupakan hasil pelapukan batuan Ultrabasa. Sumber daya hipotetik mencapai  4.000.000 m³.

·   Desa Puncak Indah, Kecamatan Malili, ± 2.5 km ke barat kota Malili, atau disisi jalan raya Malili – Mangkutana. Umumnya berwarna merah muda kecoklatan, sedikit mengandung pasir halus, agak getas. Merupakan hasil pelapukan batuan Ultrabasa. Sumber daya diperkirakan mencapai 2.400.000 m³,

·   Dusun Sindang Sari, Desa Wonorejo, Kecamatan  Mangkutana.  Umumnya berwarna abu-abu muda kecoklatan, sedikit mengandung pasir halus - menengah, agak getas.  Sumber daya ± 2.400.000 m². dan layak sebagai bahan batubata.

Teknik Penambangan

Pada umumnya daerah dimana didapatkan tanah liat merupakan daerah subur. Penambangan tanah liat diawali dengan pengupasan tanah penutup baik dilakukan dengan peralatan sederhana ataupun dengan peralatan berat misalnya bulldozer. Proses selanjutnya yaitu penambangan terbuka dengan bentukan undak-undak. Kegiatan ini dapat dilakukan dengan peralatan sederhana ataupun shovel/backhoe, yang selanjutnya siap untuk dipindahkan ke tempat penimbunan. Dalam hal penambangan dilakukan secara besar-besaran misalnya sebagai bahan baku smen, perlu dilakukan teknik penambangan dan pengangkutan dengan persyaratan ketat agar tidak mengganggu lingkungan.

Pengolahan dan Pemanfaatannya

Di tempat penambangan tanah liat diadakan pemilihan, antara yang baik dan yang kurang baik sesuai dengan rencana pemanfaatan. Yang dianggap baik dapat langsung diolah dan yang kurang baik dapat dicampur hingga sesuai. Kotoran yang ada harus dibuang baik itu mineral asing (misal nodul oksida besi) ataupun sisa tumbuhan/bahan organik. Bahan ini kemudian ditambah air dicampur/dilumatkan sehingga tampak plastis dan merata, ditimbun berbentuk kerucut. Dalam bentuk yang demikian air yang berlebih akan mengalir. Bahan ini siap dicetak dan selanjutnya dikeringkan diudara bebas beberapa jam, sebelumnya dimasukkan kedalam dapur pembakaran untuk menghemat kayu bakar. Di negara yang sudah maju pengolahan tanah liat mulai dari menggali sampai menjadi barang yang siap pakai dilakukan keseluruhannya secara otomatik.

            Tanah liat dimanfaatkan untuk membuat bata merah, genteng ataupun keramik. Persyaratan utama untuk genteng dan keramik adalah tingkat pengkerutan harus sedikit mungkin, tidak mengandung bahan organik yang menyebabkan genteng/keramik berpori. Dalam pembuatan bata merah masyarakat mencampur tanah lait dengan sekam padi dengan tujuan bata merah menjadi relatif ringan tetapi kuat tekannya menjadi berkurang.