Dokumen tersebut membahas proses pengolahan timah mulai dari ekstraksi bijih timah, proses peleburan, pemisahan slag dan timah cair, pencetakan, hingga proses refining untuk meningkatkan kadar kemurnian timah. Proses peleburan melibatkan reaksi reduksi antara bijih timah dan karbon monoksida untuk menghasilkan timah cair dan karbon dioksida, sedangkan penambahan fluks seperti kapur digunakan untuk memisahkan

1. 6
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
2.1 Timah
Timah adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
simbol Sn (stannum) dengan nomor ataom 50. Unsur ini merupakan logam
miskin keperakan, dapat ditempa ("malleable"), tidak mudah
teroksidasi dalam udara sehingga tahan karat, ditemukan dalam banyak
paduan , dan digunakan untuk melapisi logam lainnya untuk mencegah
karat. Timah diperoleh terutama dari cassiterite (SnO2) yang terbentuk
sebagai oksida yang kemudian dilebur untuk membentuk Sn murni.
Proses peleburan Untuk memisahkan timah dari pengotor –
pengotornya maka bijih timah harus dilebur dan ditambahkan senyawa –
senyawa lain seperti antrasite, dan kapur. Peleburan dilakukan didalam
burning chamber (tanur) hingga suhu 1300 °C - 1500 °C selama 8-12
jam sehingga dapat memisahkan timah dengan pengotor - pengotornya
seperti :
 Pb
 As
 Sb
 Cu
 Fe
 Ni

2. 7
Proses peleburan timah menggunakan reduktor gas CO, gas ini diperoleh
dari hasil pembakaran C (fixed carbon) dalam antrasit dengan reaksi sebagai
berikut:
C(s) + O2(g) CO2(g) .................................(1)
CO2(g) + C(s) 2CO(g) ...............................(2)
2C(s) + O2(g) 2CO(g) .........................(3)
Pada temperatur operasi 1400°C gas CO lebih stabil daripada gas
CO2 sehingga reaksi berjalan ke kanan dan diperoleh gas CO.
Reaksi reduksi bijih timah menjadi timah bebas adalah sebagai berikut:
SnO2(s) + CO(g) SnO(s) + CO2(g) . . . . . . . . . . . . . . . . . .(4)
SnO(s) + CO (g) Sn(l) + CO2(g) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .(5)
Dari reaksi tersebut, masih terdapat SnO2 yang tidak tereduksi oleh
C(s) yang lalu akan bereaksi dengan Sn(l) dan silika (SiO2) untuk
menghasilkan terak (slag) stannous silicate.
Reaksi yang terjadi adalah:
SnO2(s) + Sn(l) + 2 SiO2(l) 2 SnOSiO2(sl) . . . . . . . . . . . . . . (6)
Untuk menghasilkan Sn(l), terak ini dapat direduksi oleh C(s), reaksinya
adalah sebagai berikut:
2SnOSiO2(sl) + 2 C(s ) 2Sn(l) + 2 SiO2(sl) + 2 CO2(g) . . . . (7)

3. 8
Pada temperatur 1150°C – 1250°C oksida - oksida pengotor yang terdapat
di dalam bijih timah sebagian tereduksi menjadi FeO. Reaksi sebagai
berikut:
3FeO(s) + CO2(g) Fe3O4(s) + CO(g) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .(8)
Fe3O4(s) + CO(g) 3FeO(s) + CO2(g) . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .(9)
Lalu adanya penambahan fluks akan mendesak FeO dan SnO dari dalam
slag karena fluks/batu kapur akan terdekomposisi menjadi CaO dan CO2,
dengan reaksi:
CaCO3 + CO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (10)
Yang dimulai pada temperatur 600°C dan akan sempurna pada temperatur
900- mendesak FeO dan SnO dari slag 1
dengan reaksi sebagai berikut :
SnO.SiO2 (slag) + CaO (s) SnO (slag) + CaO.SiO2 (slag) . . . . (11)
SnO (slag) + CO (g) Sn (l) + CO2 (g) . . . . .. . . .. . . .. . . . . . . . .(12)
2FeO.SiO2 (slag) + CaO (s) FeO (slag) + CaO.SiO2 (slag) . .(13)
FeO (slag) + CO (g) Fe (l) + CO2 (g) . . . . . . . . .. . . .. . . . . (14)
Tapping adalah proses mengeluarkan timah cair dan slag dalam tanur,
setelah dilakukan tapping maka akan dipisahkan antara slag dan logam
timah cair, sehingga logam timah cair yang dipisahkan dapat dicetak.

4. 9
Proses pencetakan dilakukan setelah mengeluarkan logam timah cair dari
dalam tanur, pencetakan dilakukan dengan menggunakan cetakan yang
sudah ada. Produk akhir disebut ingot.
Refining (pemurnian)
Pyrorefining adalah metode pemurnian dengan menggunakan
temperature tertentu guna mendapatkan produk yang memiliki
impurities/pengotor seminimal mungkin. Pada industri pemurnian timah,
produk yang didapat dari pyrorefining berkisar antara 99,85 – 99,95 %.
Proses ini dilakukan dengan menambahkan zat aditif yang akan berfungsi
sebagai pengikat impurities di dalam timah cair. Tahapan proses ini
meliputi:
a. Pengurangan kadar As, dilakukan dengan cara menambahkan alumunium
sehingga akan terbentuk senyawa AsAl yang mengapung di permukaan
timah cair, karena ditiupkan udara ke dalam timah cair (proses polling).
b. Pengurangan kadar Cu dan Ni, dilakukan dengan menambahkan sulfur
ke dalam timah cair sehingga akan terbentuk endapan CuS dan NiS.
Analisa akhir juga tetap dilakukan untuk pengecekan, jika ternyata
terdapat kandungan impurities yang melebihi atau di ambang batas
standar yang ditetapkan maka dilakukan refining ulang sesuai dengan
kandungan impurities yang ingin dikurangi.
c. Pengurangan kadar Fe, dilakukan dengan cara mengubah temperatur ketel
menjadi 300 - 400°C sehingga akan terbentuk endapan FeSn di dasar

5. 10
ketel. Selain itu ditambahkan serbuk gergaji yang akan berfungsi
sebagai buffer interface untuk memisahkan endapan FeSn dengan Sn
cair.
Aplikasi Timah, Timah mudah berikatan dengan Fe, dan banyak
digunakan sebagai pelapis untuk melindungi logam lain dari korosi, Fe yang
sudah dilapisi oleh Sn banyak digunakan untuk melapisi makanan.
Kegunaan lain:
o Paduan logam ini dengan logam lain menghasilkan perunggu, die
casting alloy, Phospor bronze, soft solder, etc.
o Membentuk garam stannous chloride, yang berfungsi sebagai reduktor,
dapat memberikan sifat konduktor apabila garam timah ini dilapisi pada
kaca. Pelapisan ini digunakan pada panel lampu dalam produksi frost-
free windshieslds. Digunakan sebagai solder untuk penyambungan
pipa/sirkuit elektrik.
Gambar 2.1 Timah

6. 11
2.2 Sifat dan Bentuk Timah
2.2.1 Sifat Timah
a. Timah termasuk golongan IV A dan mempunyai bilangan
oksidasi +2 dan +4.
Tabel 2.1 Tabel Unsur – unsur Periodik
b. Timah merupakan logam lunak, fleksibel, dan warnanya abu-
abu metalik.
c. Timah tidak mudah dioksidasi dan tahan terhadap korosi
disebabkan terbentuknya lapisan oksida timah yang
menghambat proses oksidasi lebih jauh. Timah
tahan terhadap korosi air distilasi dan air laut, akan tetapi dapat
diserang oleh asam kuat, basa, dan garam asam. Proses
oksidasi dipercepat dengan meningkatnya kandungan oksigen
dalam larutan.
d. Jika timah dipanaskan dengan adanya udara maka akan
terbentuk SnO2.
e. Timah ada dalam dua alotrop yaitu timah alfa dan beta. Timah
alfa biasa disebut timah abu-abu dan stabil dibawah suhu 13,2

7. 12
C dengan struktur ikatan kovalen seperti diamond. Sedangkan
timah beta berwarna putih dan bersifat logam, stabil pada suhu
tinggi, dan bersifat sebagai konduktor.
f. Timah larut dalam HCl, HNO3, H2SO4, dan beberapa pelarut
organic seperti asam asetat asam oksalat dan asam sitrat.
Timah juga larut dalam basa kuat seperti NaOH dan KOH.
g. Timah umumnya memiliki bilangan oksidasi +2 dan +4. Timah
(II) cenderung memiliki sifat logam dan mudah diperoleh dari
pelarutan Sn dalam HCl pekat panas.
h. Timah bereaksi dengan klorin secara langsung membentuk Sn
(IV) A klorida.
i. Hidrida timah yang stabil hanya SnH4.
2.2.2 Bentuk Timah
Unsur ini memiliki 2 bentuk alotropik pada tekanan normal.
Jika dipanaskan timah abu-abu (timah alfa) dengan struktur kubus
berubah pada 13.2°C menjadi timah putih (timah beta) yang
memiliki struktur tetragonal. Ketika timah didinginkan pada suhu
13.2°C, ia pelan pelan berubah dari putih menjadi abu-abu.
Perubahan ini disebabkan ketidakmurnian ( impurities ) seperti
alumunium dan seng, dan dapat dicegah dengan menambahkan
antimony atau bismut. Jika dipanaskan dalam udara, timah

8. 13
membentuk Sn2, sedikit asam, dan membentuk stannate salts
dengan oksida.
2.3 Keberadaan Timah Di Alam
Timah merupakan Unsur ke-49 yang paling banyak terdapat dikerak
bumi dimana unsur timah ini memiliki kandungan 2 ppm jika dibandingkan
seng 75 ppm, tembaga 50 ppm, 14 ppm untuk timbal. Dimana unsur timah
ini yang dalam bentuk senyawa cassiterite banyak ditemukan dalam deposit
alluvial /alluvium yaitu tanah atau sadimentyang tidak berkonsolidasi
membentuk bongkahan batu dimana dapat mengendap di dasar laut, sungai,
ataupun danau. Alluvium terdiri dari bermacam- macam mineral seperti
pasir, tanah liat, dan batuan batuan kecil. Hampir 80% produksi timah
diperoleh dari alluvial/ alluvium atau istilahnya deposit sekunder.
Diperkirakan untuk mendapatkan cassiterite maka sekitar 7 sampai 8 ton biji
timah/alluvial harus ditambang disebabkan cassiterite sangat rendah.
Timah tidak ditemukan dalam unsur bebasnya bumi akan tetapi
diperoleh dari senyawaannya. Timah pada saat ini diperoleh dari mineral
cassiterite atau tinstone. Cassiterite merupakan mineral oksida dari timah
SnO2, dengan kandungan timah berkisar 78%. Contoh lain sumber biji
timah yang lain dan kurang mendapat perhatian daripada cassiterite adalah
kompleks mineral sulfide yaitu stanite (Cu2FeSnS4) merupakan mineral
kompleks antara tembaga-besi-timah-belerang dan cylindrite
(PbSn4FeSb2S14) merupakan mineral kompleks dari timbale-timah-besi-

9. 14
antimon-belerang dua contoh mineral ini biasanya ditemukan bergandengan
dengan mineral logam yang lain seperti perak. Timah merupakan unsur ke-
49 yang paling banyak terdapat di kerak bumi dimana timah memiliki
kandungan 2 ppm jika dibandingkan dengan seng 75 ppm, tembaga 50 ppm,
dan 14 ppm untuk timbal.
Cassiterite banyak ditemukan dalam deposit alluvial/alluvium yaitu
tanah atau sediment yang tidak berkonsolidasi membentuk bongkahan batu
dimana dapat dapat mengendap di dasar laut, sungai, atau danau. Alluvium
terdiri dari berbagai macam mineral seperti pasir, tanah liat, dan batu-batuan
kecil. Hampir 80% produksi timah diperoleh dari alluvial/alluvium atau
istilahnya deposit sekunder. Diperkirakan untuk mendapatkan 1 Kg
Cassiterite maka sekitar 7 samapi 8 ton biji timah/alluvial harus ditambang
disebabkan konsentrasi cassiterite sangat rendah.
Dibumi timah tersebar tidak merata akan tetapi terdapat dalam satu
daerah geografi dimana sumber penting terdapat di Asia tenggara termasuk
china, Myanmar, Thailand, Malaysia, dan Indonesia. Hasil yang tidak
sebegitu banyak diperoleh dari Peru, Afrika Selatan, UK, dan Zimbabwe.
2.4 Proses Pengolahan Timah
Timah diolah dari bijih timah yang didapatkan dari batuan atau
mineral timah ( kasiterit SnO2 ). Proses produksi logam timah dari bijinya
melibatkan serangkaian proses yang terbilang rumit yakni pengolahan
mineral ( peningkatan kadar timah/proses fisik dan disebut juga upgrading ),
persiapan material yang akan dilebur, proses peleburan, proses refining dan

10. 15
proses pencetakan logam timah. Pemakaian timah biasanya dalam bentuk
paduan timah yang dikenal dengan nama timah putih yakni campuran 80%
timah, 11 % antimony dan 9% tembaga serta terkadang ditambah timbal.
Timah putih ini terutama dipakai untuk peralatan logam pelindung dan pipa
dalam industri kimia, industri bahan makanan dan untuk menyimpan bahan
makanan.
Proses pengolahan timah ini bertujuan sesuai dengan namanya yaitu
meningkatkan kadar kandungan timah dimana Bijih timah diambil dari
dalam laut atau lepas pantai dengan penambangan atau pengerukan setelah
itu dilakukan pembilasan dengan air atau washing dan kemudian diisap
dengan pompa. Bijih timah hasil dari pengerukan biasanya mengandung 20
– 30 % timah.
Setelah dilakukan proses pengolahan mineral maka kadar kandungan
timah menjadi lebih dari 70 %, sedangkan bijih timah hasil penambangan
darat biasanya mengandung kadar timah yang sudah cukup tinggi>60%.
Adapun proses pengolahan mineral timah ini meliputi banyak proses,
yaitu :
1. Washing atau Pencucian
Pencucian timah dilakukan dengan memasukkan bijih timah ke
dalam ore bin yang berkapasitas 25 drum per unit dan mampu
melakukan pencucian 15 ton bijh per jam. Di dalam ore bin itu bijih
dicuci dengan menggunakan air tekanan dan debit yang sesuai dengan
umpan.

11. 16
2. Pemisahan berdasarkan ukuran atau screening/sizing dan uji kadar
Bijih yang didapatkan dari hasil pencucian pada ore bin lalu
dilakukan pemisahan berdasarkan ukuran dengan menggunakan alat
screen,mesh, setelah itu dilakukan pengujian untuk mengetahui kadar
bijih setelah pencucian. Prosedur penelitian kadar tersebut adalah
mengamatinya dengan mikroskop dan menghitung jumlah butir
dimana butir timah dan pengotornya memiliki karakteristik yang
berbeda sehinga dapat diketahui kadar atau jumlah kandungan timah
pada bijih.
3. Pemisahan berdasarkan berat jenis
Proses pemisahan ini menggunakan alat yang disebut jig
Harz.bijih timah yang mempunyai berat jenis lebih berat akanj
mengalir ke bawah yang berarti kadar timah yang diinginkan sudah
tinggi sedangkan sisanya, yang berkadar rendah yang juga berarti
mengandung pengotor atau gangue lainya seperti quarsa , zircon,
rutile, siderit dan sebagainya akan ditampung dan dialirkan ke dalam
trapezium Jig Yuba.
4. Pengolahan tailing
Dahulu tailing timah diolah kembali untuk diambil mineral
bernilai yang mungkin masih tersisa didalam tailing atau buangan.
Prosesnya adalah dengan gaya sentrifugal. Namun saat ini proses
tersebut sudah tidak lagi digunakan karena tidak efisien karena
kapasitas dari alat pengolah ini adalah 60 kg/jam.

12. 17
5. Proses Pengeringan
Proses pengeringan dilakukan didalam rotary dryer. Prinsip
kerjanya adalah dengan memanaskan pipa besi yang ada di tengah –
tengah rotary dryer dengan cara mengalirkan api yang didapat dari
pembakaran dengan menggunakan solar.
6. Klasifikasi
Bijih-bijih timah selanjutnya akan dilakukan proses-proses
pemisahan/klasifikasi lanjutan yakni:
 klasifikasi berdasarkan ukuran butir dengan screening
 klasifikasi berdasarkan sifat konduktivitasnya dengan High
Tension separator.
 klasifikasi berdasarkan sifat kemagnetannya dengan Magnetic
separator.
 Klasifikasi berdasarkan berat jenis dengan menggunakan alat
seperti shaking table , air table dan multi gravity separator (untuk
pengolahan terak/tailing).
7. Pemisahan Mineral Ikutan
Mineral ikutan pada bijih timah yang memiliki nilai atau value
yang terbilang tinggi seperti zircon dan thorium( unsur radioaktif )
akan diambil dengan mengolah kembali bijih timah hasil proses awal
pada Amang Plant. Mula – mula bijih diayak dengan vibrator listrik
berkecepatan tinggi dan disaring/screening sehingga akan terpisah
antara mineral halus berupa cassiterite dan mineral kasar yang

13. 18
merupakan ikutan. Mineral ikutan tersebut kemudian diolah pada air
table sehingga menjadi konsentrat yang selanjutnya dilakukan proses
smelting, sedangkan tailingnya dibuang ke tempat penampungan.
Mineral – mineral tersebut lalu dipisahkan dengan high tension
separator –pemisahan berdasarkan sifat konduktor – nonkonduktornya
atau sifat konduktivitasnya. Mineral konduktor antara lain: Cassiterite
dan Ilmenite. Mineral nonconductor antara lain: Thorium, Zircon dan
Xenotime. Lalu masing - masing dipisahkan kembali berdasarkan
kemagnetitanya dengan magnetic separation sehingga dihasilkan
secara terpisah, thorium dan zircon.
8. Proses pre-smelting
Setelah dilakukan proses pengolahan mineral dilakukan proses
pre-smelting yaitu proses yang dilakukan sebelum dilakukannya
proses peleburan, misalnya preparasi material, pengontrolan dan
penimbangan sehingga untuk proses pengolahan timah akan efisien.
9. Proses Peleburan ( Smelting )
Ada dua tahap dalam proses peleburan :
a) Peleburan tahap I yang menghasilkan timah kasar dan slag/terak.
b) Peleburan tahap II yakni peleburan slag sehingga menghasilkan
hardhead dan slag II.
Proses peleburan berlangsung seharian –24 jam dalam tanur
guna menghindari kerusakan pada tanur/refraktori. Umumnya terdapat
beberapa buah tanur dalam peleburan. Udara panas yang dihembuskan

14. 19
ke dalam furnace atau tanur berasal dari udara luar / atmosfer yang
dihisap oleh axial fan exhouster yang selanjutnya dilewatkan ke dalam
regenerator yang mengubahnya menjadi panas.
Tahap awal peleburan baik peleburan I dan II adalah proses
charging yakni bahan baku –bijih timah atau slagI dimasukkan
kedalam tanur melalui hopper furnace. Dalam tanur terjadi proses
reduksi dengan suhu 1100 – 1500 °C. unsure – unsure pengotor akan
teroksidasi menjadi senyawa oksida seperti As2O3 yang larut dalam
timah cair.
Sedangkan SnO tidak larut semua menjadi logam timah murni
namun adapula yang ikut ke dalam slag dan juga dalam bentuk debu
bersamaan dengan gas – gas lainnya. Setelah peleburan selesai maka
hasilnya dimasukkan ke foreheart untuk melakukan proses tapping. Sn
yang berhasil dipisahkan selanjutnya dimasukkan kedalam float untuk
dilakukan pendinginan /penurunan temperatur hingga 400C sebelum
dipindahkan ke dalam ketel.sedangkan hardhead dimasukkan ke dalm
flame oven untuk diambil Sn dan timah besinya.
10. Proses Refining ( Pemurnian )
a. Pyrorefining
Yaitu proses pemurnian dengan menggunakan panas
diatas titik lebur sehingga material yang akan direfining cair,
ditambahkan mineral lain yang dapat mengikat pengotor atau
impurities sehingga logam berharga dalam hal ini timah akan

15. 20
terbebas dari impurities atau hanya memiliki impurities yang
amat sedikit, karena afinitas material yang ditambahkan
terhadap pengotor lebih besar dibanding Sn.
b. Eutectic Refining
Yaitu proses pemurnian dengan menggunakan crystallizer
dengan bantuan agar parameter proses tetap konstan sehingga
dapat diperoleh kualitas produk yang stabil. Proses pemurnian
ini bertujuan mengurangi kadar Lead atau Pb yang terdapat pada
timah sebagai pengotor /impuritiesnya. Adapun prinsipnya
adalah berhubungan dengan temperatur eutectic Pb- Sn, pada
saat eutectic temperature lead pada solid solution berkisar 2,6%
dan akan menurun bersamaan dengan kenaikan temperatur,
dimana Sn akan meningkat kadarnya. Prinsip utamnya adalah
dengan mempertahankan temperatur yang mendekati titik
solidifikasi timah.
11. Pencetakan
Pencetakan ingot timah dilakukan secara manual dan otomatis.
Peralatan pencetakan secara manual adalah melting kettle dengan
kapasitas 50 ton, pompa cetak and cetakan logam. Proses ini memakan
waktu 4 jam /50 ton, dimana temperatur timah cair adalah 2700C.
Sedangkan proses pencetakan otomatis menggunakan casting
machine, pompa cetak, dan melting kettle berkapasitas 50 ton dengan

16. 21
proses yang memakan waktu hingga 1 jam/60 ton. Langkah – langkah
pencetakan:
a. Timah yang siap dicetak disalurkan menuju cetakan.
b. Ujung pipa penyalur diatur dengan menletakkannya diatas
cetakan pertama pada serinya, aliran timah diatur dengan
mengatur klep pada piapa penyalur.
c. Bila cetakan telah penuh maka pipa penyalur digeser ke cetakan
berikutnyadan permukaan timah yang telah dicetak dibersihkan
dari drossnya dan segera dipasang capa pada permukaan timah
cair.
d. Kecepatan pencetakan diatur sedemikian rupa sehingga laju
pendinginan akan merata sehingga ingot yang dihasilkan
mempunyai kulitas yang bagus atau sesuai standar.
e. Ingot timah ynag telah dingin disusun dan ditimbang.
2.5 Kegunaan Timah
Data pada tahun 2006 menunjukkan bahwa logam timah banyak
dipergunakan untuk solder(52%), industri plating (16%), untuk bahan dasar
kimia (13%), kuningan & perunggu (5,5%), industri gelas (2%), dan
berbagai macam aplikasi lain (11%).
Akibat dari petumbuhan permintaan, kegunaan baru dari timah
ditemukan. Masalah lingkungan, keselamatan dan kesehatan mempengaruhi
kegunaan timah. Hasil dari riset yang sedang dilakukan di Internatioanal Tin

17. 22
Research Institude Ltd., lembaga yang dibiayai industri, banyak pasar baru
untuk timah sedang dikembangkan.
Industri kimia adalah konsumen timah yang paling cepat berkembang.
Permintaan sangat kuat untuk peralatan rumah tangga dan cat industri, pada
plastik dan lapisan tanpa belerang yang digunakan industri teknik
tembagaperunggu dan fosfor perunggu diantara yang lainnya). Contoh
aplikasi komersil adalah pelapisan timah pada kawat dan kabel tembaga dan
pembuatan bentuk-bentuk timah tempa.