Dewatering Tambang Nikel Indonesia: Pompa Abrasi & Treatment Efluen

Operasi nikel laterit di Indonesia berhadapan dengan inflow air yang sangat tinggi—curah hujan tropis sekitar 2.000–3.000 mm/tahun dan muka air tanah yang dangkal membuat pit terbuka cepat kebanjiran, menghambat akses dan mengganggu kestabilan lereng (info.burnsmcd.com) (apnews.com). PT Vale Indonesia, misalnya, menyalurkan seluruh limpasan dan rembesan ke unit pengolahan sebelum dibuang, dengan total penggunaan air sekitar 7,56×10^6 m³/tahun (≈107 m³ per ton Ni) (vale.com).

Dampak kualitas air tak kalah nyata. Peliputan setempat menunjukkan sungai yang dulu bening menjadi keruh dengan deteksi Ni, Pb, Cd berbahaya di sekitar area tambang (apnews.com). Karena itu, strategi yang menang adalah kombinasi dewatering agresif dan pengolahan efleuen yang disiplin.

Baca juga:

Source Control AMD Nikel: ABA, Pilah Batuan, Lapisan Kapur

Desain dewatering harus menguasai volume dan kualitas sekaligus. Studi di satu pit laterit di Sulawesi memprediksi puncak limpasan sekitar ~9.230 m³/jam (≈2,6 m³/detik) saat hujan lebat (journal.itny.ac.id). Aliran seperti ini membawa fines dan padatan tersuspensi total/TSS (total suspended solids): dalam pemodelan, beban masuk kolam sedimentasi sekitar ~8 mg/L dan bisa dihilangkan ~78% dengan klarifier yang ukurannya tepat (journal.itny.ac.id).

Di lapangan, TSS sering jauh lebih tinggi: di Kolaka (Pomalaa), satu anak sungai tercatat ~190 mg/L, melampaui batas 100 mg/L untuk pengolahan (researchgate.net). Sebaliknya, nikel terlarut di perairan tersebut sangat rendah (~0,01–0,04 mg/L) (researchgate.net), jauh di bawah ambang 0,5 mg/L (nikel.co.id). Kesimpulannya jelas: TSS biasanya polutan utama dalam pembuangan dewatering, sementara Ni dan logam lain umumnya rendah tetapi tetap diatur.

Tekanan regulasi kian menuntut. Kementerian Lingkungan Hidup mensyaratkan pH 6–9; TSS ≤200 mg/L (penambangan) atau 100 mg/L (pengolahan); Ni ≤0,5 mg/L; serta Cu, Co, Cr, Pb, dan lain-lain pada kadar rendah—baku mutu Permen LHK 09/2006 yang wajib dipenuhi sebelum pembuangan (nikel.co.id) (vale.com). Kegagalan berujung denda lingkungan atau penghentian operasi.

Arsitektur sistem dewatering tahan abrasi

Tambang nikel pada umumnya memakai sistem “dirty-water” yang dirancang untuk grit dan fluktuasi inflow—berbeda dari pompa air bersih—sesuai panduan desain industri (info.burnsmcd.com) (info.burnsmcd.com). Contoh kelas beratnya: Weir Minerals Warman SSB-A (submersible slurry/sludge) menangani padatan hingga ~60% volume, berkat komponen aus (casing, impeller, wear plate) berlega baja tinggi krom (Ultrachrome® A05) (miningweekly.com). Unit semacam ini dapat memompa air lumpur pit dan fines secara kontinu tanpa mudah tersumbat (miningweekly.com).

Mobilitas dan perawatan dimudahkan lewat paket pompa skid-mounted yang mudah dipindah saat rencana tambang berubah, dengan otomasi start via level probe (info.burnsmcd.com). Pipa sebaiknya tahan abrasi—HDPE (high-density polyethylene) sering dipilih karena tahan bentur dan permukaan halus (info.burnsmcd.com). Redundansi wajib: beberapa sump pump plus unit cadangan menghadapi puncak inflow dan skenario “100-year storm”; sumps dapat dibesarkan atau disiapkan pour-over darurat.

Tahapan berbeda menuntut jenis pompa berbeda: sump dangkal dengan submersible, angkat tinggi dengan vertical turbine/centrifugal di permukaan. Pada debit sangat besar, stasiun pompa terapung di atas ponton terbukti efektif—contohnya pit bijih besi di Brasil memakai pompa vertikal/aksial yang naik-turun mengikuti muka air (mining-technology.com). Seiring pit makin dalam, inflow biasanya meningkat, sehingga pre-drain dengan wellpoint array atau perimeter wells menjadi bagian rencana (mining-technology.com). Biaya dewatering sangat bervariasi—dari “tens to hundreds of USD per cubic yard drained”—bergantung kedalaman dan geologi, sementara biaya kegagalan pompa jauh lebih mahal (info.burnsmcd.com).

Pemisahan kasar dan klarifikasi gravitasi

Semua air pompan harus melewati instalasi pengolahan multi-tahap sebelum dibuang. Tahap awal adalah pemisahan kasar: trash screen dan grit tank untuk menahan ranting, partikel besar, dan debris, bisa juga aerasi/settling tenang untuk pasir sangat kasar. Unit pra-perlakuan fisik seperti ini tersedia sebagai paket pemisahan fisik air limbah dan bisa dilengkapi manual screen atau automatic screen sesuai beban debris.

Berikutnya, klarifikasi primer (sedimentasi) dengan kolam atau clarifier—sering disertai penambahan bahan kimia—untuk mengendapkan TSS secara gravitasi. Dalam praktik tambang, HRT (hydraulic retention time/waktu tinggal hidraulik) panjang 24–48 jam lazim untuk menjatuhkan sebagian besar padatan, dan pemodelan di situs nikel menunjukkan ~78% removal dari beban TSS ~8 mg/L bila ukurannya tepat (journal.itny.ac.id). Lumpur endapan dikeruk berkala; studi pada struktur serupa menyarankan de-silt maksimum tiap ~10 bulan (journal.itny.ac.id).

Koagulasi, flokulasi, dan kontrol dosis

Koagulan (mis. ferric chloride) dan polimer flokulan sering ditambahkan untuk mempercepat pengendapan dan mulai mengikat sebagian logam—literatur menunjukkan penambahan alum/polimer “mempercepat presipitasi” spesies tersuspensi dan terlarut (mdpi.com). Skema klasik berbasis kapur atau alum memakai rapid-mix dan tangki flokulasi sebelum klarifier untuk menggumpalkan fines serta menyerap ion logam. Sistem dosis yang akurat memanfaatkan dosing pump bersama paket bahan kimia seperti coagulants dan flocculants.

Netralisasi pH dan presipitasi logam

Bila air tambang asam (pH<6), dilakukan netralisasi—reaktor batu kapur (CaCO₃) atau kapur (Ca(OH)₂) bertipe fluidized-bed atau stirred-tank. Desain CSIR untuk lindi nikel menjaga slurry batu kapur sekitar ~60 g/L dalam netraliser terfluidisasi, sekaligus mempresipitasi logam dan membentuk gipsum (researchgate.net). Pada skema lebih sederhana, kapur ditambahkan menaikkan pH ~8–9 untuk mengendapkan Fe dan logam lain sebagai hidroksida; oksidasi biologis (Fe²⁺ ke Fe³⁺ oleh bakteri) bisa mendahului netralisasi untuk meningkatkan pemindahan Fe (researchgate.net).

Aliran dari netralisasi menuju klarifier sekunder untuk mengendapkan lumpur hidroksida logam (Fe(OH)₃, Al(OH)₃, dll.) dan gipsum—tahap ini bisa menghilangkan 90%+ logam terlarut. Pada proyek CSIR, kristalisasi gipsum diintegrasikan karena sulfat tinggi (researchgate.net). Efleuen hasilnya ditargetkan di bawah baku mutu.

Baca juga:

Mengunci Debu Nikel: Air Semprot, Kimia, dan Infus Air di Sumber

Untuk polishing, media filter pasir/ antrasit dapat menahan partikulat halus sisa; opsi ini lazim memakai media pasir silika dan anthracite. Bila dibutuhkan, activated carbon menyerap organik atau jejak reagen. Kolam equalization membantu menstabilkan pH dan TSS sebelum outfall. Wetland buatan atau klarifier bervegetasi kadang dipakai untuk polesan ringan logam/nutrien; studi menyoroti penyerapan Ni yang terbatas, namun media ini tetap menjebak padatan sisa dan mengoksidasi logam (mdpi.com).

Penanganan lumpur krusial: padatan dari klarifikasi ditingkatkan konsentrasinya dan didewatering (vacuum filter atau filter press) sebelum dibuang ke fasilitas tailing atau landfill. Komposisinya kerap berupa hidroksida logam berat atau gipsum; ada uji coba pemanfaatan ulang dalam semen/backfill, namun secara operasional dikelola sebagai limbah.

Kinerja, perhitungan, dan kepatuhan

Kinerja pengolahan yang dirancang baik menurunkan TSS jauh di bawah batas. Sedimentasi sederhana umumnya menghilangkan >50–80% TSS (journal.itny.ac.id), dan dengan koagulasi–flokulasi plus klarifier, beban TSS ratusan mg/L bisa ditekan menjadi <<50 mg/L. Untuk kontaminan terlarut, netralisasi–presipitasi pasif efektif di tambang nikel karena Ni influen biasanya rendah (Ni ≪0,1 mg/L pada limpasan regional) (researchgate.net). Jika Ni lebih tinggi (mis. bila air proses didaur ulang), pH adjustment rutin mempresipitasi Ni menjadi <0,1 mg/L, sementara ion lain (Cu, Co, Cr, Pb, dll.) ikut terendapkan—studi laboratorium menunjukkan >90% removal logam berat dengan presipitasi konvensional (mdpi.com).

Contoh perhitungan: debit 10.000 m³/hari dengan TSS 200 mg/L. Kolam 2 hari butuh volume ~20.000 m³ dengan area ~6.000 m² (kedalaman 3,3 m). Jika 80% padatan mengendap, TSS efleuen ≈40 mg/L. Filtrasi atau dua klarifier bisa memoles menjadi <10 mg/L. Bila Ni 1 mg/L, menaikkan pH ~10 mempresipitasi ~90–95% Ni sebagai Ni(OH)₂, menghasilkan efleuen Ni <0,1 mg/L—angka ilustratif; desain aktual harus berbasis uji lokasi (mdpi.com).

Kepatuhan regulasi: Permen LHK 9/2006 menetapkan TSS ≤200 mg/L (drainase penambangan), Ni 0,5 mg/L, Cu 2 mg/L, dll. (nikel.co.id). Operator besar melaporkan pemantauan kontinu—PT Vale menargetkan kepatuhan untuk aliran ke Danau Matano (vale.com). Penegakan belakangan ini—termasuk denda dan peninjauan izin—menegaskan kepatuhan bukan pilihan (reuters.com).

Sampling influen/efleuen wajib disiplin. Kasus Pomalaa menunjukkan sungai bisa melampaui batas TSS 100 mg/L (~190 mg/L) jika tanpa pengolahan (researchgate.net), sementara logam di studi itu (Ni 0,01–0,04 mg/L) jauh di bawah batas 0,5 mg/L (researchgate.net)—menandakan fokus utama pada partikulat dan pH.

Dari sisi ekonomi, investasi dewatering/pengolahan menghindari shutdown dan denda, serta membuka peluang reuse air: intensitas pemakaian air Vale (~107 m³/ton Ni) dicapai lewat daur ulang air proses pasca-pengolahan (vale.com). Secara global, manajemen air yang efisien menjadi keunggulan kompetitif bagi logam baterai; tambang Asia/Australia dengan paste atau thickened tailings modern rutin menghasilkan air decant TSS <20 mg/L, tolok ukur yang realistis bila desain diterapkan cermat (mdpi.com).

Rencana teknis untuk perencana tambang

Strategi yang disarankan mencakup: (a) kuantifikasi beban air via hidrogeologi dan pemodelan hujan; (b) sistem dewatering dengan wellpoint/bor dan sump pump tangguh serta jalur HDPE untuk puncak musiman (info.burnsmcd.com) (mining-technology.com); (c) pemisahan kasar sebelum unit pengolahan, misalnya paket pemisahan fisik; (d) bangun instalasi multi-tahap berkapasitas debit puncak—kolam 2 hari, kimia flokulasi dengan koagulan dan flokulan yang didosis pakai pompa dosis; (e) netralisasi dan presipitasi logam lewat kontrol pH (batu kapur/kapur) sebagaimana pada proyek nikel serupa (researchgate.net); (f) monitoring dan otomasi untuk menjaga efleuen selalu dalam batas. Best practice internasional merekomendasikan pengendapan gravitasi plus koagulasi kimia untuk fines dan presipitasi hidroksida untuk logam berat (mdpi.com) (mdpi.com).

Baca juga:

Kontrol Air Tanah di Tambang Nikel: FS Naik, Lereng Lebih Aman

Intinya: gunakan pompa dan jalur tahan aus yang memang dirancang untuk slurry abrasif—kelas yang sanggup menangani ~60% padatan secara kontinu (miningweekly.com) (info.burnsmcd.com), dan lengkapi dengan rejimen pengolahan yang komprehensif—sedimentasi, koagulasi–flokulasi, netralisasi, hingga filtrasi polishing dengan media seperti pasir silika atau antrasit serta karbon aktif—untuk menghasilkan efleuen patuh (mdpi.com). Dengan disiplin pada Permen LHK 09/2006 (nikel.co.id), operasi dapat mengendalikan dampak dewatering sambil menjaga produksi dan hubungan dengan komunitas.