Hubungan Ukuran Butir Terhadap Kadar Nikel pada Zona Saprolit Endapan Nikel Laterit Site Moronopo,
Kabupaten Halmahera Timur, Maluku Utara
Tri Winarno * , Rinal K. Ali, Resa Komala
Departemen Teknik Geologi Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Soedarto, SH, Kampus UNDIP Tembalang, Semarang, Indonesia 50275

## Abstrak
Penelitian  dilakukan  pada  Dinding  A  dan  Dinding  B  Tambang  Moronopo  PT  Antam  Tbk,  Halmahera Timur, Maluku Utara. Daerah ini merupakan blok yang telah dibuka untuk proses penambangan. Secara umum,  urutan  stratigrafi  endapan  nikel  laterit  dari  atas  (muda)  ke  bawah  (tua)  berupa  tanah  penutup, limonit, saprolit dan bedrock. Zona saprolit merupakan lapisan bijih yang ekonomis terhadap kandungan Ni. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hubungan ukuran butir  batuan pengandung mineral bijih dengan  mineralogi  dan  kadar  Ni  yang  ekonomis.  Metode  penelitian  yang  digunakan  meliputi  metode fraksinasi ukuran butir yaitu pada fraksi ukuran -5 cm, +5 cm, +10 cm, +15 cm, +20 cm dan +25 cm, dan analisis XRF untuk mengetahui kadar Ni. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa batuan pada zona saprolit tersusun atas mineral olivin, serpentin, garnierit dan krisopras. Hasil analisis XRF menunjukkan bahwa  kadar  Ni  paling  tinggi  dijumpai pada  ukuran  fraksi  paling  halus  (-5  cm)  yaitu  2,4%  dan  paling rendah pada fraksi paling kasar (+25 cm) yaitu 1,87% namun  masih tergolong ekonomis.
Kata kunci : Halmaherat Timur, Moronopo, nikel laterit, zona saprolit, fraksinasi

## Abstract
[Title: The Relationship of Grain Size to Nickel Grade at Saprolite Zone of Lateritic Nickel Deposite in Moronopo Site, East Halmahera Regency, North Maluku] The research was conducted at the Dinding A and Dinding B, Moronopo Site PT Antam Tbk, East  Halmahera, North Maluku which is a block that has been opened for the mining process.  Generally the stratigraphy of laterite nickel deposits, from top (young) to bottom (old) consists of overburden, limonite, saprolite and bedrock. The saprolite zone is an economical ore layer for Ni content. This research aims to determine the relationship between grain size of ore and the mineralogy and economical Ni content. The research methods used include the grain size fractionation  method  with  sizes  of  -5  cm,  +5  cm,  +10  cm,  +15  cm,  +20  cm  and  +25  cm,  and  XRF analysis  to  determine  the  Ni  content.  The  result  of  this  study  shows  the  rocks  in  the  saprolite  zone containing  minerals  such  as  olivine,  serpentine,  garnierite  and  chrysoprase.  The  XRF  analysis  result shows  the  highest  Ni  content  is  found  in  the  finest  grain  fraction  (-5  cm)  i.e.  2.4%  and  the  lowest  Ni content found in the coarsest grain fraction (+25 cm) i.e. 1.87 % but  is still classified as economic..
Keywords : East Halmahera, Moronopo, nickel laterite, saprolite zone, fractionation

## 1. Pendahuluan
Salah  satu  daerah  penghasil  nikel  laterit  di Indonesia  adalah  Halmahera  Timur  yang  terletak  di Provinsi  Maluku  Utara.  Halmahera  Timur  merupakan
bagian  dari  mandala  geologi  Halmahera  Timur  yang berlokasi  di Circum  Pacific  Orogenic  Belt, dimana batuan  dasarnya  merupakan  batuan  berumur  PraTersier ( Strata Upper Mesozoic sampai dengan Lower Tertiary). Mandala geologi Halmahera Timur mempunyai beragam formasi  batuan,  mulai  batuan  beku  hingga  batuan sedimen  (Apandi  dan  Sudana,  1980).  Yang  merupakan batuan  dasar  di  Halmahera  Timur  yaitu  satuan  batuanu ultrabasa (Ub). Satuan batuan ultrabasa (Ub) terdiri dari
------------------------------------------------------------------
*) Penulis Korespondensi.
E-mail: tri.winarno@undip.ac.id
doi: 10.14710/teknik.v43i1.40277               Copyright © 2022, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
Gambar 1. Peta geologi regional daerah Halmahera Timur  (Aditya, 2013)
kelompok  batuan  peridotit  dan  serpentinit.  Secara umum,  formasi  batuan  pada  daerah  penelitian  termasuk dalam Formasi Batuan Ultra basa (Ub), dimana formasi terebut merupakan formasi batuan berumur paling tua di Pulau Halmahera, Maluku Utara (Gambar 1).
Daerah  Halmahera  Timur  mempunyai  potensi sebagai  cebakan  mineral  ekonomis  yaitu  nikel.  Hal  ini disebabkan  karena  batuan  beku  ultrabasa  baik  dunit ataupun  peridotit  merupakan  batuan  sumber  pelapukan laterit.  Dunit  dan  peridotit  jika  mengalami  pelapukan intensif  dapat  terjadi  perubahan  pada  batuan  tersebut, yang  selanjutnya  akan  terjadi  proses  lateritisasi  yang dapat  menghasilkan  mineral-mineral  pembawa  unsur nikel.
Menurut  Golightly,  1979  (dalam  Brand  dkk, 1998)  yang  dimaksud  dengan  nikel  laterit  adalah  hasil/ produk  dari  proses  lateritisasi  dari  batuan  ultramafik yang kaya unsur Mg, dan mengandung unsur Ni sebesar 0,2-0,4%.  Pada  umumnya  tambang  nikel  di  Indonesia termasuk dalam keompok nikel laterit.
Ada  tiga  tipe  endapan  nikel  laterit  (Brand dkk, 1998),  yaitu:  (1)  Endapan  silikat  hidrous  yang mempunyai kadar Ni berkisar 1,8 – 2,5%, dan dicirikan oleh mineral serpentin dan garnierit yang melimpah; (2) Endapan  silikat  lempung,  yang  mempunyai  kadar    Ni berkisar 1,0 – 1,5% dan dicirikan  unsur Ni dan Al akan
membentuk  mineral  lempung;  dan  (3)  Endapan  oksida, yang  mempunyai  kadar  Ni  berkisar  1,0  –  1,6%  dan dicirikan  oleh  banyaknya  kandungan  oksida  Fe, terutama mineral gutit.
Supriyatna  dkk.  (2019)  menyebutkan  bahwa terdapat hubungan antara ukuran butir dengan kadar Ni. Semakin  halus  ukuran  butir  akan  semakin  tinggi  kadar nikel  dan  sebaliknya,  semakin  kasar  ukuran  butir  akan semakin rendah kadar nikelnya.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui hubungan ukuran butir  fraksi  sampel pada zona saprolit dengan  mineralogi  dan  kadar  Ni  yang  ekonomis. Penentuan  ukuran  butir  yang  dianalisis  dilakukan dengan proses fraksinasi,yaitu dengan ayakan ukuran -5 cm, +5 cm, +10 cm, +15 cm, +20 cm dan +25 cm.

## 2. Bahan dan Metode
Dalam  penelitian  ini  bahan  utama  yang digunakan  adalah  sampel  batuan  pada  zona  saprolit daerah  penelitian.  Sampel  batuan  tersebut  kemudian dianalisis dengan menggunakan metode analisis fraksinasi dan analisis geokimia.
Analisis  fraksinasi  dilakukan  dengan  cara:  (1) melakukan  pemisahan  ukuran  butir  dalam  fraksi berukuran -5 cm, +5 cm, +10 cm, +15 cm, +20 cm dan +25  cm;  (2)  menyusun  interval  kelas  kadar  nikel
Gambar 2. Lokasi pengambilan titik fraksinasi
berdasarkan  kisaran  persentase  tertentu  pada  setiap fraksi ukuran butir; (3) menyortir persentase kadar nikel berdasarkan  hasil  interval  kelas  dan  frekuensinya;  dan (4)  menganalisis  persentase  kadar  nikel  pada  setiap fraksi  ukuran  butir  material  saprolit  (Spivak-Birndof dkk, 2018).
Analisis geokimia dilakukan dengan menggunakan  analisis  XRF.  Analisis  XRF  dilakukan untuk  mengetahui  unsur  utama  dan  unsur  jejak  beserta konsentrasinya  di  dalam  endapan  batuan  sehingga diketahui  kualitasnya.  Saat  ini,  XRF  adalah  metode analisis  yang  paling  umum  digunakan  dalam  penentuan unsur  utama  dan  unsur  jejak  pada  sampel  batuan (Rollinson,  2014).  Analisis  XRF  dilakukan  untuk mengetahui kadar Ni dalam sampel.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Titik-titik pengambilan sampel fraksinasi terletak pada  Blok  Selatan  Site  Moronopo,  Halmahera  Timur, Maluku  Utara  yaitu  pada  Dinding  A  dan  Dinding  B (Gambar 2) .

## 3.1 Deskripsi Hasil Pengamatan Dinding
Pada Dinding A ini terdapat 14 titik pengambilan sampel  fraksinasi.  Dinding  A  ini  merupakan  zona saprolit  di site Moronopo  yang  terdiri  dari  2  (dua) bench , dimana setiap bench mempunyai elevasi 2 - 3 m dengan  kemiringan  sebesar  37°-  40° (Gambar  3) . Deskripsi  kenampakan  Dinding  A  di  lapangan  pada umumnya  didominasi  berwarna  cokelat  kekuningan sampai  abu  kehijauan  dengan  kandungan  mineral
penyusun  terdiri  dari  olivin,  serpentin,  garnierit  dan krisopras.
Pada Dinding B ini terdapat 11 titik pengambilan sampel  fraksinasi,  dengan  jarak  setiap  titik  pada bench sebesar 3 - 4 m.  Dinding B ini merupakan zona saprolit di site Moronopo  dan  terdiri  dari  satu bench dengan elevasi  3  -  7  m    dan  kemiringan  sebesar  45°-60°. (Gambar  4). Deskripsi  kenampakan  Dinding  B  di lapangan  pada  umumnya  didominasi  berwarna  cokelat kekuningan  sampai  abu  kehijauan  dengan  kandungan mineral  penyusun  terdiri  dari  olivin,  serpentin,  kuarsa, garnierit dan krisopras.
3.2 Hasil Analisis Fraksinasi
Pelaksanaan  pengambilan  sampel  pada  Dinding A  dan  Dinding  B, Site Moronopo  dilakukan  dengan metode channel  sampling, yaitu  dengan  menggunakan cangkul  atau  sekop.  Proses  pengambilan  sampel  pada lokasi  titik  tersebut  dilakukan  setelah  pengukuran azimuth , slope (kemiringan)  dan  tinggi  dari  zona saprolit.  Sampel  yang  tertahan  pada  setiap  saringan dengan  ukuran  yang  telah  ditentukan,  kemudian  akan dipisahkan sesuai fraksinya.
Sampel  hasil  fraksinasi  tersebut  kemudian dilakukan    pendeskripsian.  Jumlah  sampel  total berjumlah 140 sampel, yang berasal dari 6 fraksi ukuran butir  dari  25  titik  pengambilan  sampel.  Tahap berikutnya  adalah  membuat  grafik  kumulatif  fraksi sampel  yang  diambil  dari  25  titik  tersebut  yang bertujuan untuk  mengetahui kadar unsur Ni pada fraksi +25 cm, +20 cm, +15 cm, +10 cm, +5 cm dan -5 cm.
doi: 10.14710/teknik.v43i1.40277               Copyright © 2022, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
Gambar 3. Titik-titik pengambilan sampel fraksinasi pada Dinding A
Gambar 4. Titik-titik pengambilan sampel fraksinasi pada Dinding B
Secara  umum  pada Site Moronopo  ini,  fraksi yang  dijumpai  paling  melimpah  adalah  fraksi  dengan ukuran  +25  cm  dan  +20  cm,  karena  pada  penelitian  ini lebih  menitikberatkan  pada  ukuran  bongkah.  Hal  ini dilakukan  dengan  tujuan  agar  ukuran  bongkah  baik fraksi  +25  cm  dan  +20  cm  dapat  diketahui  kadar nikelnya. Jika kadar nikel  pada fraksi bongkah tersebut masih  cukup  ekonomis  maka  proses  produksi  akan dilanjutkan,  sebaliknya  jika  kadar  nikelnya  sangat rendah  hingga waste maka  ukuran  bongkah  pada  zona saprolit tersebut tidak akan diproduksi.
Hasil  analisis  fraksinasi  pada  sampel  dengan ukuran butir -5 cm, +5 cm, +10 cm, +15 cm, +20 cm dan +25  cm  ditampilkan  pada Tabel  1. Dari  distribusi  data pada Tabel 1,  terdapat interval  yang  memiliki  frekuensi yang  kecil  dan  dapat  dijadikan  sebagai  data outlier sehingga harus dilakukan penyortiran. Setelah dilakukan penyortiran  terhadap  data outlier didapatkan  hasil  yang ditampilkan pada Tabel 2.
3.3 Kadar Nikel Berdasarkan hasil fraksinasi ukuran butir tersebut dapat  diketahui  distribusi  nilai  persentase  unsur  nikel
Tabel 3. K adar nikel pada setiap ukuran butir
Ukuran butir Ni (%) -5 cm 2,4 +5 cm 2,39 +10 cm 2,29 +15 cm 2,16 +20 cm 2,04 +25 cm 1,87
Tabel 1. Interval kelas kadar nikel dan frekuensinya dengan variasi fraksi Fraksi Interval Kelas Kadar Nikel (%) Frekuensi -5 cm 1,87-2,05 3 2,05-2,24 6 2,25-2,42 4 2,43-2,61 8 2,62-2,80 1 2,81-2,99 3 +5 cm 0,76-1,10 2 1,11-1,45 0 1,46-1,81 3 1,82-2,16 5 2,17-2,51 7 2,52-2,86 8 +10 cm 0,58-0,94 4 0,95-1,31 1 1,32-1,67 1 1,68-2,04 5 2,05-2,41 3 2,42-2,78 11 +15 cm 0,63-1,02 3 1,03-1,42 2 1,43-1,83 4 1,84-2,23 3 2,24-2,63 10 +20  cm 0,65-1,03 2 1,04-1,41 2 1,42-1,80 3 1,81-2,18 3 2,61-3,10 8 3,11-3,60 2 +25cm 0,44-0,80 2 0,81-1,18 2 1,19-1,55 3 1,56-1,93 7 1,94-2,30 4 2,31-2,68 2
Tabel 2. Hasil sortir interval kelas kadar nikel dan frekuensinya dengan variasi fraksi Fraksi Interval Kelas Kadar Nikel (%) Frekuensi -5 cm 2,05-2,24 6 2,43-2,61 8 +5 cm 1,82-2,16 5 2,17-2,51 7 2,52-2,86 8 +10 cm 1,68-2,04 5 2,42-2,78 11 +15 cm 1,43-1,83 4 2,24-2,63 10 +20 cm 1,42-1,80 3 1,81-2,18 3 2,61-3,10 8 +25cm 1,56-1,93 7 1,94-2,30 4
pada  masing-masing  ukuran  butir  tersebut. (Tabel  3). Tabel  ini  menunjukkan  bahwa  kadar  Ni  yang  tinggi ( high-grade) dijumpai  pada  fraksi  ukuran  butir  halus, dan  akan  semakin  menurun  seiring  meningkatnya kekasaran ukuran butir (Gambar 5).
Dari  uraian  di  atas  tentang  kadar  Ni  pada berbagai  fraksi  ukuran  butir,  dapat  ditarik  kesimpulan bahwa  ukuran  butir  berbanding  terbalik  dengan  kadar nikel,  yaitu  ukuran  fraksi  halus  memiliki  kadar  nikel yang tinggi dan sebaliknya ukuran fraksi kasar memiliki kadar  nikel  yang  rendah.  Hal  ini  terjadi  karena  pada ukuran  halus  sudah  mengalami  proses  laterisasi  yang lebih intensif  yang dikontrol  oleh proses pelapukan  dan akan menyebabkan pengayaan unsur Ni. Dari penelitian tersebut  diketahui  kadar  Ni  yang  ekonomis  dijumpai pada ukuran butir yang halus yaitu mencapai 2,4%.
Hasil  penelitian  juga  menunjukkan  bahwa  pada fraksi boulder/ bongkah  masih  mengandung  kadar  Ni yang cukup tinggi yaitu 1,87%  sehingga fraksi tersebut masih  dapat  dikelompokkan  dalam  kategori  ekonomis (UBP  Nikel  Maluku  Utara,  2013).  Dengan  kadar  yang masih  relatif  tinggi  tersebut,  maka  fraksi  ukuran boulder / bongkah dapat dipertimbangkan untuk pengembangan kegiatan penambangan di masa mendatang.
doi: 10.14710/teknik.v43i1.40277               Copyright © 2022, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
Gambar 5. Persebaran kadar nikel pada berbagai ukuran butir

## 4. Kesimpulan
Dari  sampel  hasil  fraksinasi  didapatkan  mineral penyusun  batuan  pada  Dinding  A  dan  Dinding  B, Site Moronopo  terdiri  dari  olivin,  serpentin , silika,  garnierit dan  krisopras.  Kelimpahan  kadar  Ni  yang  ekonomis dijumpai pada  fraksi  ukuran  butir halus  yaitu ukuran  -5 cm  mencapai  2,4%. Pada  fraksi ukuran  butir  kasar/ boulder atau  +25  cm  masih  didapatkan  kadar  Ni yang  cukup  tinggi  yaitu  1,87%  sehingga  masih dapat  dikelompokkan  sebagai  bijih  nikel  yang ekonomis.

## Ucapan Terima Kasih
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  PT  Antam Tbk,  UBP  Nikel  Maluku  Utara  yang  sudah  memberi
kesempatan kepada penulis untyuk melakukan penelitian di Site Moronopo, Halmahera Timur.

## Daftar Pustaka
Aditya,  E.  (2013). Laporan  Pengukuran  Persentase
Kadar  Nikel  Pada  Ukuran  Butir  Material
Saprolit, Site Pakal, PT. ANTAM Tbk . Buli: UBP
Nikel Maluku Utara. Apandi, T dan Sudana, D. (1980). Peta Geologi Lembar Ternate, Maluku Utara . Jakarta : Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Departemen
Pertambangan dan Energi Brand,  N.  W.,  Butt,  C.  R.  dan  Elias,  M.  (1998).  Nickel laterites:  Classification  and  Features. AGSO Journal  of  Australian  Geology  and  Geophysic. (17),  81-88.
Rollinson,  H.  R.  2014. Using  Geochemical  Data: Evaluation,
Presentation,
Interpretation . Roudledge, New York, 384 pp.
Spivak-Birndof,  L.  J.,  Wang,  S.  J.,  Bish,  D.  L.  And Wasylenki,  L.  E.  (2018).  Nickel  Isotope Fractionation  During  Continental  Weathering. Journal Chemical Geology, 476, 316-326. Supriyatna,  Y.  I.,  Sihotang,  I.  H.  And  Sudibyo.  (2019). Preliminary  Study  of  Smelting  of  Indonesian Nickel  Laterite  Ore  Using  an  Electric  Arc Furnace. In The 6th International Conference on Advanced  Materials  Science  and  Technology 2018, 6th ICAMST (pp. 127-131).
UBP  Nikel  Maluku  Utara.  (2013). Instruksi  kerja  PT. ANTAM Tbk. UBP Nikel Maluku Utara yaitu IK- 09.276.21.R01. Buli : PT. ANTAM Tbk.