Batubara terdiri dari bahan organik yang mudah terbakar dengan jumlah bahan mineral anorganik yang bervariasi. Hasil pembakaran batubara disebut sebagai Fly Ash. Secara umum, kandungan utama fly ash adalah SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, dan CaO, tetapi di dalamnya juga bisa terdapat unsur atau mineral berharga, seperti Al2O3, REE, hingga trace precious metals seperti Au, Pt, Pd, Rh, dll. Hal ini tentunya menjadi bahan pertimbangan untuk pemerintah dan para pelaku industri pertambangan untuk kembali meninjau ulang potensi dari fly ash, dimana produk sisa ini memiliki peluang untuk menjadi produk yang bernilai tinggi di pasar dunia.
Mineral berharga dalam batubara akan tercairkan selama proses pembakaran dengan suhu tinggi, hingga kemudian didinginkan. Pada boiler yang menggunakan batubara bubuk, suhu operasi tungku biasanya mencapai 1400oC. Pada suhu tersebut, bahan mineral dalam batu bara dapat teroksidasi, terdekomposisi, meleleh, hancur, atau menggumpal. Pendinginan cepat di zona pasca-pembakaran menyebabkan pembentukan partikel bulat, amorf (non-kristalin), menghasilkan konsentrat berbagai macam mineral anorganik didalam fly ash tersebut (G. Barbara, 2006). Proses pembakaran ini juga disinyalir dapat menjadi proses preparasinya, karena selain tujuan utamanya untuk menghasilkan batubara, proses ini juga memisahkan mineral-mineral ikutan dari batubara tersebut, yang dimana mineral ini terkumpul dan terkonsentrasi di dalam fly ash.
Fly ash ini umumnya kaya akan oksida utama seperti SiO₂, Al₂O₃, dan Fe₂O₃, serta sejumlah unsur minor dan trace yang bernilai ekonomis, termasuk logam tanah jarang (REEs), germanium, gallium, hingga logam mulia. Oleh karena itu, berbagai metode pengolahan telah dikembangkan untuk mengekstrak mineral-mineral tersebut, dengan fokus pada teknik pemisahan, pelindian (leaching), hingga metode bioteknologi (Sahoo et al., 2016).
Salah satu pendekatan penting adalah ekstraksi alumina dan silika dari fly ash. Metode yang digunakan antara lain proses sintering alkali dan pelindian asam, yang memungkinkan pemisahan oksida aluminium dan silikon dengan efisiensi yang cukup tinggi. Proses sintering alkali mengubah silika menjadi natrium silikat larut, sehingga alumina dapat dipisahkan lebih lanjut melalui kalsinasi. Alternatif lainnya adalah metode klorinasi pada temperatur tinggi yang terbukti mampu menghasilkan ekstrak aluminium dan titanium hingga 70–80%, meskipun biayanya relatif tinggi. Teknik-teknik ini menunjukkan bahwa fly ash dapat menjadi sumber sekunder alumina yang signifikan di luar bauksit (Sahoo et al., 2016).
Selain aluminium dan silika, pemulihan unsur tanah jarang (REEs) dari fly ash juga menjadi fokus penelitian. Metode pelindian menggunakan asam mineral (HNO₃, H₂SO₄, HCl) dan dilanjutkan dengan teknik pemisahan seperti ekstraksi pelarut dan penukar ion telah diuji untuk meningkatkan perolehan REEs. Beberapa studi terbaru juga mengusulkan penggunaan metode ramah lingkungan, misalnya bioleaching menggunakan bakteri pengoksidasi sulfur dan besi, yang mampu melarutkan logam dari matriks abu terbang dengan konsumsi energi lebih rendah. Pendekatan ini dinilai menjanjikan karena dapat menurunkan dampak lingkungan dibanding metode konvensional berbasis asam kuat (Sahoo et al., 2016).
Sejalan dengan tren teknologi hijau, penelitian terbaru menekankan pada optimalisasi metode hidrometalurgi untuk mengekstraksi REEs dari fly ash dengan meminimalisasi residu berbahaya. Sebuah studi terkini menunjukkan bahwa kombinasi pelindian selektif dengan optimasi kondisi proses, seperti konsentrasi asam, rasio cair-padat, dan suhu, mampu meningkatkan efisiensi ekstraksi hingga 90% untuk unsur tertentu. Dengan demikian, fly ash tidak hanya dilihat sebagai limbah, tetapi juga sebagai cadangan strategis untuk memenuhi kebutuhan mineral kritis dunia, terutama dalam mendukung pengembangan energi terbarukan dan teknologi maju (Zhang et al., 2024).
Dari pendekatan dan penelitian yang telah dilakukan, diharapkan dapat menjadi pembuka wawasan untuk pemerintah dan pelaku perusahaan pertambangan untuk dapat memanfaatkan secara maksimal dari segala produk maupun sisa hasil proses yang ada, sehingga dapat memaksimalkan keuntungan dan mengurangi dampak dari material sisa yang pada mulanya dibuang, kemudian kembali diolah untuk dimaksimalkan. Hal ini tentunya menjadi perhatian yang sangat penting, karena dengan ini kita juga dapat menjaga kelestarian lingkungan untuk kedepannya.
DAFTAR PUSTAKA
Ahmaruzzaman, M. (2010). A review on the utilization of fly ash. Progress in Energy and Combustion Science, 36(3), 327–363. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2009.11.003
Arroyo, F., Font, O., Chimenos, J. M., Pereira, C. F., Querol, X., & Coca, P. (2014). IGCC fly ash valorisation: Optimisation of Ge and Ga recovery for an industrial application. Fuel Processing Technology, 124, 222–227. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2014.03.019
Ketris, M. P., & Yudovich, Y. E. (2009). Estimations of Clarkes for carbonaceous biolithes: World averages for trace element contents in black shales and coals. International Journal of Coal Geology, 78(2), 135–148. https://doi.org/10.1016/j.coal.2009.01.002
Matjie, R. H., Bunt, J. R., van Heerden, J. H. P., & Schobert, H. H. (2005). Extraction of alumina from coal fly ash generated from a selected South African power station: A case study. Fuel, 84(11), 1235–1242. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2004.12.021
Sahoo, P. K., Kim, K., Powell, M. A., & Equeenuddin, S. M. (2016). Recovery of metals and other beneficial products from coal fly ash: A sustainable approach for fly ash management. International Journal of Coal Science & Technology. https://doi.org/10.1007/s40789-016-0141-2
Seredin, V. V., & Dai, S. (2012). Coal deposits as potential alternative sources for lanthanides and yttrium. International Journal of Coal Geology, 94, 67–93. https://doi.org/10.1016/j.coal.2011.11.001
Zhang, N., Wang, X., Chen, X., Li, J., & Zhou, T. (2024). Selective recovery of rare earth elements from coal fly ash via optimized hydrometallurgical processes. Journal of Environmental Chemical Engineering, 12(5), 112769. https://doi.org/10.1016/j.jece.2024.112769
