1. Pendahuluan
Di banyak percakapan publik, industri pertambangan dan metalurgi sering hadir dalam dua wajah ekstrem. Di satu sisi, ia dipuji sebagai tulang punggung ekonomi: memberi devisa, membuka lapangan kerja, dan menopang rantai industri dari hulu ke hilir. Di sisi lain, ia dicurigai sebagai sumber kerusakan: polusi, limbah, lubang tambang, konflik sosial, dan bentang alam yang berubah permanen.
Dua wajah ini sebenarnya lahir dari akar yang sama: industri tambang itu besar, dan yang besar selalu meninggalkan jejak. Jejaknya bisa berupa kemajuan ekonomi, tapi juga bisa berupa residu kimia dan risiko lingkungan yang sulit dibersihkan.
Masalahnya, selama bertahun-tahun, cara kita menyelesaikan jejak itu sering terasa repetitif. Logikanya hampir selalu “tambang dulu, urus limbah belakangan.” Padahal pada skala industri modern, limbah bukan sekadar efek samping. Limbah adalah bagian dari proses. Dan kalau limbah adalah bagian dari proses, maka solusi terbaik adalah membuatnya bisa dikelola sejak awal, bukan menambal setelah terjadi.
Dalam orasi ilmiah ini, Prof. Siti Khodijah Chaerun menempatkan biometalurgi sebagai salah satu jawaban yang lebih rasional untuk dilema tersebut: bagaimana industri tetap berjalan, tetapi beban lingkungannya tidak terus menumpuk. Biometalurgi diposisikan sebagai teknologi yang berpotensi mendukung praktik green and smart mining and metallurgical processes—sebuah istilah yang pada intinya berarti industri tambang dan metalurgi harus mulai beroperasi secara lebih akuntabel, lebih efisien, dan lebih bersahabat dengan ekosistem.
Biometalurgi sendiri bukan konsep baru dalam arti ilmiah, tetapi ia terasa semakin relevan di Indonesia hari ini. Kita sedang berada dalam fase industrialisasi mineral yang agresif: nikel, bauksit, tembaga, hingga dorongan rantai pasok baterai kendaraan listrik. Di saat yang sama, tekanan lingkungan juga meningkat. Artinya, teknologi “yang sekadar bisa bekerja” tidak lagi cukup. Teknologi harus bisa bekerja sambil menurunkan risiko.
Artikel ini membahas biometalurgi sebagai pendekatan naratif-analitis: dari definisi dan posisi dalam rantai proses metalurgi, sampai contoh-contoh aplikasinya seperti bioleaching, bioflokulasi, bioremediasi air asam tambang, biokorosi, hingga biomineralisasi untuk carbon capture. Fokusnya bukan hanya menjelaskan konsep, tetapi menilai mengapa pendekatan biologis ini mulai tampak seperti kebutuhan, bukan pilihan tambahan.
2. Apa Itu Biometalurgi dan Mengapa Ia Mulai Terlihat Lebih “Waras” daripada Metode Konvensional
Kalau kita ingin memahami biometalurgi secara sederhana, kita bisa mulai dari cara berpikir yang paling jujur: metalurgi selalu melibatkan pemisahan. Kita mengambil material dari bumi, lalu memisahkan unsur yang kita mau dari unsur yang tidak kita mau. Dalam praktiknya, pemisahan ini dilakukan lewat beragam jalur: mineral processing, pirometalurgi, hidrometalurgi, pemurnian, lalu produk logam akhir.
Di setiap tahap itu, selalu ada dua hasil: produk utama dan sisa. Sisa inilah yang sering muncul sebagai masalah lingkungan: tailing, slag, air asam tambang, residu pengolahan, sedimen berbahaya, hingga emisi gas seperti CO₂ dan SO₂. Dalam orasi ini bahkan dijelaskan bahwa dampak lingkungan industri pertambangan dan metalurgi bisa mencakup polusi udara (emisi gas berbahaya dan partikulat), pencemaran tanah dan air karena pengelolaan limbah yang buruk, serta gangguan ekosistem perairan akibat akumulasi sedimen berbahaya.
Biometalurgi hadir dengan cara yang berbeda. Ia menawarkan pendekatan yang lebih “berproses perlahan tetapi lebih bersih,” karena menggunakan organisme hidup atau produk metaboliknya sebagai bagian dari proses metalurgi dan lingkungan.
Salah satu kekuatan biometalurgi adalah fleksibilitasnya: ia tidak hanya masuk di satu titik proses, tetapi bisa masuk di beberapa tahapan sekaligus.
Dalam orasi ini, proses metalurgi digambarkan sebagai tahapan yang dapat “dimasuki” biometalurgi pada beberapa titik:
-
pada mineral processing melalui bioflokulasi dan bioflotasi,
-
pada ekstraksi melalui biohidrometalurgi (termasuk bioleaching),
-
pada pemurnian melalui biomineralisasi,
-
pada fase operasi logam yang berhubungan dengan lingkungan melalui isu biokorosi,
-
serta pada pengolahan limbah seperti tailing dan acid mine drainage melalui bioremediasi.
Cara membaca daftar itu sebenarnya sederhana: biometalurgi tidak memandang limbah sebagai “akhir,” tetapi sebagai input baru.
Di sinilah biometalurgi terasa lebih masuk akal dibanding metode konvensional tertentu. Metode kimia murni sering bekerja cepat dan terukur, tetapi biayanya mahal, bahan kimianya bisa berbahaya, dan residunya kadang menciptakan masalah baru. Metode biologis mungkin lebih lambat, tetapi ia bisa lebih selektif, lebih rendah energi, dan lebih ramah pada jalur pengolahan limbah.
Yang menarik, orasi ini memberikan contoh nyata bahwa pendekatan biologis tidak hanya “ide hijau.” Ada data yang menunjukkan efisiensinya.
Misalnya pada kasus pengolahan air asam tambang dari tambang batubara. Flokulan kimia disebut sangat mahal, tetapi penggunaan mikroba dan produk metaboliknya dapat menurunkan biaya secara signifikan, bahkan sampai sekitar sepersepuluh dari biaya bahan kimia. Tidak hanya itu, pendekatan ini juga mampu menaikkan pH ke rentang baku mutu (6–9) sekaligus menurunkan total suspended solid secara drastis dari sekitar 5.000 menjadi 16 mg/L, jauh di bawah standar baku mutu 200 mg/L.
Angka-angka ini penting karena menunjukkan bahwa “ramah lingkungan” tidak selalu berarti “lebih mahal.” Dalam beberapa kasus, justru lebih hemat.
Namun biometalurgi tidak selalu menjadi solusi instan. Ada tantangan biologis yang tidak bisa disederhanakan. Mikroba adalah sistem hidup: ia sensitif terhadap temperatur, pH, nutrisi, dan toksisitas. Itu sebabnya biometalurgi menuntut pendekatan rekayasa proses yang rapi. Ia tidak bisa hanya mengandalkan “mikroba bisa bekerja sendiri.” Mikroba tetap butuh sistem yang membuatnya bisa bekerja optimal.
Di titik ini, biometalurgi bukan sekadar ilmu mikrobiologi, tetapi kombinasi teknik metalurgi, kimia lingkungan, dan rekayasa proses.
3. Biohidrometalurgi: Ekstraksi Nikel, Rare Earth, dan Magnesium dari Sumber yang Selama Ini Dianggap Sisa
Salah satu bagian paling strategis dari biometalurgi adalah biohidrometalurgi, terutama melalui bioleaching. Dalam pendekatan ini, mikroba membantu melarutkan logam dari bijih atau residu sehingga logam bisa dipulihkan.
Bagi Indonesia, bagian ini sangat relevan karena kita sedang berada di era nikel.
Dalam orasi ini, disebutkan bahwa biohidrometalurgi dapat digunakan untuk mengekstraksi nikel dari bijih limonit dan saprolit. Dan ini punya konteks besar: Indonesia disebut sebagai nomor satu dalam nikel, dan posisi ini membuat kita menjadi target negara-negara yang membutuhkan pasokan nikel, terutama sejak program kendaraan listrik menjadi agenda global.
Yang membuat biohidrometalurgi menarik bukan hanya karena “bisa mengambil nikel,” tetapi karena ia menawarkan selektivitas. Jika selektivitas tinggi, tahap pemurnian berikutnya lebih mudah. Di sisi industri, itu berarti biaya turun, proses lebih stabil, dan risiko limbah juga bisa lebih terkendali.
Tidak berhenti di nikel, orasi ini juga menyinggung pemulihan rare earth elements (logam tanah jarang) dari red mud. Red mud sendiri adalah residu dari proses pemurnian bauksit menjadi alumina—limbah yang selama ini dikenal bermasalah karena volumenya besar dan sifat kimianya bisa agresif.
Di sini, biometalurgi menawarkan jalan yang menarik: limbah tidak diposisikan sebagai beban permanen, tetapi sebagai “tambang kedua.” Rare earth elements bernilai tinggi dan menjadi komponen penting dalam banyak material maju. Jadi ketika logam tanah jarang bisa direcovery dari red mud melalui bioleaching, itu mengubah status red mud: dari residu menjadi potensi sumber ekonomi baru.
Ada lagi contoh yang terasa sangat relevan bagi konsep circular economy di industri metalurgi: pemanfaatan slag atau produk samping dari proses pirometalurgi. Slag sering dipandang sebagai sisa, tetapi slag tertentu bisa kaya magnesium. Dalam orasi ini disebutkan bahwa melalui bakteri mixotroph (yang bisa mengoksidasi besi), magnesium dapat dihasilkan sampai sekitar 6 g/L dalam bentuk ion, dengan selektivitas tinggi terhadap besi.
Angka 6 g/L ini bukan sekadar detail. Ia menunjukkan bahwa pemulihan magnesium bukan sesuatu yang hanya terjadi dalam skala “jejak.” Ada potensi produksi yang nyata.
Kalau kita susun ulang narasinya, biohidrometalurgi sebenarnya mengubah cara industri melihat sumber daya:
-
bijih primer tetap penting (nikel limonit dan saprolit),
-
tetapi residu proses juga bisa jadi sumber baru (red mud dan slag).
Ini penting karena industrialisasi mineral selalu menghasilkan residu. Kalau residu itu bisa menjadi bahan baku baru, maka industri tidak hanya semakin besar, tetapi semakin efisien.
4. Dari Bioflokulasi sampai Biokorosi: Ketika Mikroba Bisa Jadi Solusi, dan Kadang Jadi Masalah
Tidak semua peran mikroba di dunia metalurgi selalu “baik.” Mikroba bisa menjadi alat pemrosesan, tetapi mikroba juga bisa menjadi ancaman, terutama dalam konteks biokorosi.
Orasi ini menyinggung fakta yang cukup mengganggu bagi industri: biokorosi dapat menjadi penyebab besar dari korosi, bahkan disebut dalam rentang 30% sampai 80%.
Angka sebesar itu memberi pesan jelas: mikroba tidak bisa diperlakukan sebagai hal kecil. Ia bisa mempercepat degradasi material, merusak pipa, merusak tangki, dan menambah biaya maintenance secara signifikan. Dalam industri migas, metalurgi, dan sistem transport fluida, korosi bukan hanya kerugian material, tapi juga risiko keselamatan.
Namun yang menarik, orasi ini tidak memposisikan mikroba hanya sebagai musuh. Di sisi lain, mikroba juga bisa menjadi pengganti bahan kimia di mineral processing.
Bioflokulasi misalnya, dikembangkan untuk membantu pemisahan mineral. Dalam orasi ini disebutkan bahwa teknik bioflokulasi berhasil digunakan untuk memisahkan besi dari red mud.
Di samping itu, bioflotasi juga dibahas sebagai respon terhadap perubahan regulasi. Disebutkan bahwa reagen flotasi berbasis bahan kimia tertentu bersifat toksik dan sudah dilarang di Eropa, sehingga ada dorongan untuk mengembangkan reagen yang lebih ramah lingkungan. Maka pendekatan bioflotasi memakai mikroba dan produk metaboliknya menjadi masuk akal.
Meski begitu, riset tidak selalu memberi hasil ideal. Dalam contoh pengembangan reagen bioflotasi, disebutkan bahwa kadar Pb hasilnya belum terlalu tinggi sehingga perlu optimasi dan riset lanjut.
Buat industri, bagian ini justru penting karena menunjukkan sesuatu yang realistis: inovasi itu bertahap. Kadang recovery tinggi, tapi kadar rendah. Kadang mekanisme berjalan, tapi produk belum sesuai target. Tetapi tetap ada progres yang bisa dijadikan dasar pengembangan berikutnya.
Selain mineral processing dan biokorosi, orasi ini juga menyinggung bionanometal: produksi nanopartikel tembaga menggunakan agen produksi berbasis bahan hayati seperti bakteri, fungi, alga, dan bagian tanaman. Pendekatan ini menarik karena menghubungkan limbah yang mengandung tembaga dengan produksi material bernilai tambah tinggi.
Di sini terlihat bahwa biometalurgi tidak hanya bicara “ekstraksi logam massal,” tetapi juga bisa masuk ke jalur material maju.
5. Bioremediasi, Phyto-mining, dan Biomineralisasi: Saat Limbah Tambang Bisa Dipulihkan, bahkan Dipakai untuk Carbon Capture
Kalau biohidrometalurgi adalah bagian “heroik” dari biometalurgi—karena ia mengekstrak logam bernilai dari bijih dan limbah—maka bioremediasi adalah bagian yang lebih sunyi, tetapi sering justru lebih menentukan. Karena sejujurnya, banyak konflik tambang bukan terjadi karena logamnya, melainkan karena residunya.
Salah satu residu yang paling sering menjadi sumber masalah adalah air asam tambang.
Air asam tambang bukan sekadar air yang pH-nya turun. Ia adalah sistem kimia yang membawa logam terlarut, berpotensi toksik, dan dapat merusak ekosistem jika mengalir tanpa kontrol. Dalam praktik lapangan, begitu air sudah menjadi asam, maka ia cenderung “menarik” logam-logam lain ikut larut. Itu yang membuatnya berbahaya: ia menjadi kendaraan yang membawa kontaminan ke tempat yang lebih jauh.
Di titik ini, pendekatan konvensional biasanya memakai bahan kimia netralisasi. Masalahnya, netralisasi sering mahal dan menghasilkan residu tambahan. Ia menyelesaikan satu masalah, tetapi membuka persoalan baru: biaya tinggi dan sludge yang juga harus diolah.
Biometalurgi menawarkan pendekatan yang lebih “hemat konflik.” Dalam orasi ini, disebutkan bahwa penggunaan flokulan kimia untuk pengolahan air asam tambang bisa sangat mahal, sedangkan mikroba dan produk metaboliknya bisa menekan biaya hampir sampai sepersepuluh. Lebih penting lagi, pendekatan ini bukan hanya menetralkan pH, tetapi juga mampu menurunkan total suspended solid secara drastis dari 5.000 menjadi 16 mg/L, jauh di bawah standar baku mutu 200 mg/L. Dalam bahasa sederhana: bukan hanya airnya tidak asam lagi, tetapi kekeruhannya pun turun ke level yang sangat aman.
Di sini kita melihat satu hal yang sering hilang dalam diskusi “green mining”: lingkungan dan ekonomi tidak selalu bertentangan. Kadang, justru proses yang lebih biologis bisa lebih murah karena ia mengurangi ketergantungan pada bahan kimia.
Namun bioremediasi bukan hanya tentang air asam tambang. Ia juga berkaitan dengan tailing, slag, dan residu padat yang volumenya masif.
Di banyak lokasi tambang, tailing adalah “gunung baru” yang tercipta tanpa pernah masuk ke narasi pembangunan. Ia ada, ia diam, tetapi ia menyimpan risiko dalam jangka panjang. Karena itu, gagasan biometalurgi yang memandang by-product sebagai raw material menjadi menarik: limbah tidak diposisikan sebagai akhir, tetapi sebagai bahan baku untuk proses berikutnya.
Selain bioremediasi, ada satu konsep yang terasa unik tetapi sebenarnya sangat logis: phyto-mining.
Phyto-mining adalah gagasan bahwa tanaman bisa dipakai sebagai alat ekstraksi. Tanaman hiperakumulator dapat menyerap logam dari tanah atau material low grade ore. Setelah tanaman dipanen, barulah logamnya diambil melalui proses leaching atau bioleaching.
Di permukaan, konsep ini terdengar seperti eksperimen. Tetapi kalau dilihat dengan kacamata ekonomi tambang, phyto-mining adalah cara mengelola material yang selama ini dianggap tidak ekonomis. Tanah bekas tambang atau bijih kadar rendah yang tidak layak diolah dengan proses biasa bisa diperlakukan sebagai “lahan produksi logam” lewat jalur biologis.
Ini bukan berarti phyto-mining menggantikan smelter. Tidak. Tetapi ia memberi ruang baru untuk pemulihan, khususnya pada lokasi yang sudah terluka.
Ada lagi bagian yang menarik karena menghubungkan biometalurgi dengan masa depan industri: biomineralisasi.
Biomineralisasi di sini tidak hanya dipakai untuk lingkungan, tetapi juga masuk ke ranah konstruksi. Dalam orasi ini dijelaskan bahwa bakteri dapat menghasilkan kalsium karbonat yang membantu menutup retakan atau celah pada mortar sehingga terjadi self-healing. Ini salah satu contoh bagaimana proses biologis bisa masuk ke material engineering, bukan hanya tambang.
Namun yang paling strategis adalah ketika biomineralisasi dihubungkan dengan carbon capture.
Orasi ini memberikan gambaran yang cukup kuat: bakteri tertentu dapat menghasilkan enzim carbonic anhydrase yang mempercepat proses pembentukan karbonat dari CO₂ dengan laju sangat tinggi—bahkan disebut mencapai jutaan kali lipat dibanding tanpa bakteri. Secara praktis, ini berarti CO₂ bisa lebih cepat diubah menjadi bentuk yang lebih stabil (misalnya karbonat), bukan dilepas kembali ke atmosfer.
Bagian ini terasa penting bukan hanya karena “hijau,” tetapi karena ia membuka pintu baru bagi industri: tambang dan metalurgi tidak hanya mengurangi polusi, tetapi bisa menjadi bagian dari solusi transisi energi.
Dan kalau kita jujur, Indonesia memang butuh itu. Karena kita bukan hanya negara tambang, tetapi negara yang sedang menuju industrialisasi berbasis mineral. Kalau industrialisasi ini berjalan tanpa solusi lingkungan, biaya sosialnya akan semakin tinggi. Kalau industrialisasi ini berjalan dengan inovasi seperti biometalurgi, maka tambang bisa menjadi lebih akuntabel.
6. Kesimpulan: Biometalurgi Adalah Jalan Tengah yang Paling Masuk Akal untuk Indonesia
Biometalurgi sering terdengar seperti kata yang “kecil” dibanding tambang yang besar. Tetapi justru di situlah kekuatannya. Mikroba bekerja dalam skala kecil, tetapi dampaknya bisa besar ketika diterapkan pada sistem industri yang masif.
Dari keseluruhan pembahasan, ada tiga pesan yang bisa ditarik.
Pertama, biometalurgi memberi jalur proses baru yang lebih selektif dan lebih ramah lingkungan.
Biohidrometalurgi dapat mengekstrak logam strategis seperti nikel, memulihkan rare earth dari limbah seperti red mud, bahkan mengambil magnesium dari slag dengan selektivitas tinggi. Ini membuat residu industri tidak selalu harus menjadi beban.
Kedua, biometalurgi menurunkan biaya dan risiko pada titik yang sering paling sensitif: limbah.
Pada pengolahan air asam tambang misalnya, pendekatan mikroba dan produk metaboliknya mampu menurunkan biaya sekaligus memperbaiki kualitas air dengan hasil yang sangat signifikan. Ini menegaskan bahwa solusi biologis bukan hanya “baik untuk lingkungan,” tetapi juga bisa lebih masuk akal secara ekonomi.
Ketiga, biometalurgi membuka ruang baru untuk masa depan industri: circular economy dan carbon management.
Biomineralisasi tidak hanya membantu memperbaiki material konstruksi lewat self-healing, tetapi juga menawarkan jalur carbon capture yang lebih cepat dan berpotensi lebih stabil, dengan mengubah CO₂ menjadi bentuk mineral karbonat.
Namun penting untuk ditekankan: biometalurgi bukan jalan pintas. Ia bukan teknologi “sekali pasang langsung selesai.” Karena mikroba bukan mesin. Ia butuh kondisi optimum, kontrol proses, dan disiplin rekayasa. Jika biometalurgi dipaksakan tanpa desain sistem, ia bisa gagal di lapangan.
Tetapi kalau biometalurgi dibangun sebagai ekosistem—melibatkan riset, pilot plant, integrasi dengan proses metalurgi, dan regulasi yang mendukung—maka ia bisa menjadi salah satu teknologi kunci untuk menjembatani dua tuntutan besar Indonesia: hilirisasi mineral dan keberlanjutan lingkungan.
Di era di mana dunia menuntut industri lebih bersih dan lebih transparan, biometalurgi memberi satu jawaban yang terlihat sederhana tetapi punya dampak besar: biarkan proses hidup membantu proses industri, selama kita mengelolanya dengan ilmu dan disiplin.
Daftar Pustaka
Chaerun, S. K. (2024). Biometalurgi sebagai solusi inovatif untuk tantangan lingkungan menuju proses yang berkelanjutan dan ramah lingkungan. Orasi Ilmiah Guru Besar, Institut Teknologi Bandung.
Rawlings, D. E., & Johnson, D. B. (2007). The microbiology of biomining: Development and optimization of mineral-oxidizing microbial consortia. Microbiology, 153(2), 315–324.
Bosecker, K. (1997). Bioleaching: Metal solubilization by microorganisms. FEMS Microbiology Reviews, 20(3–4), 591–604.
Johnson, D. B. (2014). Biomining—Biotechnologies for extracting and recovering metals from ores and waste materials. Current Opinion in Biotechnology, 30, 24–31.
Zhu, T., Dittrich, M., & Hu, X. (2021). Carbonic anhydrase-driven microbially induced carbonate precipitation: A review of mechanisms and applications. Journal of Cleaner Production, 278, 123–141.