PROSES PEMURNIAN LOGAM BUKAN BESI
Setelah mempelajari bab ini, mahasiswa diharapkan
dapat;
-
Menjelaska peran loga bukan besi pada logam besi
-
Menjelaskan sifat-sifat logam bukan besi.
-
Menjelaskan peranan logam bukan besi sebagai logam pemadu
pada logam besi.
-
Menjelaskan proses peleburan logam bukan besi.
-
Menyebutkan sifat-sifat dan kegunaan beberapa jenis logam
bukan besi.
4.1. Pendahuluan
Logam non ferro atau logam bukan besi adalah logam yang tidak mengandung unsur
besi (Fe). Logam non ferro murni kebanyakan tidak digunakan begitu saja tanpa
dipadukan dengan logam lain, karena biasanya sifat-sifatnya belum memenuhi
syarat yang diinginkan. Kecuali logam
non ferro murni, platina, emas dan perak tidak dipadukan karena sudah memiliki
sifat yang baik, misalnya ketahanan kimia dan daya hantar listrik yang baik
serta cukup kuat, sehingga dapat digunakan dalam keadaan murni. Tetapi karena
harganya mahal, ketiga jenis logam ini hanya digunakan untuk keperluan khusus.
Misalnya dalam teknik proses dan laboratorium di samping keperluan tertentu
seperti perhiasan dan sejenisnya.
Logam non fero juga digunakan
untuk campuran besi atau baja dengan tujuan memperbaiki sifat-sifat baja. Dari
jenis logam non ferro berat yang sering digunakan uintuk paduan baja antara
lain, nekel, kromium, molebdenum, wolfram dan
sebagainya. Sedangkan dari logam non ferro ringan antara lain: magnesium,
titanium, kalsium dan sebagainya. Logam-logam nonferro dan paduannya tidak
diproduksi secara besar-besaran seperti logam besi, tetapi cukup vital untuk
kebutuhan industri karena memiliki sifat-sifat yang tidak ditemukan pada logam
besi dan baja.
4.2.
Sifat-Sifat Logam Bukan
Besi
Kebanyakan logam bukan besi
tahan terhadap korosi (air atau kelembaban), misalnya: zat magnesium, tahan
terhadap korosi dalam lingkungan udara biasa, akan tetapi di dalam air laut,
ketahan terhadap korosinya dibawah ketahanan baja biasa.
Pemilihan paduan tertentu
tergantung pada banyak hal, antara lain kekuatan, kemudahan dalam pemberian
bentuk, berat jenis, harga bahan baku, upah pembuatan dan penampilannya.
Kebanyakan logam bukan besi tahan terhadap korosi (air atau kelembaban). Secara
umum semakin berat suatu logam bukan besi semakin baik daya tahan korosinya.
Pengecualian pada aluminium, pada permukaannya terbentuk suatu lapisan oksida
yang dapat melindungi logam aluminium tersebut dari korosi selanjutnya.
Warna asli dari logam bukan
besi, yaitu kuning, abu-abu, perak, dan lain sebagainya, termasuk teknik
pewarnaan, seperti: anodisasi pada aluminium, dapat menambah nilai
estetika logam-logam tersebut.
Pada umumnya, logam non-besi
mempunyai daya hantar listrik lebih baik dibandingkan dengan
besi, sebagai contoh: tembaga, mempunyai daya hantar listrik 5,3 kali lebih
baik dibandingkan besi, sedangkan aluminium, 3,2 kali lebih baik. Demikian juga
hal nya dengan titik cair, titik cair logam bukan besi berkisar
antara 327 °C s/d 1800 °C, namun untuk penuangan, biasanya suhu nya dinaik kan antara 200 °C s/d
315 °C diatas suhu titik cair nya. Umum nya logam bukan besi, agak sulit untuk
dilas, sedangkan kemampuan terhadap pengecoran, permesinan dan pembentukan,
berbeda-beda, misalnya: ada logam yang dapat mengalami pembentukan dengan
pengerjaan dingin, namun ada pula yang tidak mungkin untuk dibentuk dalam
keadaan dingin.
4.3.
Proses Peleburan
Logam bukan besi tidak
ditemukan sebagai logam murni dialam bebas, biasanya masih terikat sebagai
oksida dengan berbagai macam kotoran-kotoran yang membentuk bijih-bijih. Ada
beberapa tahapan untuk mengolah bijih logam bukan besi, yakni:
- tahap penghalusan mineral
- tahap pencucian
- tahap pemisahan antara logam dengan kotoran
- tahap peleburan
Kadang-kadang, tahap proses
peleburan menjadi lebih sulit, misal nya karena bijih tembaga, timah hitam dan
seng, hanya di dapat di suatu daerah tertentu saja, atau bahkan disuatu daerah
dijumpai campuran dari 21 jenis bijih logam bukan besi.
Dapur Peleburan
Pada mulanya tanur tinggi dengan kapasitas
kecil digunakan untuk melebur tembaga, timah, dan beberapa unsur lainnya. Didalam tanur, bahan baku dicampur dengan kokas kemudian ditiupkan udara untuk
mempercepat proses pembakaran. Karena tiupan udaranya cukup cepat (kencang),
maka ukuran kokas, maupun bijih tidak boleh lebih kecil dari 1 cm. Saat proses
peleburan berlangsung, ditambahkan fluks untuk
memperoleh logam yang lebih murni, sekaligus untuk mengurangi kekentalan
(viskositas) terak cair.
Dapur-dapur yang umum
digunakan untuk melebur logam bukan besi, biasanya dari jenis reverberasi.
Penambahan fluks (pembentuk terak), bertujuan untuk mengurangi oksidasi, dimana
biasanya dapur di lengkapi oleh alat tadah uap maupun tadah debu. Disamping
menggunakan dapur peleburan, digunakan juga dapur pemanggang untuk mengoksidasi
bijih dari mineral sulfida, gas oksidasi dihembuskan melalui kisi dan mengenai
bijih, sedangkan dapur pemanggang digunakan untuk memurnikan tembaga dan seng.
4.4. Logam Tembaga
Dari
produksi seluruh dunia, tembaga dipakai lebih dari 50% dalam dunia teknik
listrik. Hal ini karena tembaga mempunyai daya hantar yang baik untuk listrik,
juga untuk panas ia merupakan pengahantar yang baik, sehingga ia banyak dipakai
dalam teknik pendinginan dan pemanasan; umpamanya di dalam penukar panas,
radiator pendingin, kondensor, dll.
Dalam
keadaan terpijar lunak, tembaga murni lunak, ulet, dan hanya memiiiki kekuatan
yang rendah. Ini dapat ditingikatkan melalui pembentukan dingin (penggilingan,
perentangan, pengempaan). Baik dalam keadaan panas harus berlangsung di atas
sekitar 650OC. Tembaga yang telah mengeras akibat pemberian bentuk
dalam keadaan dingin dapat menjadi lunak kembali melalui pemijaran antara 300
hingga 700OC.
Kesudian
tembaga untuk diserpihkan buruk karena ia “melumuri” (dapat diperbaiki dengan
sedikit imbuhan timah dan seng).
Kesudiannya untuk dituang buruk, karena ia menjadi berpori-pori pada saat
mengejang, sedikit imbuhan fosphor, mangan, silisium, magnesium, dan barilium
mencegah pembentukan pori-pori. Tembaga dapat disolder lunak dan keras dengan
baik. Untuk pengelasan hanya cocok jenis yang bebas zat asam (misalnya SB CU
menurut DIN 1708).
Tembaga
tahan karat di udara. Pada penyimpanan jangka panjang terbentuk lapisan oksid (
lapisan pelindung) yang gelap dan butek pada permukaan. Di udara lembab,
tembaga menyelimuti diri dengan suatu lapisan hijau tembaga karbonat (platina,
karat mulia). Asam, garam, belerang, bahan mengandung belerang, dan amoniak
yang mengoksidasikan, menyerang tembaga.
Di bawah pengaruh asam cuka dan asam buah-buahan terbentuk karat hijau, garam
tembaga yang sangat beracun.
Tembaga bewarna
coklat keabu-abuan dan mempunyai struktur kristal FCC. Bijih-bijih tembaga
dapat diklasifikasikan atas 3 golongan .
·
Bijih sulfida.
·
Bijih oksida.
- Bijih murni (native).
Bijih tembaga yang penting
Mineral
|
Rumus Kimia
|
Kandungan Tembaga
|
Chalcopyrite
|
Cu FeS2
|
34,6%
|
Bornite
|
5 Cu S Fe2 S3
|
55,65%
|
Chalcocite
|
C u S
|
68.5%
|
Malachite
|
Cu CO3Cu
|
57,4%
|
Nattive Cupper
|
Cu
|
99,99%
|
Heterogenite
|
2Cu O3CuO H2O
|
|
A.
Proses Pemurnian Bijih
Tembaga.
Proses pernurnian bijih
tembaga dapat dilakukan dengan dua cara:
· Proses Pirometalurgy:
Proses ini menggunakan temperatur
tinggi yang diperoleh dari pembakaran bahan bakar. Bijih tembaga yang telah
dipisahkan dari kotoran-kotoran (tailing) dipanggang untuk menghilangkan asam
belerang dan selanjutnya bijih ini dilebur.


Gambar
1. Diagram proses konvertor.
Pada
peleburan tersebut, bijih-bijih dipisahkan dari terak dan akan menghasilkan
mette, selanjutnya mette ini diproses pada converter sehingga unsur-unsur besi dan belerang dapat
dipisahkan dan akan menghasilkan tembaga blister. Tembaga blister masih
mengandung sejumlah unsur-unsur besi, belerang, seng, nikel, arsen, dsbnya, sehingga blister ini harus diproses
ulang (refining) yang pelaksanaannya dapat dilakukan pada reverberatory.

Gambar 2. Konvertor untuk Tembaga. 1. Lining, 2. nose or mouth; 3
tuyere; 4. roller stand.

Gambar
3. Reverberatory.
· Proses Hidrometalurgy
Metode ini dilakukan dengan cara
melarutkan bijih-biiih tembaga (leaching) kedalam suatu larutan tertentu,
kemudian tembaga dipisahkan dari bahan ikutan lainnya(kotoran).
Untuk meleaching bijih tembaga yang
bersifat oksida, digunakan asam sulfat (H2SO4), seperti ditunjukkan
pada reaksi di bawah ini:
CuCO3.Cu(OH) 2 +
2 H2SO4 → 2
CuSO4 + CO2 + 3 H2O
Untuk meleaching bijih tembaga yang
bersifat sulfida atau native digunakan ferri sulfat 2Fe2(SO4)3,
seperti bijih cholcocite di bawah ini:
Cu2S + 2Fe2(SO4)3
→ 2CuSO4 + 4FeSO4 +
S
Untuk bijih chalcopyrite dan bornite,
reaksinya berjalan lambat dan tidak dapat larut seluruhnya.
Setelah hasil leaching dipisahkan
dari bagian-bagian yang tidak dapat larut , kemudian larutan ini diproses
secara elektrolisa, sehingga didapatkan tembaga murni.

Gambar. 4. Diagram Proses
Pyrometallurghy Tembaga.
B.
Jenis-Jenis Tembaga
Beberapa jenis perdagangan (cuplikan
dari DIN 1708) .
Jenis tembaga dengan kandungan zat asam
|
Jenis tembaga tanpa kandungan zat asam
|
Tembaga A A-Cu
(99,0%)
|
Tembaga SA A-Cu
(99,0%)
|
Tembaga B B-Cu
(99,25%)
|
Tembaga SB B-Cu
(99,25%)
|
Tembaga C C-Cu
(99,5%)
|
Tembaga SC C-Cu
(99,5%)
|
Tembaga D D-Cu
(99,9%)
|
Tembaga SE E-Cu
(99,9%)
|
Tembaga
elektrolit katode KE-Cu (99,0%)
|
|
C. Sifat-Sifat tembaga
Rapat massa relatif
|
:
|
8,9 gr/cm3
|
Titik lebur
|
:
|
1070—1093 OC (tergantung kadar
kemurniannya)
|
Sifat-sifat
|
:
|
-
tembaga
murni adalah lunak, kuat dan malkabel.
-
Kondutivitas
panas dan listrik sangat tinggi.
|
Penggunaan
|
:
|
Tembaga banyak digunakan untuk konduktor listrik,
alat solder, pipa spiral pendingin, kerajinan tangan, sebagai bahan dasar
pembuatan kuningan dan pernggu, dll.
|
Kekuatan tarik
|
:
|
200—300 N/mm2.
|
4.5. Logam Aluminium
Sifat aluminium yang menonjol adalah berat jenisnya yang rendah dan daya
hantar listrik/panas yang cukup baik. Aluminium menyelimuti diri dari udara
dengan sebuah lapisan oksid (pelidung.) yang tidak boleh dirusak.
Aluminium tidak tahan terhadap alkali dan asam garam. Karena kekerasannya
rendah, aluminium kurang baik untuk diubah bentuk dengan penyerpihan. Untuk itu
diperlukan sudut serpih yang besar, kecepatan sayat yang tinggi dan bahan pelumas
yang cocok.
Aluminium benar-benar lunak dan mudah diregangkan, sehingga mudah diubah
bentuk dalam keadaan dingin dan panas. Melalui penggilingan dapat dihasilkan
selaput sampai tebai 0,004 mm.
Aluminium tidak beracun dan tidak magnetis, merupakan reflector (pemantul
balik) yang baik untuk panas: cahaya dan gelombang-gelombang elektromagnetis.
Logam aluminium mempunyai struktur kristai FCC. Logam tahan terhadap
korosi pada media yang berubah-ubah dan juga mempunyai ducktilitas yang tinggi.
Aluminium sering terdapat di atas bumi dalam bentuk senyawa kimia, namun di
alam tidak ditemukan aluminium dalam keadaan murni. Bahan dasar terpenting
untuk pembuatan aluminium ialah bauksit, yang merupakan kumpulan mineral (tanah
tawas, oksid aluminium) dengan imbuhan oksid besi dan asam silica.
Bijih-bijih aluminium dapat diklasifikasikan menjadi beberapa golongan,
yaitu:
-
Bauksit ; bijih ini didapat dalam bentuk batu-batuan berwarna
merah atau coklat. Bauksit setelah dipisahkan dari kotoran-kotoran penghantar
didapat kaolin (AI2O3. 2SiO2.H2O),
Bochimite diapore (Al2 H2O),gibbsite (Al2O3.3H2O).
-
Nepheline (NaK)2O Al2O3.SiO2).
-
Alunite (K2SO4) 3. 4 Al (OH)
3)
-
Sianite (AI2O3Si.O2),bijih ini
tidak diproduksi untuk aluminium, tetapi diproduksi untuk peleburan langsung
paduan aluminium silikon.
A. Proses Pemurnian Bijih Aluminium.
Metode proses pemurnian aluminium dapat diklasifikasikan
menjadi 3 macam, yaitu :
1. Proses elektrothermis :
Pada proses ini bijih-bijih dicairkan
/ direduksi dalam dapur listrik sehingga diperoleh cairan aluminium. Proses ini
jarang digunakan karena diperlukan energi listrik yang sangat besar.
2. Proses asam;
Pada proses ini bijih-bijih
aluminium dilarutkan dalam larutan asam (H2S04, HCl,
dsb). Dari reaksi ini didapatkan garam Al2(SO4)3,
Al2Cl3, dsb. Sehingga unsur-unsur penghantar dapat
dipisahkan. Setelah garam terpisah dari pengantarnya, kemudiar logam dan garam
tersebut dipisahkan.
Proses ini dalam industri digunakan dalam batas-batas tertentu,
karena dibutuhkan peralatan-peralatan
tahan asam yang sangat mahal.
3. Proses alkaline;
Proses ini adalah efek dari reaksi
bauksit dengan NaOH atau Na2CO3 dengan bahan tambahan kapur/batu kapur. Dari
hasil ini akan didapatkan Sodium Aluminate. Pada proses ini, unsur-unsur oksida
besi, titanium, dan calsium dapat dipisahkan dan silisium yang ada dalam
bijih-bijih akan bereaksi dengan alkali yang mengakibatkan sebagian dari
alkalis dan aluminium yang bereaksi akan mengotori aluminium yang akan
dihasilkan. Oleh karenanya metode alkaline sering digunakan pada bijih-bijih
dengan kandungan silika yang rendah.
B. Sifat-sifat aluminium
Rapat massa
relatif
|
:
|
2,7 gr/cm3
|
Titik lebur
|
:
|
660 OC
|
Sifat-sifat
|
:
|
·
Paling ringan diantara logam-logam yang sering digunakan.
·
Penghantar panas dan listrik yang tinggi.
·
Lunak, ulet, dan kekuatan tariknya yang rendah.
·
Tahan terhadap korosi.
|
Penggunaan
|
:
|
·
Karena sifatnya yang ringan, maka banyak digunakan pada
pembuatan kapal terbang, rangka khusus untuk kapal laut modern, kendaraan dan
bangunan industri.
·
Karena ringan dan penghantar panas, maka banyak dipakai
untuk keperluan alat-alat masak. Banyak dipakai untuk kabel-kabel listrik
karena kondukstivitas listriknya tinggi dan relatif Iebih murah dibandingkan
dengan tembaga.
·
Aluminium tuang dibuat jika di-kehendaki konstruksi yang
ringan, dengan kekuatan yang tidak
terlalu besar.
|
Kekuatan tarik
|
:
|
·
Dituang : 90—120 N/mm2
·
Diannealing : 70 N/mm2
·
Diroll: 130—200 N/mm2
|
4.4. Logam Nikel
Nikel adalah logam yang berwarna
perak keabu-abuan mempunyai sel satuan kubus berpusat muka (FCC). Nikel baik
sakali dalam katahanan panas dan ketahanan korosinya, tidak rusak oleh air kali
atau air laut dan alkali. Tetapi dapat rusak oleh asam nitrat dan sedikit tahan
korosi terhadap asam khlor dan asam sulfat. Nikel digunakan sebagai unsur paduan untuk baja, paduan tembaga, dan paduan
nikel tahan panas. Nikel sendiri dibuat dalam pelat tipis, batangan pendek,
pipa dan kawat, yang dipakai untuk pembuatan tabung elektron dan penggunaan
dalam industri makanan.
Bijih-bijih nikel
dapat diklasifikasikan menjadi dua golongan:
v Bijih Sulfida : bijih ini
mengandung:
·
0,5—5,6% Ni
·
34—52% Fe
·
2—22% SiO2
·
4—6% Al2O3
·
0,8—1,8% Cu
·
21—28% S
·
1,9—7% CaO
·
2,25% MgO
v Bijih Silika : bijih ini mengandung:
·
0,9—16% Ni
·
12—14% Fe
·
34—42% SiO2
·
1% Al2O3
·
0,01% Si
·
0,1—1,5% CaO
·
5,1—22% MgO
Setelah
bijih-bijih mangalami proses pendahuluan yang meliputi crushing-drying,
sintering, kemudian bijih diproses lebih lanjut secara:
1.
Proses Pyrometalurghy.
Proses
yang terjadi pada proses ini hanya sebagian dari besi saja yang dapat diikat
menjadi terak, dan sebagian besar masih dalam bentuk ferro-nikel alloy. Dalam
hal ini untuk memisahkan besi dari nikel pada reaksi peleburan tersebut
ditambahkan beberapa bahan yang mengandung belerang (gypsum atau pirite).
Karena perbedaan daya ikat besi dan nikel terhadap oksigen dan belerang,
sehingga proses ini didapatkan mate yaitu paduan Ni3S2
dan FeS dan sebagian besar besi dapat diterakkan :
3 FeS + Ni O →
3 Fe O + Ni3S2 + 0,5 S2
2 FeS + Si O2 →
2 Fe O Si O2
Mate
yang dihasilkan ini (masih mengandung lebih dari 60% Fe dan selanjutnya mate
yang masih dalam keadaan cair terus diproses lagi dalam konvertor.
Proses-proses konvertor diberikan bahan tambah silicon untuk menetralkan oksida
besi. Terak hasil konvertor ini masih mengandung nikel yang cukup tinggi,
sehingga terak ini biasanya diproses ulang untuk peleburan (resmelting).
Proses selanjutnya, mate dipanggang
untuk memishkan belerang.
3 Ni3S2 + 7O2 → 6
NiO + 4 S O2
Nikel oksid yang didapat dari
pemanggangan, selanjutnya direduksi dengan bahan tambah arang (charcoal),
sehingga didapat logam nikel.
2. Proses Hydrometalurgy
Pada metode ini concentrat dileaching
dengan larutan amonia di dalam autoclave dengan tekanan kurang lebih 7 atm. Tembaga,
nikel, dan cobalt larut kedalam larutan amonia. Reaksi yang terjadi:
NiS + 2O2 +
nNH2 → 6 Ni(NH3)nSO4
Oksida sulfida
menimbulkan energi yang cukup banyak, oleh karena itu autoclave harus
didinginkan untuk menjaga agar temperatur tetap bertahan antara 77—80OC.
Belerang yang ada di dalam cencentrat dioksidasi menjadi:
S2O32+
; S2O62- ; S2O4 2-
, sementara itu besi dipisahkan sebagai ferri hidro oksida dan sulfat basa.
Larutan tersebut
dididihkan untuk memisahkan tembaga. Reaksi yang terjadi:
Cu2+ +
2 S2O32- = CuS + SO4 2-+
S + SO2
Selanjutnya
larutan berisi nikel dan kobalt ini diproses dalam autoclave dengan hydrogen
pada tekanan 15 atm dan temperatur 175—225OC.
Ni(NH3)2SO4 + H2 →
Ni+ (NH4)2SO4

Gambar 5. Diagram proses pemurnian
bijih nikel.
B. Sifat-sifat nikel
Rapat massa relatif
|
:
|
8,9 gr/cm3
|
Titik lebur
|
:
|
1450 OC
|
Kekuatan tarik
|
:
|
·
Diannealing
: 400—500 N/mm2
·
Diroll:
700—800 N/mm2
|
Kekerasan
|
:
|
80—90
Brinnel
|
Sifat-sifat
|
:
|
Kuat,
liat, tahan korosi, digunakan secara luas sebagai unsur paduan.
|
Penggunaan
|
:
|
·
Digunakan
sebagai pelapis logam.
·
Digunakan
sebagai unsur paduan, untuk meningkatkan kekuatan dan sifat-sifat mekanik
lainnya.
|
4.5. Logam Magnesium
Magnesium
dan paduannya merupakan bagian yang paling ringan di antara logam-logam
industri dengar massa jenis 1,74 gr/cm3 yang dipergunakan untuk
pesawat terbang dan mobil. Sifat-sifat mekanik paduan magnesium tidak kurang
dibandingkan paduan aluminium, terutama mampu mesinnya yang baik sekali
walaupun ada keburukannya yaitu mudah menyala. Dalam hal ini diperlukan
perhatian khusus mengenai pembubutan dst. Oleh karena itu penggunaan praktisnya
tidak terlalu maju. Akan tetapi berkat perkembangan dalam cara-cara proses
pengerjaan logam. Kemurnian logam ingot yang telah diperbaiki dan cara pemaduan
logam yang telah maju, maka paduan magnesium dengan kekhasannya itu telah lebih
luas penggunaanya.
Magnesium berkristal Heksagonal rapat
(HCP) dan mempunyai kekuatan tarik 19 kgf/mm2 setelah dianil, kekuatan mulur 9,8 kgf/mm2, dan
perpanjangannya 16%, kira-kira2—3 kali lebih kuat dari aluminium.
Bijih magnesium yang banyak dikenal adalah magnesit
(magnesium karbonat) Mg CO3, Dolomite CaCO3, MgCO3,
carolite Mg Cl2 K Cl2 H2O.
A. Proses Pemurnian Magnesium
Proses pemurnian
magnesium dapat dilakukan dengan metode thermal atau electrolitic.
1. Proses Thermal.
Proses thermal
adalah didasarkar pada reduksi magnesium oksida dengan karbon, silicon atau
unsur-unsur lain pada temperatur dan vakum yang tinggi. Penyediaan unsur-unsur
pengurang dan sumber-sumber bahan thermal. Proses ini terdiri dari:
·
Reduksi pendahuluan bijih-bijih.
·
Reduksi penguapan dan pengembunan uap magnesium.
·
Peleburan kristal (condesat crystal) menjadi magnesium kasar.
2. Proses elektrolisa.
Proses ini terdiri dari beberapa
tingkat, yang prinsipnya adalah pengerjaan pendahuluan dari garam magnesium
anhidrous murni, elektrolisa dalam kondisi lebur. Masing-masing proses ini
dibedakan menurut bijih yang digunakan dan cara pengerjaan pendahuluannya. Elektrolisa
larutan garam magnesium dalam teknik tidak digunakan lagi karena magnesium
lebih elektronegatif dibanding dengan ion hydrogen pada katoda dan tidak ada
cara untuk memperbaiki teknik tersebut.

Gambar
6. Magnesium elektrolitic cell, 1. anoda (grafit) 2. cathode (pelat baja),
3. Dinding pemisah.
B. Sifat-sifat magnesium.
Rapat massa relatif
|
:
|
1,74 gr/cm3
|
Titik lebur
|
:
|
657 OC
|
Sifat-sifat
|
:
|
·
Lunak
dan kekuatan tariknya rendah.
·
Tahan
terhadap korosi.
|
Penggunaan
|
:
|
·
Magnesium umumnya dipadu dengan unsur-unsur lain untuk
memperoleh bahan-bahan structural terutama digunakan untuk roda pesawat
terbang, panel-panel pesawat.
·
Penggunaan lain adalah untuk pyrotechnic, explosive
technics, dan flass lights.
|
4.6. Logam Seng
Seng
tergolong logam rapuh, tetapi pada temperatur 100—150OC mempunyai
sifat-sifat mudah dirol dan ditarik menjadi kawat. Logam ini mempunyai susunan
kristal HCP. Dari produksi seng 45% digunakan untuk galvanis (pelapisan agar
tahan terhadap karat). Seng ini juga sangat cocok digunakan untuk paduan
kuningan, perunggu, dsb.
Jenis-jenis
bijih-bijih seng dalam bentuk mineral adalah;
- Hemomorphite (Zn2SiO4H2O).
- Smith Souite (ZnCO3).
A. Proses
pemurnian seng
Proses pemurnian seng dapat
dilakukan dengan metode;
·
Destilasi
(Pyrometallurgy).
·
Metode
Elektrolisa (hydrometallurgy).
Sebelum
proses destilasi, konsentrat terlebih dahulu dipanggang, sementara untuk proses
elektrolisa konsentrat didahului dengan proses leaching.
1. Pemanggangan
Bertujuan untuk memisahkan seng dari
belerang, prinsipnya :
2 ZnS + 5 O2 ® 2 ZnO
+ 2 SO4
tinggi
temperatur pemanggangan tergantung pada jenis bijih dan besar butirannya.
2. Leaching
Bertujuan untuk mengubah seng oksida
menjadi larutan seng sulfat (ZnSO4)
ZnO
+ H2SO4 ® ZnSO4
+ H2O
3. Destilasi
Dalam proses ini, konsentrat dan batu
bara dibakar dalam dapur sehingga temperatur mencapai 1400OC. Pada
dapur ini seng direduksi menjadi uap, reaksinya adalah :
ZnO + CO ® Znuap
+ CO2
Uap seng ini kemudian dimasukkan dalam kondensor.

Gambar 7. Diagram proses destilasi mendatar. 1)retort, 2. condencer,
3. Prolong.
4. Hydrometalurgy
Pada proses hydrometallurgy,
konsentrat yang telah dipanggang dileaching dengan asam belerang. Seng sulfat
yang didapat dari leaching tersebut dipisahkan dan kemudian dielektrolisa.

Gambar
8. Diagram pemurnian logam seng.
Rapat massa relatif
|
:
|
7,1 gr/cm3
|
Titik lebur
|
:
|
420O C
|
Kekuatan tarik
|
:
|
|
Sifat-sifat
|
:
|
-
lunak,
ulet dan kekuatan tariknya rendah.
-
Tahan
terhadap korosi.
|
Jenis penggunaan
|
:
|
-
banyak
digunakan untuk melapisi pelat baja untuk mendapatkan galvanis iron.
-
Dasar
dari paduan penuangan cetak
-
Sebagai
unsur paduan pembuatan kuningan
|
4.7. Logam Timbel
Timbel
berwarna abu-abu kebiru-biruan, logam ini sangat lunak dan mampu tempa. Logam
timbel mempunyai struktur kristal fcc dan mempunyai sifat konduksi
panas/listrik yang baik, kekerasannya 1/10 kali logam tembaga.
Timbel
diproduksi dari bijih timbel atau hasil sampingan dari bijih logam lain. Bijih
timbel didapatkan dalam bentuk berbagai mineral antara lain Galena PbS,
Cerusoite PbCO3 dan Anglisite PbSO4. Kadang-kadang bijih
timah hitam lebih banyak mengandung seng daripada timbel, sehingga disebut
bijih seng timbel.
A.
Proses pemurnian timbel
Proses pemurnian timbel dapat
dilakukan menjadi 3 macam:
1. Reduksi bijih timbel dengan besi
sulfit.
Metode ini merupakan dasar peleburan
(smelting proses). Di sini dihasilkan timbel dan mate sulfida. Untuk
mendapatkan timbel murni dapat dilakukan dengan metode yang lain. Metode ini
jarang digunakan karena cukup mahal dan cukup rumit.
2. Reduksi antara timbel
sulfida dan timbel sulfate/oxide.
Reduksi udara atau reduksi
pemanggangan menghasilkan bentuk timbel dan oksida belerang.
Sistem ini merupakan dasar peleburan
(ore-hearth-smelting) yang digunakan sejak jaman dahulu.
3. Reduksi oksida timbel dengan
karbon atau karbon monoksida.
Dalam proses ini meliputi pengerjaan
pendahuluan oksida timbel, timbel silikat atau senyawa oksida lainnya dengan
cara pemanggangan dan sintering.
Untuk
metode 1 dan 2 di atas, peleburannya dilaksanakan pada dapur ore hearth
dan dapur tinggi (blast furnace). Sebelum konsentrat dilebur pada ore
hearth furnace, konsentrat tersebut harus dipanggang lebih dahulu pada “blast
roasting”. Dalam pemanggangan ini, sulfida terbakar dan membentuk sulfida
dioksida :
2PbS
+ 3O3 ® 2 PbO
+ 2SO2 + 199,6 kkal
Proses
pada ore-heart-smelting berlangsung pada temperatur 700-800OC dan
reaksi yang terjadi adalah :
PbS + 2SO2
+ O2 ® 2 PbSO4 + 183 kkal
Oksida
yang terjadi dimulai dari permukaan partikel-partikel dan secara perlahan-lahan
masuk ke dalam. Interaksi yang terjadi antara oksida bagian dalam partikel dan
sulfat pada bagian permukaan menghasilkan timbel :
PbS + PbSO4
® 2 Pb
+ 2 SO2 -
100,2 kkal
2 PbO + PbS
® 3 Pb
+ SO2 -
56,1 kkal
Dalam prakteknya, timbel yang
didapat masih mengandung unsur-unsur lain yaitu 1 : 8% (Au, Ag, Cu, Zn, As, Sb,
Bi, Fe). Timah hitam ini perlu direfining yang pelaksanaannya menggunakan
metode pyrometalurgy.
Rapat massa relatif
|
:
|
11,3 gr/cm3
|
Titik lebur
|
:
|
328O C
|
Kekuatan tarik
|
:
|
|
Sifat-sifat
|
:
|
-
lunak,
ulet dan kekuatan tariknya rendah.
-
Tahan
sekali terhadap korosi.
|
Jenis penggunaan
|
:
|
-
Pelindung
kabel listrik.
-
Kisi-kisi
pelat aki.
-
Pelapis
pada industri-industri kimia.
-
Dasar
dari paduan solder.
-
Ditambahkan
pada logam lain menjadi “free-cutting”.
|
Tidak ada komentar:
Posting Komentar