BAB 3LOGAM BUKAN BESI1. Bandingkan logam besi dan logam bukan besi dari komposisi kimia !Jawab: Logam besiLogam adalah unsur kimia yang mempunyai sifat-sifat kuat, keras, penghantar listrik dan panas, serta mempunyai titik cair tinggi. Bijih logam ditemukan dengan cara penambangan yang terdapat dalam keadaan murni atau bercampur Logam bukan besiLogam non besi merupakan semua unsur logam yang komposisi utamanya bukan besi. Logam non besi juga sering digunakan walaupun pada umumnya jarang sekali di industri. Itu karena Logam besi lebih banyak dipakai semua industri.

2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan : Kuningan Perunggu Paduan cetak tekan Logam paduanJawab: KuninganKuningan merupakan perpaduan antara tembaga dan seng dengan kadar seng yang bervariasi antara 10-40%. Kekuatan, kekerasan, dan keuletan paduan meningkat seiring dengan meningkatnya kadar seng PerungguPerunggu adalah paduan yang terdiri dari tembaga dan unsur tambahan, tin, mangan dan beberapa elemen lain. Unsur tambahan dapat meningkatkan kekerasan, kekuatan dan daya tahan korosi. Paduan cetak tekanDie castingadalahprosespengecoran logamyang ditandai dengan memaksalogam cairdi bawah tekanan tinggike dalam rongga cetakan. Ronggacetakandibuat dari baja danbekerjasama dengansebuahcetakan.Coranyang dibuat darilogam non-ferrous, khususnyaseng, tembaga, aluminium, magnesium, timah, timahdan paduantimah.

Logam paduanPaduan logam merupakan pencampuran dari dua jenis logam atau lebih untuk mendapatkan sifat fisik, mekanik, listrik dan visual yang lebih baik. Contoh paduan logam yang populer adalah baja tahan karat yang merupakan pencampuran dari besi (Fe) dengan Krom (Cr).

3. Uraikan cara membuat magnesium dari air laut ?Jawab:Dolomit diangkut ke dalam furnace (B-130) untuk dikalsinasi hingga kemudian terbentuk CaO dan MgO dimasukkan ke dalam reaktor 1 (R-210). Pada reaktor1(R-210) dimasukkan air bersih sehingga terbentuk Ca(OH)2 dan Mg(OH)2 kemudian diangkut kereaktor 2(R-220).Air laut dipompakan ke reaktor 2 (R-220) pada temperatur 30OC pada tekanan 1atm dengan pengadukan yang terus menerus dengan waktu tinggal sekitar 1jam sehingga terjadi reaksi yang menghasilkan Mg(OH)2 ,CaCl2 dan CaSO4 kemudian dipompakan ke rotaryfilter (H-310) untuk dipisah antara filtrat dan residu.Residu dari rotaryfilter (H-310) dipompakan ke hydroclone (F-320) dan ditambahkanairbersihuntukmemisahkanantaraMg(OH)2danCaSO4. Sedangkan filtrat yang dihasilkan dari rotary filter (H-310) dibuang ke limbah.Mg(OH)2 yang dihasilkan dari hydrocylone (F-320) dipompakan ke hydrocylone (F-330) untuk menghasikan Mg(OH)2 murni. Aliran atas dari hydrocylone (F-330) dibuang ke limbah. Aliran bawah menghasilkan suspensi Mg(OH)2 dikeringkan dengan spraydryer (DE-340) menghasilkan butiran-butiran dan diangkut ke tangki penyimpanan (TT-410).Aliran bawah dari hydroclone (F-320) menghasilkan lumpur CaSO4, yang dialirkan ke hydroclone (F-350) yang telah ditambahkan air bersih untuk pemisahan lanjutan supaya diperoleh hasil CaSO4 yang lebih murni. Aliran atas dari hydroclone (F-350) dibuang sebagai limbah, sedangkan aliran bawahnya merupakan lumpur CaSO4 yang diangkut ke spray dryer (DE-370) untuk dikeringkan kemudian diangkut kekristalisator (K-360) untuk diperoleh kristal CaSO4. Kristal CaSO4 yang telah kering diangkut ke tangki penyimpanan (TT-420)

4. Bagaimana cara pembuatan aluminium?Jawab: Proses pengolahan aluminium meliputi :1. Proses Penambangan Aluminium 2. Proses Pemurnian Aluminium 3. Proses Peleburan Aluminium

PROSES PENAMBANGAN ALUMINIUM Aluminium ditambang dari biji bauksit yang banyak terdapat di permukaan bumi, kemudian dilakukan proses pemanasan untuk mengurangi kadar air yang ada dari penambangan di permukaan bumi. Bauksit yang ditambang untuk keperluan industri mempunyai kadar aluminium sekitar 40 60 %. Setelah ditambang biji bauksit digiling dan dihancurkan supaya halus dan merata. Selanjutnya bauksit mengalami proses pemurnian. PROSES PEMURNIAN ALUMINIUM Pengolahan aluminium menjadi aluminium murni dapat dilakukan melalui Proses pemurnian dengan metode Bayer. Proses Bayer adalah sarana industri utama bauksit pemurnian untuk menghasilkan alumina. Bauksit, bijih paling penting dari aluminium, berisi alumina hanya 30-54 %, Al2O3, sisanya menjadi campuran dari silika (SiO2), oksida besi (Fe2O3), dan titanium dioksida (TiO2) dan. Caranya adalah dengan melarutkan bauksit dalam larutan natrium hidroksida (NaOH).Proses Bayer adalah satu siklus dan sering disebut Bayer siklus. Ini melibatkan empat langkah : Digestion (pencernaan), Clarification (klarifikasi), Precipitation (pengendapan), dan Calcination (kalsinasi). Digestion (pencernaan)Pada langkah pertama, bauksit adalah tanah, slurried dengan larutan soda kostik (natrium hidroksida), dan dipompa ke tank tekanan besar disebut digester, dikontrol mengalami panas uap 175 C dan tekanan. natrium hidroksida bereaksi dengan mineral alumina bauksit untuk membentuk solusi jenuh natrium aluminat; pengotor tak larut, disebut lumpur merah (RM) , tetap dalam suspensi dan dipisahkan pada langkah klarifikasi.

Persamaan reaksi :Al2O3 + 2OH- + 3H2O2[Al(OH)-4]-Atau Al2O3(s) + 2NaOH (aq) + 3H2O (l)2NaAl(OH)4 (aq)

Clarification (klarifikasi)Pengotor tak larut yang disebut lumpur merah /Red Mud (RM) , tetap dalam suspensi dan dipisahkan dengan menyaring dari kotoran padat, selanjutnya didinginkan di exchangers panas, untuk meningkatkan derajat jenuh dari alumina terlarut, dan dipompa menuju tempat yang lebih tinggi yaitu presipitator silolike untuk proses Precipitation (pengendapan).Precipitation (pengendapan)Selanjutnya aluminium diendapkan dari filtratnya dengan cara mengalirkan gas CO2 dan pengenceran.2NaAl(OH)3 (aq) + CO2 (g) 2Al(OH)3 (s) + Na2CO3 (aq) + H2O (l) Campuran dari kotoran padat disebut lumpur merah, dan menyajikan masalah pembuangan. Selanjutnya, solusi hidroksida didinginkan, dan aluminium hidroksida dilarutkan presipitat sebagai putih solid halus. Calcination (kalsinasi)Kemudian dipanaskan sampai 1050 C (dikalsinasi), aluminium hidroksida terurai menjadi alumina, memancarkan uap air dalam proses:2Al(OH)3 (s)Al2O3 (s) + 3H2O (g) Dan dihasilkan aluminium oksida murni (Al2O3) yang selanjutnya menuju proses peleburan dengan proses Hall-Hroult untuk menghasilkan material aluminium. PROSES PELEBURAN ALUMINIUM Dalam proses Hall-Heroult, aluminum oksida Al2O3 dilarutkan dalam lelehan kriolit (Na3AlF6) dalam bejana baja berlapis grafit yang sekaligus berfungsi sebagai katode (-). Sebagai anode (+) digunakan batang grafit. Selanjutnya elektrolisis dilakukan pada suhu 950 oC. Dalam proses elektrolisis dihasilkan aluminium di katode dan di anode terbentuk gas O2 dan CO2.Reaksi yang terjadi: Al2O3Al3+ + 3O2- Katode (-) : Al3+ + 3e- Alx 4Anode (+) : 2O2- O2 + 4e-x 34Al3 + 6O24Al + 3O2Lalu O2 bereaksi dengan C menjadi C02. Jadi hasil akhirnya adalah 3C(s) + 4Al3+ + 6O2-4Al(l) + 3CO2 (s)

Aluminium yang terbentuk berupa zat cair dan terkumpul di dasar wadah lalu dikeluarkan secara periodik ke dalam cetakan untuk mendapat aluminium batangan (ingot). Jadi, selama elektrolisis, Anode grafit terus menerus dihabiskan karena bereaksi dengan O2 sehingga harus diganti dari waktu ke waktu. Rata-rata Untuk mendapat 1 Kg Al dihabiskan 0,44 kg anode grafit.5. Sebutkan sifa-sifat dari logam alumunium, kuningan, magnesium, nikel, seng dan timah?Jawab: Alumunium : Warna biru putih, sifatnya dapat ditempa, liat, bobot ringan, penghantar panas dan listrik yang baik, mampu dituang. Alumunium digunakan untuk membuat peralatan masak, elektronik, industri mobil, dan pesawat terbang Kuningan : Kuninganadalah paduan logamtembagadan logamsengdengan kadar tembaga antara 60-96% berat. Dalam perdagangan dikenal 2 jenis kuningan, yaitu: Kawat kuningan (brass wire) kadar tembaga antara 62-95% berat Pipa kuningan (seamless brass tube) kadar tembaga antara 60-90% Magnesium : Magnesium merupakan logam yang ringan, putih keperak-perakan dan cukup kuat. Ia mudah ternoda di udara, dan magnesium yang terbelah-belah secara halus dapat dengan mudah terbakar di udara dan mengeluarkan lidah api putih yang menakjubkan. Nikel: Nikel bisa digunakan untuk menghasilkan magnet permanen karena sifat ferromagnetiknya. Paduan Ni-36% Fe (Invar) menunjukkan gejala tanpa ekspansi selama pemanasan; efek ini digunakan untuk menghasilkan material komposit bimetal. Seng : Seng adalah logam bukan besi kedua setelah tembaga yang diproduksi secara besar yang mana lebih dari 75 % produk cetak tekan dari paduan seng. Logam ini mempunyai kekuatan yang rendah dengan titik cair yang juga rendah dan hampir tidak rusak di udara biasa. Dan dapat dipergunakan utnuk pelapisan pada besi,bahan baterai kering dan untuk keperluan percetakkan. Selain itu seng juga mudah dicetak dengn permukaan yang bersih dan rata,daya tahan korosi yang tinggi serta biaya yang murah. Dikenal seng komersial dengan 99,995 seng disebut spesial high grade. Untuk cetak tekan diperlukan logam murni karena unsur-unsur timah,cadmium,dan tin dapat menyebabkan kerusakkan pada cetakkan cacat sepuh. Timah :Timbal apabila timbal terhirup atau tertelan oleh manusia dan di dalam tubuh, ia akan beredar mengikuti aliran darah, diserap kembali di dalam ginjal dan otak, dan disimpan di dalam tulang dan gigi. Manusia menyerap timbal melalui udara, debu, air dan makanan.

6. Jelaskan 3 (tiga) macam logam paduan beserta kegunaannya ?Jawab :1. Tembaga dan Paduannya

Tembaga diperoleh dari bijih tembaga yang disebut chalcoporit. Chalcoporit ini merupakan campuran Cu2S dan CuFeS2 dan terdapat dalam tambang-tambang dibawah permukaan tanah.Secara industry sebagian besar penggunaan tembaga dipakai untuk kawat atau bahan penukar panas karena sifat tembaga yang mempunyai sifat hantaran listrik dan panas yang baik. Tembaga ini jika dipadukan dengan logam lain akan menghasilkan paduan yang banyak dibutuhkan oleh manusia. Dan yang paling sering dipakai adalah campuran antara tembaga dan timah, mangan yang biasa disebut perunggu digunakan untuk bagian-bagian mesin khusus dimana diperlukan sifat-sifat yang luar biasa. Paduan antara tembaga dengan unsur-unsur lain dapat membentuk paduan lain seperti:1. BronsBrons adalah paduan antara tembaga dengan timah dimana kandungan dari timah kurang dari 15% karena mempunyai titik cair yang kurang baik maka brons biasanya ditambah seng, fosfor, timbal dan sebagainya.2.KuninganKuningan adalah paduan antara tembaga dan seng, dimana kandungan seng sampai kira-kira 40%. Dalam ketahanan terhadap korosi dan aus kurang baik dibanding brons tetapi kuningan mampu cornya lebih baik dan harganya lebih murah.3. Brons AlumuniumBrons alumunium ini adalah paduan dari tembaga dan alumunium dengan tambahan nikel dan mangan. Kandungan alumunium 8-15,5%, nikel kurang dari 6,5% mangan kurang dari3,5% dan sisanya adalah tembaga.Kegunaan paduan tembaga : digunakan untuk bagian-bagian mesin khusus dimana diperlukan sifat-sifat yang luar biasa. Penggunaan tembaga dipakai untuk kawat atau bahan penukar panas karena sifat tembaga yang mempunyai sifat hantaran listrik dan panas yang baik.

1. Seng dan PaduannyaSeng adalah logam bukan besi kedua setelah tembaga yang diproduksi secara besar yang mana lebih dari 75% produk cetak tekan terdiri dari paduan seng. Logam ini mempunyai kekuatan yang rendah dengan titik cair yang juga rendah dan hamper tidak rusak diudara biasa. Dan dapat digunakan untuk pelapisan pada besi, bahan baterai kering dan untuk keperluan percetakan. Selain itu seng juga mudah dicetak dengan permukaan yang bersih dan rata, daya tahan korosi yang tinggi serta biaya yang murah. Dikenal sengkomersial dengan 99,995 seng disebut special highgrade. Untuk cetak tekan diperlukan logam murni karena unsure- unsur seperti timah, cadmium dan tin dapat menyebabkan kerusakan pada cetakan cacatsepuh.Kegunaan Paduanseng: banyak digunakan dalam industry otomotif, mesincuci, pembakar minyak. Lemari es, radio, gramafon,televise, mesin kantor dan sebagainya.

1. Magnesium dan Paduannya

Paduan magnesium (mg) merupakan logam yang paling ringan dalam hal berat jenisnya. Magnesium mempunyai sifat yang cukup baik seperti alumunium, hanya saja tidak tahan terhadap korosi. Magnesium tidak dapat dipakai pada suhu diatas 150C karena kekuatannya akan berkurang dengan naiknya suhu. Sedangkan pada suhu rendah kekuatan magnesium tetap tinggi. Magnesium dan paduannya lebih mahal dari pada alumunium atau baja.Kegunaan paduan magnesium : digunakan untuk industry pesawat terbang, alatpotert, teropong, suku cadang mesin dan untuk peralatan mesin yang berputar dengan cepat dimana diperlukan nilai inersia yang rendah.

7. Bagaimana pengaruh penambahan berbagai unsure pada paduan tembaga?Jawab:PengaruhUnsurPaduanPenambahan unsur paduan dilakukan untuk memperbaiki sifat dari tembaga seperti yang dikehendaki. Sifat unsur paduan ini akan mempengaruhi kualitas dari tembaga . Berikut beberapa pengaruh penambahan unsur paduan dalam tembaga Tembaga(Cu) Penambahan unsur Cu akan memperbaiki kualitas pengerjaan ,Selain itu, dengan atau tanpa paduan yang lain akan meningkatkan kekuatandan ketahanan korosinya serta kekerasannya.Silikon(Si) Pengaruh paling penting dalam penambahan Silikon adalah sifat mampu cor.Dalam hal ini yang dapat diperbaiki adalah dengan cara mengurangi penyusutan coran sampai satu setengah dari penyusutan, meningkatkan daya alirnya selain itu, paduan Silikon akan meningkatkan ketahanan korosinya, baik ditambah unsurlain ataupun tidak.Magnesium(Mg) Dipergunakan untukmeningkatkan daya tahan tembaga Bila dipadukan dengan Silikon maka daya tahan karatnya semakin besar.Besi(Fe) Penambahan Besi dimaksudkan untuk mengurangi penyusutan. Tetapi kandungan Besi yang besar juga akan menyebabkan struktur butir yang kasar dan dalam hal ini dapat diperbaiki dengan menambah sejumlah kecil Mn dan Cr.Mangan(Mn)Penambahan Mangan akan meningkatkan daya tahan karat.8. Cara pembuatan tembaga Blister?Jawab :

Chalcopirit adalah bijih tembaga, merupakan campuran antara dan yang di peroleh dari hasil tambang di bawah permukaan tanah. Gambar berikut adalah proses mebuat nya.

Alur proses yang ditunjukkan pada gambar diatas adalah dimulai dari bijih chalcopirit, digiling dan dicampur dengan batu kapur serta bahan fluks silika. Setelah tepung bijih dipekatkan, lalu dipanggang, sehingga terbentuk campuran , dan , campuran inilah yang di sebut: Kalsin. Kalsin kemudian di lebur dengan batu kapur sebagai fluks nya di dalam Dapur Reverberatory, tujuan nya untuk melarutkan besi (Fe) di dalam terak, sisanya adalah Tembaga-Besi yang disebut matte di tuangkan kedalam konverter.Dengan menghembuskan udara kedalam konverter untuk selama 4 s/d 5 jam, maka kotoran-kotoran teroksida dan besi akan membetuk terak yang pada saat-saat tertentu, dikeluarkan dari konverter.Karena panas oksidasi cukup tinggi, maka muatan akan tetap cair yang akhir nya dapat merubah sulfida-tembaga menjadi oksida-tembaga atau yang dikenal dengan nama: sulfat. Bila kemudian aliran udara dihentikan, maka oksida kupro akan bereaksi dengan sulfida kupro yang akan membentuk tembaga blister dan dioksida belerang. Tembaga blister dengan tingkat kemurnian antara 98 % s/d 99 % ini kemudian dicor menjadi slab untuk kemudian di olah secara elektolitik menjadi tembaga murni.