Kelompok II:

Dana Citra Wijaya

Andri Dwi Maryanto

Agung Syahputra

Fajar Maulana Sidiq

Jihad Mustakin

Wawan Sukmawan

Nurul Hasanah

PROSES PYROMETALURGI PEMBUATAN BESI

METALURGI EKSTRAKTIF

PendahuluanDalam alam hampir tidak ditemukan besi dalam keadaan

bebas, karena besi sangat reaktif dengan alam sekitarnya. Oleh karena itu hanya dapat di temukan sebagai persenyawaan yang dengan melalui proses metalurgi kimia akan dijadikan besi secara menguntungkan.

Oleh karena itu bila bijih besi mengandung hanya 10 % besi maka tidak akan diolah karena tidak akan menguntungkan. Lain halnya dengan biji tembaga bila kadarnya 10% atau bijih emas yang kadarnya 0,02 % bila diolah akan menguntungkan. Karena ada di dalam tambang maka bijih besi ini akan selalu dikotori oleh batuan lain maupun zat-zat lain dalam tanah. BIjih besi umunya di temukkan sebagi persenyawaan besi oksida atau sebagai persenyawaan karbonat.

Besi Baja termasuk logam kebutuhan dunia no 1 karena penggunaannya sangat banyak. Hal ini memang dapat dibayangkan karena semua mesin-mesin, konstruksi bangunan, jembatan, alat-alat angkat dan angkut, dan juga perkakas dan alat-alat bantunya semua terbuat dari besi baja.

BESI (Fe)

Terdapat :

PADANG--MIOL: Provinsi Sumatra Barat (Sumbar) pebukitan Marantasi Sipayo Kecamatan Tinombo

Cilacap, Kutoarjo (Jawa Tengah) dan Lumajang (Jawa Timur)

Penambangan Pomala

SIFAT KIMIA Fe

Di udara kering pada temperarur kamar tidak akan berkarat pada 300oC,sudah mulai ada oksidasi.bila pada temperature kamar bila ada oksidasi, maka mudah sekali berkarat. Bila di panaskan sampai sedikit merah, maka akan bereaksi dengan s dan p masing-masing membentuk Sulpida dan Fospida. Dan pada temperature yang lebih tinggi hingga pijar, maka dapat bereaksi dengan C membentuk karbida Fe3 C. Dalam asam encer besi mudah berreaksi dan mengeluarkan H2.

Fe + 2 HCl → FeCl2 + H2 Fe + FeSO4 → FeSO4 +H2

Dalam asam sulpat pekat yang ± 98 ℅ maka besi tidak bereaksi hingga dapat di pakai unyuk menyimpan H2SO4 pekat. Besi bisa bervalensi 2 dan 3 ( fero dan feri), juga dengan silisium, besi dapat membentuk ikatan logam Fe2Si: Fe3Si : dan FeSi2. dapat menyimpan NaOH karena membentuk Fe(OH)3 yang pasif.

Beberapa macam bijih besi yang perlu dikenal :

FeO Fe2O3 dengan nama Feroferioksida atau magnetit yang warnanya coklat dengan kadar besi antara 60-70 %. Di beri nama magnetit karena bijihini mempunyai sifat dapat ditarik oleh medan magnet.

Fe2O3 dengan nama Ferioksid atau hematit, warnanya merah coklat dengan kadar besi antara 40-65%.

Fe2O3 nH2O dengan nama Feri Hidroksid atau limonit warnanya coklat maka sering mendapat sebutan bijih besi coklat.

FeCO3 dengan nama Ferokarbonat atau siderit, kadar besinya antara 40-50% dan sering tercampur dengan mangan yangcukup tinggi. Karena bentuk kristalnya bila kita lihat dibawah kaca pembesar berbentuk belah ketupat, maka ada juga yang menyebuk bijih besi belah ketupat.

Paduan Fe Al (Alumunium)

Adalah deoksidator paling kuat yang dapat mengikat nitrogen. Dalam jumlah kecil mempengaruhi butir. Alumunium dan nitrogen membentuk nitride yang sangat keras oleh karena itu Al merupakan unsure paduan pada baja nitridasi. Sering dipakai sebagai logam paduan baja tahan panas karena menahan pengelupasan juga sering dipadukan dengan Fe-Ni-Co-Al menjadi baja magnet permanen.

B(Boron)

Pada baja konstruksi akan memperbaiki pengerasan di dalam dan pengerasan permukaan. Bila dipadukan dengan baja tahan karat krom-nikel akan menaikkan batas mulur, tapi akan menurunkan daya tahan terhadap karat. Sering dipakai di Instalasi nuklir untuk baja saringan karena mempunyai absorpsi neutron yang tinggi.

Be(Berilium)

Sering dipakai pada pegas koil pada arloji yang sifatnya anti magnet dan lebih tahan dari pada baja pegas biasa. Biasanya dibuat dari paduan tembaga-berilium sebagai pegas. Paduan berilium-nikel sifatnya sangat keras dan tahankorosi hingga banyak dipakai pada alat-alat operasi kedokteran.

Skema Proses Pyrometalurgi

9

Pengolahan Tanur tinggi/Blast furnace

•Tanur tinggi digunakan untuk mengubah bijih besi menjadi besi kasar (pig iron).

•Muatannya adalah bijih besi, kokas dan batu kapur

•Pembakaran dengan udara panas yang ditiupkan kedalan tungku.

Proses/reaksi yang terjadi pada pengolahan besi secara garis besar sebagai berikut. Bijih besi, kokas, dan batu kapur diumpankan dari puncak tanur, sementara dari bagian bawah ditiupkan udara panas. Kokas terbakar pada bagian bawah tanur dengan membebaskan kalor, sehingga suhu didaerah itu dapat mencapai 2000°C.C(s) + O2(g)→CO2(g)+kalor (2000oC)

Ketika bergerak naik, gas CO2 yang baru terbentuk itu bereaksi lagi dengan kokas yang bergerak turun membentuk CO.CO2(g)+ C(s) →2CO(g) (1300oC)

Gas CO inilah yang mereduksi bijih besi secara bertahap.Tahap 1 : 3Fe2O3+CO→2Fe3O4+CO2 ( 250oC)

Tahap 2 : Fe3O4+CO→3FeO+CO2 ( 600oC)

Tahap 3 : FeO+CO→Fe+CO2 (1000oC)

Reaksi totalnya :Fe2O3(s)+3CO(s)→2Fe(l)+3CO2(g)

Reaksi dalam Tanur

Oleh karena suhu tanur sangat tinggi, besi yang terbentuk berupa cairan. Reaksi pembentukan terak yang menghilangkan pengotor berlangsung sebagai berikut.

CaCO3(s) →CaO(s)+CO2(g) (800-900°C)

CaO(s)+SiO2(s) →CaSiO3(l) (1200°C)

3CaO(s)+P2O5(s) →Ca3(PO4)2(l) (1200°C)

Reaksi yang menghasilkan pengotor yang larut dalam besi cair.

MnO+C →Mn+CO (1400°C)

SiO2+2C →Si+2CO (1400°C)

P2O5+5C →2P+5CO (1400°C)

  Mn, Si, P, C, dan S larut dalam besi cair. Besi cair turun ke dasar tanur dan

dikeluarkan secara periodik. Adapun terak, karena massa jenisnya lebih kecil, maka akan mengapung diatas besi cair tersebut. Lapisan terak sekaligus berfungsi melindungi besi cair dari oksidasi kembali. Terak dikeluarkan dari saluran tersendiri dan dapat digunakan sebagai bahan dasar pembuatan jalan raya atau bahan pupuk.

Besi yang dihasilkan dari tanur tiup disebut besi gubal (pig iron) atau besi kasar, mengandung kira-kira 95% besi, 3-4%karbon, dan sisanya pengotor lain seperti Si, Mn, P, dan S. Besi gubal bersifat keras tetapi rapuh. Pada umbih lunak dan tidak rapuh.unya, sebagian besar besi gubal langsung diproses untuk membuat baja. Sebagian lain dapat dialirkan ke dalam cetakan seingga diperoleh besi tuang (cast iron). Besi tempa diperoleh dari besi gubal dengan mengurangi kadar karbon. Besi tempa lebih lunak dan tidak rapuh.

Produk Tanur Tiup

thanks for your

attention