tugas bkk bab 3 (logam non besi)

21
TUGAS LOGAM NON BESI 1. Bandingkan logam besi dan logam bukan besi dari komposisi kimia ! Jawab : - Logam besi Logam 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 besi Logam 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 paduan Jawab : - Kuningan

Upload: aristy-miranda

Post on 20-Dec-2015

27 views

Category:

Documents


5 download

DESCRIPTION

ggggg

TRANSCRIPT

Page 1: Tugas Bkk Bab 3 (Logam Non Besi)

TUGAS LOGAM NON BESI

1. Bandingkan logam besi dan logam bukan besi dari komposisi kimia !

Jawab :

- Logam besi

Logam 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 besi

Logam 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 paduan

Jawab :

- Kuningan

Kuningan 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

- Perunggu

Perunggu 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 tekan

Page 2: Tugas Bkk Bab 3 (Logam Non Besi)

Die casting adalah proses pengecoran logam yang ditandai dengan memaksa logam

cair di bawah tekanan tinggi ke dalam rongga cetakan. Rongga cetakan dibuat dari

baja dan bekerja sama dengan sebuah cetakan. Coran yang dibuat dari logam non-

ferrous, khususnya seng, tembaga, aluminium, magnesium, timah, timah dan

paduan timah.

- Logam paduan

Paduan 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

Magnesium klorida yang diperlukan diperoleh dari air garam dan reaksi magnesium

hidroksida (dari air laut atau dolomit) dengan asam klorida. Produsen perintis magnesium,

yaitu Dow Chemical Co. di Freeport dan Velasco, Texas, membuat magnesium dengan

mengelektrolisis magnesium klorida dari air laut, dimana gamping yang diperlukan diperoleh

dari kulit kerang. Kulit kerang yang seluruhnya terdiri dari kalsium karbonat yang hampir

murni, dibakar sehingga menjadi gamping, dijadikan slake, dan dicampur dengan air laut

sehingga magnesium hidroksida mengendap. Magnesium hidroksida ini dipisahkan dengan

menyaringnya dan direaksikan dengan asam klorida yang dibuat dengan klor yang keluar dari

sel. Dari sini terbentuk larutan magnesium klorida yang lalu diuapkan menjadi magnesium

klorida padat di dalam evaporator dengan pemanasan langsung dan diikuti dengan

pengeringan di atas rak. Klorida ini cenderung terdekomposisi pada waktu pengeringan.

Setelah dehidrasi (proses penghilangan air), magnesium klorida tersebut diumpankan ke sel

elektrolisis, dimana bahan ini terdekomposisi menjadi logam dan gas klor.

            Langkah-langkah proses silikotermik terdiri dari pencampuran dolomit gilingan yang

dijadikan slake dengan ferosilikon sebanyak 70-80% dan fluorspar 1% dan kemudian

dijadikan pelet. Pelet itu diumpankan ke dalam tanur. Tanur kemudian divakumkan dan

Page 3: Tugas Bkk Bab 3 (Logam Non Besi)

dipanaskan sampai 1170 derajat celsius. Kalsium oksida (CaO) yang terdapat di dalam

dolomit bakaran itu membentuk dikalsium silikat yang tak melebur dan dikeluarkan dari

reaktor pada akhir proses. Reaksi pokok proses silikotermik ini adalah sebagai berikut :

2(MgO.CaO) + 1/6FeSi6 --> 2Mg + (CaO)2SiO2 + 1/6Fe

Pada akhir proses, tanur didinginkan sedikit dan magnesium dikeluarkan dari kondensor

dengan suatu prosedur yang berdasarkan atas perbedaan kontraksi antara magnesium dan

baja.

Proses Dow

CaO(s) + H2O(l) ---> Ca2+(aq)  + OH-

(aq)

Mg2+(aq)  + OH-

(aq) ---> Mg(OH)2(s)

Mg(OH)2(s)+2HCl(aq)---> MgCl2(aq)+2H2O(l)

Dilelehkan dan dilelektrolisis:

MgCl2(l) ---> Mg2+(aq)  + 2Cl-

(aq)

katode       : Mg2+(aq)  + 2e(l) ---> Mg(s)

anode        : 2Cl-(aq) --->  Cl2(g) + 2e

4. Bagaimana cara pembuatan aluminium ?

Jawab :

Pembuatan Aluminium terjadi dalam dua tahap:

1. Proses Bayer merupakan proses pemurnian bijih bauksit untuk memperoleh

aluminium oksida (alumina), dan

2.Proses Hall-Heroult merupakan proses peleburan aluminium oksida untuk

menghasilkan aluminium murni.

Page 4: Tugas Bkk Bab 3 (Logam Non Besi)

1.        Proses Bayer

Bijih bauksit mengandung 50-60% Al2O3 yang bercampur dengan zat-zat pengotor

terutama Fe2O3 dan SiO2. Untuk memisahkan Al2O3 dari zat-zat yang tidak dikehendaki,

kita memanfaatkan sifat amfoter dari Al2O3.

Tahapan dalam Proses Bayer:

1.)  Pertama, bijih bauksit diambil dari tambang.

2.)  Lalu, bijih bauksit tersebut dihancurkan atau dihaluskan secara mekanik.

3.)  Impurities (pengotor) dihilangkan dengan cara memanaskan serbuk bauksit dalam

udara sehingga logam-logam lain teroksidasi. Misalnya besi teroksidasi menjadi Fe2O3.

4. Kemudian, serbuk bijih yang telah dipanaskan direaksikan dengan soda kaustik atau

larutan Natrium hidroksida (NaOH) pekat dan diproses di pabrik penggilingan untuk

menghasilkan lumpur (suspensi berair) yang mengandung partikel-partikel bijih yang

sangat halus.

5.)  Suspensi berair tadi dipompa ke digester, yaitu sebuah tangki yang berfungsi seperti

panci presto.

Page 5: Tugas Bkk Bab 3 (Logam Non Besi)

Larutan ini diproses pada suhu dan tekanan yang tinggi untuk melarutkan alumina dalam

bijih. Larutan dipanaskan sampai 230-520 ° F (110-270 ° C) dan dengan tekanan 50 lb /

dalam 2 (340 kPa). Kondisi ini, dilakukan selama sekitar setengah jam atau hingga

beberapa jam. Pada prosesnya penambahan NaOH dilakukan untuk memastikan bahwa

seluruh senyawa aluminium yang terkandung terlarut. Proses ini akan memisahkan bijih

dari kotoran yang tidak larut seperti senyawa silika, besi dan titanium.

6.)   Larutan panas dilewatkan melalui serangkaian tangki.

7.)  Larutan kemudian dipompa ke dalam tangki pengendapan. Larutan SiO32- dan

[Al(OH)4]- akan ditampung.

Ketika suspensi berair berada di dalam tangki ini, pengotor yang tidak larut dalam NaOH

akan mengendap di bagian bawah tangki. Residu (disebut "red mud" atau “lumpur merah”)

yang terakumulasi di dasar tangki terdiri dari pasir halus, oksida besi, dan oksida dari unsur

lain seperti titanium.

Al2O3 dan SiO2 akan larut, sedangkan Fe2O3 dan pengotor lainnya tidak larut (mengendap).

Al2O3 (s) + 2OH- (aq) + 3H2O                        2Al(OH)4- (aq)

SiO2 (s) + 2OH- (aq)                           SiO32- (aq) + H2O       

8.) Setelah pengotor telah diendapkan, masih ada larutan yang tersisa (filtrat) yang

kemudian dipompa melalui serangkaian filter (penyaring). Setiap partikel-partikel halus

dari pengotor yang masih ada dalam larutan juga akan tersaring.

9.) Larutan yang telah disaring akan dipompa melalui serangkaian tangki pengendapan.

10.) Larutan itu kemudian direaksikan dengan asam encer, yaitu larutan HCl. Ion silikat

tetap larut, sedangkan ion aluminat akan diendapkan sebagai Al(OH)3.

AlO2- (aq) + H+ (aq)                        Al(OH)3 (s)

Atau dengan cara dialirkan CO2 ke dalam larutan tersebut sehingga ion aluminat akan

diendapkan sebagai Al(OH)3.

AlO2- (aq) + CO2

(g)                       Al(OH)3 (s)

11.) Endapan kristal atau Al(OH)3 (s) (mengendap di bagian bawah tangki) sedangkan

SiO32- tetap larut. 

12.) Kemudian endapan Al(OH)3 disaring dan diambil.

Page 6: Tugas Bkk Bab 3 (Logam Non Besi)

13.) Setelah dicuci, endapan Al(OH)3 dipindahkan ke pengering untuk dilakukan proses

kalsinasi (pemanasan untuk melepaskan molekul air yang secara kimiawi terikat pada

molekul alumina). Suhu 2.000 ° F (1.100 ° C) akan mendorong lepasnya molekul air,

sehingga hanya tinggal Kristal alumina anhidrat. Setelah meninggalkan tungku pengering,

kristal akan melewati pendingin.

14.) Setelah itu, maka terbentuklah serbuk Al2O3 murni (korundum).

2Al(OH)3 (s)                                Al2O3 (s) + 3H2O (g)

2.             Proses Hall-Heroult

Setelah diperoleh Al2O3 murni, maka proses selanjutnya adalah elektrolisis leburan

Al2O3. Pada elektrolisis ini Al2O3 dicampur dengan CaF2 dan  2-8% kriolit (Na3AlF6) yang

berfungsi untuk menurunkan titik lebur Al2O3 (titik lebur Al2O3 murni mencapai 2000 0C),

campuran tersebut akan melebur pada suhu antara 850-950 0C. Anode dan katodenya

terbuat dari grafit. Reaksi yang terjadi sebagai berikut:

Al2O3 (l)                2Al3+ (l) + 3O2- (l)

Anode (+):      3O2- (l)                       3/2 O2 (g) + 6e−

Katode (-):      2Al3+ (l) + 6e-                2Al (l)

Reaksi sel:       2Al3+ (l) + 3O2- (l)                   2Al (l) + 3/2 O2 (g)

Page 7: Tugas Bkk Bab 3 (Logam Non Besi)

Peleburan alumina menjadi aluminium logam terjadi dalam tong baja yang disebut

pot reduksi atau sel elektrolisis. Bagian bawah pot dilapisi dengan karbon, yang bertindak

sebagai suatu elektroda (konduktor arus listrik) dari sistem. Secara umum pada proses ini,

leburan alumina dielektrolisis, dimana lelehan tersebut dicampur dengan lelehan elektrolit

kriolit dan CaF2 di dalam pot dimana pada pot tersebut terikat serangkaian batang karbon

dibagian atas pot sebagai katoda. Karbon anoda berada dibagian bawah pot sebagai lapisan

pot, dengan aliran arus kuat 5-10 V antara anoda dan katodanya proses elektrolisis terjadi.

Tetapi, arus listrik dapat diperbesar sesuai keperluan, seperti dalam keperluan industri.

Alumina mengalami pemutusan ikatan akibat elektrolisis, lelehan aluminium akan

menuju kebawah pot, yang secara berkala akan ditampung menuju cetakan berbentuk

silinder atau lempengan. Masing – masing pot dapat menghasilkan 66.000-110.000 ton

aluminium per tahun(Anonymous,2009). Secara umum, 4 ton bauksit akan menghasilkan 2

ton alumina, yang nantinya akan menghasilkan 1 ton alumunium.

Tahapan proses Hall-Heroult adalah sebagai berikut:

1.)    Di dalam pot reduksi (sel elektrolisis), kristal alumina dilarutkan dalam pelarut

lelehan kriolit (Na3AlF6)  cair dan CaF2 pada suhu 1.760-1.780 ° F (960-970 ° C) untuk

membentuk suatu larutan elektrolit yang akan menghantarkan listrik dari batang karbon

(Katoda) menuju Lapisan-Karbon (Anoda).

2.)      Sebuah arus searah (5-10 volt dan 100.000-230.000 ampere) dilewatkan melalui

larutan. Reaksi yang dihasilkan akan memecah ikatan antara aluminium dan atom oksigen

dalam molekul alumina. Oksigen yang dilepaskan tertarik ke batang karbon, di mana ia

membentuk karbon dioksida. Atom-atom aluminium dibebaskan dan mengendap di bagian

bawah pot sebagai logam cair.

3.)    Proses peleburan dilanjutkan, dengan penambahan alumina pada larutan kriolit untuk

menggantikan senyawa yang terdekomposisi. Arus listrik konstan tetap dialirkan. Panas

yang berasal dari aliran listrik menjaga agar isi pot tetap berada pada keadaan cair.

4.)      Lelehan aluminium murni terkumpul dibawah pot.

5.)      Lelehan yang sudah terkumpul ini dipindahkan ke tungku penyimpanan dan

kemudian dituangkan ke dalam cetakan sebagai batangan atau lempengan.

Page 8: Tugas Bkk Bab 3 (Logam Non Besi)

6.)      Ketika logam diisi ke dalam cetakan, bagian luar cetakan didinginkan dengan air,

yang menyebabkan aliminium menjadi padat.

7.)      Logam murni yang padat dapat dibentuk dengan penggergajian sesuai dengan

kebutuhan.

Dengan proses Hall-Heroult ini, aluminium diproduksi secara massal dan murah.

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 : Kuningan adalah paduan logam tembaga dan logam seng dengan

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

Page 9: Tugas Bkk Bab 3 (Logam Non Besi)

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.

Table : Sifat sifat logam bukan besi

Sifat sifat aluminium

Berat Aluminium

Alumunium punya sifat yang ajaib, ia punya densitas yang rendah hanya sepertiga dari kepadatan atau densitas dari logam baja. Densitas logam ini hanya 2,7 g/cm3 atau kalau dikonversikan ke kg/m3 menjadi 2.700 kg/m3. Kepadatan yang relatif kecil membuatnya ringan tapi sama sekali tidak mengurangi kekuatannya.

Kekuatan Alumunium

Berbagai paduan logam alumunium memiliki kekuatan tarik antara 70 hingga 700 mega pascal.  Kekuatan yang sangat besar. Sifat alumunium ini unik tidak seperti baja. Pada suhu rendah baja akan cenderung rapuh tapi sebaliknya dengan alumunium. Pada suhu rendah kekuatannya akan meninggkat dan pada suhu tinggi malah menurun.

Page 10: Tugas Bkk Bab 3 (Logam Non Besi)

Pemuaian Linier

Jika dibandingkan dengan logam lain, alumunium punya koefisien ekspansi linier yang relatif besar.

Mesin

Bahan alumunium sangat aplikatif untuk berbagai jenis mesing seperti tipe mesin drilling, potong, keprok, bending, dan sebagainya.

Konduktivitas

Sifat konduktivitas panas dan listrik alumunium sangat baik. Luar biasanya lagi konduktor dari alumunium beratnya hanya setengah dari konduktor yang terbuat dari bahan tembaga.

Reflektor

Alumunium adalah reflektor cahaya tampak yang baik. Sifat alumunium ini juga belaku untuk pemancaran panas.

Tahan Karat (Korosi)

Alumunium bereakasi dengan oksigen di udara membentuk lapisan oksida tipis yang ampuh melindungi badan logam dari korosi (selengkapnya di bawah)

Non Magnetik

Alumunium adalah bahan nonmagnetik. Karena sifatnya ini maka alumunium sering digunakan sebagai alat dalam perangkat X-ray yang menggunkan magnet.

Tidak Beracun

Logam alumunium punya sifat tidak beracun sama sekali. Ia berada pada urutan ketiga setelah oksigen dan silikon unsur yang paling banyak di kerak bumi. Beberapa senyawa alumunium juga secara alami terbentuk dalam makanan yang kita konsumsi setiap hari.

Page 11: Tugas Bkk Bab 3 (Logam Non Besi)

6. Jelaskan 3 macam logam paduan beserta kegunaannya

Jawab :

Tabel 1. Macam-macam Paduan dan kegunaannya.

No Nama paduan Kegunaan

1. Wolfram/tungsten

(W)

Untuk paduan baja, kawat pijar, dan bahan

campuran elektoda las TIG/WIG.

2. Molibdenum (Mo) Paduan baja, pipa-pipa, dan alat rontgen.

3. Tantalum (Ta) Untuk alat-alat kedokteran dan paduan lainnya.

4. Kromium (Cr) Paduan baja tahan karat, pelapis logam dan

pelindung tahan karat.

5. Mangan (Mn) Paduan baja.

6. Vanadium (V) paduan baja tahan karat.

7. Kobalt (Co) Paduan baja perkakas potong.

Sedangkan untuk paduan logam ringan kita kenal antara lain sebagai berikut.

1).Aluminium dan paduannya yang banyak digunakan untuk paduan logam

ringan, misalnya duralumin yang biasa digunakan untuk badan pesawat terbang,

kendaraan bermotor, kapal pesiar, alat-alat rumah tangga dan sebagainya.

2).Paduan magnesium digunakan hanya bila dalam konstruksi mesin yang factor berat

menjadi pertimbangan utama. Sebab magnesium mempunyai daya gabung yang tinggi

terhadap oksigen dan mudah terbakar.

3).Paduan titanium banyak digunakan untuk paduan aluminium sebagai logam ringan

yang banyak dipakai pada konstruksi pesawat terbang.

Page 12: Tugas Bkk Bab 3 (Logam Non Besi)

7. Bagaimana pengaruh penambahan berbagai penambahan unsure pada paduan tembaga

Jawab :

Paduan Tembaga

Paduan Tembaga telah berkurang penggunaannya dari pada waktu yang lampau. Harga tembaga yang meningkat dengan cepat, ditambah lagi denga kenyataan bahwa kualitas bahan murah yang lain telah meningkat akhir-akhir ini. Telah mengurangi penggunaan paduan tembaga untuk beberapa kebutuhan.Selain itu teknik pembuatannya telah diperbaiki sehingga menyebabkan bahan kurang (ductile) dapat dipakai, karena itu baja ringan kualitasnya baik yang sering digunakan. Tembaga membentuk larutan padat dengan unsur logam lain dalam daerah yang luas dan dipergunakan untuk berbagi keperluan, dan macam-macam paduan pada tembaga antara lain:

a. Perunggu :    Perunggu mempunyai kadar tembaga Cu 70-78 %, timah putih Sn 22-44 % dan selain itu campuran tambahan lain seperti Seng (Zn), Timbel (Pb), Aluminium (Al) dll. Perungu ialah : paduan kepal atau paduan tuang  yang tahan terhadap korosi. Selain itu mempunyai daya luncur dan daya hantar yang baik untuk arus listrik.b. Perunggu Bebas Seng :    Perunggu bebas seng yang dinamakan juga perunggu timah, yaitu perunggu tuang dari Cu ditambah  10%, 14%, atau 20% Sn tanpa campuran tambahan lain. Bahan itu digunakan untuk pentil yang harus mempunyai syarat tinggi terhadap korosi dan ketangguhan (10% Sn). Selain itu pada bantalan harus mempunyai syarat-syarat tinggi untuk sifat luncur (14% Sn) dan unutuk bantalan-bantalan tekan dengan syarat tinggi untuk kekerasan (20 % Sn ).c. Perunggu Bebas Seng Paduan Kepal :    Mempunyai 1,5 % sampai setinggi-tingginya 10 % timah putih dan selain itu Fosfor dalam persentase yang sangat kecil, yaitu  setinggi-tingginya  0,3 % campuran ini dahulu dinamakan perunggu Fosfor. Dipakai untuk profil-profil, batang-batang, kawat, plat, dan pipa yang dicanai dan ditarik.d. Perunggu dan Seng :    Perunggu seng ialah : perungu tembaga timah dengan tambahan seng 2 % - 7 %. Bahan itu dipakai terutama untuk bantalan-bantalan ( campuran tuang ).e. Perunggu Aluminium :    Perunggu Alumnium ialah : campuran tuang dan campuran kepal dari tembaga dengan Aluminium dengan besi dan bahan tambahan lain (perunggu dua zat). Perunggu dua zat (Al dan Ni) tahan korosi terhadap bahan kimia tertentu karena itu dipakai untuk perlengkapan kimia. Perunggu Alumium tidak mempunyai fungsi lain dari perunggu bebas seng. Sifat-sifatnya kurang baik, jadi tidak banyak dipakai kecuali di negeri-negeri yang kurang akan timah.f. Perunggu Silikon :Perunggu Silikon baik sebagai paduan tuang maupun kepal mempunyai kadar (Si) 0,5 %-4,5 %. Selain itu ada bahan-bahan tambahan dari timah, nikel, mangan, besi dan seng dalam bermacam-macam persenyawaan. Sebagian dapat dijadikan misalnya; Cupoder yang mempunyai tahanan tarik dan kekerasan yang baik .

Page 13: Tugas Bkk Bab 3 (Logam Non Besi)

8. Uraikan cara pembuatan tembaga “blister”

Jawab :

Diagram Alur Proses Pengolahan Bijih Tembaga

Mineral  tembaga dalam bentuk sulfida umumnya diproduksi dengan jalur pirometalurgi yaitu peleburan dan pemurnian pada temperatur tinggi atau pyrorefining, dan dilanjutkan dengan electrorefining.

Mineral tembaga dalam bentuk oksida, karbonat, silikat dan sulfat ditemukan di alam dalam jumlah kecil. Bijih tembaga ini umumnya diproduksi dengan jalur hidrometalurgi. Dalam Perkembangannya, jalur hidrometalurgi juga digunakan untuk mengolah sebagian bijih sulfida, khususnya Cu2S.

Pengolahan untuk ekstraksi bijih tembaga-besi-sulfida menjadi tembaga terdiri dari beberapa unit operasi dan unit proses sebagaimana ditunjukkan dalam gambar di bawah.

Diagram Alur Proses Pengolahan Bijih Tembaga

Tahap Kominisi

Tahap kominusi terdiri dari operasi peremukan dan penggerusan. Tujuan proses peremukan dan penggerusan adalah untuk membebaskan atau meliberasi mineral-mineral tembaga dari ikatan mineral-mineral pengotornya.

Target ukuran dari tahap kominusi adalah ukuran partikel bijih yang dapat menghasilkan tingkat recoveri tembaga yang maksimal saat proses konsentrasi flotasi.

Tahap Konsentrasi Flotasi

Page 14: Tugas Bkk Bab 3 (Logam Non Besi)

Setelah mencapai ukuran yang cocok atau sesuai ukuran target, maka tahap selanjutnya adalah Tahap pemisahan mineral atau konsentrasi. Pemisahan mineral-mineral Cu-Fe-S dan Cu-S dari pengotornya dilakukan dengan metoda flotasi. Pemisahan dengan cara flotasi merupakan metode yang cukup efektif.

Tahap konsentrasi bijih tembaga dengan metoda flotasi dapat meningkatkan kadar tembaga di Konsentrat menjadi sekitar 30 persen.

Tahap Matte Smelting.

Pada tahap ini konsentrat tembaga dilebur menjadi lelehan matte. Proses peleburan dilakukan dalam suasana yang oksidatif. Proses ini menghasilkan lelehan matte, lelehan slag dan gas buang.

Matte merupakan lelehan sulfida yang kaya akan tembaga dengan mengandung sedikit besi, sedangkan slag adalah lelehan yang terdiri dari campuran oksida besi dan oksida logam pengotor serta fluks (silika).

Proses smelting ini menghasilkan matte dengan kandungan tembaga sekitar 45 – 75 persen.

Suasana oksidatif dalam tanur peleburan diperoleh dengan menginjeksikan udara yang diperkaya oksigen atau oxygen-enriched air.

Tahap Konversi Matte

Pada tahap ini matte dikonversi menjadi tembaga blister atau blister copper. Pada tahap ini, matte dioksidasi menjadi tembaga blister, dan  kandungan tembaga naik menjadi sekitar 90 persen.

Umumnya proses converting dilakukan dalam Peirce-Smith Converter. Ke dalam concerter dihembuskan udara melalui sejumlah tuyeres yang terendam dalam lelehan (submerged tuyeres). Pada Proses converting ini ditambahkan juga oksigen murni, silika sebagai fluks, revert dan scrap. Slag yang dihasilkan mengandung besi-silika.          

                                         

Tahap Fire refining

Fire refining adalah proses pemurnian yang dilakukan terhadap  tembaga blister. Proses fire refining dilakukan dalam rotary furnace, reverberatory furnace atau hearth furnace yang dapat ditilting. Tahapan ini dilakukan dalam 2 tahap. Tahap satu adalah oksidasi selektif terhadap sulfur dan elemen pengotor lainnya, dan tahap kedua adalah deoksidasi untuk penurunan kandungan oksigen dalam tembaga.

Page 15: Tugas Bkk Bab 3 (Logam Non Besi)

Proses fire refining mampu menghasilkan  logam tembaga yang memiliki kandungan tembaga sekitar 99 persen.

Tahap Electrorefining

Proses electrorefining merupakan pelarutan tembaga secara elektrokimia dari tembaga anoda dan mengendapkannya kembali di permukaan katoda. Elemen-elemen pengotor yang terkandung dalam tembaga anoda tidak ikut terendapkan.

Dari proses Electrorefining ini dihasilkan logam tembaga dengan kandungan  Cu > 99.99 persen.