Pengolahan Bahan Galian (PBG) VI : Metallurgy

METALURGI EKSTRAKTIF (EXTRACTIVE METALLURGY) DAN PEMURNIAN (REFINING)

Tahapan proses (process aims) pada metalurgi ekstraktif adalah :

  1. Pemisahan (separation), yaitu pembuangan unsur, campuran (compounds) atau material yang tidak diinginkan dari bijih (sumber metal = source of metal).
  2. Pembentukan campuran (compound foramtion), yaitu cara memproduksi material yang secara struktur dan sifat-sifat kimianya berbeda dari bijihnya (sumbernya).
  3. Pengambilan/produksi metal (metal production), yaitu cara-cara memperoleh metal yang belum murni.
  4. Pemurnian metal (metal purification), yaitu pembersihan, metal yang belum murni (membuang unsur-unsur pengotor dari metal yang belum murni), sehingga diperoleh metal murni.

Alur Metalurgy ditunjukkan pada bagan sebagai berikut :

  1. Gambar 1.1 alur metallurgy

    Gambar 1.1 alur metallurgy

Metalurgi ekstraktif terdiri dari :

  1. Pirometalurgi (pyrometallurgy), menggunakan energi panas sampai 2.000o C.
  2. Hidrometalurgi (hydrometallurgy), menggunakan larutan dan reagen organik.
  3. Elektrometalurgi (electrometallurgy), memanfaatkan teknik elektro-kimia.

PIROMETALURGI (PYROMETALLURGY)

Suatu proses ekstraksi metal dengan memakai energi panas. Suhu yang dicapai ada yang hanya 50o – 250o C (proses Mond untuk pemurnian nikel), tetapi ada yang mencapai 2.000o C (proses pembuatan paduan baja).       Yang umum dipakai hanya berkisar 500o – 1.600o C ; pada suhu tersebut kebanyakan metal atau paduan metal sudah dalam fase cair bahkan kadang-kadang dalam fase gas.

Umpan yang baik adalah konsentrat dengan kadar metal yang tinggi agar dapat mengurangi pemakaian energi panas. Penghematan energi panas dapat juga dilakukan dengan memilih dan memanfaatkan reaksi kimia eksotermik (exothermic).

Sumber energi panas dapat berasal dari :

  1. Energi kimia (chemical energy = reaksi kimia eksotermik).
  2. Bahan bakar (hydrocarbon fuels) : kokas, gas dan minyak bumi.
  3. Energi listrik.
  4. Energi terselubung/tersembunyi (conserved energy = sensible heat), panas buangan dipakai untuk pemanasan awal (preheating process).

Peralatan yang umumnya dipakai adalah :

  1. Tanur tiup (blast furnace).
  2. Reverberatory furnace.

Sedangkan untuk pemurniannya dipakai :

  1. Pierce-Smith converter.
  2. Bessemer converter.
  3. Kaldo cenverter.
  4. Linz-Donawitz (L-D) converter.
  5. Open hearth furnace.

HIDROMETALURGI (HYDROMETALLURGY)

Yaitu proses ekstraksi metal dengan larutan reagen encer (< 1 gramol) dan pada suhu < 100o C. Reaksi kimia yang dipilih biasanya yang sangat selektif;

artinya hanya metal yang diinginkan saja yang akan bereaksi (larut) dan kemudian dipisahkan dari material yang tak diinginkan.

Kondisi yang baik untuk hidrometalurgi adalah :

  1. Metal yang diinginkan harus mudah larut dalam reagen yang murah.
  2. Metal yang larut tersebut harus dapat “diambil” dari larutannya dengan mudah dan murah.
  3. Unsur atau metal lain yang ikut larut harus mudah dipisahkan pada proses berikutnya.
  4. Mineral-mineral pengganggu (gangue minerals) jangan terlalu banyak menyerap (bereaksi) dengan zat pelarut yang dipakai.
  5. Zat pelarutnya harus dapat “diperoleh kembali” untuk didaur ulang.
  6. Zat yang diumpankan (yang dilarutkan) jangan banyak mengandung lempung (clay minerals), karena akan sulit memisahkannya.
  7. Zat yang diumpankan harus porous atau punya permukaan kontak yang luas agar mudah (cepat) bereaksi pada suhu rendah.
  8. Zat pelarutnya sebaiknya tidak korosif dan tidak beracun (non-corrosive and non-toxic), jadi tidak membahayakan alat dan operator.

Peralatan yang dipergunakan adalah :

  1. Electrolysis / electrolytic cell.
  2. Bejana pelindian (leaching box).

ELEKTROMETALURGI (ELECTROMETALLURGY)

Suatu proses ekstraksi logam yang memakai teknik elektro-kimia, misalnya : baterai dan elektrolisa (electrolysis = electrorefining). Pada proses ini kecuali diperlukan arus listrik sebagai sumber energi juga diperlukan elektroda (electrodes) dan cairan elektrolit (electrolyte).

Elektroda harus memiliki sifat-sifat :

  1. Konduktor listrik yang baik.
  2. Potensial yang terbentuk di sekitar elektroda harus rendah.
  3. Tidak mudah bereaksi dengan metal yang lain dan tidak membentuk campuran yang dapat mengganggu proses elektrolisa.

Bila elektroda itu padat, ada syarat tambahan agar proses elektrolisa berlangsung memuaskan, yaitu harus :

  1. Mudah diperoleh atau disiapkan dengan murah.
  2. Tahan korosi dalam zat larut.
  3. Stabil, kuat dan tidak mudah terkikis (resistance to abrasion).
  4. Harus murah harganya.

Elektrolit harus memiliki sifat-sifat :

  1. Memiliki daya hantar ion yang tinggi.
  2. Tidak mudah terurai atau bereaksi (high chemical stability).
  3. Memiliki daya larut yang tinggi bagi metal yang diinginkan.

Peralatan yang biasa dipakai electric arc furnace.

Gambar 1.2 electric arc furnace (sumber : steel.org)

Gambar 1.2 electric arc furnace (sumber : steel.org)

 Demikian artikel mengenai kegiatan metallurgy, selanjutnya akan dibahas tentang dampak pengolahan bahan galian.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s