BAHAN KONSTRUKSI KIMIA LOGAM BUKAN BESI ( NON FERRO )
Disusun Oleh : Kelompo II Mei!"l# N#$#s#%i
(&'*&&&*+)
Muh#mm#! Ri,"
(&'*&&&*+-)
Sh#n%" Nu$meu%i#
(&'*&&+*.)
Kel#s
: KB
Dosen /em0im0in1 /em0im0in 1
: D$2 I$2 H32 Rus!i#n#s#$i4 Rus!i#n #s#$i4 M2Si
5URUSAN TEKNIK KIMIA /ROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA /OLITEKNIK NEGERI SRI6I5A7A +&'
K#%# /en1#n%#$ Dengan Dengan menyebut nama Tuhan Tuhan Yan Yang g Maha Esa, kiranya kiranya pantaslah pantaslah kami panjatkan puji syukur atas segala nikmat yang telah te lah diberikan kepada penulis, baik kesempatan maupun kesehatan, sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah Bahan Rekontruksi Kimia dengan baik. Tidak lupa pula penulis kirimkan salam dan shalawat kepada junjungan kita semua, Rasulullah !", !", keluarga, dan seluruh sahabatnya. Makalah Bahan Rekontruksi Kimia yang telah penulis susun ini berjudul #ogam Bukan Besi. Makalah ini dibuat untuk memenuhi tugas Bahan Rekontruksi Kimia yang telah diberikan oleh dosen. Banyak pihak yang telah turut membantu dalam pembuatan makalah ini. $lehnya itu, dengan segala kerendahan hati, penulis u%apan banyak terima kasih. &amun penulis pun menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kesempurnaan. aran dan kritik dari pemba%a yang kami harapkan demi perbaikan makalah ini. emoga makalah ini dapat memberikan in'ormasi bagi masyarakat dan berman'aat untuk pengembangan wawasan dan peningkatan ilmu pengetahuan bagi kita semua.
(alembang, )* Maret )+*
(enulis
BAB I /ENDAHULUAN
L#%#$ Bel##n1
#ogam non 'erro atau logam bukan besi adalah logam yang tidak mengandung unsur besi -e/. Dalam kehidupan sehari0hari, mungkin banyak orang sering mendengar tentang yang namanya logam non 'erro. &amun pemahaman yang lebih dalam tentang logam ini, masih banyak juga yang belum mengenal, baik berupa jenis0jenisnya, %irri 0 %iri atau si'atnya, dan yang terutama dalam pemakaian atau pengunaannya dalam kehidupan sehari0hari. Dalam pokok bahasan ini akan dibahas si'at logam bukan besi, proses pembuatan berma%am0ma%am logam bukan besi dan paduan logam bukan besi serta kegunaannya. etelah selesai mempelajari pokok bahasan ini diharapkan mampu untuk 1 a Menj Menjel elask askan an si' si'at at 2 si'a si'att loga logam m buka bukan n besi besi b Menjelaskan %ara pembuatan logam bukan besi seperti logam aluminium, tembaga, % d
dan magnesium Menjel Menjelaska askan n paduan paduan loga logam m bukan bukan besi besi beser beserta ta keguna kegunaanny annyaa Menjel Menjelaska askan n persenta persentase se paduan paduan logam logam bukan bukan besi untuk untuk penge penge%or %oran an Kurang lebih )+3 dari logam yang diolah menjadi produk industri merupakan logam
bukan bukan besi. 4ndonesia merupakan merupakan &egara penghasil penghasil logam bukan besi yang meliputi timah putih, tembaga, nikel, dan aluminium. Dalam keadaan murni, logam bukan besi memiliki si'at yang sangat baik, namun untuk meningkatkan kekuatannya umumnya di%ampur dengan logam lain membentuk paduan. 5iri logam bukan besi ialah daya tahan terhadap korosi tinggi, daya hantar listrik yang baik dan pengubah bentuk yang mudah. +
*
Rumus#n M#s#l#h * !pa !pa itu itu loga logam m buk bukan an besi besi66 ) !pa saja si'at si'at 2 si'at si'at umum umum dari dari loga logam m bukan bukan besi6 besi6 7 !pa saja saja jenis jenis 2 jenis jenis logam logam non non 'erro 'erro dan dan bagaimana bagaimana si'at mekanik mekanik dan 'isik 'isik nya6 nya6 8 Bagaim Bagaimana ana %ara %ara pengol pengolaha ahan n dan pembu pembuatan atan loga logam m bukan bukan besi6 besi6 9 Bagaim Bagaimana ana proses proses peng penge%o e%oran ran logam logam buka bukan n besi6 besi6 !pa saja paduan paduan dari dari berb berbaga agaii ma%am ma%am logam logam buka bukan n besi6 besi6 : Bagaimanakah Bagaimanakah penggunaan penggunaan logam non 'erro dalam kehidupan kehidupan sehari 2 hari6 hari6
Tu3u#n /enulis#n Tujuan dibuatnya makalah ini yaitu untuk dapat memahami dan mengerti lebih jauh
tentang 1 * #ogam bukan besi ) i'a i'att 2 si'at si'at umum umum loga logam m buk bukan an besi besi 7 ;enis 2 jenis jenis logam logam bukan bukan besi dan si'at0si'atny si'at0si'atnyaa se%ara se%ara mekanik mekanik dan 'isik
8 9 :
5ara pengolahan logam bukan besi (embuatan berbagai ma%am logam bukan besi (aduan berbagai ma%am logam bukan besi (enggunaan logam bukan besi dalam kehidupan sehari 2 hari
BAB II /EMBAHASAN
Lo1#m Bu#n Besi
#ogam non 'erro atau logam bukan besi adalah logam yang tidak mengandung unsur besi -e/. #ogam non 'erro murni kebanyakan tidak digunakan begitu saja tanpa dipadukan dengan logam lain, karena biasanya si'at 2 si'atnya belum memenuhi syarat yang diinginkan. Ke%uali logam non 'erro murni, platina, emas dan perak tidak dipadukan karena sudah memiliki si'at yang baik, misalnya ketahanan kimia dan daya hantar listrik yang baik serta %ukup 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. 5iri dari logam non besi adalah mempunyai daya tahan terhadap korosi yang tinggi, daya hantar listrik yang baik dan dapat berubah bentuk se%ara mudah. Dalam keadaan murni logam bukan besi ini memiliki si'at yang sangat baik namun untuk meningkatkan kekuatan umumnya di%ampur dengan logam lain sehingga membentuk paduan. #ogam bukan besi ini di bagi dalam dua golongan menurut berat jenisnya, yaitu logam berat dan logam ringan. #ogam berat adalah logam yang mempunyai berat jenis diatas 9 kg
+
Si8#% 9 Si8#% Umum Lo1#m Bu#n Besi Kebanyakan logam bukan besi tahan terhadap korosi -air atau kelembaban/, misalnya
=at magnesium, tahan terhadap korosi dalam lingkungan udara biasa, akan tetapi di dalam air laut, ketahan terhadap korosinya dibawah ketahanan baja biasa. e%ara umum dapat dikatakan, bahwa makin berat suatu logam bukan besi, maka makin baik daya tahan nya terhadap korosi dan salah satu si'at atau %iri khas logam bukan besi adalah berat jenis nya, oleh karena itu, dibawah ini dapat dilihat tabel yang menunjukkan berat jenis > titik %air logam. (emilihan paduan tertentu tergantung pada banyak hal, antara lain kekuatan, kemudahan dalam pemberian bentuk, berat jenis, harga bahan baku, upah pembuatan dan penampilannya. Tabel *. Berat ;enis dan Titik 5air dari #ogam Bukan Besi
Dari tabel *, diperlihatkan perbandingan berat jenis berbagai logam bukan besi. Kebanyakan logam bukan besi tahan terhadap korosi -air atau kelembaban/. e%ara umum semakin berat suatu logam bukan besi semakin baik daya tahan korosinya. (enge%ualian pada aluminium, pada permukaan nya terbentuk suatu lapisan oksida yang dapat melindungi logam aluminium tersebut dari korosi selanjutnya. "arna asli dari logam bukan besi, yaitu kuning, abu0abu, perak, dan lain sebagainya, termasuk teknik pewarnaan, seperti1 anodisasi pada aluminium, dapat menambah nilai estetika logam0logam tersebut. (ada umumnya, logam non0besi mempunyai daya hantar listrik lebih baik dibandingkan dengan besi, sebagai %ontoh1 tembaga, mempunyai daya hantar listrik 9,7 kali lebih baik dibandingkan besi, sedangkan aluminium, 7,) kali lebih baik. Demikian juga hal nya dengan titik cair , titik %air logam bukan besi berkisar antara 7): +5 s
M#,#mM#,#m Lo1#m Bu#n Besi !#n Si8#%Si8#%n"#
#ogam non erro ini terdapat dalam berbagai jenis dan masing0masing memiliki si'at dan karakteristik yang berbeda se%ara spesi'ik antara logam yang satu dengan logam yang lainnya. Keberagaman si'at dan karakteristik dari logam &on erro ini memungkinkan pemakaian se%ara luas baik digunakan se%ara murni atau pun dipadukan antara logam non
'erro bahkan dengan logam erro untuk mendapatkan suatu s i'at yang baru yang berbeda dari si'at asalnya. @ntuk mengetahui ma%am0ma%am logam non 'erro dan si'at0si'atnya dapat disebutkan sebagai berikut1 2 Le#!4 Tim0#l4 Tim#h hi%#m4 /lum0um (/0) Timah hitam sangat sangat lunak, lembek tetapi ulet, memiliki warna putih
terang yang sangat jelas terlihat pada patahan atau pe%ahannya. Timah Aitam memiliki berat jenis -/ yang sangat tinggi yaitu C**,7 kg
G#m0#$. Le#!4 Tim0#l4 Tim#h hi%#m4 /lum0um (/0)
+2 Tim#h pu%ih4 Tin4 S%#nnum (Sn) Timah putih, Tin, tannum -n/ ialah logam yang berwarna putih mengkilap,
sangat lembek dengan titik %air yang rendah yakni )7)5. #ogam ini memiliki si'at ketahanan korosi yang tinggi sehingga banyak digunakan sebagai bahan pelapis pada plat baja, digunakan sebagai kemasan pada berbagai produk makanan karena Timah putih
ini
sangat
tahan
terhadap
asam
buah
dan
;ui%e.
ungsi kegunaan yang lain ialah sebagai bahan pelapis pada bantalan lun%ur serta sebagai unsur paduan pada bahan0bahan yang memiliki titik %air rendah. Timah putih, Tin, tannum -n/ paling banyak digunakan sebagai timah pateri serta paduan pada logam0logam bantalan seperti Bron=es dan gunmetal atau ditambahkan
sedikit pada paduan Tembaga eng -Kuningan, Brasses/ untuk memperoleh ketahanan korosi. Timah putih, Tin, tannum -n/ diproses dari bijih timah -Tinstone/, eItra%sinya dilakukan melalui pen%airan dengan temperature tinggi sehingga timah dapat mengalir keluar dari berbagai unsur pengikatnya.
G#m0#$2 Tim#h pu%ih4 Tin4 S%#nnum (Sn)
*2 Sen14 ;in,um (;n) eng, Jin%um -Jn/ ialah logam yang berwarna putih kebiruan memiliki titik
%air 8*5, sangat lunak dan lembek tetapi akan menjadi rapuh ketika dilakukan pembentukan dengan temperature pengerjaan antara *++5 sampai *9+5 tetapi sampai
temperature
ini
masih
baik
dan
mudah
untuk
dikerjakan.
eng memiliki si'at tahan terhadap korosi sehingga banyak digunakan dalam pelapisan plat baja sebagai pelindung baja tersebut dari pengaruh gangguan korosi, selain itu eng juga digunakan sebagai unsur paduan dan sebagai bahan dasar paduan logam yang dibentuk melalui penge%oran. ekalipun eng merupakan bahan yang lembek akan tetapi peranannya sangat penting sekali sebagai salah satu bahan Teknik yang memilki berbagai keunggulan, baik digunakan sebagai bahan pelapis pada baja yang tahan terhadap korosi, misalnya untuk atap bangunan, dinding serta %ontainer yang juga harus tahan terhadap pengaruh air dan udara serta serangga dan binatang. eng juga merupakan unsur paduan untuk bahan penge%oran. Bahan baku eng adalah ul'ida 5arbonate, biasanya berada berdekatan dengan #ead atau Timah Aitam atau kadang0kadang juga dengan ilLer. Konsentrat biasanya dilakukan dengan
Gra'itasi
atau
pengapungan.
(roses produksi awal dilakukan dengan mengurangi kadar !sam sul'at yang terkandung pada $Iide eng melalui penggarangan. #angkah selanjutnya ialah
menggunakan satu Thermal untuk menghasilkan penguapan serta kondensat, dari proses ini akan diperolah * hingga ) 3 #ead yang diketahui sebagai pelter atau eng kasar dengan , 3 yang akan diproses lanjut dengan %ara elektrolisa serta proses penggarangan, dan melalui proses ini bijih eng akan melarut didalam !sam ulphuri% sesuai dengan kebutuhannya. (roses berikutnya ialah penggarangan agar unsur 5arbon ber%ampur didalam Briket sebelum pemanasan melalui pengolperasian didalam retor erti%al se%ara 5ontinyu.
G#m0#$2 Sen14 ;in,um (;n)
2 M#n1#nese (Mn) Manganese -Mn/ logam yang memiliki titik %air *)+5 @nsur Manganese
-Mn/ ini diperoleh melalui proses reduksi pada bijih Manganese sebagaimana proses yang dilakukan dalam pembuatan baja. Manganese digunakan pada hampir semua jenis baja dan besi tuang sebagai unsur paduan kendati tidak menghasilkan pengaruh yang signi'ikan dalam memperbaiki si'at baja tetapi tidak berpengaruh buruk karena didalam baja memiliki kandungan unsur ulphur. Disamping itu Manganese -Mn/ merupakan unsur paduan pada !luminium, Magnesium, Titanium dan Kuningan.
G#m0#$2 M#n1#nese (Mn)
-2 Aluminium (Al) !luminium ialah logam yang berwarna putih terang dan sangat mengkilap
dengan titik %air +5 sangat tahan terhadap pengaruh !tmosphere juga bersi'at ele%tri%al
dan
Thermal
5ondu%tor
dengan
koe'isien
yang
sangat
tinggi.
e%ara komersial !luminium memiliki tingkat kemurnian hingga , 3 , dan !luminium non paduan kekuatan tariknya ialah + &
G#m0#$2 Aluminium (Al)
'2 Tem0#1#4
dengan proses pengerjaan dingin kekuatan tarik Tembaga dapat ditingkatkan hingga 7+ &
dengan Tempering.
i'at listrik dan sebagai penghantar panas yang baik dari
Tembaga -Ele%tri%al and Thermal 5ondu%tor/ Tembaga dan menduduki urutan kedua setelah ilLer namun untuk ini Tembaga dipersyaratkan memiliki kemurnian hingga , 3. alah satu si'at yang baik dari tembaga ini juga adalah ketahanannya terhadap korosi atmospheri% bahkan jenis korosi yang lainnya.
G#m0#$2 Tem0#1#4
=2 M#1nesium (M1) Magnesium ialah logam yang berwarna putih perak dan sangat mengkilap
dengan titik %air 9*5 yang dapat digunakan sebagai bahan paduan ringan, si'at dan karakteristiknya sama dengan !luminium. $Iid 'ilm yang melapisi permukaan Magnesium hanya %ukup melindunginya dari pengaruh udara kering, sedangkan udara lembab dengan Magnesium memiliki kekuatan tarik hingga **+ &
G#m0#$2 M#1nesium (M1)
<#$# /en1ol#h#n Lo1#m Bu#n Besi
#ogam bukan besi
2 /ROSES BI5IH LOGAM Bijih0bijih logam yang yang diperoleh dari hasil penambangan terlebih dahulu
dipe%ah menjadi bagian0bagian ke%il. (e%ahan0pe%ahan tersebut kemudian digiling halus, untuk selanjutnya di%ampur dengan minyak dan air diaduk hingga antara tepung, minyak dan air ter%ampur dengan baik, kemudian ditenangkan. Minyak akan mengikat logam dan belerang yang akan berada di bagian atas adonan, sedangkan air akan mengikat lumpur dan kotoran lain yang berada di bagian bawah adonan. etelah dipisahkan antara yang ada di bagian bawah dengan bagian atas, %ampuran lumpur dan air dibuang. 5ampuran antara minyak, logam dan belerang tersebut kemudian dipanasi dengan udara panas untuk menghilangkan belerang hingga diperoleh logam oksid. +2 /ROSES KERING (/IROMETALURGI) Bijih logam yang sudah diproses menjadi logam oksid dimasukkan ke dalam dapur
api untuk mereduksi oksigennya dalam suatu proses dioksidasi dalam dapur tersebut. #ogam oksid dipanasi hingga %air belerang yang tersisa juga ikut terbakar pada saat yang sama. Kandungan0kandungan yang lain misalnya silikon dan besi dioksidasikan menjadi terak yang mengapung di atas %airan logam kemudian teraknya dipisahkan. Maka diperoleh %airan logam dengan kadar kemurnian 3. *2 /ROSES BASAH (HIDROMETALURGI) (roses ini sering juga dikatakan senagai elektro metalurgi. Dalam proses ini dengan
oksid ditenangkan dalalm larutan sul'at
searah. #arutan yang mengandung logam dipisahkan. #ogam0logam sebagai ion positi' bergerak menuju katode negati' dan di sana dibuang. Aasil dari proses elektrolisis ini adalah logam dengan kemurnian -?03/.
2 /ROSES KERAMIK #ogam yang bertitik lebur tinggi seperti wol'ram dan molibdenium tidak dapat
diproses dengan proses kering maupun basah melainkan dengan proses keramik. (roses keramik
#ogam bukan besi tidak ditemukan sebagai logam murni dialam bebas, biasanya masih terikat sebagai oksida dengan berbagai ma%am kotoran 2 kotoran yang membentuk bijih 2 bijih. !da beberapa tahapan untuk mengolah bijih logam bukan besi,yakni1
-
Tahap penghalusan mineral Tahap pen%u%ian Tahap pemisahan antara logam dengan kotoran Tahap peleburan Kadang 2 kadang, tahap proses peleburan menjadi lebih sulit, misalnya karena
bijih tembaga, timah hitam dan seng, hanya didapat di suatu daerah tertentu saja, atau bahkan di suatu daerah dijumpai %ampuran dari )* jenis bijih logam bukan besi.
D#pu$ /ele0u$#n
(ada mulanya, Tanur Tinggi dengan kapasitas ke%il, digunakan untuk melebur tembaga, timah dan beberapa unsur lainnya. Didalam tanur bahan baku di%ampur dengan kokas, kemudian ditiupkan udara untuk memper%epat proses pembakaran. Karena tiupan udaranya %ukup %epat -ken%ang/, maka ukuran kokas, maupun bijih tidak boleh lebih
ke%il dari * %m. aat proses peleburan berlangsung, ditambahkan 'luks untuk memperoleh logam yang lebih murni, sekaligus untuk mengurangi kekentalan -Liskositas/ terak %air. Dapur 2 dapur yang umum digunakan untuk melebur logam bukan besi, biasanya dari jenis reLerberasi. (enambahan 'luks -pembentuk terak/, bertujuan untuk mengurangi oksidasi, dimana biasanya dapur dilengkapi oleh alat tadah uap maupun tadah debu. Biasanya, disamping menggunakan dapur peleburan, digunakan juga dapur pemanggang untuk mengoksidasi bijih dari mineral sul'ida, gas oksidasi dihembuskan melalui kisi dan mengenai bijih, sedangkan dapur pemanggang digunakan untuk memurnikan tembaga dan seng. #2 In!usi
02 K$usi0el
-
/em0u#%#n Lo1#m Bu#n Besi
Berikut ini penejelasan dari pembuatan beberapa jenis logam non 'erro 1 #2 02 ,2 !2 #2
(embuatan alumanium (embuatan magnesium (embuatan tembaga, dan (embuatan timah hitam /em0u#%#n #luminium Bijih bauksit merupakan salah satu sumber pembentukan aluminium yang %ukup ekonomis, yang bila di 4ndonesia, banyak terdapat di daerah Bintan dan Kalimantan. @ntuk menambang bauksit, dilakukan dengan penambangan terbuka, setelah bauksit di haluskan, kemudian di %u%i dan dilakukan pengeringan, baru kemudian bauksit mengalami pemurnian menjadi oksida aluminium atau alumina. @ntuk memperoleh aluminium murni, biasanya digunakan /$oses B#"e$ dan hasil akhir adalah alumina. e%ara alami, aluminium oksida terdapat dalam bentuk kristal %orundum. Batu mulia rubi dan sapphire tersusun atas %orundum dengan warna0warna khas yang disebabkan kadar ketidakmurnian dalam struktur %orundum. !luminium oksida, atau alumina, merupakan komponen utama dalam bauksit bijih aluminium yang utama. (abrik alumina terbesar di dunia adalah !l%oa, !l%an, dan Rusal. (erusahaan yang memiliki spesialisasi dalam produksi dari aluminium oksida dan aluminium hidroksida misalnya adalah !l%an dan !lmatis. Bijih bauksit terdiri dari !l )$7, e )$7, and i$) yang tidak murni. 5ampuran ini dimurnikan terlebih dahulu melalui (roses Bayer1
!l)$7 P 7A)$ P )&a$A P panas Q )&a!l-$A/ 8
e)$7 tidak larut dalam basa yang dihasilkan, sehingga bisa dipisahkan melalui penyaringan. i$ ) larut dalam bentuk silikat i-$A/ )0. Ketika %airan yang dihasilkan didinginkan, terjadi endapan !l-$A/ 7, sedangkan silikat masih larut dalam %airan tersebut. !l-$A/7 yang dihasilkan kemudian dipanaskan
)!l-$A/7 P panas Q !l)$7 P 7A)$
(ada **, perusahaan General Ele%tri% mengembangkan #u%aloI, alumina transparan
yang
digunakan
dalam lampu
natrium.
(ada !gustus
)++,
ilmuwan !merika erikat yang bekerja untuk 7M berhasil mengembangkan teknik untuk membuat alloy dari aluminium oksida dan unsur0unsur lantanida, untuk memproduksi ka%a yang
kuat,
yang
disebut alumina
transparan. !loy
adalah
%ampuran dua atau lebih unsur pada komposisi tetap tertentu yang mana ju=uk utamanya adalah logam. Tahapan pemurnian aluminium bisa dilihat pada gambar *+. (ertama0tama bauksit di%ampur dengan larutan kimia seperti kaustik soda. 5ampuran tersebut kemudian dipompa ke tabung tekan dan kemudian dilakukan pemanasan. (roses selanjutnya dilakukan penyaringan dan diikuti dengan proses penyemaian untuk membentuk endapan alumina basah -hydrated alumina/. !lumina basah kemudian di%u%i dan diteruskan dengan proses pengeringan dengan %ara memanaskan sampai suhu *)++ o5. Aasil akhir adalah partikel0partikel alumina dengan rumus kimianya adalah !l)$7.
!lumina yang dihasilkan dari proses pemurnian masih mengandung oksigen sehingga harus dilakukan proses selanjutnya yaitu peleburan. (eleburan alumina dilakukan dengan proses reduksi elektrolitik -gambar **/. (roses peleburan ini memakai metode Aall0Aeroult. !lumina dilarutkan dalam larutan kimia yang disebut kriolit pada sebuah tungku yang disebut pot. (ot ini mempunyai dinding yang dibuat dari karbon. Bagian luar pot terbuat dari baja. !liran listrik diberikan melalui anoda dan katoda. (roses reduksi memerlukan karbon yang diambil dari anoda. (ada proses ini dibutuhkan arus listrik sebesar 9+0*9+ killoampere. !rus listrik akan mengelektrolisa alumina menjadi aluminium dan oksigen bereaksi membentuk senyawa 5$ ). aluminium %air dari hasil elektrolisa akan turun ke dasar pot dan selanjutnya ddialirkan dengan prinsip shipon ke krusibel yang kemudian diangkut menuju tungku0tungku pengatur -holding 'urna%e/. Kebutuhan listrik yang dibutuhkan untuk menghasilkan *kg aluminium berkisar sekitar *)0*9 Kwh. atu kg aluminium dihasilkan dari ) kg alumina dan kg karbon. Reaksi pemurnian alumina menjadi aluminium adalah sbb 1
#imbah sisa0sisa logam aluminium yang berasal dari industri peralatan rumah tangga dan elektronik dapat diman'aatkan menjadi bahan yang lebih bernilai, salah satu diantaranya menjadi 'lokulan (oli !luminium Klorida -(!5 C (oly !luminium 5hloride/. (!5 dapat digunakan pada proses penjernihan air sungai menjadi air
minum. (engguna 'lokulan jenis (!5 ini diantaranya adalah (D!M urabaya sebagai pengolah air sungai menjadi air minum, tetapi karena memiliki kendala pada harganya yang lebih mahal dari tawas, maka saat ini digunakan tawas sebagai bahan penjernih air.
02 /em0u#%#n m#1nesium !#$i #i$ l#u% !ir laut yang biasanya mengandung *7++ ppm magnesium, direaksikan
dengan kapur -kulit kerang yang dibakar pada suhu *7)+ 5/. Aasil reaksi kimia °
antara kapur dengan air laut, akan menghasilkan endapan. Endapan kental yang mengandung sekitar *) 3 ini kemudian di saring, sehingga akan bertambah pekat, baru kemudian di reaksikan dengan dan menghasilkan. etelah melalui tahapan 'iltrasi dan pengeringan, konsentrasi akan meningkat menjadi sekitar ? 3, yang berbentuk butiran0butiran kemudian dipindahkan ke dalam sel elektrolisa yang berukuran dan beroperasi pada suhu sekitar :++ 5. Elektroda gra'it akan ber'ungsi °
sebagai anoda dan pot nya sendiri ber'ungsi sebagai katoda. !kibat di aplikasikan nya arus listrik sebesar +.+++ !mp, maka akan terurai, dan logam magnesium terapung diatas larutan. etiap pot akan dapat menghasilkan sekitar 99+ kg logam Mg dalam satu hari yang kemudian dituang kedalam %etakan ingot, dimana setiap ingot mempunyai berat ? kg. Aasil sampingan dari proses ini adalah1 gas klorida yang kemudian dapat digunakan untuk mengubah menjadi
.
Mg-$A/ )
Mg5l)
A5l
G#m0#$2 /em0en%u#n m#1nesium
,2 /em0u#%#n %#m0#1# Chalcopirit adalah bijih tembaga, merupakan %ampuran antara dan yang di
peroleh dari hasil tambang di bawah permukaan tanah. Gambar berikut adalah proses mebuat nya. !lur proses yang ditunjukkan pada gambar diatas adalah dimulai dari bijih %hal%opirit, digiling dan di%ampur dengan batu kapur serta bahan 'luks silika. etelah tepung bijih dipekatkan, lalu dipanggang, sehingga terbentuk %ampuran, dan, %ampuran inilah yang disebut1 F KalsinH. Kalsin kemudian di lebur dengan batu kapur sebagai 'luks nya di dalam Dapur ReLerberatory, tujuan nya untuk melarutkan besi -e/ di dalam terak, sisanya adalah Tembaga0Besi yang disebut “matte” di tuangkan kedalam konLerter. Dengan menghembuskan udara kedalam konLerter untuk selama 8 s
belerang . Tembaga blister dengan tingkat kemurnian
antara ? 3 s
kemudian di%or menjadi slab untuk kemudian di olah se%ara elektolitik menjadi tembaga murni.
G#m0#$2 /em0u#%#n %em0#1#
!2 /em0u#%#n %im#h hi%#m Gambar di bawah menunjukkan kompleksitas dari pembuatan timah hitam,
dimana konsentrat timah hitam yang hanya mengandung -9 s
yang ada didalam ketel dimurnikan terlebih dahulu, baru kemudian di%ampur dengan soda api, sehingga seng akan terpisah. Aal ini dilakukan dengan %ara menginjeksikan pan%aran timah panas kedalam ruang Lakum, akibat nya seng akan menguap. (ada akhirnya, kotoran0kotoran yang masih ada ber%ampur dengan timah, dipisahkan se%ara kimia, sehingga diperoleh timah %air murni, yang kemudian di%or menjadi timah ingot dengan berat standard )9 kg atau + kg.
G#m0#$2 /em0u#%#n %im#h hi%#m
'
/en1e,o$#n Lo1#m Non Fe$$o
Terdapat sedikit perbedaan antara penge%oran logam bukan besi dan penge%oran besi, walau pun %etakan nya se%ara umum, alat0alat perkakas yang digunakan praktis sama. (asir yang digunakan biasanya lebih halus, sebab benda kerja yang akan di %etak, umum nya lebih ke%il dan selalu diingin kan suatu permukaan yang rata. @ntuk penge%oran besi, maka syarat pasir %etak nya harus yang tahan panas, tetapi pada logam bukan besi, tidak perlu terlalu tahan panas, sebab suhu penge%oran nya lebih rendah. Dapu kowi dengan sumber panas minyak atau kokas ataupun gas, sering digunakan untuk melebur logam bukan besi.
Bila diperlukan pengendalian suhu yang lebih akurat, maka dapat menggunakan beberapa jenis dapur, antara lain1 dapur tahanan listrik, busur tak langsung atau dapur induksi. Dengan menggunakan dapur listrik, biasanya sangat sesuai untuk tujuan penelitian ataupun untuk suatu instalasi yang berkapasitas relati' tidak besar. (aduan tembaga yang banyak digunakan atau pemakaian nya adalah1 kuningan dan perunggu. Kuningan adalah merupakan paduan antara tembaga danseng dengan kadar seng nya berLariasi anatara *+ 3 sampai dengan 8+ 3. i'at0si'at mekanik paduan, seperti1 kekuatan, kekerasan dan ke uletan, akan meningkat se iring dengan meningkatnya persentase seng, namun bila kadar seng nya melebihi 8+ 3, maka umum nya akan terjadi penurunan kekuatan, dan pada saat peleburan, seng akan sangat mudah menguap. Dengan menambah unsur timah sebanyak +,9 3 sampai dengan 9 3, maka akan menjadikan paduan lebih mampu untuk di mesin -ma%hinability yang baik/. Kuningan sebagai bahan hasil paduan tembaga dan seng, banyak sekali dugunakan di industri, sebab selain kuat, penampilan nya bagus, daya tahan terhadap korosi sangat tinggi serta bila diperlukan, relati' mudah untuk di rol, di tuang dan bahkan di ekstrusi. (erunggu adalah paduan antara tembaga dengan unsur0unsur lain nya, seperti1 timah putih, mangan dan beberapa elemen0elemen lain nya sebagai unsur0unsur tambahan. @nsur0 unsur tambahan ini, dapat meningkatkan kekerasan, kekuatan dan daya tahan terhadap korosi dari perunggu. Tembaga, sering digunakan sebagai salah satu unsur dasar paduan, sebab bila tembaga diatas ?3, dapat menambah kekuatan dan kekerasan bahan. (aduan aluminium yang mengandung unsur silikon, akan memiliki si'at %or yang baik sekali, sekaligus menambah daya tahan terhadap korosi yang lebih baik. Magnesium sebagai unsur paduan dasar, akan meningkatkan si'at mampu mesin yang lebih baik, hasil penge%oran yang lebih halus dan juga dapat meningkatkan daya tahan terhadap korosi. Keistimewaan yang lain dari magnesium ini adalah1 massa jenis nya yang rendah -kurang lebih dua per tiga massa jenis aluminium atau seper empat dari massa jenis logam 'errous/.
Mangan, bila digunakan dalam jumlah yang ke%il, akan meningkatkan ketahanan logam 'errous terhadap air garam. Bahan yang menggunakan magnesium sebagai paduan nya, banyak diguakan untuk membuat peralatan0peralatan portabel, di industri0industri pesawat terbang dan konstruksi0konstruksi lain yang mengutamakan material ringan -teknologi ruang angkasa/. 5ara penge%oran hampir sama dengan logam besi, dengan sedikit perbedaan1 #2 5etakan umumnya dibuat dengan %ara dan alat yang sama dengan logam besi, 02 (asir %etak harus lebih halus, karena benda %etak umumnya lebih ke%il dan biasanya diinginkan permukaan yang rataS ,2 (asir tidak perlu tahan panas yang tinggi karena suhu penge%oran lebih rendahS !2 (erpaduan dilakukan dengan menambahkan unsur0unsur tertentu dengan tepat pada logam dasar.
=
/#!u#n Lo1#m Non Fe$$o
#ogam paduan yaitu logam %ampuran dari dua ma%am logam atau lebih yang di%ampur satu sama lain dalam keadaan %air. #ogam dan paduannya adalah salah satu matrial teknik yang porsinya paling banyak diperlukan dalam kegunaan Teknik. ;ika diperhatikan komponen mesin, maka sebagian besar sekitar ?+3 dan bahkan lebih terbuat dari logam. elebihnya digunakan material non logam seperti keramik, glass, polimer dan bahkan material maju seperti komposit. Tujuan dilakukan paduan logam, baik logam 'erro -logam besi/ ataupun logam non 'erro-logam bukan besi/ adalah untuk menghasilkan material dengan si'at yang baru, misalnya 1 lebih kuat, lebih liat, lebih tahan karat, mengkilap, halus, li%in, ringan, keras, dll.
Be0e$#p# 5enis Lo1#m NonFe$$o !#n /#!u#nn"#:
a. ogam !embaga dan "aduannya (Copper #nd Copper #lloy) Tembaga -%opper/ adalah suatu logam berwarna kemerahan, mempunyai temperatur didih -boiling point/ )++O 5 dengan berat jenis ?, gr<%m7 -sedikit lebih tinggi dari baja -'erro/ berat jenis :,?: gr<%m 7/. Bersi'at lunak, dapat dibengkokkan -bending/ dan dapat dirol -rolling, %anai/. !da dua kelompok besar yaitu 1 brass dan bron=e Brass -kuningan/ (aduan tembaga dan seng dinamakan brass. (enambahan sedikit timah, nikel, mangan, aluminium, dan unsur0unsur lain dalam paduan tembaga seng dapat mempartinggi kekerasan dan kekuatan serta tahan korosi -spe%ial 2 brass/.Bron=e -perunggu/.
(aduan tembaga dan timah dengan penambahan sedikit aluminium, silikon, mangan, besi dan beryllium disebut bron=e. Dalam prakteknya yang paling banyak digunakan adalah perunggu dengan )9 2 7+3 n. "rought bron=e, terdiri dari paling tinggi 3 n dan %asting bron=e lebih dari 3 n.pe%ial bron=e, yaitu paduan dengan dasar tembaga di%ampur &i,!l, Mn, i, e, Be dll.!luminium bron=e, terdiri dari 8 2 **3 !l, mempunyai si'at0si'at mekanik yang tinggi dan tahan korosi serta mudah dituang. Bron=e dengan penambahan besi dan nikel memiliki kekuatan mekanik yang tinggi, tahan panas, digunakan untuk 'itting dapur dan bagian0bagian mesin yang permukaannya bersinggungan dengan metal, yaitu perunggu dengan penambahan seng.(hosphor bron=e terdiri dari 2 93 5u, 93 n dan +,)3 (, di gunakan untuk saringan kawat, koil dan pegas pelat.ilikon bron=e, memiliki si'at0si'at mekanik yang tinggi, tahan aus dan anti korosi dan mudah dituang maupun dilas. Beryllium bron=e, memiliki si'at mekanik yang tinggi tahan koros, tahan aus dan du%til, daya hantar panas
"erunggu adalah paduan antara tembaga dengan unsur0unsur lain nya, seperti1 timah putih, mangan dan beberapa elemen0elemen lain nya sebagai unsur0 unsur tambahan. @nsur0unsur tambahan ini, dapat meningkatkan kekerasan, kekuatan dan daya tahan terhadap korosi dari perunggu. 7. Brons !lumunium Brons alumunium ini adalah paduan dari tembaga dan alumunium dengan tambahan nikel dan mangan. Kandungan alumunium ?0*9,93, nikel kurang dari ,93 mangan kurang dari 7,93 dan sisanya adalah tembaga. @ntuk diagram 'asa dan paduannya dapat dilihat pada gambar ).* kesetimbangan 'asa tembaga dimana pada diagram ini dapat dilihat temperature terbentuknya 'asa %airan, 'asa dan 'asa U pada logam tembaga serta mengetahui temperatur %air dari kadar komposisi tembaga dengan kadar *++3 5u atau tembaga murni adalah *+?8O5.
Gambar ).* Diagram 'ase tembaga
b. ogam #luminium dan "aduannya (aduan aluminium banyak dipakai dalam industri yang dapat dibagi dalam dua golongan utama1 a. "rought alloy1 dibuat dengan jalan rooling, -paduan tempa/'orming, drawing, 'orging dan press working. b. 5asting alloy1 dibuat berdasarkan penge%oran -paduan tuang/ (aduan aluminium tempa mempunyai kekuatan mekanik yang tinggi mendekati baja. (aduan ini dibedakan lagi berdasarkan1 a. Dapat di heat treatment b. Tak dapat di heat treatment
(aduan aluminum yang tak dapat di heat treatment yaitu !l 2 Mn -*,73 Mn/ dan !l 2 Mg Mn -),93 Mg dan +,73 Mn/, memiliki kekuatan mekanik yang tinggi, du%til, tahan korosi dan dapat dilas. (aduan aluminium tuang merupakan paduan yang komplek dari aluminium dengan tembaga, nikel, besi, silikon dan unsur lain. Duraluminium -dural/ adalah paduan !l 2 5u 2 Mg, dimana Mg dapat ditambahkan -meningkatkan kekuatan, dan ketahanan korosi/ dan begitu juga dengan penambahan i > e.Komposisi du%al 1 ),)09,)3 5u, diatas *,:9 3 Mg, di atas *3 i,diatas *3 e, dan diatas *3 Mn. (aduan aluminium yang terdiri dari ?0*83 i disebut silumin. (aduan aluminium dengan -*+ 2 *73 i > +,?3 5u/ dan -? 0*+3 i, +,73 Mg > +,93 Mn/mempunyai si'at0si'at dapat dituang dengan baik dan tahan korosi serta du%tile. #ogam aluminium mempunyai beberapa si'at yang penting sehingga dipilih dalam kelompok logam konstruksi, antara lain adalah si'at ringan tahan korosi, penghantaran listrik dan panas yang sangat baik. Karena berat jenisnya ringan -),? gr<%m7/ walaupun kekuatannya termasuk rendah tetapi strength to weight ratio0nya masih lebih tinggi daripada logam baia, oleh karena itu dipilih untuk suatu konstruksi yang memerlukan persyaratan harus ringan misalnya alat0alat transportasi, pesawat terbang dan sebagainya. i'at tahan korosi pada aluminium diperoleh karena terbentuknya lapisan oksida aluminium pada permukaan aluminium, dimana lapisan oksida ini melekat pada permukaan dengan kuat dan rapat serta sangat stabil -tidak bereaksi dengan kondisi lingkungannya misalnya asam
tidak tahan terhadap korosi. Magnesium tidak dapat dipakai pada suhu diatas *9+O5 karena kekuatannya akan berkurang dengan naiknya suhu. edangkan pada suhu rendah kekuatan magnesium tetap tinggi. Magnesium dan paduannya lebih mahal daripada alumunium atau baja dan hanya digunakan untuk industry pesawat terbang, alat potert, teropong, suku %adang mesin dan untuk peralatan mesin yang berputar dengan %epat dimana diperlukan nilai inersia yang rendah. #ogam magnesium ini mempunyai temperature 9+O5 yang perubahan 'asanya dapat dilihat pada gambar ).).
Diagram ).) Diagram 'asa Magnesium
Karena ketahanan korosi yang rendah ini maka magnesium memerlukan perlakuan kimia atau penge%ekan khusus segera setelah benda de%etak tekan. (aduan magnesiummemiliki si'at tuang yang baik dan si'at mekanik yang baik dengan komposisi 3 !l, +,93 Jn, +,*73 Mn, +,93 i, +,73 5u, +,+73 &i dan sisanya Mg. kadar 5u dan &i harus rendah untuk menekan korosi.
d. ogam %eng (&inc) dan "aduannya #ogam seng -Jn/ adalah logam berwarna putih kebiruan kekuatannya rendah, temperatur leleh -melting point/ 8*,8O5 dan l.,) temperatur lebur -boiling point/ hanya +O5, dengan be0at jenis :,*77 gr<%m7. #ebih dari :93 produk %etak tekan terdiri dari paduan seng. #ogam ini mudah di%etak, permukaan bersih dan rata, daya tahan korosi baik dan biaya murah. Dikenal
seng komersial dengan ,3 seng, sering disebut F special high gradeH. @ntuk %etak0 tekan diperlukan logam murni karena unsur0unsur seperti timah, %admium dan tin dapat menyebabkan kerusakan pada %etakan dan %a%at sepuh -aging de'e%ts/. @nsure paduan lainnya aluminium, tembaga, dan magnesium, hanya dapat ditambahkan dalam jumlah ke%il saja. usunan dua paduan seng standar untuk %etak0tekan dapat dilihat pada. Kedua paduan hamper sama -ke%uali kadar 5u0nya/ dan dapat saling dipertukarkan. !luminium dengan kadar 83, meningkatkan si'at mekanik paduan, selain itu, men%egah larutnya e. Tembaga meningkatkan kekuatan tarik, keuletan dan kekerasan. Magnesium, kadar umumnya V+,+83 dapat menstabilkan benda %oran. (aduan seng banyak digunakan dalam industry otomoti' dan untuk mesin %u%i, pembakar minyak, lemari es, radio, grama'on, teleLise, mesin kantor, meteran parker, alat0alat, dan sebagainya. e. ogam 'ikel dan "aduannya #ogam nikel adalah suatu logam yang berwarna putih perak, mempunyai berat jenis ?,+ dengan titik leleh *899O5 dan titik lebur -boiling point/ ):7+O5, ter masuk nilai ekonomisnya mahal kira0kira 7 kali lipat nilai ekonomis -harga/ logam tembaga. Memiliki si'at 'isis0nekanis yang baik sekali, yaitu tahan korosi, tahan oksidasi, tahan pada temperatur tinggi, dapat membentuk larutan padat yang ulet, kuat dan tahan korosi dengan banyak logam0logam lainnya. 5ontoh paduan ni%kel yang banyak dipakai, yaitu 1 *. Monel, adalah paduan ni%kel -&i C :3/ dengan logam tembaga -5u C )?3/ dan element logam lain 'erro, Mn, dan i. ). (aduan &i%kel05hrow0erro -&i%hrom/ 7. (aduan Aastelloy, adalah paduan ni%kel dengan berbagai logam lain, seperti komposisi 1 &i05r0Mo0e -Aastelloy 5 dan W/ '.
ogam abbit (abbit $etal) #ogam Babbit adalah logam paduan empat element logam -Xuarternary alloy atau
ternary alloys/ dari element0element Timah putih -Tin, n/, Timah hitam -lead, (b/,
!ntimony -tibium, b/, dan Tembaga -5opper, 5u/, #ogam paduan ini ditemukan oleh 4!!5 B!BB4T di @! -pada tahun *?7/. #ogam Babbit dipakai untuk bahan bearing -bearing metal/. Bearing -bantalan/ adalah bagian mesin yang ber'ungsi meneruskan2
/en11un##n Lo1#m Non Fe$$o
#ogam non 'ero juga digunakan untuk %ampuran besi atau baja dengan tujuan memperbaiki si'at0si'at baja. Dari jenis logam non 'erro berat yang sering digunakan uintuk paduan baja antara lain, nikel, kromium, molebdenum, wol'ram dan sebagainya. (ada pembahasan sebelumnya diatas telah dijelaskan se%ara langsung beberapa penggunaan dari ma%am 2 ma%am logam non 'erro, baik itu paduannya. Berikut ini adalah beberapa penggunaan logam non 'erro yang ada dalam kehidupan sehari0hari baik dalam perindustrian. *. !luminium dan paduannya yang banyak digunakan untuk paduan logam ringan, misalnya duralumin yang biasa digunakan untuk badan pesawat terbang, kendaraan bermotor, kapal pesiar, alat 2 alat rumah tangga dan sebagainya. ). (aduan magnesium digunakan hanya bila dalam konstruksi mesin yang 'aktor berat menjadi pertimbangan utama. ebab magnesium mempunyai daya gabung yang tinggi terhadap oksigen dan mudah terbakar. 7. (aduan titanium banyak digunakan untuk paduan aluminium sebagai logam ringan yang banyak dipakai pada konstruksi pesawat terbang.
BAB III /ENUTU/
*22
Kesimpul#n
#ogam non 'erro atau logam bukan besi adalah logam yang tidak mengandung unsur besi -e/. #ogam non 'erro murni kebanyakan tidak digunakan begitu saja tanpa dipadukan dengan logam lain, karena biasanya si'at0si'atnya belum memenuhi syarat yang diinginkan. #ogam bukan besi tidak ditemukan sebagai logam murni di alam bebas. Biasanya terikat sebagai oksida dengan kotoran0kotoran membentuk bijih0bijih. (engolahan bijih
logam bukan besi mengikuti beberapa tahap, yaitu tahap penghalusan mineral, tahap pen%u%ian, tahap pemisahan antara logam dan kotoran, dan tahap peleburan. Kebanyakan logam bukan besi tahan terhadap korosi -air atau kelembaban/. Magnesium tahan terhadap korosi dalam lingkungan udara biasa akan tetapi dalam air laut ketahanan korosinya dibawah baja biasa. e%ara umum dapat dikatakan, bahwa makin berat suatu logam bukan besi, maka makin baik daya tahan nya terhadap korosi dan salah satu si'at atau %iri khas logam bukan besi adalah1 berat jenis nya.
*2+2
S#$#n
Dengan terselesainya makalah yang berjudul F#ogam &on erro -logam bukan besi/F ini, penulis berharap agar makalah ini dapat berman'aat bagi pemba%a pada umumnya. (enulis sangat berharap kepada para pemba%a setelah memba%a makalah ini, dapat meningkatkan potensi pemba%a dalam penggunaan logam non 'erro baik di dalam kehidupan sehari0hari maupun di bidang industri se%ara lebih e'ekti' dan e'isien.sehingga dapat memperoleh keuntungan yang maksimal. Mengingat begitu banyaknya unsur0unsur yang terkandung di dalam bumi kita ini. ;ika ada penjelasan yang sulit dimengerti dan terdapat kesalahan kata0kata, kami mohon maa', dan kami harapkan saran dan tanggapan yang positi' untuk lebih memehami tantang pembahasan kita dalam perkuliahan ini. !tas perhatian anda sekalian kami u%apkan banyak terima kasih.
DAFTAR /USTAKA
Modul )+*7.HBahan Konstruksi KimiaH.(oliteknik&egeririwijaya.(alembang. “https**+++.google.com*search-tabel/paduan/tembaga01C/seng 01C/dan/tin2ieutf342oeutf342a-t2rlsorg.mo5illaen36%official2clientfirefo73 a”. Dikutip pada*Maret )+*. “http**hapli.+ordpress.com*non8ferro* ”. Dikutip pada*Maret )+*. “http**repository.usu.ac.id*bitstream*91:;<=>4?*111<:*;*[email protected] ”. Dikutip pada* Maret )+*.
