A J A B N A D I S E N B A N H A T A A U B B U M E P M S L I E S O R P
Logam dalam keadaan murni jarang sekali terdapat di dalam bumi, kebanyakan merupakan senyawa-senyawa oksida, sulfida, karbonat, dan sulfat yang merupakan bijih logam yang perlu diproses menjadi bahan logam yang bermanfaat bagi manusia.
Besi (Hematit-Fe2O3)
Nikel (nikelit-Ni As)
–
2 B A B Tembaga (malasit-Cu (malasit-C u2CO3(OH)3)
Perak (argentit-Ag2S)
A J A B N A D I S E N B A N H A T A A U B B U M E P M S L I E S O R P
Aluminium (bauksit-Al2O3+H2O)
Timah putih (kasiterit-SnO2)
–
2 B A B Emas (Au)
Timbal/ Timah hitam(PbS)
A J Proses Pembuatan Baja A B Keseluruhan proses dapat dibagi menjadi beberapa tahapan pengerjaan : N A Bijih besi menjadi besi kasar (pig iron) atau besi spons(sponge iron) D Pengolahan besi kasar/ besi spons menjadi baja antara lain bilet/ slab/ I S bloom (dalam bentuk batangan) E N B Pengolahan bentuk menjadi benda setengah jadi berbentuk plat, strip, batang kawat, batang profil, dll. A N A H T Pengolahan lanjut bentuk setengah jadi menjadi menjadi bentuk yang A A lain misalnya : pipa, sheet, bars, dll. U B B Pembuatan Besi Kasar U M E Bahan utama untuk membuat besi kasar adalah bijih besi. Berbagai P M macam bijih besi yang terdapat di dalam kulit bumi berupa oksid besi S L I E dan karbonat besi, diantaranya yang terpenting adalah sebagai berikut: S O Magnetite , Fe3O4 72% iron dengan sejumlah belerang , silikat, R P seng, dll. •
–
2 B A B
•
•
•
Hematite , Fe2O3 70% iron yang bercampur dengan sedikit belerang , phosphor, dll. Limonite , Fe2O3 + H2O 50 - 66% iron dengan sejumlah phosphor dan pengotoran lainnya. Siderite , FeCO3 48% iron dengan pengotoran berupa silica, alumina, magnesium, dll.
A J A B N A D I S E N B A N H A T A A U B B U M E P M S L I E S O R P
Untuk memperoleh besi dari bijih besi dilakukan proses reduksi dengan menggunakan bahan reduktor yang kuat yaitu karbon dengan melalui pemanasan. Proses reduksi dapat dilakukan dengan 2 cara : 1. Dapur tinggi (Blast Furnace ), proses reduksi bertingkat 2. Reduksi langsung (DRI, Direct Reduction Iron ) BLAST FURNACE/ TANUR TINGGI −
−
−
–
2 B A B
−
−
Dapur tinggi terbuat dari susunan batu tahan api yang diperkuat dengan tiang-tiang baja. Berukuran tinggi 30 m garis tengah maksimum 7 m, garis tengah puncak 4,5 m garis tengah bawah 4 m. Bagian dalam dapur tinggi dilapisi batu tahan api yang mempunyai sifat tahan terhadap suhu tinggi dan merupakan penyekat panas. Pada bagian atas dapur terdapat corot pengisi yang bekerja bergantian sehingga kehilangan gas dapur tinggi dapat dicegah. Dilengkapi dengan alat pemanas udara dan alat pemisah debu.
A J A B N A D I S E N B A N H A T A A U B B U M E P M S L I E S O R P –
2 B A B
BLAST FURNACE/ TANUR TINGGI
A J A B N A D I S E N B A N H A T A A U B B U M E P M S L I E S O R P –
2 B A B
Bahan-bahan yang dimasukkan didalam dapur tinggi : −
−
−
bijih besi (iron ore) Kokas (cokes) batu kapur (limestone)
Bahan-bahan diangkut ke puncak dapur tinggi dengan alat pengangkut selapis demi selapis secara terus-menerus.
Proses didalam Blast Furnace o
o
1. Didalam dapur tinggi yang bertemperatur antara 800 C sd 1400 C , akan terjadi serangkaian reaksi-reaksi kimia antara lain reaksi reduksi bijih besi, reaksi pembakaran kokas, dan peruraian batu kapur. Reaksi pembakaran kokas
C + CO------------------CO2 CO2 + C ----------------2CO Gas CO yang terjadi akan mereduksi bijih besi
Fe3O4 +CO ----------- 3FeO+CO2 Fe2O3 + CO ---------- 2 FeO + CO2 Kedua reaksi tersebut dinamakan reaksi tidak langsung.
A J A B N A D I S E N B A N H A T A A U B B U M E P M S L I E S O R P –
2 B A B
Pada daerah reduksi juga terjadi peruraian batu kapur, peruraian
MgCO3 ataupun FeCO3 CaCO3 ----------------- CaO + CO2 MgCO3 ----------------- MgO +CO2 FeCO3 ------------------ FeO + CO2 Gas CO2 hasil dari peruraian ini akan bersinggungan dan bereaksi dengan lapisan kokas menurut reaksi berikut: CO2 + C -----------------2CO o
o
2. Pada temperature 1400 C sd 1600 C akan terjadi peleburan hasil reduksi tak langsung dan juga terjadi pembentukan terak serta terjadi reduksi langsung FeO oleh kokas. Reaksi langsung
FeO + C ------------------Fe + CO Pembentukan terak CaO + SiO2 -------------Ca SiO3 MnO + SiO2 -------------MnSiO3 Karena berat jenis terak/ slag lebih ringan daripada berat jenis besi, maka terak akan mengapung pada bagian atas. Besi mentah yang dihasilkan masih mengandung unsur C yang berasal dari kokas, Si, Mn, dan P yang berasal dari bijih besi
DIRECT REDUCTION IRON
Proses ini biasanya digunakan untuk merubah biji besi (iron ore ) menjadi besi spons (sponge iron) dengan proses reduksi langsung (direct reduced iron). Gas reduktor yang dipakai biasanya berupa gas hidrogen atau gas CO yang dihasilkan melalui pemanasan gas alam cair (LNG) dengan uap air didalam suatu reaktor yaitu melalui reaksi kimia : CH4 + H2O-----------------CO + 3H2 Dengan menggunakan gas CO atau hidrogen dari persamaan diatas maka proses reduksi terhadap biji besi dapat dicapai melalui reaksi kimia : Fe2O3 + 3H2---------------2Fe + 3H2O atau Fe2O3 + 3CO--------------2Fe + 3CO2 Tujuan proses reduksi adalah untuk menghilangkan ikatan oksigen dari biji besi. Proses reduksi ini memerlukan gas reduktor seperti hidrogen (H) atau gas karbon monoksida (CO).
A J A B N A D I S E N B A N H A T A A U B B U M E P M S L I E S O R P –
2 B A B
Pembuatan Baja Baja di buat dari besi kasar (sponge iron) dengan cara mengurangi kadar karbon dan unsur lain yang kurang disukai. Ada beberapa macam cara pembuatan baja, antara lain: 1. Konvertor, terdiri dari : Proses Bessemer Proses Thomas Proses Basic Oxygen Furnace −
−
−
2. Dapur Siemens Martin : Proses Open Heath Furnace −
3. Dapur listrik (electric furnace ) Proses Electric Arc Furnace Proses Induction Furnace −
−
