politeknik negeri medan
TRANSCRIPT
3
MAKALAH
LOGAM BERATMATA KULIAH MATERIAL TEKNIK
OLEH
KELOMPOK II
KELAS EN 1-B
PRODI TEKNIK KONVERSI ENERGI MEKANIK
JURUSAN TEKNIK MESIN
POLITEKNIK NEGERI MEDAN
3
Kata Pengantar
Puji syukur penulis ucapkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang mana telah diberinya kita
kesehatan jasmani maupun rohani sehingga bisa menyelesaikan makalah ini.Seperti halnya tanaman,makin
tinggi ia tumbuh maka akan semakin kencang angin yang menerpa.Dengan demikian ,setelah naik ke
jenjang perkuliahan maka kita tentu akan menerima pelajaran-pelajaran yang lebih berat dari pada waktu
masih duduk di SMA .Namun kita harus yakin dan tidak boleh putus asa terhadap apa yang kita hadapi
waktu pelajaran berlangsung.Ingatlah pepatah yang berbunyi “Barang siapa yang bersungguh-sungguh,maka
ia akan berhasil”
Berkaitan dengan pelajaran Material Teknik ini.Kita harus lebih siap menghadapi pelajaran ini dengan
sungguh-sungguh agar mendapatkan hasil yang memuaskan.Pada makalah ini pula penulis akan memberi
tahu sedikit informasi tentang Logam Berat. Dengan makalah ini mudah-mudahan para pembaca bisa
menambah wawasannya tentang berbagai jenis logam-logam berat dan pengaplikasian dalam kehidupan
sehari-hari.
Medan,25 Oktober 2015
• Alfi Syahri Ramadhan
• Dani Marulitua Marbun
• Josfri Munthe
• Nurlamina Novita Sianturi
• Raja Parulian H. Matondang
• Harry Ananda Siregar
3
1. PENGERTIAN LOGAM BERAT
Logam berat adalah unsur logam yang mempunyai massa jenis lebih besar dari 5g/cm3 antara lain Cd,
Hg, Pb, Zn, dan Ni. Logam berat Cd, Hg, dan Pb dinamakan sebagai logam non esensial dan pada tingkat
tertentu menjadi logam beracun bagi makhluk hidup (Subowo dkk, 1999).
Dalam perairan, logam berat dapat ditemukan dalam bentuk terlarut dan tidak terlarut. Logam berat
terlarut adalah logam yang membentuk komplek dengan senyawa organik dan anorganik, sedangkan logam
berat yang tidak terlarut merupakan partikel-partikel yang berbentuk koloid dan senyawa kelompok metal
yang teradsorbsi pada partikel-partikel yang tersuspensi (Razak, 1980).
Logam berat adalah unsur-unsur kimia dengan bobot jenis lebih besar dari 5 gr/cm3, terletak di sudut
kanan bawah sistem periodik, mempunyai afinitas yang tinggi terhadap unsur S dan biasanya bernomor
atom 22 sampai 92 dari perioda 4 sampai 7 (Miettinen, 1977).
Sebagian logam berat seperti timbal (Pb), kadmium (Cd), dan merkuri (Hg) merupakan zat pencemar
yang berbahaya. Afinitas yang tinggi terhadap unsur S menyebabkan logam ini menyerang ikatan belerang
dalam enzim, sehinggaenzim bersangkutan menjadi tak aktif. Gugus karboksilat (-COOH) dan amino (-
NH2) juga bereaksi dengan logam berat. Kadmium, timbal, dan tembaga terikat pada sel-sel membran yang
menghambat proses transpormasi melalui dinding sel. Logam berat juga mengendapkan senyawa fosfat
biologis atau mengkatalis penguraiannya (Manahan, 1977).
2. KLASIFIKASI LOGAM BERAT
Logam berat terbagi dua, yaitu logam paduan dan logam murni
A. Logam Paduan
Logam paduan (bahasa Inggris: alloy) atau lakur adalah kombinasi, dalam larutan atau senyawa, dua
atau lebih elemen, dan paling tidak salah satunya adalah logam, dan hasilnya memiliki sifat metalik. Logam
paduan dengan dua komponen disebut paduan biner (alloy binary); 3 komponen disebut paduan ternari; 4
komponen disebut paduan quaternari. Hasilnya adalah zat metalik dengan sifat berbeda dari komponennya.
Logam paduan biasanya didesain untuk memiliki sifat yang lebih menguntungkan dibanding dengan
komponennya. Misalnya, baja lebih kuat dari besi, salah satu elemen utamanya; dan kuningan lebih tahan
lama dari tembaga, tapi lebih menarik dari seng.
3
Logam paduan yaitu logam campuran dari dua macam logam atau lebih yang dicampur satu sama lain
dalam keadaan cair, sehingga mempunyai sifat-sifat :
1). Kekerasan dapat ditingkatkan dari kekerasan logam asalnya.
2). Kekuatan tarik dapat diperbesar
3). Daya pemuaian dapat dikurangkan
4). Titik lebur dapat diturunkan atau dinaikkan dibanding logam-logam asalnya.
Logam paduan contohnya:
Amalgam
Kuningan
Perunggu
Duralumin
Electrum
Intermetalik
Mu-metal
Spiegeleisen
Baja tahan karat
Baja
Adapun yang akan dibahas hanya 2 contoh yakni kuningan dan perunggu.
I. Kuningan
Kuningan adalah logam yang merupakan campuran dari tembaga dan seng.Tembaga merupakan
komponen utama dari kuningan, dan kuningan biasanya diklasifikasikan sebagai paduan tembaga. Warna
kuningan bervariasi dari coklat kemerahan gelap hingga ke cahaya kuning keperakan tergantung pada
jumlah kadar seng. Seng lebih banyak mempengaruhi warna kuningan tersebut.Kuningan lebih kuat dan
lebih keras daripada tembaga, tetapi tidak sekuat atau sekeras seperti baja.Kuningan sangat mudah untuk di
bentuk ke dalam berbagai bentuk, sebuah konduktor panas yang baik, dan umumnya tahan terhadap korosi
dari air garam.
a. Jenis-Jenis Kuningan
3
Kuningan Admiralty, Mengandung 30% seng, dan 1% timah.
Kuningan Aich, Mengandung 60,66% tembaga, 36,58% seng, 1,02% timah, dan 1,74% besi.
Dirancang untuk digunakan dalam pelayanan laut karena sifatnya yang tahan korosi, keras, dan
tangguh.
Kuningan Alpha, Memiliki kandungan seng kurang dari 35%. Bekerja dengan baik pada suhu dingin.
Kuningan Alpha-beta (Muntz), sering juga disebut sebagai kuningan dupleks, mengandung 35-45%
seng, Bekerja baik pada pada suhu panas.
Kuningan Aluminium, Mengandung aluminium yang menghasilkan sifat peningkatan ketahanan
korosi.
Kuningan dr arsenikum, Berisi penambahan arsenik dan aluminium.
Kuningan Cartridge, mengandung 30% seng, memiliki sifat kerja yang baik pada suhu dingin.
Kuningan umum atau kuningan paku keling, mengandung 37% seng, murah dan standar sifat kerja
baik pada suhu dingin.
Kuningan DZR atau dezincification, adalah kuningan dengan persentase kecil arsenik.
Kuningan Tinggi, mengandung 65% tembaga dan 35% seng, memiliki kekuatan tarik tinggi, banyak
digunakan untuk pegas, sekrup, dan paku keling.
Kuningan Bertimbal.
Kuningan Bebas Timbal.
Kuningan Rendah, paduan tembaga-seng mengandung 20% seng, memiliki sifat warna keemasan.
Kuningan Mangan, kuningan yang digunakan dalam pembuatan koin dolar emas di Amerika Serikat.
Mengandung 70% tembaga, 29% seng, dan 1,3% mangan.
Kuningan nikel, terdiri dari 70% tembaga, 24,5% seng, dan 5,5% nikel. digunakan untuk membuat
koin mata uang Poundsterling.
Kuningan Angkatan Laut, mirip dengan kuningan admiralty, mengandung 40% seng dan 1% timah.
Kuningan Merah, mengandung 85% tembaga, 5% timah, 5% timbal, dan 5% seng.
Kuningan Tombac, mengandung 15% seng. Sering digunakan dalam aplikasi produk perhiasan.
Kuningan Tonval (Juga disebut dengan CW617N atau CZ122 atau OT58), paduan tembaga-timbal-
seng.
Kuningan Putih, mengandung seng lebih dari 50%. Sifatnya sangat rapuh untuk penggunaan umum.
Kuningan Kuning, adalah istilah Amerika untuk kuningan yang mengandung 33% seng.
b. Proses Pengolahan
Proses Manufaktur atau Proses Produksi yang digunakan untuk memproduksi kuningan melibatkan
kombinasi bahan baku yang sesuai ke dalam logam cair yang diperbolehkan untuk memperkuat. Bentuk dan
3
sifat dari logam ini kemudian diubah melalui serangkaian operasi dengan hati-hati, dikendalikan untuk
menghasilkan kuningan yang diinginkan.
Kuningan tersedia dalam berbagai bentuk termasuk pelat, lembaran, strip, foil, batang, bar, kawat, dan
billet tergantung pada aplikasi akhir.Perbedaan antara pelat, lembaran, strip, dan foil adalah ukuran
keseluruhan dan ketebalan bahan.Plate bersifat besar, datar, potongan persegi panjang dari kuningan dengan
ketebalan lebih besar dari sekitar 5 mm. Seperti sepotong kayu yang digunakan pada konstruksi bangunan.
Lembar biasanya memiliki ukuran keseluruhan yang sama seperti piring tetapi tipis. Strip terbuat dari
lembaran yang telah dipotong-potong menjadi panjang. Foil seperti strip, hanya jauh lebih tipis. Beberapa
foil kuningan bisa setipis 0,013 mm.
Proses manufaktur yang sebenarnya tergantung pada bentuk dan sifat kuningan yang diinginkan.
Berikut ini adalah proses manufaktur yang biasa digunakan untuk memproduksi kuningan foil dan strip.
Melting
Sejumlah bahan tembaga yang tepat sesuai takaran paduan ditimbang dan dipindahkan ke dalam
tungku peleburan dalam suhu sekitar 1920° F (1050° C).Sejumlah seng yang sudah ditimbang agar sesuai
paduan disiapkan, seng ditambahkan setelah tembaga mencair. Sekitar 50% dari total seng dapat
ditambahkan untuk mengkompensasi seng yang menguap selama operasi peleburan antara tembaga dan
seng. Jika ada bahan lain yang diperlukan untuk perumusan kuningan tertentu mereka juga dapat di
tambahkan.
Logam cair paduan tembaga dan seng dituang ke dalam cetakan.Diperbolehkan untuk memperkuat ke
dalam lembaran.Dalam beberapa operasi penuangan dilakukan terus-menerus untuk menghasilkan lembaran
yang panjang.
Bila logam cair paduan tembaga dan seng sudah cukup dingin untuk dipindahkan, mereka dikeluarkan
dari cetakan dan dipindah ke tempat penyimpanan.
Hot Rolling
Logam ditempatkan dalam tungku dan dipanaskan hingga mencapai suhu yang diinginkan.Suhu
tergantung pada bentuk akhir dan sifat kuningan.
3
Logam yang dipanaskan tersebut kemudian di teruskan menuju mesin penggilingan.
Kuningan, yang sekarang sudah dingin melewati mesin penggilingan yang disebut calo. Mesin ini
akan memotong lapisan tipis dari permukaan luar kuningan untuk menghapus oksida yang mungkin telah
terbentuk pada permukaan sebagai akibat dari paparan logam panas ke udara.
Anealling and Cold Rolling
Pada proses hot rolling kuningan kehilangan kemampuan untuk diperpanjang lebih lanjut. Sebelum
kuningan dapat diperpanjang lebih lanjut, terlebih dahulu kuningan harus dipanaskan untuk meringankan
kekerasan dan membuatnya lebih ulet.Proses ini disebut annealing.Suhu annealing berbeda-beda sesuai
dengan komposisi kuningan dan properti yang diinginkan.Dalam metode tersebut, suasana di dalam tungku
diisi dengan gas netral seperti nitrogen untuk mencegah kuningan bereaksi dengan oksigen dan membentuk
oksida yang tidak diinginkan pada permukaannya.
Hasil dari proses sebelumnya kemudian melalui serangkaian rol lain untuk mengurangi ketebalan
mereka menjadi sekitar 2,5 mm. Proses ini disebut rolling dingin karena suhu kuningan jauh lebih rendah
dari suhu selama rolling panas. Rolling dingin mengakibatkan deformasi struktur internal dari kuningan, dan
meningkatkan kekuatan dan kekerasan.Semakin ketebalan berkurang, semakin kuat kuningan yang tercipta.
Langkah 1 dan 2 dari anealling and cold rolling dapat diulangi berkali-kali untuk mencapai ketebalan
kuningan yang diinginkan, kekuatan, dan derajat kekerasan.
Pada titik ini, proses diatas menghasilkan strip kuningan. Strip kuningan tersebut kemudian dapat
diberi asam untuk membersihkannya.
Finish Rolling
Strip kuningan mungkin akan diberi rolling dingin akhir untuk mengencangkan toleransi pada
ketebalan atau untuk menghasilkan permukaan akhir yang sangat halus. Mereka kemudian dipotong menurut
ukuran, ditumpuk, dan dikirim ke rumah industri.
Strip kuningan juga mungkin akan diberi rolling akhir sebelum dipotong panjang, digulung, dikirim ke
gudang, dan disimpan.
c. Penggunaan Logam
Kuningan sangat mudah untuk di bentuk ke dalam berbagai bentuk, sebuah konduktor panas yang
baik, dan umumnya tahan terhadap korosi dari air garam.Karena sifat-sifat tersebut, kuningan kebanyakan
3
digunakan untuk membuat pipa, tabung, sekrup, radiator, alat musik, aplikasi kapal laut, dan casing cartridge
untuk senjata api.Selain itu kuningan juga sering digunakan untuk lapisan mata uang logam dan berbagai
peralatan/perabotan berbahan besi seperti vas, ceret/teko, dan gagang pintu.
II. Perunggu
Perunggu adalah campuran tembaga dengan unsur kimia lain, biasanya dengan timah, walaupun bisa
juga dengan unsur-unsur lain seperti fosfor, mangan, alumunium, atau silikon. Perunggu bersifat keras dan
digunakan secara luas dalam industri.Perunggu sangat penting pada masa lampau, bahkan pernah suatu masa
disebut sebagai Zaman Perunggu.
Ditemukannya perunggu membuat manusia bisa menciptakan benda-benda perunggu yang lebih baik
daripada segala benda yang diciptakan pada zaman sebelumnya.Alat-alat, senjata, dan material bangunan
lainnya yang dibuat dari perunggu bisa lebih keras dan lebih tahan daripada peralatan sebelumnya yang
terbuat dari batu dan tembaga.Pada awalnya perunggu dicampur dengan arsenik untuk membentuk perunggu
arsenik.Berikutnya timah yang digunakan, dan timah menggantikan posisi arsen di akhir abad ke-3 sebelum
masehi. Perunggu timah lebih unggul dibandingkan perunggu arsenik karena proses pembentukan dan
pembuatannya lebih mudah. Selain itu, timah juga tidak beracun, jika dibandingkan dengan arsen yang
beracun.
Perunggu dari timah yang tertua diperkirakan berasal dari sejak milenium ke-4 sebelum masehi di Susa
(Iran) dan beberapa situs kuno lainnya di China, Luristan (Iran) danMesopotamia (Iraq).
a. Proses Pengolahan
Terbagi dua macam atau jenis teknik seperti teknik cetakan lilin (A Cire Perdue) dan Teknik Cetakan
Setangkup (Brivalve), dari dua teknik atau cara tersebut dalam proses pembuatan alat-alat perunggu berbeda
satu sama lain. Teknik pembuatan alat-alat perunggu terdapat pada zaman perunggu dimana zaman tersebut
terdapat berbagai macam peninggalan berupa alat-alat dari perunggu, artinya pada zaman perunggu telah
mengenal tembaga yang bertujuan untuk menghasilkan perunggu, perunggu merupakan campuran antara
tembaga dan timah. Untuk mengetahui teknik dalam pembuatan alat-alat perunggu, dapat dilihat dibawah ini
1.Teknik Cetakan Lilin (A Cire Perdue)
3
Teknik a Cire Perdue adalah teknik mengolah logam dengan membuat model benda dari lilin.Lilin
ini kemudian dibungkus dengan tanah liat yang di atasnya diberi lubang. Tanah liat yang diberi lilin ini
kemudian dibakar sehingga lilin akan mencair dan keluar dari lobang yang telah dibuat. Bentuk rongga itu
sama dengan bentuk lilin yang dibuat. Jadilah tanah yang berongga itu menjadi cetakan yang ke dalam di
masukkan logam yang sudah mencair.Setelah dingin dan kental, tanah liat pembungkus itu dihancurkan dan
diperoleh benda yang dikehendaki dari logam tersebut sesuai dengan cetakakannya.Cetakan demikian hanya
dapat dipakai sekali dan hanya untuk benda-benda kecil, seperti arca kecil, dan nekara.
2.Teknik Cetakan Setangkup (Bivalve)
Teknik setangkup (bivalve) menggunakan dua cetakan yang dapat ditangkupkan
(dirapatkan).Cetakan tersebut diberi lubang pada bagian atasnya.Dari lubang itu dituangkan logam cair.Bila
perunggu sudah dingin maka cetakan dibuka. Bila membuat benda berongga maka digunakan tanah liat
sebagai intinya yang akan membentuk rongga setelah tanah liat itu dibuang. Cetakan ini dapat digunakan
berkali-kali.Teknik cetakan setangkup biasanya untuk benda-benda yang pejal atau tidak berongga.
b. Penggunaan Logam
Sejak zaman dahulu, perunggu telah dikenal sebagai material yang kuat, kokoh dan tahan karat sehingga
digunakan di hamper setiap peralatan.Misalnya peralatan perang (pedang dan kapak), peralatan masak
(nekara) bahkan patung.Di zaman sekarang perunggu lebih banyak digunakan untuk barang-barang seni
seperti vas, patung/arca bahkan gamelan.Selain itu perunggu juga digunakan untuk pembuatan medali dan
mata uang logam yang bernilai rendah.
B. Logam Murni
Logam murni adalah logam yang masih satu unsur sebelum pencampuran/pemaduan, logam murni
masih banyak memiliki sifat-sifat dari unsur tersebut.Logam murni jarang terdapat di-alam dalam bentuk
unsur, biasanya diambil melalui pertambangan dalam bentuk senyawa/mineral kemudian di proses untuk
menjadi logam murni.Adapun sifat-sifat logam murni ialah sebagai berikut
1). Kadar kemurnian 99,9 %.
2). Kekuatan tarik rendah
3). Titik lebur tinggi
4). Daya hantar listrik baik
5). Daya tahan terhadap karat baik.
3
Logam murni sangat banyak jenisnya, adapun yang akan kami bahas disini adalah Cr (Kromium), Ni
(Nikel), Si (Silikon) dan Cu (Tembaga).
1. Cr (Kromium)
Kromium adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cr dan nomor atom
24.
Kromium merupakan logam tahan korosi (tahan karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat. Dengan
sifat ini, kromium (krom) banyak digunakan sebagai pelapis pada ornamen-ornamen bangunan, komponen
kendaraan, seperti knalpot pada sepeda motor, maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas, emas yang
dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih.Perpaduan Kromium dengan besi dan
nikel menghasilkan baja tahan karat.
a. Proses Pengolahan
Dua produk utama dari pemurnian bijih kromium adalah ferrochromium dan krom metalik. Untuk
produk-produk proses peleburan bijih berbeda jauh. Untuk produksi ferrochromium, bijih kromit (FeCr2O4)
berkurang dalam skala besar di tungku busur listrik atau dalam smelter kecil dengan baik aluminium atau
silikon dalam reaksi aluminothermic .
Jika karbon dan Cr 2 O 3 dikombinasikan dengan rasio molar 3:1 dan mengalami peningkatan suhu.
Pengurangan akan terjadi reaksi yang akan menghasilkan pertama serangkaian karbida kromium dan
akhirnya, pada 2.080 ° C (3775 ° F), kromium murni dan karbon monoksida (Ini akan berlangsung pada 1
atmosfir, atau sekitar 100 kilopascal, tekanan, tetapi mengurangi tekanan akan menurunkan semua suhu
reaksi.) Reaksi teoritis tidak memperhitungkan kehadiran, dalam praktek komersial, dari kotoran dalam
logam dan terak yang dapat mengubah temperatur reaksi dan menyebabkan reaksi yang tidak diinginkan
mereka sendiri. Untuk alasan ini, sementara ferrochromium yang sangat kandungan karbon rendah (kurang
dari 0,1 persen) secara prinsip dapat diproduksi dalam satu panggung peleburan, dalam praktiknya tidak
semua karbon tereliminasi karena kehadiran magnesium, alumina, dan silika dalam bijih dan penggunaan
silika sebagai fluks untuk menurunkan titik leleh terak. Dalam praktiknya, oleh karena itu, produk utama
biasanya merupakan ferrochromium tinggi karbon yang kemudian dapat disempurnakan untuk produk
rendah karbon.Jika kromium murni yang diinginkan, besi harus dihilangkan dari bijih atau dari produk
ferrochromium antara sebesar teknik hidrometalurgi.
3
Untuk produksi kromium murni, besi itu harus dipisahkan dari kromium dalam proses tahap dua
pemanggangan dan pencucian. Bijih kromit dipanaskan dengan campuran karbonat kalsium dan natrium
karbonat dengan adanya udara.kromium teroksidasi dengan bentuk heksavalen, sedangkan besi membentuk
stabil Fe2O3. Pencucian berikutnya pada temperatur yang lebih tinggi melarutkan chromates dan
meninggalkan oksida besi.kromat ini diubah oleh asam sulfat ke dikromat itu.
4 FeCr2O4 + 8 Na2CO3 + 7 O2 → 8 Na2CrO 4 + 2 Fe2O3 + 8 CO2
2 Na2CrO 4 + H2SO 4 → Na2Cr 2O 7 + Na2SO 4 + H2O
Dikromat ini dikonversi menjadi kromium (III) oksida. Hal ini bereaksi, sangat exothermically,
dalam reaksi gaya termit, dengan aluminium (lihat reaksi dari aluminium) untuk membebaskan logam
kromium.
Na 2 Cr 2 O 7 + 2 C → Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 + CO
Cr 2 O 3 + 2 Al → Al 2 O 3 + 2 Cr
b. Penggunaan Logam dan Jenis-jenis Paduan
1. Stainless steel , yang tahan korosi logam paduan utama, terbentuk ketika kromium ditambahkan ke besi
di memadai, biasanya lebih dari 11% konsentrasi
2. Anodizing aluminium merupakan proses elektrokimia, yang tidak menyebabkan pengendapan kromium,
tetapi menggunakan asam kromat sebagai elektrolit dalam larutan. Selama anodization, lapisan oksida
terbentuk pada alumunium.
3. Kromium (III) garam, terutama tawas krom dan kromium (III) sulfat , digunakan dalam penyamakan
dari kulit .
4. Resistivitas panas tinggi dan titik lebur tinggi membuat kromit dan kromium (III) oksida bahan untuk
aplikasi tahan suhu tinggi, seperti tanur tiup , semen kiln , cetakan untuk penembakan batu bata dan
pengecoran pasir untuk pengecoran logam.
5. Kromium (III) oksida adalah logam memoles dikenal sebagai rouge hijau.
6. Asam kromat adalah agen oksidator kuat dan merupakan senyawa yang berguna untuk membersihkan
gelas laboratorium dari setiap jejak senyawa organik. Hal ini disiapkan dengan melarutkan kalium
dikromat dalam asam sulfat pekat, yang kemudian digunakan untuk mencuci alat tersebut.Natrium
dikromat kadang-kadang digunakan karena lebih tinggi kelarutan nya (5 g/100 ml vs 20 g/100
ml).Kalium dikromat merupakan zat kimia reagen, yang digunakan dalam membersihkan gelas
3
laboratorium dan sebagai agen titrasi.Hal ini juga digunakan sebagai bahan pencelup (yaitu, agen
perbaikan) untuk zat warna pada kain.
2. Si (Silikon)
Silikon adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom
14.Senyawa yang dibentuk bersifat paramagnetik.Unsur kimia ini ditemukan oleh Jöns Jakob
Berzelius.Silikon merupakan unsur metaloid tetravalensi, bersifat lebih tidak reaktif daripada karbon (unsur
nonlogam yang tepat berada di atasnya pada tabel periodik, tapi lebih reaktif daripada germanium, metaloid
yang berada persis di bawahnya pada tabel periodik. Kontroversi mengenai sifat-sifat silikon bermula sejak
penemuannya: silikon pertama kali dibuat dalam bentuk murninya pada tahun 1824 dengan nama silisium
(dari kata bahasa Latin: silicis), dengan akhiran -ium yang berarti logam. Meski begitu, pada tahun 1831,
namanya diganti menjadi silikon karena sifat-sifat fisiknya lebih mirip dengan karbon dan boron.
Silikon merupakan elemen terbanyak kedelapan di alam semesta dari segi massanya, tapi sangat jarang
ditemukan dalam bentuk murni di alam.Silikon paling banyak terdistribusi pada debu, pasir, planetoid, dan
planet dalam berbagai bentuk seperti silikon dioksida atau silikat. Lebih dari 90% kerak bumi terdiri dari
mineral silikat, menjadikan silikon sebagai unsur kedua paling melimpah di kerak bumi (sekitar 28% massa)
setelah oksigen.Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula sebagai zat kersik.
a. Jenis-Jenis Paduan Silikon
Campuran
Ferrosilikon, campuran silikon-besi yang terdiri dari unsur silikon dan besi dengan rasio yang
berbagai macam, merupakan produk utama dari proses pengolahan unsur silikon, dengan persentase 80%
dari seluruh produksi dunia. China merupakan negara pemasok silikon terbesar di dunia, dengan jumlah 4,6
juta ton (atau 2/3 produksi dunia), kebanyakan dalam bentuk ferrosilikon. Disusul kemudian oleh Rusia
(610.000 ton), Norwegia (330.000 ton), Brasil (240.000 ton), dan Amerika Serikat (170.000 ton).
Ferrosilikon paling banyak digunakan oleh industri baja.
Campuran aluminium-silikon paling banyak digunakan dalam industri pengecoran aluminium, dengan
silikon sebagai bahan aditif tunggal utama untuk meningkatkan kekuatan cornya.Karena aluminium cor
paling banyak digunakan pada industri otomotif, maka penggunaan silikon ini adalah penggunaan industri
tunggal terbesar dari silikon murni "metallurgical grade".
3
Metallurgical Grade
Silikon tidaklah dicampur dengan unsur-unsur lain dalam jumlah besar, biasanya lebih dari 95%
disebut dengan logam silikon. Logam silikon ini jumlahnya 20% dari total produksi elemen silikon dunia,
dengan kurang dari 1-2% dari total elemen silikon (5–10% dari silikon metallurgical grade) yang
dimurnikan lagi untuk digunakan pada semikonduktor. Silikon metallurgical grade adalah silikon yang
dibuat secara komersial dengan mereaksikan silika dengan kayu, arang, dan batu bara pada sebuah perapian
listrik menggunakan elektroda karbon. Pada suhu lebih dari 1,900 °C (3,450 °F), karbon dari bahan-bahan
tadi dan silikon akan mengalami reaksi kimia SiO2 + 2 C → Si + 2 CO. Silikon cair ada di bagian dasar
tungku, yang kemudian dialirkan dan didingingkan. Silikon yang diproduksi melalui proses ini disebut
silikon metallurgical grade dengan tingkat kemurnian paling kecil 98%. Dalam metode ini, silikon karbida
(SiC) juga dapat terbentuk karena adanya karbon berlebih dengan reaksi kimia: SiO2 + C → SiO + CO atau
SiO + 2 C → SiC + CO. Meski begitu, jika konsentrasi SiO2 tinggi, maka silikon karbida dapat dieliminasi
dengan reaksi kimia 2 SiC + SiO2 → 3 Si + 2 CO.
Seperti yang telah dikatakan diatas, silikon, metallurgical grade digunakan pada umumnya di industri
pengecoran aluminium untuk membentuk campuran aluminium-silikon. Sisanya, digunakan oleh industri
kimia untuk membentuk bubuk silika.
Sampai bulan September 2008, silikon metallurgical grade dihargai 1,45 US$ per pound ($3.20/kg),
[15] naik dari $0,77 per pound ($1.70/kg) pada tahun 2005.
Kualitas elektronik
Penggunaan silikon untuk peralatan semikonduktor membutuhkan kemurnian yang jauh lebih tinggi
daripada silikon metallurgical grade.Silikon sangat murni (>99.9%) dapat diekstraksi dari padatan silika atau
senyawa silika lainnya dengan elektrolisis molten salt.Metode ini diketahui sejak 1854, punya potensi untuk
memproduksi silikon solar-grade tanpa emisi karbon dioksida.
Silikon solar-grade tidak dapat digunakan untuk semikonduktor, karena tingkat kemurniannya harus
sangat tinggi. Wafer silikon yang digunakan sebagai bahan baku integrated circuit harus dimurnikan sampai
99.9999999%, proses yang membutuhkan teknologi tinggi.
3
Sebagian besar kristal silikon yang digunakan untuk produksi alat elektronik didapatkan dari proses
Czochralski (CZ-Si) karena metode ini merupakan metode termurah saat ini dan dapat menghasilkan kristal
yang besar, meski masih mengandung pengotor.
b. Proses Produksi
Teknik pemurnian silikon generasi awal didasarkan pada fakta apabila silikon dicairkan dan
dipadatkan kembali, maka material yang terakhir memadat kebanyakan merupakan pengotornya.Metode
awal untuk memurnikan silikon, pertama kali tahun 1919, digunakan untuk memproduksi komponen radar
selama Perang Dunia II, dibuat dengan menghancurkan silikon metallurgical grade dan melarutkan sebagian
bubuk silikon pada asam. Ketika dihancurkan, pengotor-pengotor yang terdapat pada silikon terkumpul di
lapisan paling luar, sehingga jika terkena asam akan larut kembali dan menghasilkan produk silikon yang
lebih murni.
Pada suatu waktu, DuPont memproduksi silikon ultra-murni dengan mereaksikan silikon tetraklorida
dengan seng pada 950 °C, dihasilkan silikon melalui SiCl4 + 2 Zn → Si + 2 ZnCl2. Meskipun begitu, teknik
ini memiliki masalah lain, (misalnya produk samping berupa seng klorida yang dihasilkan yang menyumbat)
sehingga akhirnya ditemukan proses Siemens. Pada proses Siemens, atang silikon dengan kemurnian tinggi
direaksikan dengan triklorosilana pada 1150 °C. Gas triklorosilana terdekomposisi dan dan tambahan silikon
tersimpan dan memperbesar karena 2 HSiCl3 → Si + 2 HCl + SiCl4. Silikon yang diproduksi dari proses ini
disebut Silikon polikristalin. Silikon ini mempunyai tingkat pengotor kurang dari satu ppb (part per billion).
Tahun 2006 REC mengumumkan bahwa mereka membangun pabrik berbasis teknologi fluidized bed
(FB) yang menggunakan silana: 3 SiCl4 + Si + 2 H2 → 4 HSiCl3, 4 HSiCl3 → 3 SiCl4 + SiH4, SiH4 → Si
+ 2 H2. Keuntungan proses teknologi fluid bed adalah proses dapat berlangsung kontinu dengan hasil lebih
banyak daripada proses Siemens yang merupakan proses batch.
Saat ini, silikon dimurnikan dengan mengubahnya menjadi senyawa silikon yang lebih mudah
dimurnikan dengan distilasi daripada pada kondisi awalnya, dan lalu mengubah kembali senyawa silikon
tersebut menjadi silikon murni.Triklorosilana adalah senyawa silikon yang umumnya digunakan sebagai
intermediate, juga silikon tetraklorida dan silana.
Selain itu, ada juga proses Schumacher, yang menggunakan tribromosilana sebagai pengganti
triklorosilana dan teknologi fluid bed.Meski begitu, sampai saat ini belum ada pabrikan besar yang
memproduksi silikon dengan proses ini.
3
c. Penggunaan Logam
Silikon sering digunakan untuk membuat serat optik dan dalam operasi plastik digunakan untuk mengisi
bagian tubuh pasien dalam bentuk silikone.
Sebagian besar silikon digunakan secara komersial tanpa dipisahkan, terkadang dengan sedikit
pemrosesan dari senyawanya di alam.Contohnya adalah pemakaian langsung batuan, pasir silika, dan tanah
liat dalam pembangunan gedung.Silika juga terdapat pada keramik.Banyak senyawa silikon modern seperti
silikon karbida yang dipakai dalam pembuatan keramik berdaya tahan tinggi.Silikon juga dipakai sebagai
monomer dalam pembuatan polimer sintetik silikone.
Elemen silikon juga ditambahkan pada besi cor menjadi ferrosilikon atau silikokalsium untuk
meningkatkan kemampuan pada bagian yang tipis dan menghindari pembentukan sementit ketika terkena
udara luar. Produksi ferrosilikon pada industri baja adalah 80% dari total penggunaan silikon dunia.
Karakteristik silikon itu sendiri dapat digunakan untuk memodifikasi paduan logam.Campuran silikon
pada alumnium cor membentuk campuran eutektik yang memadat dengan kontraksi termal sangat
kecil.Silikon juga meningkatkan kekerasan aluminium. Silikon merupakan komponen penting pada baja
listrik karena mempengaruhi resistivitas dan feromagnetiknya.
Silikon metallurgical grade adalah silikon dengan kemurnian 95-99%.Sekitar 55% konsumsi silikon
metallurgical grade dunia adalah untuk memproduksi logam paduan aluminium-silikon untuk pengecoran
aluminium yang banyak digunakan untuk industri otomotif. Sisanya digunakan oleh industri kimia untuk
pembuatan fumed silica, silana, dan silikone.
Silikon monokristalin murni digunakan untuk memproduksi wafer silikon yang digunakan pada industri
semikonduktor, elektronik, dan juga perangkat photovoltaic. Dalam konduksi muatan, silikon murni adalah
semikonduktor intrinsik yang berarti ia dapat mengonduksi lubang elektron dan elektron dapat dilepaskan
dari atom melalui pemanasan, maka meningkatkan konduktivitas listrik silikon dengan suhu tinggi. Silikon
murni memiliki konduktivitas yang terlalu rendah untuk digunakan pada komponen elektronik. Pada
prakteknya, silikon murni didoping dengan elemen lain dengan konsentrasi kecil sehingga meningkatkan
konduktivitasnya secara drastis. Kontrol penambahan elemen lain ini sangat penting dan umumnya
diaplikasikan di transistor, sel solar, detektor semikonduktor dan perangkat semikonduktor lainnya.
3
3. Ni (Nikel)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki simbol Ni dan nomor atom 28.
Nikel mempunyai sifat tahan karat.Dalam keadaan murni, nikel bersifat lembek, tetapi jika dipadukan
dengan besi, krom, dan logam lainnya, dapat membentuk baja tahan karat yang keras.
Perpaduan nikel, krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang banyak
diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok, dan peralatan memasak), ornamen-ornamen rumah dan gedung,
serta komponen industri.
a. Proses Pengolahan
Adapun tahap-tahap yang dilakukan untuk melakukan proses pengelolahan nikel melalui beberapa tahap
utama yaitu, crushing, Pengering, Pereduksi, peleburan, Pemurni, dan Granulasi dan Pengemasan.
Kominusi
Kominusi adalah suatu proses untuk mengubah ukuran suatu bahan galian menjadi lebih kecil, hal ini
bertujuan untuk memisahkan atau melepaskan bahan galian tersebut dari mineral pengotor yang melekat
bersamanya. Kominusi bahan galian meliputi kegiatan berikut :
1) Crusher yaitu suatu proses yang bertujuan untuk meliberalisasi mineral yang diinginkan agar terpisah
dengan mineral pengotor yang lain. Dimana proses ini bertujuan juga untuk reduksi ukuran dari
bahan galian / bijih yang langsung dari tambang (ROM = run of mine) dan berukuran besar-besar
(diameter sekitar 100 cm) menjadi ukuran 20-25 cm bahkan bisa sampai ukuran 2,5 cm. Alat yang
digunakan pada Primary Crusher dan Secondery Crusher yaitu antara lain :
Jaw crusher
Gyratory crusher
Cone crusher
Roll crusher
Impact crusher
Rotary breaker
Hammer mill
3
2) Grinding Merupakan tahap pengurangan ukuran dalam batas ukuran halus yang diinginkan. Tujuan
Grinding yaitu Mengadakan liberalisasi mineral berharga, Mendapatkan ukuran yang memenuhi
persyaratan industri, Mendapatkan ukuran yang memenuhi persyaratan proses.
Pengayakan / Penyaringan (Screening / Sieving)
Pengayakan atau penyaringan adalah proses pemisahan secara mekanik berdasarkan perbedaan
ukuran partikel. Pengayakan (screening) dipakai dalam skala industri, sedangkan penyaringan (sieving)
dipakai untuk skala laboratorium. Produk dari proses pengayakan/penyaringan ada 2 (dua), yaitu antara
lain :
Ukuran lebih besar daripada ukuran lubang-lubang ayakan (oversize).
Ukuran yang lebih kecil daripada ukuran lubang-lubang ayakan (undersize).
Saringan (sieve) yang sering dipakai di laboratorium yaitu antara lain :
Hand sieve
Vibrating sieve series / Tyler vibrating sive
Sieve shaker / rotap
Wet and dry sieving
Sedangkan ayakan (screen) yang berskala industri yaitu antara lain :
Stationary grizzly
Roll grizzly
Sieve bend
Revolving screen
Vibrating screen (single deck, double deck, triple deck, etc.)
Shaking screen
Rotary shifter
Klasifikasi (Classification)
3
Klasifikasi adalah proses pemisahan partikel berdasarkan kecepatan pengendapannya dalam suatu
media (udara atau air). Klasifikasi dilakukan dalam suatu alat yang disebut classifier. Produk dari proses
klasifikasi ada 2 (dua), yaitu antara lain:
1) Produk yang berukuran kecil/halus (slimes) mengalir di bagian atas disebut overflow.
2) Produk yang berukuran lebih besar/kasar (sand) mengendap di bagian bawah (dasar) disebut
underflow.
Proses pemisahan dalam classifier dapat terjadi dalam tiga cara (concept), yaitu :
Partition concept
Tapping concept
Rein concept
Pengeringan (Drying)
Yaitu proses untuk membuang seluruh kandung air dari padatan yang berasal dari konsentrat dengan
cara penguapan (evaporization/evaporation).Peralatan atau cara yang dipakai ada bermacam-macam, yaitu
antara lain:
1) Hearth type drying/air dried/air baked, yaitu pengeringan yang dilakukan di atas lantai oleh sinar
matahari dan harus sering diaduk (dibolak-balik).
2) Shaft drier, ada dua macam, yaitu :
tower drier, material (mineral) yang basah dijatuhkan di dalam saluran silindris vertikal yang
dialiri udara panas (800 – 1000).
rotary drier, material yang basah dialirkan ke dalam silinder panjang yang diputar pada posisi
agak miring dan dialiri udara panas yang berlawanan arah.
Kalsinasi dan Reduksi di Tanur Pereduksi
Tujuannya untuk menghilangkan kandungan air di dalam bijih, mereduksi sebagian nikel oksida
menjadi nikel logam, dan sulfidasi. Setelah proses drying, bijih nikel yang tersimpan di gudang bijih kering
pada dasarnya belumlah kering secara sempurna, karena itulah tahapan ini bertujuan untuk menghilangkan
kandungan air bebas dan air kristal serta mereduksi nikel oksida menjadi nikel logam. Proses ini berlansung
dalam tanur reduksi. Bijih dari gudang dimasukkan dalam tanur reduksi dengan komposisi pencampuran
3
menggunakan ratio tertentu untuk menghasilkan komposisi silika magnesia dan besi yang sesuai dengan
operasional tanur listrik.Selain itu dimasukkan pula batubara yang berfungsi sebagai bahan pereduksi pada
tanur reduksi maupun pada tanur pelebur.Untuk mengikat nikel dan besi reduksi yang telah tereduksi agar
tidak teroksidasi kembali oleh udara maka ditambahkanlah belerang. Hasil akhir dari proses ini disebut
kalsin yang bertemperatur sekitar 7000oC.
Peleburan di Tanur Listrik
Untuk melebur kalsin hasil kalsinasi/reduksi sehingga terbentuk fasa lelehan matte dan Slag. Kalsin
panas yang keluar dari tanur reduksi sebagai umpan tanur pelebur dimasukkan kedalam surge bin lalu
kemudian dibawa dengan transfer car ke tempat penampungan. Furnace bertujuan untuk melebur kalsin
hingga terbentuk fase lelehan matte dan slag. Dinding furnace dilapisi dengan batu tahan api yang
didinginkan dengan media air melalui balok tembaga. Matte dan slag akan terpisah berdasarka berat
jenisnya. Slag kemudian diangkut kelokasi pembuangan dengan kendaraan khusus.
Pengkayaan di Tanur Pemurni
Bertujuan untuk menaikkan kadar Ni di dalam matte dari sekitar 27 persen menjadi di atas 75 persen.
Matte yang memiliki berat jenis lebih besar dari slag diangkut ke tanur pemurni / converter untuk menjalani
tahap pemurnian dan pengayaan. Proses yang terjadi dalam tanur pemurni adalah peniupan udara dan
penambahan sililka. Silika ini akan mengikat besi oksida dan membentuk ikatan yang memiliki berat jenis
lebih rendah dari matte sehingga menjadi mudah untuk dipisahkan.
Granulasi dan Pengemasan
Untuk mengubah bentuk matte dari logam cair menjadi butiran-butiran yang siap diekspor setelah
dikeringkan dan dikemas.Matte dituang kedalam tandis sembari secara terus menerus disemprot dengan air
bertekanan tinggi. Proses ini menghasilkan nikel matte yang dingin yang berbentuk butiran-butiran halus.
Butiran-butiran ini kemudian disaring, dikeringkan dan siap dikemas.
b. Penggunaan Logam
Nikel digunakan untuk berbagai aplkasi komersial dan industri, seperti pelindung baja (stainless steel),
pelindung tembaga, industri baterai, elektronik, industri pesawat terbang, industri tekstil, turbin pembangkit
listrik tenaga gas, pembuat magnet kuat, pembuatan alat-alat laboratorium (nikrom), kawat lampu listrik,
3
katalisator lemak, pupuk pertanian dan berbagai aplikasi lain. (Gerberding J.L , 2005)
Selain itu di beberapa Negara, nikel digunakan untuk bahan mata uang logam bernilai menengah.
c. Jenis-Jenis Paduan Nikel
Superalloy
Superalloy sangat penting untuk aplikasi temperatur tinggi, oleh karena itu, mereka juga dikenal
sebagai paduan tahan suhu panas atau tinggi. Superaloy umumnya memiliki ketahanan yang baik terhadap
korosi, kelelahan mekanis dan termal, getaran mekanik dan termal, rambatan, dan erosi pada temperatur
tinggi. Aplikasi utama dari superalloy adalah untuk mesin jet dan turbin gas. Aplikasi lain mesin torak,
mesin roket, alat-alat dan cetakan untuk perlakuan panas logam, nuklir, kimia, dan industri petrokimia.
Secara umum, superalloy diidentifikasi dengan nama dagang atau sistem penomoran khusus, dan mereka
tersedia dalam berbagai bentuk. Kebanyakan superalloy memiliki ketahanan suhu maksimum sekitar 1000o
C dalam aplikasi struktural. Suhu dapat setinggi 1.200o C untuk komponen bantalan non beban.
Superaloy terdiri dari berbasis besi, berbasis kobalt, atau berbasis nikel:
Superalloy berbasis Besi pada umumnya mengandung 32-67% Fe, dari 15 sampai dengan
22% Cr, dan 9-38% Ni. Paduan umum dalam kelompok ini adalah seri incoloy.
Superalloy berbasis Cobalt pada umumnya mengandung 35-65% Co, dari 19 menjadi 30%
Cr, dan naik 35% Ni. Superalloy ini tidak sekuat superalloy berbasis nikel, tetapi mereka
mampu mempertahankan kekuatan mereka pada suhu yang lebih tinggi.
Superalloy berbasis Nikel adalah yang paling umum dari superalloy, dan mereka tersedia
dalam berbagai macam komposisi (tabel 6.9). komposisi nikel adalah 38-76%. Mereka juga
mengandung 27% Cr dan 20% paduan Co. Biasanya paduan dalam kelompok ini adalah
Hastelloys, Inconel, Nimonic, Rene, udimet, astroloy, dan seri waspaloy.
Stainless Steel
Stainless Steel (SS) adalah baja dengan sifat ketahanan korosi yang sangat tinggi di berbagai kondisi
lingkungan. Nikel digunakan sebagai unsur penstabil austenit, yang berarti penambahan nikel pada besi
paduan mempromosikan perubahan struktur kristal dari bcc (ferritic) ke fcc (austenitic). Jadi nikel
digunakan untuk menaikkan kekuatan, memperbaiki sifat kelelahan dan meningkatkan keuletan besi.
3
Penambahan nikel menunda pembentukan fasa intermetalik yang merusak pada austenitic ss tetapi
nikel kurang efektif dibanding nitrogen pada DSS. Sruktur fcc membuat austenitic stainless steels memiliki
ketangguhan tinggi. Kehadirannya dari sekitar setengah struktur mikro duplex meningkatkan ketangguhan
duplex dibanding Ferritic SS.
Copper-Nikel-Silikon Alloys
Jika Nikel dan Silikon dalam perbandingan 4 : 1, yaitu 4 bagian Nikel dan 1 bagian Silikon
dipadukan di dalam Copper (Tembaga) pada Temperatur tinggi maka akan terbentuk sebuah unsur yang
disebut Nikel Silicide (Ni2Si) dan pada Temperatur rendah paduan ini akan sesuai untuk pengendapan dalam
perlakuan panas, dimana proses pelarutan akan diperoleh dalam proses Quenching dari Temperatur 7000C
dan akan diperoleh sifat paduan Tembaga yang lunak dan ulet, kemudian dilanjutkan dengan memberikan
pemanasan pada Temperatur 4500C maka akan meningkatkan kekerasan serta tegangan dari paduan
Tembaga tersebut. Persentase kadar Nikel dan Silikon ini disesuaikan dengan kebutuhan dari sifat yang
dihasilkannya, biasanya diberikan antara 1 % hingga 3 % . Paduan Tembaga Sehingga akan memiliki sifat
Thermal dan electrical Conductivity yang baik dan tahan terhadap pembentukan kulit dan oxidasi serta dapat
mempertahankan sifat mekaniknya pada Temperatur tinggi dalam jangka waktu yang lama.
Nikel – Silver (Nikel-Perak)
Nikel – Silver sebenarnya tidak mengandung unsur Silver, penamaan ini dikarenakan penampilan
dari paduan ini menyerupai silver. Komposisinya terdiri atas Copper, Nikel dan Seng (Zinc). Semua paduan
dari jenis ini dapat dikerjakan atau dibentuk dengan pengejaan dingin (cold working), akan tetapi dengan
meminimalkan tingkat kemurniannya paduan ini juga memungkinkan untuk pengerjaan panas (hot working).
Nikel Silver mengandung kadar Tembaga antara 55 % sampai 68 % dan paduan dengan kadar Nikel antara
10 % hingga 30 % banyak digunakan dalam pembuatan sendok dan garpu. Paduan yang dibuat dalam
bentuk plat dengan type EPNS sebagai derajat kesatu dengan kadar Nikel 18 % digunakan sebagai bahan
pegas pada kontaktor peralatan listrik.
4. Cu (Cuprum/Tembaga)
Tembaga adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cu dan nomor atom
29.Lambangnya berasal dari bahasa Latin Cuprum.Tembaga merupakan konduktor panas dan listrik yang
3
baik.Selain itu unsur ini memiliki korosi yang cepat sekali.Tembaga murni sifatnya halus dan lunak, dengan
permukaan berwarna jingga kemerahan.Tembaga dicampurkan dengan timah untuk membuat perunggu.
Logam ini dan aloinya (campuran) telah digunakan selama empat hari. Di era Roma, tembaga umumnya
ditambang di Siprus, yang juga asal dari nama logam ini (сyprium, logam Siprus), nantinya disingkat jadi
сuprum). Ikatan dari logam ini biasanya dinamai dengan tembaga(II).
a. Proses Pengolahan
Konsentrasi tembaga pada bijih-bijih yang ada rata-rata hanya 0,6%, kebanyakan bijih komersial
yang ada adalah sulfida seperti kalkopirit (CuFeS2) atau kalkosit (Cu2S). Mineral ini ditingkatkan
konsentrasi tembaganya sampai 10-15% dengan proses froth flotation atau bioleaching. Memanaskan
material ini dengan silika pada flash smelting akan melepaskan kandungan besi dan mengubah besi sulfida
menjadi oksidanya. Senyawa produk copper matte yang terdiri dari Cu2S kemudian dipanggang untuk
mengubah sulfida menjadi oksida:[14]
2 Cu2S + 3 O2 → 2 Cu2O + 2 SO2
Kuprat oksida kemudian dipanaskan:
2 Cu2O → 4 Cu + O2
Proses matte hanya mengkonversi setengah sulfida menjadi oksida dan kemudian menghilangkan
semua sulfur menjadi oksida. Proses ini akan mengubah oksida tembaga menjadi logam tembaga. Gas alam
kemudian dialirkan untuk menghilangkan oksigen (proses electrorefining) untuk kemudian mengubah
material menjadi tembaga murni:
Cu2+ + 2 e– → Cu
b. Penggunaan Logam
Meski bersaing dengan material lainnya, tembaga tetap dipilih sebagai konduktor listrik utama di
hampir semua kategori kawat listrik kecuali di bagian transmisi tenaga listrik dimana aluminium lebih
dipilih.Kawat tembaga digunakan untuk pembangkit listrik, transmisi tenaga, distribusi tenaga,
telekomunikasi, sirkuit elektronik, dan berbagai macam peralatan listrik lainnya.Kawat listrik adalah pasar
paling penting bagi industri tembaga.Hal ini termasuk kabel pada gedung, kabel telekomunikasi, kabel
3
distribusi tenaga, kabel otomotif, kabel magnet, dsb.Setengah dari jumlah tembaga yang ditambang
digunakan untuk membuat kabel listrik dan kabel konduktor.Banyak alat listrik menggunakan kawat
tembaga karena memiliki konduktivitas listrik tinggi, tahan korosi, ekspansi termal rendah, konduktivitas
termal tinggi, dapat disolder, dan mudah dipasang.
Semua koin-koin di Amerika dan logam-logam senjata mengandung tembaga.Tembaga memiliki
kegunaan yang luas sebagai racun pertanian dan sebagai algisida dalam pemurnian air.Senyawa-senyawa
tembaga seperti solusi Fehling banyak digunakan di bidang kimia analitik untuk tes gula.
Tembaga sebagai paduan digunakan dalam perhiasan, patung-patung perunggu dan untuk koin. Kulit
Patung Liberty terbuat dari tembaga (81,3 ton).
Tembaga (II) sulfat (CuSO4) .5 H2O) digunakan sebagai fungisida dan sebagai kontrol ganggang di
danau dalam negeri dan kolam.Hal ini digunakan dalam berkebun bubuk dan semprot untuk membunuh
jamur.
Sebagai bahan dalam pembuatan heatsink komputer, sebagai akibat panas unggul kapasitas disipasi
ke aluminium.
Bakteri tidak akan tumbuh pada permukaan tembaga karena biostatic. gagang pintu tembaga
digunakan oleh rumah sakit untuk mengurangi transfer penyakit, dan Penyakit Legionnaire ditekan oleh
tembaga pipa dalam sistem AC.
c. Jenis-Jenis Paduan Tembaga
1) 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.
2) 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-
3
syarat tinggi untuk sifat luncur (14% Sn) dan unutuk bantalan-bantalan tekan dengan syarat tinggi untuk
kekerasan (20 % Sn ).
3) 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.
4) Perunggu dan Seng
Perunggu seng ialah perungu tembaga timah dengan tambahan seng 2 % - 7 %. Bahan itu dipakai terutama
untuk bantalan-bantalan ( campuran tuang ).
5) 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.
6) 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.
DAFTAR PUSTAKA
https://id.wikipedia.org/wiki/Kromium
3
https://id.wikipedia.org/wiki/Logam_paduan
http://sylvanachemistry.blogspot.co.id/2011/08/tembaga.html
http://mjpcenter.blogspot.co.id/2011/02/tembaga-dan-paduannya.html
http://bilangapax.blogspot.co.id/2011/02/nikel-dan-paduannya.html
http://www.kompasiana.com/hermansantoso/proses-pembuatan-kuningan-dari-
logam_55099149813311490eb1e1cd
http://ardra.biz/sain-teknologi/mineral/analisis-ayak-sieve-analysis/operasi-pengayakan-pada-pengolahan-
mineral/
http://indahsrihardini21.blogspot.co.id/2013/01/tugas-kromium-cr-definisi-dan-aplikasi.html
https://id.wikipedia.org/wiki/Silikon
https://id.wikipedia.org/wiki/Tembaga
http://www.artikelsiana.com/2014/11/teknik-pembuatan-alat-alat-perunggu.html
http://aw697488.blogspot.co.id/2011/05/material-teknik.html
http://terasepte.blogspot.co.id/2013/10/laporan-material-teknik-uji-tarik.html
http://mesinusu12.blogspot.co.id/
http://otomotifkipunsri.blogspot.co.id/2010/12/material-teknik-karakteristik-dan.html
https://tsffarmasiunsoed2012.wordpress.com/2012/05/20/material-pabrikasi-berbahan-logam-dan-
paduannya/
http://anangramadhana.blogspot.co.id/2013/09/material-logam-dan-non-logam-serta.html
https://www.google.co.id/search?q=gagang+pintu&es_sm=93&tbm=isch&imgil=9Q5bVBEWLTKTfM
%253A%253BUvZfZ5KTTtTQ1M%253Bhttp%25253A%25252F
%25252Fperwirabangunan.indonetwork.co.id%25252F3132864%25252Fhandle-pegangan-pintu-
saja.htm&source=iu&pf=m&fir=9Q5bVBEWLTKTfM%253A%252CUvZfZ5KTTtTQ1M
%252C_&biw=1366&bih=643&usg=__TcpDJraBMZKUG0UmLtZmMe3wNOE
%3D&ved=0CCYQyjdqFQoTCNut85Wx0MgCFUIZjgodqZkN5Q&ei=EdolVpvhO8KyuASps7aoDg#imgr
c=9Q5bVBEWLTKTfM%3A&usg=__TcpDJraBMZKUG0UmLtZmMe3wNOE%3D
https://www.google.co.id/search?
q=ceret+logam&espv=2&biw=1366&bih=643&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAYQ_AUoAWoV
ChMIso-ikbHQyAIViiOOCh24rgAV#imgrc=VHidnCGrGc_wgM%3A