politeknik negeri medan

25
3 MAKALAH LOGAM BERAT MATA KULIAH MATERIAL TEKNIK OLEH KELOMPOK II KELAS EN 1-B PRODI TEKNIK KONVERSI ENERGI MEKANIK JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI MEDAN

Upload: independent

Post on 26-Nov-2023

1 views

Category:

Documents


0 download

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