Yonatalio Sugianto (073-11-106

BESI

Yonatalio Sugianto (073-11-106)

Pengetahuan Umum Besi

Besi (Fe) merupakan material penyusun utama kerak bumi kedua terbanyak yaitu sekitar

5 %. Secara geokimia, besi merupakan logam yang melimpah di alam. Konsentrasi besi yang

melimpah di suatu tempat disebut sebagai bijih besi.

Bijih besi biasanya tersusun oleh mineral magnetit (Fe3O4) yang mengandung 72,4 % Fe,

ilmenit (FeTiO3) 36,8% Fe, hematit (Fe2O3) 69,94% Fe, goethit (FeO2H) 62% Fe, siderit (FeCO3)

48,2% Fe. Mineral lain yang mengandung besi seperti pirit (FeS2) 46,5% Fe, pirhotit (FeS)

63,5% Fe, tidak dapat dianggap sebagai sumber utama besi, karena kesulitan-kesulitan teknis

pengolahannya. Magnetit sering diikuti oleh unsur-unsur lain seperti titanium, mangan,

magnesium dan vanadium. Endapan ini kadang-kadang mengandung emas dan platina, jika

batuan pembawanya berasosiasi dengan batuan-batuan basa-ultrabasa. Besi merupakan bahan

baku untuk industri baja dan industri alat-alat rumah tangga. Hasil industri besi yang cukup

terkenal disebut sebagai besi gubal (pig iron). Di beberapa negara produsen baja, belakangan ini

telah terjadi peningkatan permintaan akan bijih besi. Negara-negara konsumen bijih besi terbesar

di dunia adalah seperti China, Amerika Serikat, dan Jepang.

Kadar paling rendah dari endapan bijih besi yang dapat ditambang atau dikenal dengan

istilah cut-off grade adalah sekitar 32% Fe, namun sekarang ini paling tidak sekitar 60% Fe baru

dapat dikatakan layak untuk ditambang.

Lokasi Mineral Besi

Di Kabupaten Trenggalek, bijih besi dapat dijumpai di beberapa lokasi dan tersebar baik

dalam bentuk perlapisan maupun bongkah-bongkah. Penyebaran endapan bijih besi dapat

dijumpai di Desa Watuagung, Kecamatan Dongko. Jumlah total sumberdaya tereka endapan batu

besi didaerah ini adalah berjumlah sekitar 88,5 juta ton. Endapan bijih besi di daerah ini

mempunyai karekteristik tekstur klastik dengan ukuran butir pasir, bentuk butir meruncing

Yonatalio Sugianto (073-11-106

tanggung hingga bundar. Tersusun oleh magnetit, hematit dengan matriks mineral lempung dan

semen kuarsa. Berat jenis 2,05 – 3,92 gr/cm3. Kualitas endapan batu besi mengandung oksida

besi 40,62 – 76,10% (% berat), bijih besi (ilmenit, hematit, magnetit) 46,68 – 85,94% (% berat),

bijih besi (ilmenit, hematit, magnetit) 17,50 – 86 % (% volume).

Wilayah eksplorasi dan keterdapatan mineral Besi :

a. Nanggroe Aceh Darussalam

b. Sumatera Barat

c. Jamb

d. Lampung

e. Jawa Barat

f. Kalimantan Tengah

g. Kalimantan Selatan

Perusahaan Tambang Besi

Perusahaan tambang Besi di Indonesia :

a. PT Aneka Tambang

b. PT Sebuku Lateritic Iron Ore

c. PT Krakatau Steel

d. PT Lhong Setia Mining

Sistem Penambangan Mineral Besi

Ada 2 macam penambangan bijih besi :

a. Open Pit Mining

Yonatalio Sugianto (073-11-106

Penambangan yang dilakukan di permukaan bumi.

b. Underground Mining

Penambangan yang dilakukan di bawah permukaan tanah.

Pengolahan Mineral Besi

Pengolahan Mineral Besi ada 2 cara :

a. Reduksi Langsung

b. Reduksi Tidak Langsung

Reduksi Langsung

Proses ini biasanya digunakan untuk merubah pellet menjadi besi spons (sponge iron) atau sering disebut: besi hasil reduksi langsung (direct reduced iron). Gas reduktor yang dipakai biasanya berupa gas hidrogen atau gas CO yang dapat dihasilkan melalui pemanasan gas alam cair (LNG) dengan uap air didalam suatu reaktor yaitu melalui reaksi kimia berikut :

CH4 + H2O ==> CO + 3H2

(metana) (uap air) (gas reduktor)

Dengan menggunakan gas CO atau hidrogen dari persamaan diatas maka proses reduksi terhadap pellet biji besi dapat dicapai melalui reaksi kimia berikut ini :

Fe2O3 + 3H2 ===> 2Fe + 3H2O

Fe2O3 + 3CO ===> 2Fe + 3CO2

Proses ini baru digunakan di PT Krakatau Steel, dan masih tergolong baru. Sehingga informasi mengenai proses ini masih terbatas. Kelemahan pada proses ini adalah tergantung pada harga LNG. Dari emisi reaksi yang terjadi, hanya menghasilkan gas karbondioksida dan uap air.

Reduksi Tidak Langsung

Yonatalio Sugianto (073-11-106

Proses ini dilakukan dengan menggunakan tungku pelebur yang disebut juga tanur tinggi (blast furnace). Proses ini dikatakan reduksi tidak langsung karena terbentuknya besi kasar harus melalui beberapa tahapan reduksi. Sebagai bahan baku dapat digunakan pellet atau sinter, tetapi

agar lebih efisien biasanya digunakan sinter.

Reaksi dengan gas pada suhu tinggi

Udara panas (500-7000C), ditiupkan ke dalam tanur. Udara panas bereaksi dengan C membentuk gas CO2

C + O2 ==> CO2 ΔH = -96.96 kkal

Reaksi berlangsung eksoterm, menyebabkan suhu sangat tinggi (>15000C). Gas CO2 bereaksi dengan karbon dan direduksi menjadi gas karbon monoksida (CO).

CO2 + C ==> 2CO ΔH = 38.96 kkal

Reaksi berlangsung endoterm menyebabkan suhu turun (12000-13000C). Karena reaksi ini endoterm maka bagian tanur makin ke atas suhunya makin rendah

hingga mencapai 3000C.

Reaksi bijih besi dengan gas reduktor

3Fe2O3 + CO ===>2Fe3O4 + CO2 (300-5000C) ΔH = 8.80kkal Fe3O4 + CO ===> 3FeO + CO2 (5000-9000C) ΔH = 8.80kkal FeO + CO ===> Fe + CO2 (9000-11000C) ΔH= -3.84kkal Pada temperature 10000-12000C batu kapur terurai

CaCO3 ===> CaO + CO2

Kapur CaO bereaksi dengan silika membentuk cairan kalsium silikat yang disebut kerak/terak

CaO + SiO2 ===> CaSiO3

Pada saat CaSiO3 memasuki dasar tanur, cairan tersebut menutupi cairan besi dan senyawa silika menjadi kerak.

Cairan logam berkumpul di bagian bawah tanur dengan kerak di bagian atasnya. Dihasilkan besi kasar dengan komposisi pengotor 3-4 %C; 0,06-0,10 %S; 0,10-0,50 %P;

1-3 %Si dan sejumlah unsur-unsur lainnya.