2.1 Karakteristik Bijih Besi

Besi merupakan unsur paling melimpah jumlahnya sekitar 34,6% di bumi.

Konsentrasi besi dalam berbagai lapisan bumi bervariasi dari inti sampai

permukaan bumi hingga sekitar 5% di kerak luar. Besi adalah unsur dalam

susunan berkala yang mempunyai simbol Fe dan nombor atom 26. Besi adalah

logam transisi yang paling banyak dipakai karena relatif melimpah di alam dan

mudah diolah.

Bijih besi merupakan batuan yang mengandung mineral-mineral besi dan

sejumlah mineral gangue seperti silika, alumina, magnesia, dan lain-lain. Besi

yang terkandung dalam batuan tersebut dapat diekstraksi dengan teknologi

tertentu secara ekonomis.

Dalam kehidupan, besi merupakan logam paling biasa digunakan dari pada

logam-logam yang lain. Hal ini disebabkan karena harga yang murah dan

kekuatannya yang baik sreta penggunaannya yang luas.

Karakteristik bijih terdiri atas sifat fisik, sifat kimia dan sifat mekanik bijih.

Sifat fisik dari mineral terbagi menjadi beberapa yaitu seperti warna, cerat, kilap,

perawakan, pecahan, belahan, kekerasan, sifat dalam, berat jenis, kemagnetan, dan

lain sebagainya.

1. Kilap adalah kenampakan hasil pantulan cahaya pada permukaan

mineral. Ini akan tergantung pada kwalitas fisik permukaan (kehalusan dan

trasparansi).

2. Cerat adalah warna mineral dalam bentuk hancuran (serbuk). Hal ini

dapat dapat diperoleh apabila mineral digoreskan pada bagian kasar suatu

keping porselin atau membubuk suatu mineral kemudian dilihat warna dari

bubukan tersebut.

3. Belahan adalah kecenderungan dari beberapa kristal mineral untuk pecah

melalui bidang lemah yang terdapat pada struktur kristalnya.

4. Perawakan kristal pada mineral diartikan sebagai penampakan

sekelompok mineral yang sama yang tumbuh secara tidak sempurna

karena ada gangguan dari sumber utama mineral maupun gangguan dari

lingkungan tempat terjadinya mineral, sehingga mineral tidak terbentuk

dengan sempurna yang menyebabkan ada perbedaan bentuk dan ukuran

mineral. Kenampakkan tersebut sering disebut sebagai struktur mineral.

Bijih besi dibagi menjadi beberapa golongan diantaranya adalah golongan

oksida, sulfida, dan hidroksida. Golongan oksida meliputi hematit dan magnetit.

Sedangkan golongan sulfida antara lain pirit, kalkopirit, arsenopirit, dan pirotit.

Limonit dan geotit termasuk ke dalam golongan hidroksida.

2.1.1 Hematit

Hematit adalah salah satu jenis bijih besi dalam bentuk oksida

dengan rumus kimia Fe2O3. Bijih besi jenis ini, mempunyai kandungan besi

sekitar 65 – 70 %. Bijih besi hematit memiliki karakteristik sebagai berikut.

Sifat Fisik:

Warna (Colour) : Abu-abu perak, hitam 

Cerat (Streak) : Merah Kehitaman 

Kilap (Luster) : Submetallic Luster (Kilap Luster)

Perawakan (Habit) : Tabular (Falaned Habits)

Belahan (Cleavage) : Sempurna

Pecahan (Fructure) : Unevan Fructre

Kekerasan (Hardness) : 5-6

Sifat Dalam (Tenacity) : Brittle Tancity

Berat Jenis (Specific Gravity) : 3,9 – 4,1 gr/cm2

Kemagnetan : Diagmagnetik

Susunan Komposisi Kimia

(Chemistry) : Fe2O3

- Klas : Oxides

- Group : Hematite Group

Asosiasi :Asosiasi dengan Limonite dan Clays,

Pyrite, Suderite, Jasper, Rutile

Golongan mineral oxides dan hidroxides ini terkadang terdapat juga

sebagai mineral penting pada batuan metamorfosa, dan sering juga terdapat

sebagai vein (urat pada suatu lapisan batuan).

Sifat Kimia:

Komposisi kimia yang terkandung pada mineral ini adalah Fe dan

O, mengandung unsur oksida dan hidroksida dengan rumus kimia Fe2O3.

Gambar 2.1 Hematit (Fe2O3)

2.1.2 Magnetit (Fe3O4)

Kandungan besinya sekitar 70 % s/d 73% ,Bijih besi ini merupakan

bijih besi yang terbanyak mengandung kadar besi. Karakteristik bijih besi

magnetit adalah sebagai berikut.

Sifat Fisik:

Warna (Colour) : Hitam ke abu-abuan

Cerat (Streak) : Hitam

Kilap (Luster) : Kilap logam

Perawakan (Habit) : Glanular

Belahan (Cleavage) : -

Pecahan (Fructure) : Uneven

Kekerasan (Hardness) : 5,5-6,5

Sifat Dalam (Tenacity) : Brittle

Berat Jenis (Specific Gravity) : 5,17-5,18 gr/cm2

Kemagnetan : Diagmagnetik

Susunan Komposisi Kimia

(Chemistry) : Fe3O4

- Klas : Oxides

- Group : Spinel

Asosiasi :Talck, Chlorite, Serpentine, Pyrite, Hematite

Sifat kimia:

Komposisi kimia yang terkandung pada mineral ini adalah Fe dan O.

Mengandung unsur oksida dan hidroksida. Kelompok spinel dan memiliki

rumus kimia Fe3O4.

Gambar 2.2 Bijih Besi Magnetit (Fe3O4)

2.1.3 Geotit

Merupakan mineral hidroksida besi yang meiliki kristal ortorombik

berwarna kecoklatan, massa jenisnya 4,3 dan tingkat kekerasan 5,3.

Umunya memiliki kadar Fe 63%.

Gambar 2.3 Geotit

2.1.4 Limonit

Atau biasa disebut bijih besi lumpur memiliki rumus kimia

(Fe2O3.H2O). Limonit ini dapat berupa stalaktit yang berwarna coklat karat

dengan goresan cokelat kekuningan.

Gambar 2.4 Limonit

Sifat metalurgi

Adapun sifat metalurgi yang dimiliki oleh bijih besi atau hasil olahannya

secara umum antara lain :

1. Deformasi elastis

Apabila elemen struktur mula-mula dibebani, maka deformasi yang

terjadi masih berada dalam daerah elastis. Dalam daerah ini elemen

struktur tersebut masih dapat kembali pada keadaan semula apabila

bebannya dihilangkan.

2. Deformasi Plastis

Apabila tegangan yang diberikan pada logam melebihi batas

kekuatannya, maka logam akan mengalami deformasi plastis. Deformasi

plastis ini menyebabkan terjadinya perubahan permanen didalam struktur

internal material. Apabila perubahan internal material ini terjadi, maka

keadaan semula tidak dapat tercapai meskipun beban dihilangkan.

3. Regangan (e)

Yaitu besar deformasi perpanjang awal (tanpa satuan)

4. Tegangan (s)

Merupakan gaya per satuan luas dalam satuan Mpa. 

5. Elongation

Adalah pertambahan panjang pada pengujian tarik (%). 

6. Kekuatan tarik (tensile strength)

Didefinisikan sebagai besar tegangan (gaya) yang diperlukan unutk

mematahkan atau memutuskan benda uji.

7. Kekuatan leleh (yield strength)

Adalah besar tegangan yang diperlukan untuk mencapai regangan plastis

0.2%.

8. Keliatan (ductility)

Adalah besar regangan maksimal yang dapat terjadi pada saat benda uji

patah atau putus dalam satuan persen (%).

9. Kekerasan (hardness)

Adalah ketahanan bahan terhadap penetrasi dipermukaannya, yang

dinyatakan dalam Bilangan kekerasan Brinell (BHN), Vickers (DPH) dan

atau kekerasan Rockwell (R). BKB dihitung berdasarkan luas daerah

lekukan yang ditimbulkan, sedangkan R dihitung berdasarkan dalamnya

lekukan.

10. Keuletan (toughness)

Merupakan daya tahan bahan terhadap lenturan dan puntiran – puntiran

berulang – ulang yang diukur dari besarnya energi yang diperlukan untuk

mematahkan suatu benda uji yang dinyatakan dalam satuan joule. Penilaian

keuletan dilakukan dengan tes Charpy atau Izod.