Proses Pembuatan kaca

DISUSUN OLEH :

BONITA INTAN SUSIMAH

073001300019

TEKNIK PERTAMBANGAN

FAKULTAS KEBUMIAN DAN ENERGI

UNIVERSITAS TRISAKTI

Bahan Galian Industri

(MTG 212)

Kaca merupakan sebuah substansi yang keras dan rapuh, serta merupakan padatan amorf (tidak memiliki susunan atom ). Hal ini dikarenakan bahan – bahan pembuat kaca bersifat amorf yang mana dapat meleleh dengan mudah. Kaca merupakan hasil penguraian senyawa – senyawa inorganik yang mana telah mengalami pendinginan tanpa kristalisasi. Komponen utama dari kaca adalah silika.

Membuat kaca setidaknya sudah dimulai sejak milenium ketiga sebelum masehi (SM), dengan bukti potongan-potongan kaca yang ditemukan di Mesopotamia. Setelah seni langka, manufaktur kaca telah menjadi industri biasa, dengan produk kaca di kedua komersial dan rumah sebagai wadah, isolator, memperkuat serat, lensa dan seni dekoratif. Sedangkan bahan yang digunakan untuk membuat mereka dapat bervariasi.

KACA

Pasir kaca, gamping, silika, dan soda masih merupakan bahan baku dari 90 persen dari seluruh kaca yang di produksi di dunia. Meskipun saat ini terdapat ribuan macam formula kaca

BAHAN BAKU KACA

▪ Pasir Silika

Pasir yang di gunakan haruslah kuarsa yang hampir murni, oleh karena itu, lokasi pabrik kaca biasanya di tentukan oleh lokasi endapan pasir kaca,kandungan besinya tidak boleh melebihi 0,45 % untuk barang gelas pecah belah atau 0,015 % untuk kaca optik, sebab kandungan besi ini bersifat merusak warna kaca pada umumnya.

▪ Soda (Na2O)

Soda terutama didapat soda abu padat Na2 CO3. sumber lainnyaadalah bikarbonat, kerak garam, dan natrium nitrat. Natrium nitrat inisangat berguna untuk mengoksidasi besi dan untuk mempercepatpencairan.

▪ Kaca Soda Gamping (soda lime glass)

Merupakan 95 % dari semua kaca yang dihasilkan. Kaca ini digunakanuntuk membuat segala macam bejana, kaca lembaran, jendela mobil,atau lain-lain, gelas atau barang pecah belah

▪ Feldspar

Mempunyai rumus umum P2O.Al2O3 6SiO2. feldspar mempunyai banyak keunggulan di banding produk lain, karena murah, murni dan dapat di lebur dan seluruhnya terdiri dari oksidasi pembentuk kaca

▪ Arsen Trioksida

Dapat pula di tambahkan untuk menghilangkan gelombang-gelombang dalam kaca.

▪ Borax

Borax adalah bahan tambahan yang menambahkan Na2O dan boron oksida kepada kaca. Walaupun jarang di pakai dalam kaca jendela atau kaca lembaran, boraks sekarang banyak di gunakan di dalam berbagai jenis kaca pengemas.

▪ Kerak Garam ( salt cake )

Sudah lama digunakan dalam kebutuhan tambahan pada pembuatan kaca, demikian pula beberapa sulfat lain amonium sulfat dan barium sulfat. Kerak garam ini diperkirakan dapat membersihkan buih yang mengganggu pada tanur tangki. Sulfat ini harus di pakai bersama karbon agar tereduksi menjadi sulfit

BAHAN TAMBAHAN

▪ Nitrat

Baik dari natrium maupun kalium di gunkan untuk mengoksidasi besi sehingga tidak terlalu kelihatan pada kaca produk.

▪ Kalium Nitrat

Digunakan pada berbagai jenis kaca meja, kaca dekorasi dan kaca optik.

▪ Kulet (Cullet)

Adalah kaca hancuran yang di kumpulkan dari barang-barang rusak, pecahan kaca beling dan berbagai kaca limbah. Bahan ini dapatdi pakai 10% atau bahkan sampai 80% dari muatan bahan baku.

▪ Blok Refraktori

Zirkon, alumina, mulit, mulit alumina sinter dan zirkonia alumina elektrokast banyak di gunakan sebagai refraktor pada tanki kaca.

Genesa KacaAsal Usul Bahan-bahan Pembentuk Kaca

Kaca

The Questions

Bahan Pembentuk Kaca

Genesa

Kaca

Pasir Kuarsa FeldsparSodium

KarbonatBorax

PhosforPentaoksida

Dolomit Cullet

Bahan Kaca

Kaca

Pasir Kuarsa FeldsparSodium

KarbonatBorax

PhosforPentaoksida

Dolomit Cullet

Bahan Kaca

Kaca Pasir Kuarsa

Mengandung Mineral Utama Kuarsa danFeldspar

Kandungan kuarsanya tinggi >90%

Kaca Pasir Kuarsa

Hasil Pelapukandan mengalami Sedimentasi

Tertransport dan mengendap di tepisungai, danau maupun laut. (Sedimentasi aluvial)

Kaca Feldspar Feldspar

Batuan Beku

lava membeku

Tertransport

(Mengendap)

Aluvial

Diagenetik

BatuanMetamorf

Alterasi

Pneumatolistis

Hydrothermal

Kaca DolomitBt. Gamping

Dolomit

Primer

>50% Karbonat

Sekunder

Menyerap Mg ke Bt. Gamping

Dolomitasi

Kalsit -> Dolomit

Evaporit

EKSPLORASI EKSPLOITASI CADANGAN(KACA)

Pasir Kuarsa• Eksplorasi :

Proses pemetaan udara, pemetaan topografi,

pemetaan geologi, penyelidikan geofisika

(tahanan jenis, potensial diri, atau cara gempa)

serta dilanjutkan eksplorasi lanjutan dengan

pemboran atau dengan sumur uji.

• Eksploitasi :

tambang terbuka dengan cara kering dan cara basahmenggunakan monitor (hydraulic mine)

Pemilihan metode bergantung pada prosespengolahan, dan letak sebaran endapan yang meliputi:

1) Pengupasan (stripping) lapisan tanah penutup

2) Pembongkaran

3) Pemuatan (loading) dan pengangkutan (hauling)

• Potensi cadangan pasir kuarsa

Feldspar

• Eksploitasi :

1) Mapping, pemetaan geologi,

pemetaan geofiska, topografi

2) Pemboran Inti

3) Sumur uji

• Eksploitasi :

Cara tambang terbuka yang meliputi :

1) Pengupasan (stripping) lapisan

tanah penutup berupa lempung

2) Sistem teras (bench system)

3) Penggalian dan pembokaran

4) Pemuatan (loading) dan

pengangkutan (hauling)

• Potensi cadangan feldspar

Dolomit

• Eksplorasi :1) Mapping, pemetaan geologi,

pemetaan geofiska, topografi2) Pemboran Inti3) Sumur uji

• Eksploitasi :

Di indonesia umumnya tambang

terbuka yang meliputi :

1) Pengupasan (stripping)

lapisan penutup

2) Penggalian dan

pembongkaran

3) Pemuatan (loading) dan

pengangkutan ( hauling)

• Potensi cadangan dolomit

Section 3

Pengolahan Kaca

Tahap Pengolahan Kaca :▪ Transportasi bahan baku ke pabrik

▪ Pengaturan ukuran bahan baku

▪ Penimbunan bahan baku

▪ Pengangkutan, penimbangan, dan pencampuran bahn baku, dan pemuatannya ke tanur kaca

▪ Reaksi pembentukan kaca di dalam tanur

▪ Pembuatan bentuk produk kaca

▪ Penyelesaian produk kaca

1. PELEBURANBahan baku yang sudah homogen, diayak dahulu sebelum dimasukkan ke dalamtungku (furnace) bersuhu ±1500 oC

sehingga campuran akan mencair.

Tungku sebagai tempat mencairkan campuran bahan baku kaca, terbagi menjadi 3 jenis, yaitu :

▪ Pot furnace, biasanya dipakai untuk menghasilkan kaca-kaca khusus (special glass) seperti kaca seni, kaca optik dengan skala produksi yang kecil sekitar 2 ton atau lebih rendah. Pot terbuat dari bata silica-alumina (lempung) khusus atau platina.

▪ Tank furnace, digunakan pada industri gelas skala besar dan terbuat dari bata refraktori (bata tahan panas). Furnace ini mampu menampung sekitar 1350 ton cairan gelas yang membentuk kolam di jantung furnace.

▪ Regenerative furnace, Pembentukan (forming/shaping)

▪ Proses Fourcault, Bahan cair dialirkan secara vertikal ke atas melalui sebuah bagian yang dinamakan "debiteuse’. Di atas debiteuse terdapat bagian sirkulasi air pendingin yang akan mendinginkan kaca hingga 650 – 670 oC.

▪ ProsesColburn (Libbey-Owens), kaca akan bergerak secara vertical kemudian diikuti gerakan horizontal setelah melewati roda-roda penjepit yang membentuk leburan gelas menjadi lembaran-lembaran.

▪ ProsesPilkington (float process), Bahan cair dialirkan ke dalam sebuah kolam berisi cairan timah (Sn) panas. Kecepatan aliran bahan cair ini merupakan pengatur tebal tipisnya kaca lembaran yang akan diproses. Kaca akan mengapung di atas cairan timah karena perbedaan densitas di antara keduanya. Kaca ini tetap berupa cairan dengan pasokan panas yang berasal dari pembakar di bagian atas kolam bersuhu ±600 oC

2. PEMBENTUKAN

Fungsi tahapan ini adalah untuk mencegah timbulnya tegangan-tegangan antar molekul pada kaca yang tidak merata sehingga dapat menimbulkan kepecahan. Proses annealing kaca terdiri dari 2 aktivitas, yaitu :

▪ Menahan kaca itu pada suatu suhu di atas suhu kritis tertentu selama beberapa waktu yang cukup lama sehingga mengurangi regangan-regangan dalam denagn jalan pengaliran plastik sehingga regangannya kurang dari sustu maksimum yang di tentukan.

▪ mendinginkan kaca sampai temperatur ruang secara perlahan-lahan untuk menahan regangan sampai titik maksimumnya. Proses ini berlangsung di dalam "annealing lehr". Untuk jenis kaca lembaran, annealing lehr ini dilewati oleh kaca-kaca yang bergerak di atas roda berjalan.

3. ANNEALING

Beberapa proses penyelesaian akhir pada industri gelas adalah

▪ Cleaning, Polishing , Cutting, Enameling dan Grading.

4. Finishing dan pengendalian kualitas (Quality Control)

Aplikasi Pemanfaatan bahan

kaca

1. Pembuatan bola lampu, tabung elektronik, penyangga filament. Titik pelunakan kacaini tidak terlalu tinggi, muai panjangnya hendaknya dibuat mendekati muai panjanglogam maupun paduannya yang disangga. Logam yang dimaksud adalah wolfram,molibdenum.

2. Untuk bahan dielektrik pada kapasitor.Minos adalah salah satu jenis kacapermeabilitas relatif tinggi yaitu 7,5,sudut kerugian dielektrik (tan δ) kecilpada frekuensi 1MHz, suhu 20oC, tan δ =0.0009 pada frekuensi 1MHz, suhu 200oC,tan δ = 0,0012. Kaca minos mempunyai α =8,2 . 107 per oC. massa jenis 3,6 g/cm3.

3. Untuk membuat berbagai isolator. Misalnya isolatorpenyangga, isolator antena, isolator len, dan isolatorbushing. Untuk penggunaan ini, selain sifat kelistrikanyang baik juga dituntut mempunyai kekuatan mekanisyang tinggi, tahan terhadap perubahan suhu yangmendadak, dan tahan terhadap pengaruh kimia. Jeniskaca yang digunakan untuk keperluan ini antara lainkaca silika, pireks kalium-natrium.

4. Pelapisan logam. Salah satu jenis kaca adalah enamel .Enamel dalam hal ini dapatdigunakan untuk pelapisan logam atau benda lain sejenisnya, misalnya dudukanlampu, reflektor, barang-barang dekoratif yang tujuannya untuk mendapatkanpermukaan yang lebih bagus. Enamel juga dapat digunakan sebagai isolasi listrik,yaitu untuk melapisi resistor tabung (kawat yang dililitkan pada tabung tersebutadalah resistor, antara lain: nikrom,konstantan).

5. Fiber Optic (Serat optik) adalah saluran transmisi yang terbuat dari kacaatau plastik yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatutempat ke tempat lain. Cahaya yang ada di dalam serat optik sulit keluar karenaindeks bias dari kaca lebih besar daripada indeks bias dari udara. Sumbercahaya yang digunakan adalah laser karena laser mempunyai spektrum yangsangat sempit. Serat optik terdiri dari 2 bagian, yaitu cladding dan core.Cladding adalah selubung dari core. Cladding mempunyai indek bias lebih rendahdari pada core akan memantulkan kembali cahaya yang mengarah keluar daricore kembali kedalam core lagi.