LOGAM BUKAN BESI

1. Bandingkan logam besi dan logam bukan besi dari komposisi kimia !

Jawab :

- Logam besi

Logam adalah unsur kimia yang mempunyai sifat-sifat kuat, keras, penghantar

listrik dan panas, serta mempunyai titik cair tinggi. Bijih logam ditemukan

dengan cara penambangan yang terdapat dalam keadaan murni atau bercampur

- Logam bukan besi

Logam non besi merupakan semua unsur logam yang komposisi utamanya bukan

besi. Logam non besi juga sering digunakan walaupun pada umumnya jarang

sekali di industri. Itu karena Logam besi lebih banyak dipakai semua industri.

2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan :

- Kuningan

- Perunggu

- Paduan cetak tekan

- Logam paduan

Jawab :

- Kuningan

Kuningan merupakan perpaduan antara tembaga dan seng dengan kadar seng

yang bervariasi antara 10-40%. Kekuatan, kekerasan, dan keuletan paduan

meningkat seiring dengan meningkatnya kadar seng

- Perunggu

Perunggu adalah paduan yang terdiri dari tembaga dan unsur tambahan, tin,

mangan dan beberapa elemen lain. Unsur tambahan dapat meningkatkan

kekerasan, kekuatan dan daya tahan korosi.

- Paduan cetak tekan

Die casting adalah proses pengecoran logam yang ditandai dengan

memaksa logam cair di bawah tekanan tinggi ke dalam rongga cetakan.

Rongga cetakan dibuat dari baja dan bekerja sama

dengan sebuah cetakan. Coran yang dibuat dari logam non-ferrous,

khususnya seng, tembaga, aluminium, magnesium, timah, timah dan

paduan timah.

- Logam paduan

Paduan logam merupakan pencampuran dari dua jenis logam atau lebih untuk

mendapatkan sifat fisik, mekanik, listrik dan visual yang lebih baik. Contoh

paduan logam yang populer adalah baja tahan karat yang merupakan

pencampuran dari besi (Fe) dengan Krom (Cr).

3. Uraikan cara membuat magnesium dari air laut ?

Jawab :

Dolomit diangkut ke dalam furnace (B-130) untuk dikalsinasi hingga

kemudian terbentuk CaO dan MgO dimasukkan ke dalam reaktor 1 (R-210). Pada

reaktor1(R-210) dimasukkan air bersih sehingga terbentuk Ca(OH)2 dan Mg(OH)2

kemudian diangkut kereaktor 2(R-220).

Air laut dipompakan ke reaktor 2 (R-220) pada temperatur 30OC pada

tekanan 1atm dengan pengadukan yang terus menerus dengan waktu tinggal sekitar

1jam sehingga terjadi reaksi yang menghasilkan Mg(OH)2 ,CaCl2 dan CaSO4

kemudian dipompakan ke rotaryfilter (H-310) untuk dipisah antara filtrat dan

residu.

Residu dari rotaryfilter (H-310) dipompakan ke hydroclone (F-320) dan

ditambahkan air bersih untuk memisahkan antara Mg(OH)2 dan CaSO4.

Sedangkan filtrat yang dihasilkan dari rotary filter (H-310) dibuang ke limbah.

Mg(OH)2 yang dihasilkan dari hydrocylone (F-320) dipompakan ke

hydrocylone (F-330) untuk menghasikan Mg(OH)2 murni. Aliran atas dari

hydrocylone (F-330) dibuang ke limbah. Aliran bawah menghasilkan suspensi

Mg(OH)2 dikeringkan dengan spraydryer (DE-340) menghasilkan butiran-butiran

dan diangkut ke tangki penyimpanan (TT-410).

Aliran bawah dari hydroclone (F-320) menghasilkan lumpur CaSO4, yang

dialirkan ke hydroclone (F-350) yang telah ditambahkan air bersih untuk pemisahan

lanjutan supaya diperoleh hasil CaSO4 yang lebih murni. Aliran atas dari hydroclone

(F-350) dibuang sebagai limbah, sedangkan aliran bawahnya merupakan lumpur

CaSO4 yang diangkut ke spray dryer (DE-370) untuk dikeringkan kemudian

diangkut kekristalisator (K-360) untuk diperoleh kristal CaSO4. Kristal CaSO4 yang

telah kering diangkut ke tangki penyimpanan (TT-420)

4. Bagaimana cara pembuatan aluminium?

Jawab :

Proses pengolahan aluminium meliputi :

1. Proses Penambangan Aluminium 2. Proses Pemurnian Aluminium 3. Proses Peleburan Aluminium

PROSES PENAMBANGAN ALUMINIUM Aluminium ditambang dari biji bauksit yang banyak terdapat di permukaan bumi, kemudian dilakukan proses pemanasan untuk mengurangi kadar air yang ada dari penambangan di permukaan bumi. Bauksit yang ditambang untuk keperluan industri mempunyai kadar aluminium sekitar 40 – 60 %. Setelah ditambang biji bauksit digiling dan dihancurkan supaya halus dan merata. Selanjutnya bauksit mengalami proses pemurnian.

PROSES PEMURNIAN ALUMINIUM Pengolahan aluminium menjadi aluminium murni dapat dilakukan melalui Proses pemurnian dengan metode Bayer. Proses Bayer adalah sarana industri utama bauksit pemurnian untuk menghasilkan alumina. Bauksit, bijih paling penting dari aluminium, berisi alumina hanya 30-54 %, Al2O3, sisanya menjadi campuran dari silika (SiO2), oksida besi (Fe2O3), dan titanium dioksida (TiO2) dan. Caranya adalah dengan melarutkan bauksit dalam larutan natrium hidroksida (NaOH).Proses Bayer adalah satu siklus dan sering disebut Bayer siklus. Ini melibatkan empat langkah :

Digestion (pencernaan), Clarification (klarifikasi), Precipitation (pengendapan), dan Calcination (kalsinasi).

Digestion (pencernaan)

Pada langkah pertama, bauksit adalah tanah, slurried dengan larutan soda kostik (natrium hidroksida), dan dipompa ke tank tekanan besar disebut digester, dikontrol mengalami panas uap 175 °C dan tekanan. natrium hidroksida bereaksi dengan mineral alumina bauksit untuk membentuk solusi jenuh natrium aluminat; pengotor tak larut, disebut lumpur merah (RM) , tetap dalam suspensi dan dipisahkan pada langkah klarifikasi.

Persamaan reaksi :

Al2O3 + 2OH- + 3H2O 2[Al(OH)-4]-

Atau

Al2O3(s) + 2NaOH (aq) + 3H2O (l) 2NaAl(OH)4 (aq)

Clarification (klarifikasi)

Pengotor tak larut yang disebut lumpur merah /Red Mud (RM) , tetap dalam suspensi dan dipisahkan dengan menyaring dari kotoran padat, selanjutnya didinginkan di exchangers panas, untuk meningkatkan derajat jenuh dari alumina terlarut, dan dipompa menuju tempat yang lebih tinggi yaitu presipitator silolike untuk proses Precipitation (pengendapan).

Precipitation (pengendapan)

Selanjutnya aluminium diendapkan dari filtratnya dengan cara mengalirkan gas CO2 dan pengenceran.

2NaAl(OH)3 (aq) + CO2 (g) 2Al(OH)3 (s) + Na2CO3 (aq) + H2O (l)

Campuran dari kotoran padat disebut lumpur merah, dan menyajikan masalah pembuangan. Selanjutnya, solusi hidroksida didinginkan, dan aluminium hidroksida dilarutkan presipitat sebagai putih solid halus.

Calcination (kalsinasi)

Kemudian dipanaskan sampai 1050 °C (dikalsinasi), aluminium hidroksida terurai menjadi alumina, memancarkan uap air dalam proses:

2Al(OH)3 (s) Al2O3 (s) + 3H2O (g)

Dan dihasilkan aluminium oksida murni (Al2O3) yang selanjutnya menuju proses peleburan dengan proses Hall-Héroult untuk menghasilkan material aluminium.

PROSES PELEBURAN ALUMINIUM

Dalam proses Hall-Heroult, aluminum oksida Al2O3 dilarutkan dalam lelehan kriolit (Na3AlF6) dalam bejana baja berlapis grafit yang sekaligus berfungsi sebagai katode (-). Sebagai anode (+) digunakan batang grafit.

Selanjutnya elektrolisis dilakukan pada suhu 950 oC. Dalam proses elektrolisis dihasilkan aluminium di katode dan di anode terbentuk gas O2 dan CO2.

Reaksi yang terjadi:

Al2O3 Al3+ + 3O2-

Katode (-) : Al3+ + 3e- Al x 4

Anode (+) : 2O2- O2 + 4e- x 3

4Al3 + 6O2 4Al + 3O2

Lalu O2 bereaksi dengan C menjadi C02. Jadi hasil akhirnya adalah

3C(s) + 4Al3+ + 6O2- 4Al(l) + 3CO2 (s)

Aluminium yang terbentuk berupa zat cair dan terkumpul di dasar wadah lalu dikeluarkan secara periodik ke dalam cetakan untuk mendapat aluminium batangan (ingot). Jadi, selama elektrolisis, Anode grafit terus menerus dihabiskan karena bereaksi dengan O2 sehingga harus diganti dari waktu ke waktu. Rata-rata Untuk mendapat 1 Kg Al dihabiskan 0,44 kg anode grafit.

5. Sebutkan sifa-sifat dari logam alumunium, kuningan, magnesium, nikel, seng dan

timah?

Jawab:

Alumunium : Warna biru putih, sifatnya dapat ditempa, liat, bobot ringan,

penghantar panas dan listrik yang baik, mampu dituang. Alumunium

digunakan untuk membuat peralatan masak, elektronik, industri mobil, dan

pesawat terbang Kuningan : Kuningan adalah paduan logam tembaga dan logam seng dengan

kadar tembaga antara 60-96 % berat. Dalam perdagangan dikenal 2 jenis

kuningan, yaitu :

Kawat kuningan (brass wire) kadar tembaga antara 62-95 % berat

Pipa kuningan (seamless brass tube) kadar tembaga antara 60-90 %

Magnesium : Magnesium merupakan logam yang ringan, putih keperak-

perakan dan cukup kuat. Ia mudah ternoda di udara, dan magnesium yang

terbelah-belah secara halus dapat dengan mudah terbakar di udara dan

mengeluarkan lidah api putih yang menakjubkan. Nikel: Nikel bisa digunakan untuk menghasilkan magnet permanen karena

sifat ferromagnetiknya. Paduan Ni-36% Fe (Invar) menunjukkan gejala tanpa

ekspansi selama pemanasan; efek ini digunakan untuk menghasilkan material

komposit bimetal.

Seng : Seng adalah logam bukan besi kedua setelah tembaga yang diproduksi

secara besar yang mana lebih dari 75 % produk cetak tekan dari paduan seng.

Logam ini mempunyai kekuatan yang rendah dengan titik cair yang juga

rendah dan hampir tidak rusak di udara biasa. Dan dapat dipergunakan utnuk

pelapisan pada besi,bahan baterai kering dan untuk keperluan percetakkan.

Selain itu seng juga mudah dicetak dengn permukaan yang bersih dan

rata,daya tahan korosi yang tinggi serta biaya yang murah. Dikenal seng

komersial dengan 99,995 seng disebut spesial high grade. Untuk cetak tekan

diperlukan logam murni karena unsur-unsur timah,cadmium,dan tin dapat

menyebabkan kerusakkan pada cetakkan cacat sepuh.

Timah : Timbal apabila timbal terhirup atau tertelan oleh manusia dan

di dalam tubuh, ia akan beredar mengikuti aliran darah, diserap kembali di

dalam ginjal dan otak, dan disimpan di dalam tulang dan gigi. Manusia

menyerap timbal melalui udara, debu, air dan makanan.

6. Jelaskan 3 (tiga) macam logam paduan beserta kegunaannya ?

Jawab :

1. Tembaga dan Paduannya

Tembaga diperoleh dari bijih tembaga yang disebut chalcoporit.

Chalcoporit ini merupakan campuran Cu2S dan CuFeS2 dan terdapat dalam

tambang-tambang dibawah permukaan tanah.

Secara industry sebagian besar penggunaan tembaga dipakai untuk kawat

atau bahan penukar panas karena sifat tembaga yang mempunyai sifat hantaran

listrik dan panas yang baik. Tembaga ini jika dipadukan dengan logam lain akan

menghasilkan paduan yang banyak dibutuhkan oleh manusia. Dan yang paling

sering dipakai adalah campuran antara tembaga dan timah, mangan yang biasa

disebut perunggu digunakan untuk bagian-bagian mesin khusus dimana diperlukan

sifat-sifat yang luar biasa. Paduan antara tembaga dengan unsur-unsur lain dapat

membentuk paduan lain seperti:

1. Brons

Brons adalah paduan antara tembaga dengan timah dimana kandungan dari

timah kurang dari 15% karena mempunyai titik cair yang kurang baik maka brons

biasanya ditambah seng, fosfor, timbal dan sebagainya.

2.Kuningan

Kuningan adalah paduan antara tembaga dan seng, dimana kandungan seng

sampai kira-kira 40%. Dalam ketahanan terhadap korosi dan aus kurang baik

dibanding brons tetapi kuningan mampu cornya lebih baik dan harganya lebih

murah.

3. Brons Alumunium

Brons alumunium ini adalah paduan dari tembaga dan alumunium dengan

tambahan nikel dan mangan. Kandungan alumunium 8-15,5%, nikel kurang

dari6,5% mangan kurang dari3,5% dan sisanya adalah tembaga.

Kegunaan paduan tembaga :

- digunakan untuk bagian-bagian mesin khusus dimana diperlukan sifat-sifat

yang luar biasa.

- Penggunaan tembaga dipakai untuk kawat atau bahan penukar panas karena

sifat tembaga yang mempunyai sifat hantaran listrik dan panas yang baik.

2. Seng dan Paduannya

Seng adalah logam bukan besi kedua setelah tembaga yang diproduksi

secara besar yang mana lebih dari 75% produk cetak tekan terdiri dari paduan seng.

Logam ini mempunyai kekuatan yang rendah dengan titik cair yang juga rendah

dan hamper tidak rusak diudara biasa. Dan dapat digunakan untuk pelapisan pada

besi, bahan baterai kering dan untuk keperluan percetakan.

Selain itu seng juga mudah dicetak dengan permukaan yang bersih dan rata,

daya tahan korosi yang tinggi serta biaya yang murah. Dikenal sengkomersial

dengan 99,995 seng disebut special highgrade. Untuk cetak tekan diperlukan logam

murni karena unsure- unsur seperti timah, cadmium dan tin dapat menyebabkan

kerusakan pada cetakan cacat

sepuh.

Kegunaan Paduanseng: banyak digunakan dalam industry otomotif, mesincuci,

pembakar minyak. Lemari es, radio, gramafon,televise, mesin kantor dan

sebagainya.

3. Magnesium dan Paduannya

Paduan magnesium (mg) merupakan logam yang paling ringan dalam hal berat

jenisnya. Magnesium mempunyai sifat yang cukup baik seperti alumunium, hanya

saja tidak tahan terhadap korosi. Magnesium tidak dapat dipakai pada suhu diatas

150°C karena kekuatannya akan berkurang dengan naiknya suhu. Sedangkan pada

suhu rendah kekuatan magnesium tetap tinggi. Magnesium dan paduannya lebih

mahal dari pada alumunium atau baja.

Kegunaan paduan magnesium : digunakan untuk industry pesawat terbang,

alatpotert, teropong, suku cadang mesin dan untuk peralatan mesin yang berputar

dengan cepat dimana diperlukan nilai inersia yang rendah.

7. Bagaimana pengaruh penambahan berbagai unsure pada paduan tembaga?

Jawab:

Pengaruh Unsur Paduan

Penambahan unsur paduan dilakukan untuk memperbaiki sifat dari tembaga

seperti yang dikehendaki. Sifat unsur paduan ini akan mempengaruhi kualitas dari

tembaga . Berikut beberapa pengaruh penambahan unsur paduan dalam tembaga

Tembaga (Cu) Penambahan unsur Cu akan memperbaiki kualitas pengerjaan ,Selain itu,

dengan atau tanpa paduan yang lain akan meningkatkan kekuatandan ketahanan

korosinya serta kekerasannya.

Silikon (Si) Pengaruh paling penting dalam penambahan Silikon adalah sifat

mampu cor.Dalam hal ini yang dapat diperbaiki adalah dengan cara mengurangi penyusutan coran

sampai satu setengah dari penyusutan, meningkatkan daya alirnya selain itu, paduan

Silikon akan meningkatkan ketahanan korosinya, baik ditambah unsurlain ataupun tidak.

Magnesium (Mg) Dipergunakan untuk meningkatkan daya tahan tembaga

Bila dipadukan dengan Silikon maka daya tahan karatnya semakin besar.

 Besi (Fe) Penambahan Besi dimaksudkan untuk mengurangi penyusutan. Tetapi

kandungan Besi yang besar juga akan menyebabkan struktur butir yang kasar dan dalam hal ini dapat

diperbaiki dengan menambah sejumlah kecil Mn dan Cr.

Mangan (Mn)Penambahan Mangan akan meningkatkan daya tahan karat.

8. Cara pembuatan tembaga Blister?

Jawab :

“Chalcopiri”t adalah bijih tembaga, merupakan campuran antara Cu2 S dan

CuFeS2yang di peroleh dari hasil tambang di bawah permukaan tanah. Gambar

berikut adalah proses mebuat nya.

Alur proses yang ditunjukkan pada gambar diatas adalah dimulai dari bijih

chalcopirit, digiling dan dicampur dengan batu kapur serta bahan fluks silika. Setelah

tepung bijih dipekatkan, lalu dipanggang, sehingga terbentuk campuran FeS , FeO ,

SiO2 dan CuS , campuran inilah yang di sebut: “Kalsin”. Kalsin kemudian di lebur

dengan batu kapur sebagai fluks nya di dalam Dapur Reverberatory, tujuan nya

untuk melarutkan besi (Fe) di dalam terak, sisanya adalah Tembaga-Besi yang

disebut “matte” di tuangkan kedalam konverter.

Dengan menghembuskan udara kedalam konverter untuk selama 4 s/d 5 jam,

maka kotoran-kotoran teroksida dan besi akan membetuk terak yang pada saat-saat

tertentu, dikeluarkan dari konverter.

Karena panas oksidasi cukup tinggi, maka muatan akan tetap cair yang akhir

nya dapat merubah sulfida-tembaga menjadi oksida-tembaga atau yang dikenal

dengan nama: sulfat. Bila kemudian aliran udara dihentikan, maka oksida kupro akan

bereaksi dengan sulfida kupro yang akan membentuk tembaga blister dan dioksida

belerang. Tembaga blister dengan tingkat kemurnian antara 98 % s/d 99 % ini

kemudian dicor menjadi slab untuk kemudian di olah secara elektolitik menjadi

tembaga murni.