Wednesday, December 12, 2007

Metalurgi Proses

Metalurgi proses atau metalurgi ekstrasi merupakan teknologi proses untuk mengolah bahan tambang atau mineral menjadi logam atau prosuk-produk lain yang bermanfaat bagi manusia. Itulah sebabnya di habitat alami. Metalurgi proses sangat terkait dengan cirri pengolahan mineral.

Dalam garis besarnya ada tiga kelompok proses yang tergolong dalam lingkup metalurgi proses ini, yaitu :

  1. Proses piro atau proses dengan temperatur tinggi
  2. Proses hidro atau proses dengan menggunakan media air
  3. Proses pemisahan fisik

Proses piro yang semula berasal dari kata piro yang berarti api atau pembakaran. Pada perkembangan berikutnya tidak lagi selalu menggunakan proses pembakaran. Pemanasan menggunakan listrik, baik yang berlandaskan prinsip tahanan, busur api, induksi hingga plasama mulai lazim digunakan. Sementara yang menggunakan api sendiri bias dikelompokkan berdasarkan bahan baker maupun jenis reactor (Tanur).

Proses hidro yang semula berasal dari kata hidro yang berarti air, kini sudah berkembang mencakup proses-proses elektrolisa dan pemisahan menggunakan bahan organic. Sementara diproses basahnya sendiri mulai banyak digunakan proses dengan temperatur dan tekanan tinggi menggunakan autoklaf. Proses pengolahan bauksit menjadi alumina, dilalkukan dengan pelarutan basa pada temperatur sekitar 150 – 200 derajat C. Sedangkan pengolahan nikel laterit menggunakan pelarutan asam dengan temperature sekitar 250 derajat C. Proses yang berlangsung pada temperature tinggi itu, apalagi kalo menggunakan media asam, membutuhkan kemampuan rekayasa yang cukup tinggi.

Pengolahan atau pemisahan fisik menggunakan sifat-sifat : gravity (berat jenis), magnetic, elektrostatik maupun perbedaan ukuran. Pemisahan juga dapat dilakukan antara berbagai tingkat wujud, misalnya pemisahan padat-cair, padat – gas dan cair – gas. Pemisahan fisik ini dapat merupakan unit khsusus maupun sebagai unit penunjang dalam proses hidro maupun piro. Dalam proses hidro banyak digunakan untuk pemisahan padat-cair, sedangkan dalam proses piro banyak digunakan untuk pemisahan padatan dari aliran gas.

Tuesday, December 11, 2007

Diagram Fasa

Suatu diagram fasa adalah kumpulan kurva yang menunjukkan limit kelarutan. Pada salah satu sisi kurva terdapat fasa tunggal larutan tak jenuh (Cairan atau padatan).

Campuran adalah material yang lebih dari satu fasa.

Komposisi larutan beragam, Karena satu atom mungkin dapat digantikan oleh atom lain dalam struktur fasa, atau atom-atom mungkin menempati lokasi interstisial dalam struktur. Zat Terlarut tidak mengubah pola struktur terlarut. Sebaliknya, suatu campuran mengandung lebih dari satu fasa (pola structural).

Sunday, December 9, 2007

Struktur Kristal Logam

Logam adalah suatu unsur yang mempunyai sifat-sifat seperti : kuat, liat, keras, mengkilat, dan penghantar listrik dan panas. Sifat-sifat metal pada umumnya dapat digolongkan atas :

a. Sifat-sifat Ekstraktif/kimia (Chemical Properties)
Meliputi cirri-ciri dari komposisi kimia dan pengaruh unsur terhadap metal (logam)

b. Sifat –sifat mekanik (Mechanical Properties)
Yang disebut sifat mekanik ialah sifat bahan bilamana dipengaruhi gaya dari luar, yaitu : kekuatan tarik, kuat bengkok, kekerasan, kuat pukul, kuat geser, dan lain-lain. Sering pula dimasukkan sifat teknologi dari material ialah mampu mesin, mampu cor dan sebagainya.

c. Sifat – sifat Fisik (Physical Properties)
Meliputi sifat logam yang tidak dipengaruhi oleh tenaga luar, yaitu : berat jenis, daya hantar listrik dan panas, sifat magnet, dan struktur mikro logam

Sifat a dan b sangat penting bagi perencana dalam menentukan dan memilih logam untuk keperluan konstruksi dan rancangan lain.

Struktur Kristal

Logam seperti bahan lainnya, terdiri dari susunan atom-atom. Untuk lebih memudahkan pengertian, maka dapat dikatakan bahwa atom-atom dalam kristal logam tersusun secara teratur dan susunan atom-atom tersebut menentukan struktur kristal dari logam. Susunan dari atom-atom tersebut disebut cell unit.

Pada temperatur kamar, besi atau baja memiliki bentuk struktur BCC (Body Centered Cubic). Dalam hal ini cell unit dari atom-atom disusun sebagai sebuah kubus dengan atom-atom menempati kedelapan dari sudut kubus dan satu atom berada di pusat kubus. Pada temperatur yang tinggi, besi atau baja memiliki bentuk struktur FCC (Face Centered Cubic). Dalam hal ini, cell unit adalah sebuah kubus dengan atom-atom menempati kedelapan dari sudut kubus dan atom lainnya berada pada pusat masing-masing dari enam keenam bidang kubus. Disamping berbentuk kubus, cell unit lainnya dapat berupa HCP (Hexagonal Close Packed), seperti halnya pada logam seng. Dalam hal ini atom-atom menempati kedua belas sudut, atom lain menempati dua sisi dan ketiga atom lagi menempati tengah.

Susunan atom-atom dalam struktur kristal sangat menentukan sifat-sifat logamnya. Logam dengan struktur kristal BCC mempunyai kerapatan atom yang lebih rendah dibandingkan logam dengan struktur kristal FCC. Perbedaan kerapatan atom itu dapat dilihat dari jumlah bidang gesernya. Pada struktur kristal BCC, jumlah bidang gesernya lebih sedikit dari struktur kristal FCC, sehingga kemampuan atom-atom untuk bergeser lebih sulit. Dengan demikian, logam dengan struktur kristal BCC membutuhkan energi lebih besar untuk mengerakkan dislokasi. Hal ini yang menyebabkan logam dengan struktur kristal BCC lebih sulit dibentuk jika dibandingkan logam dengan struktur kristal FCC yang mempunyai kekuatan rendah tetapi memiliki keliatan yang tinggi (ductility)

Struktur Mikro

Struktur mikro logam merupakan penggabungan dari satu atau lebih struktur kristal. Pada umumnya logam terdiri dari banyak kristal (majemuk), walaupun ada diantaranya hanya terdiri dari satu kristal saja (tunggal). Tetapi logam dengan kristal majemuk memungkinkan pengembangan berbagai sifat-sifat yang dapat memperluas ruang lingkup pemakaiannya. Dalam logam, kristal sering disebut sebagai butiran. Batas pemisah antara dua kristal pemisah antara dua kristal disebut batas butir (Grain Boundary).

Baja dengan butiran yang kasar cenderung kurang tangguh, namun baja jenis ini lebih mudah untuk permesinan dan mempunyai kemampuan pengerasan yang lebih baik. Untuk baja yang berbutir halus, disamping lebih tangguh juga lebih ulet dibandingkan dengan yang berbutir kasar.

Besar butir dapat dikendalikan melalui komposisi pada waktu proses pembuatan, akan tetapi setelah menjadi baja, pengendalian dilakukan dengan proses perlakuan panas. Tidak semua baja mengalami pertumbuhan butir yang berarti setelah pemanasan diatas daerah kritis, beberapa jenis baja dapat dipanaskan pada suhu yang lebih tinggi tanpa mengalami perubahan ukuran butirnya. Hal ini merupakan karakteristik baja karbon sedang, suhu pengkasarannya tidak tetap dan dapat berubah-ubah, tergantung pada pengerjaan panas atau dingin sebelumnya.