Metalurgi adalah ilmu, seni, dan teknologi
yang mengkaji proses pengolahan dan perekayasaan mineral
dan logam.
Ruang lingkup metalurgi meliputi:
- pengolahan mineral (mineral dressing)
- ekstraksi logam dari konsentrat mineral (extractive metallurgy)
- proses produksi logam (mechanical metallurgy)
- perekayasaan sifat fisik logam (physical metallurgy)
Metalurgi didefinisikan sebagai suatu
ilmu yang mempelajari karakteristik/sifat/perilaku logam, ditinjau dari sifat
mekanik (kekuatan, keuletan, kekerasan, ketahanan lelah, dsb.), fisik
(konduktivitas panas, listrik, massa jenis, magnetik, optik, dsb.), kimia
(ketahanan korosi, dsb.) dan teknologi (kemampuan logam untuk dibentuk,
dilas/disambung, dimesin, dicor dan dikeraskan).
Sejarah
Sejarah ilmu metalurgi diawali
dengan teknologi pengolahan hasil pertambangan. Logam yang paling dini
digunakan oleh manusia tampaknya adalah emas, yang bisa ditemukan
secara bebas. Sejumlah kecil emas telah ditemukan telah digunakan di gua-gua di
Spanyol
pada masa Paleolitikum, sekitar 40.000 SM
Perak, tembaga,
timah
dan besi
meteor juga dapat ditemukan bebas, dan memungkinkan pengerjaan logam dalam
jumlah terbatas. Senjata Mesir yang dibuat dari besi meteor pada sekitar 3000
SM sangat dihargai sebagai "belati dari langit". Dengan pengetahuan
untuk mendapatkan tembaga
dan timah
dengan memanaskan bebatuan, serta mengkombinasikan tembaga
dan timah
untuk mendapatkan logam paduan yang
dinamakan sebagai perunggu, teknologi metalurgi dimulai sekitar tahun 3500 SM
pada masa Zaman Perunggu.
Ekstraksi besi dari bijihnya ke
dalam logam yang dapat diolah jauh lebih sulit. Proses ini tampaknya telah
diciptakan oleh orang-orang Hittit pada sekitar 1200
SM, pada awal Zaman Besi. Rahasia ekstraksi dan pengolahan
besi adalah faktor kunci dalam keberhasilan orang-orang Filistin.
Perkembangan historis metalurgi
besi dapat ditemukan dalam berbagai budaya dan peradaban lampau. Ini mencakup
kerajaan dan imperium kuno dan abad pertengahan di Timur Tengah
dan Timur Dekat,
Mesir
kuno, dan Anatolia
(Turki
sekarang), Kartago,
Yunani,
Romawi
kuno, Eropa
abad pertengahan, Cina
kuno dan pertengahan, India
kuno dan pertengahan, Jepang kuno dan pertengahan, dan sebagainya.
Banyak penerapan, praktek dan
perkakas metalurgi mungkin sudah digunakan di Cina kuno sebelum orang-orang
Eropa menguasainya (seperti tanur, besi cor, baja, dan lain-lain)[5].
Berdasar kedekatan antara
metalurgi dengan pertambangan inilah maka pada awalnya pendidikan metalurgi
lahir dari sekolah-sekolah pertambangan seperti pendidikan metalurgi di
Colorado School of Mines.
Ekstraksi
Ekstraktif metalurgi
adalah praktek menghapus logam berharga dari sebuah biji dan pemurnian logam
mentah yang diekstrak ke dalam bentuk murni. Dalam rangka untuk mengubah logam oksida, atau sulfida untuk sebuah logam
murni, bijih besi harus dikurangi secara fisik, kimiawi atau elektrolisasi.
Ahli ekstraktif metallurgi akan
tertarik dalam tiga aliran utama yakni pemakanan, berkonsentrasi (oksida logam
berharga/sulfida) dan punca (limbah). Setelah pertambangan dari potongan besar akan
diperoleh bijih melalui pelumatkan dengan melalui penghancuran dan penggilingan
untuk mendapatkan partikel-partikel yang cukup kecil di mana masing-masing
partikel terdiri dari bahan berharga atau limbah. Berkonsentrasi partikel nilai
dalam bentuk yang mendukung memungkinkan pemisahan logam yang dikehendaki untuk
dihapus dari produk-produk limbah.
Pertambangan mungkin tidak
diperlukan bila tubuh bijih dan lingkungan fisik yang kondusif untuk pencucian. Larut pencucian
bijih mineral dalam tubuh dan menghasilkan solusi yang kaya. Solusi dikumpulkan
dan diproses untuk mengekstrak logam berharga.
Badan bijih sering mengandung
lebih dari satu logam berharga. Punca dari proses sebelumnya dapat digunakan kembali sebagai
bahan dalam proses lain untuk mengambil produk sekunder dari bijih asli. Selain
itu, seorang berkonsentrasi mungkin berisi lebih dari satu logam berharga. Yang
berkonsentrasi kemudian akan diproses untuk memisahkan logam berharga dalam
konstituen individu.
Pendidikan metalurgi
Pada saat ini pendidikan
metalurgi sudah sedemkian luas sehingga beberapa perguruan tinggi mengkhususkan
penekanan pada cabang-cabang ilmu metalurgi.
- Cabang pengolahan mineral dan metalurgi ekstraksi biasanya sangat ditekankan pada pendidikan metalurgi di jurusan Teknik Pertambangan.
- Cabang metalurgi mekanik biasanya sangat ditekankan pada pendidikan metalurgi di jurusan Teknik Mesin dan Teknik Industri.
- Cabang metalurgi fisik biasanya diajarkan secara merata di berbagai perguruan tinggi sebagai fundamen dari ilmu logam.
Perkembangan persoalan ilmiah
dan teknis saat ini yang memerlukan pemecahan multidisiplin mengharuskan adanya
pertemuan antara berbagai disiplin ilmu yang berbeda. Dalam hal ini seorang
metalurgis (ilmuwan dan pekerja metalurgi) berada di tengah-tengah pertemuan
ilmu-ilmu tersebut. Metalurgi beririsan dengan beberapa aspek ilmu kimia,
teknik kimia, fisika, teknik fisika, teknik mesin, pertambangan, lingkungan,
dll.
Mineral dressing
Mineral dressing adalah pengolahan mineral secara fisik. Tujuan dari mineral
dressing adalah meningkatkan kadar logam berharga dengan cara membuang
bagian-bagian dari bijih yang tidak diinginkan. Secara umum, setelah proses
mineral dressing akan dihasilkan tiga kategori produk.
- Konsentrat, dimana logam-logam berharga terkumpul dan dengan demikian kadarnya menjadi tinggi.
- Tailing, dimana bahan-bahan tidak berharga (bahan ikutan, gangue mineral) terkumpul.
- Middling, yang merupakan bahan pertengahan antara konsentrat dan tailing.
Teknik mineral dressing
bermacam-macam. Pengaplikasiannya sangat tergantung pada jenis bijih atau
mineral yang akan ditingkatkan konsentrasinya. Pemilihan teknik didasarkan pada
perbedaan sifat-sifat fisik dari mineral-mineral yang ada dalam bijih tersebut.
Teknik-teknik yang digunakan dalam proses mineral dressing di antaranya adalah:
Konsentrasi gravitasi
Teknik ini memanfaatkan
perbedaan berat jenis antara mineral-mineral. Mineral-mineral dipisahkan dengan
peralatan yang berprinsip pada pemisahan berat jenis seperti jigging, rake
classifier, spiral classifier, vibrating table, dll.
Flotasi
Teknik ini memanfaatkan
perbedaan sifat permukaan mineral-mineral. Dengan menambahkan reagen kimia yang
bisa membuat permukaan salah satu mineral menjadi hidrofil sementara bagian
reagen itu sendiri memiliki sifat hidrofob, maka mineral bersangkutan dapat
diangkat oleh gelembung yang ditiupkan ke permukaan untuk dipisahkan. Biasnya
mineral-mineral sulfida dipisahkan dengan cara ini.
Magnetic Separation
Cara ini memanfaatkan sifat
magnet dari mineral-mineral. Mineral yang bersifat feromagnetik dipisahkan dari
mineral yang bersifat diamagnetik.
Dan teknik-teknik lainnya,
seperti electric separator, dll.
Metalurgi ekstraktif
Pada bagian mineral dressing,
konsentrat yang mengandung logam berharga dipisahkan dari pengotor (gangue mineral) yang
menyertainya. Sedangkan ilmu extractive metallurgy adalah untuk memisahkan
logam berharga dalam konsentrat dari material lain.
Metalugi Fisik adalah
pengetahuan-pengetahuan mengenai fisika dari logam-logam dan paduan-paduan
umpamanya tentang sifat-sifat mekanik, sifat-sifat teknologi serta
pengubahan-pengubahan sifat-sifat tersebut yang umumnya menyangkut segi-segi
pengembangan atau development, pada penggunaan dan pengolahan atau teknologi
logam-logam dan paduan-paduan.
Referensi :
0 komentar:
Posting Komentar