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 (metalurgi ekstraksi)
- proses produksi logam (metalurgi mekanik)
- perekayasaan sifat fisik logam (metalurgi fisik)
Metalurgi ekstraksi
adalah praktik 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 metalurgi ekstraksi 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
pelumatan dengan melalui penghancuran dan penggilingan untuk mendapatkan
partikel-partikel yang cukup kecil di mana masing-masing partikel terdiri dari
bahan berharga atau limbah. Partikel terkonsentrasi yang berharga dalam bentuk
yang mendukung memungkinkan pemisahan logam yang dikehendaki dari kandungan
limbah yang tidak dikehendaki.
Pertambangan mungkin tidak
diperlukan bila terdapat 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 umumnya 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, suatu zat terkonsentrasi 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.
Pengolahan
mineral
Pengolahan mineral (mineral
dressing) adalah pengolahan mineral secara fisik. Tujuan dari pengolahan
mineral 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 pengolahan mineral
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 pengolahan mineral 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
ekstraksi
Pada bagian pengolahan mineral,
konsentrat yang mengandung logam berharga dipisahkan dari pengotor (gangue mineral) yang
menyertainya. Sedangkan ilmu metalurgi ekstraksi adalah untuk memisahkan logam
berharga dalam konsentrat dari material lain.
Metalurgi
fisik
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.
Sekilas tentang Teknik Metalurgi
Teknik Metalurgi adalah bidang ilmu yang menggunakan
prinsip-prinsip keilmuan fisika, matematika dan kimia serta proses enjiniring
untuk menjelaskan secara terperinci dan mendalam fenomena-fenomena proses
pengolahan mineral (termasuk pengolahan batubara), proses ekstraksi logam dan
pembuatan paduan, hubungan perilaku sifat mekanik logam dengan strukturnya,
fenomena-fenomena proses penguatan logam serta fenomena-fenomena kegagalan dan
degradasi logam. Ketiga ilmu dasar sains digunakan dalam mengembangkan tiga
sektor dasar dalam Body Knowledge Metalurgi yang meliputi Metalurgi Kimia,
Metalurgi Fisika dan Enjiniring Proses.
Lingkup bidang metalurgi ini sedemikian luas, dimulai dari
pengolahan bahan galian, ekstraksi logam dan pemurniannya, pembentukan dan
perlakuan panas logam, teknologi perancangan dan pengoperasian sistem-sistem
metalurgi hingga fenomena kegagalan struktur logam akibat beban mekanik dan
degradasi logam akibat berinteraksi dengan lingkungannya termasuk
pengendaliannya, serta teknologi daur ulang. Oleh karena itu dalam
pengembangannya di Institut Teknologi Bandung, bidang keilmuan metalurgi ini
dikembangkan dengan melibatkan topik-topik dasar tersebut diatas secara
terintegrasi dalam jabaran kurikulum.
Pertama, memisahkan mineral berharga dari mineral pengotornya di dalam bijih hasil penambangan agar siap untuk diekstraksi secara teknis dan ekonomis. Termasuk dalam proses tersebut misalnya pencucian batubara, pengambilan logam berharga dan memurnikannya menjadi logam murni, misalnya emas, perak, timah, tembaga, aluminium. Kedua, Memadukan logam dengan unsur lain membentuk paduan logam, misalnya baja, besi cor, paduan aluminium, kuningan, paduan nikel, superalloy.
Ketiga, pembentukan logam serta memperbaiki struktur mikro paduan logam melalui perlakuan panas untuk mendapatkan sifat-sifat yang diperlukan dalam aplikasi. Keempat, hubungan antara struktur mikro dengan sifat logam dan paduannya, misalnya pengaruh partikel karbida terhadap kekuatan dan ketahanan korosi baja.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar