Your SlideShare is downloading. ×
Presentasi aluminium
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×
Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

Presentasi aluminium

12,216

Published on

0 Comments
4 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
12,216
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
326
Comments
0
Likes
4
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. TEKNOLOGI BAHAN TEKNIK PEMBUATAN ALUMINIUM OLEH:BAYU ARDI HASTANTO (1131410016)CARRIE MEIRIZA VIRRIYSHA PUTRI (1131410071)IBTIDA’UN NI’MAH (1131410067) TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI MALANG OKTOBER 2012
  • 2. 1. Pengertian Aluminium Aluminium ialah salah satu unsur kimia dengan lambang Al dan nomor atom 13. Aluminiumialah logam mulia paling berlimpah nomor tiga yang berjumlah sebesar 8% dari permukaanbumi. Aluminium bukan merupakan jenis logam berat. Aluminium biasa terdapat pada aditifmakanan, knalpot, rangka sepeda, peralatan makananan dan aksesoris lainnya. Aluminiumdigunakan dalam kabel bertegangan tinggi. Juga secara luas digunakan dalam bingkai jendeladan badan pesawat terbang. Aluminium merupakan unsur yang sangat reaktif sehingga mudahteroksidasi. Karena sifat kereaktifannya maka Aluminium tidak ditemukan di alam dalam bentukunsur melainkan dalam bentuk senyawa baik dalam bentuk oksida alumina maupun silikon.Bahan dasar pembuatan Aluminium adalah bauksit (biji Aluminium) yang kemudian di ubahmenjadi Alumina. Alumina inilah yang akan dielektrolisa membentuk Aluminium ingot. BijiAluminium biasanya berupa senyawa oksida berupa Bayerit, Gibbsit atau hidrargilat(Al2O3.3H2O), bohmit dan diaspor yang tidak larut dalam air. Sumber lain dari bijih bauksitadalah, Nephelin ((NaK)2O.Al2O3.SiO2), Alunit (K2SO4.Al2(SO4)3.4Al(OH)3), Kaolin & Clay(Al2O3.2SiO2.2H2O) Aluminium merupakan unsur yang tergolong melimpah di kulit bumi. Mineral yang menjadisumber komersial aluminium adalah bauksit. Bauksit mengandung aluminium dalam bentukaluminium oksida (Al2O3). Bauksit (AL2O3.2H2O) bersistem octahedral terdiri dari 35-65%Al2O3, 2-10% SiO2, 2-20% Fe2O3, 1-3%TiO2 dan 10-30% air. Bauksit terbentuk dari batuan yangmempunyai kadar aluminum tinggi, kadar Fe rendah dan sedikit kadar kuarsa bebas. Secaragaris besar komersial bauksit terdiri dalam tiga bentuk: 1. Pissolitic atau oolitic 2. Sponge Ora, dan 3. Amorphorus Aluminium ditemukan oleh Sir Humphrey Davy pada tahun 1809 sebagai suatu unsur danpertama kali direduksi dengan logam oleh H. C. Oersted pada tahun 1825. Secara industri tahun1886, Paul Herould di Prancis dan C. N. Mall di Amerika Serikat secara terpisah telahmemperoleh logam Aluminium dari Alumina dengan cara elektrolisa dari garamnya yang
  • 3. terfusi. Sampai sekarang proses Hall Heroult masih dipakai untuk memproduksi Aluminium.Aluminium memiliki karakteristik sebagai berikut: 1. Ringan: memiliki bobot sekitar 1/3 dari bobot besi dan baja atau tembaga. Berat jenisnya ringan hanya 2.7 gr/cm3 , sedangkan besi ± 8.1 gr/cm3 2. Kuat: terutama bila dipadukan dengan logam lain. Paduan Al dengan logam lainnya menghadilkan logam yang kuat 3. Reflektif: dalam bentuk aluminium foil digunakan sebagai pembungkus makanan, obat, rokok 4. Konduktor panas: Sifat ini sangat baik untuk penggunaan pada mesin – mesin / alat – alat pemindah panas sehingga dapat memberikan penghematan energi 5. Konduktor listrik: setiap satu kilogram aluminium dapat menghantarkan arus listrik dua kali lebih besar jika dibanding dengan tembaga 6. Tahan korosi: sifatnya durable sehingga baik dipakai untuk lingkungan yang dipengaruhi oleh unsur – unsur seperti air, udara, suhu, dan unsur – unsur kimia lainnya, baik diruang angakasa bahkan sampai ke dasar laut. 7. Tak beracun: Sangat baik untuk penggunaan pada industry makanan, minuman dan obat – obatan yaitu untuk peti kemas dan pembungkus. Aluminium murni atau aluminium 99% tanpa tambahan logam paduan apapun dandicetak dalam keadaan biasa, hanya memiliki kekuatan tensil sebesar 90 MPa, terlalu lunakuntuk penggunaan yang luas sehingga seringkali aluminium dipadukan dengan logam lain. Padaaluminium paduan Elemen paduan yang umum digunakan pada aluminium adalah silikon,magnesium, tembaga, seng, mangan, dan juga lithium sebelum tahun 1970. Secara umum,penambahan logam paduan hingga konsentrasi tertentu akan meningkatkan kekuatan tensildan kekerasan, serta menurunkan titik lebur. Jika melebihi konsentrasi tersebut, umumnya titiklebur akan naik disertai meningkatnya kerapuhan akibat terbentuknya senyawa, kristal, ataugranula dalam logam. Namun, kekuatan bahan paduan aluminium tidak hanya bergantung padakonsentrasi logam paduannya saja, tetapi juga bagaimana proses perlakuannya hingga
  • 4. aluminium siap digunakan, apakah dengan penempaan, perlakuan panas, penyimpanan, dansebagainya.2. Proses Pembuatan Aluminium Sebelum menjadi Aluminium. Bijih bauksit melewati proses fisika dan kimia. Proses fisikadilakukan dengan cara mereduksi ukuran bijih bauksit (size reduction) yang akan dijadikan feeddengan cara digerus sampai berukuran kurang dari 35 mesh. Kemudian proses kimia denganmenambahkan bahan kimia tertentu untuk mendapatkan aluminium murni. Proses pembuatanaluminium dibagi menjadi 3 tahap besar yaitu: 2.1 Proses Penambangan Aluminium didapatkan dari bijih bauksit yang ditambah terlebih dahulu. Pada tahap awal di lakukan land clearing. Land clearing bertujuan untuk membersihkan tumbuhan – tumbuhan yang terdapat diatas permukaan endapan bijih bauksit. Lapisan bijih bauksit kemudian digali dengan shovel loader yang sekaligus memuat bijih bauksit tersebut kedalam dump truck untuk diangkut ke instalansi pencucian. Bijih bauksit dari tambang dilakukan pencucian dimaksudkan untuk meningkatkan kualitasnya dengan cara mencuci dan memisahkan bijih bauksit tersebut dari unsur lain yang tidak diinginkan, misal kuarsa, lempung dan pengotor lainnya. Partikel yang halus ini dapat dibebaskan dari yang besar melalui pancaran air (water jet) yang kemudian dibebaskan melalui penyaringan (screening). Disamping itu sekaligus melakukan proses pemecahan (size reduction) dengan menggunakan jaw crusher. 2.2 Proses Pemurnian (Bayer Cycle) Setelah proses penambangan, Bijih bauksit dimurnikan dengan menggunakan proses Bayer Cycle. Ada 2 macam produk alumina yang bisa dihasilkan yaitu Smelter Grade Alumina (SGA) dan Chemical Grade Alumina (CGA). 90% pengolahan bijih bauksit di dunia ini dilakukan untuk menghasilkan Smelter Grade Alumina yang bisa dilanjutkan untuk menghasilkan Al murni. Pada proses ini terdapat 4 tahap besar pemurnian, yaitu: 1. Digestion
  • 5. Pertama, bijih bauksit secara mekanik hancur. Kemudian, bijih dihancurkandicampur dengan soda kaustik dan diproses di pabrik penggilingan untuk menghasilkanbubur (suspensi berair) yang mengandung partikel sangat halus dari bijih. Kemudianbubur ini dipompa ke digester, tangki yang berfungsi seperti pressure cooker. Buburdipanaskan sampai 230-520° F (110-270° C) di bawah tekanan dari 50 lb / in2 (340 kPa).Kondisi ini dipertahankan untuk waktu mulai dari setengah jam untuk beberapa jam.Soda api tambahan dapat ditambahkan untuk memastikan bahwa semua aluminiumyang mengandung senyawa dilarutkan. Kemudian Bubur panas, yang sekarang menjadilarutan natrium aluminat, melewati serangkaian tangki flash yang mengurangi tekanandan kembali panas yang dapat digunakan kembali dalam proses pemurnian.2. Clarification Pengotor tak larut (RM) yang terdapat dalam suspensi kemudian dipisahkandengan menyaring dari kotoran padat, selanjutnya didinginkan di heat exchangers,untuk meningkatkan derajat jenuh dari alumina terlarut, dan dipompa menuju tempatyang lebih tinggi yaitu presipitator silolike untuk proses precipitation (pengendapan).3. Precipitation Selanjutnya aluminium diendapkan dari filtratnya dengan cara mengalirkan gasCO2 dan pengenceran. Reaksi yang terjadi: 2NaAl(OH)3 (aq) + CO2 (g) 2Al(OH)3 (s) + Na2CO3 (aq) + H2O (l)Campuran dari kotoran padat disebut RM, Selanjutnya, larutan hidroksida didinginkan,dan aluminium hidroksida dilarutkan presipitat dengan fasa putih solid halus.4. Calcination Kemudian dipanaskan sampai 1050 °C (dikalsinasi), aluminium hidroksida teruraimenjadi alumina, memancarkan uap air dalam proses. Reaksi yang terjadi: 2Al(OH)3 (s) Al2O3 (s) + 3H2O (g)Dan dihasilkan aluminium oksida murni (Al2O3) yang selanjutnya menuju prosespeleburan dengan proses Hall-Héroult untuk menghasilkan material aluminium.
  • 6. 2.3 Proses Peleburan (Hall – Heroult) Proses Hall-Heroult didasarkan pada prinsip elektrolisa lelehan garam alumina pada temperatur tinggi (2050o C). Lelehan garam alumina merupakan campuran alumina (Al2O3) dengan kryolite (Na3AlF6) dengan titik leleh 1010o C. Bejana yang diperlukan dalam proses peleburan alumunium dengan proses Hall-Heroult disebut bejana sel elektrolisa rectangular yang mempunyai dua elektroda, yaitu anoda (elektroda positif) dan katoda (elektroda negatif). 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 o C. Dalam proses elektrolisis dihasilkan aluminium di katode dan di anode terbentuk gas O2 dan CO2. 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 o C. Dalam proses elektrolisis dihasilkan aluminium di katode dan di anode terbentuk gas O 2 dan CO2. Bahan utama lain yang digunakan dalam operasi peleburan adalah karbon. Elektroda karbon mengirimkan arus listrik melalui elektrolit. Selama operasi peleburan, beberapa karbon dikonsumsi karena menggabungkan dengan oksigen untuk membentuk karbon dioksida. Bahkan, sekitar setengah pon (0.2 kg) karbon digunakan untuk setiap pon (2.2 kg) dari aluminium yang dihasilkan. Beberapa karbon yang digunakan dalam peleburan aluminium adalah produk sampingan dari penyulingan minyak, karbon tambahan diperoleh dari batubara. Aluminium yang terbentuk berupa zat cair dan terkumpul di dasar wadah lalu dikeluarkansecara periodik ke dalam cetakan untuk mendapat aluminium batangan (ingot). Jadi, selamaelektrolisis, Anode grafit terus menerus dihabiskan karena bereaksi dengan O2 sehingga harusdiganti dari waktu ke waktu. Produk limbah terbesar yang dihasilkan dalam pemurnian bauksit adalah tailing (sampahbijih) yang disebut “lumpur merah”. Sebuah kilang menghasilkan sekitar jumlah yang samalumpur merah seperti halnya alumina (dalam hal berat kering). Ini berisi beberapa zat yang
  • 7. berguna, seperti besi, titanium, soda, dan alumina, tapi belum ada yang mampumengembangkan proses ekonomis untuk memulihkan mereka. Selain sejumlah kecil lumpurmerah yang digunakan secara komersial untuk batu mewarnai, ini benar-benar produk limbah.Kilang paling hanya mengumpulkan lumpur merah di sebuah kolam terbuka yangmemungkinkan beberapa kelembaban menguap, ketika lumpur telah kering untuk konsistensiyang cukup padat, yang mungkin membutuhkan beberapa tahun, itu ditutupi dengan kotoranatau dicampur dengan tanah.3. Macam – Macam Paduan Aluminium Macam – macam paduan aluminium antara lain: 1. Duraluminum / Duraliminium/ Dural Adalah nama dagang dari salah satu jenis paduan aluminium awal usia hardenable. Unsur paduan utama adalah tembaga, mangan, dan magnesium. Sebuah setara modern yang umum digunakan jenis ini adalah paduan AA2024, yang mengandung tembaga 4,4%, 1,5% magnesium, mangan 0,6% dan 93,5% aluminium berat. kekuatan luluh Khas adalah 450 MPa, dengan variasi tergantung pada komposisi. 2. Silumin Adalah serangkaian ringan, tinggi kekuatan paduan aluminium dengan kadar silikon sebesar 12%. Diantara keuntungan dari silumin adalah resistensi tinggi terhadap korosi, sehingga bermanfaat dalam lingkungan lembab. Penambahan silikon untuk
  • 8. aluminium juga membuat kurang kental ketika cairan, yang bersama-sama dengan biaya rendah (kedua elemen komponen relatif murah untuk mengekstrak), membuatnya menjadi paduan casting sangat bagus dan logam segar. Hal ini juga digunakan pada motor 3 fasa untuk memungkinkan peraturan kecepatan. Penggunaan lainnya adalah ruang lingkup senapan sniper tunggangan dan kamera tunggangan.3. Hidronallium Paduan Al-Mg, sering disebut Hidronalium, merupakan paduan dengan tingkat ketahanan korosi yang paling baik dibandingkan dengan paduan alumunium lainnya, selain itu paduan Al-Mg 5 % merupakan non heat-treatable alloy. Sehingga dengan dilakukannya proses solution treatment 300oC menurunkan kekerasan hingga 18.06%, kekuatan tarik 6.14% dan regangan 41.04%. Sebaliknya grain refiner memperbaiki sifat mekanisnya, dimana pada kondisi as-cast meningkatkan kekerasan hingga 6.68%, kekuatan tarik 2.06% dan regangan 38.34%. Pada kondisi solution treatment 300oC meningkatkan kekerasan hingga 6.78%, kekuatan tarik 20.85% dan regangan 11.96%. Dan pada kondisi solution treatment 400oC meningkatkan kekerasannya hingga 16.28% kekuatan tarik 8.44% dan regangan hingga 25.77%.
  • 9. 4. Bronze Adalah paduan tembaga dan seng. Proporsi seng dan tembaga dapat divariasikan untuk menciptakan berbagai kuningan dengan sifat yang berbeda-beda .Sebagai perbandingan, perunggu pada dasarnya merupakan paduan dari tembaga dan timah . Bronze tidak selalu mengandung timah, dan berbagai paduan tembaga, termasuk paduan dengan arsen, fosfor, aluminium, mangan, dan silikon, biasanya disebut "perunggu". Istilah ini diterapkan untuk berbagai kuningan dan perbedaan itu adalah sebagian besar sejarah. Kuningan adalah paduan substitusi.5. Paduan Aluminium – Lithium Lithium menjadikan paduan aluminium mengalami pengurangan massa jenis dan peningkatan modulus elastisitas; hingga konsentrasi sebesar 4% lithium, setiap penambahan 1% lithium akan mengurangi massa jenis paduansebanyak 3% dan peningkatan modulus elastisitas sebesar 5%. Namun aluminium-lithium tidak lagi diproduksi akibat tingkat reaktivitas lithium yang tinggi yang dapat meningkatkan biaya keselamatan kerja.6. Paduan Aluminium - Skandium Penambahan skandium ke aluminium membatasi pemuaian yang terjadi pada paduan, baik ketika pengelasan maupun ketika paduan berada dilingkungan yang panas. Paduan ini semakin jarang diproduksi, karena terdapat paduan lain yang lebih murah dan lebih mudah diproduksi dengan karakteristik yang sama, yaitu paduan titanium.
  • 10. Paduan Al-Sc pernah digunakan sebagai bahan pembuat pesawat tempur Rusia, MIG, dengan konsentrasi Sc antara 0.1-0.5% (Zaki, 2003, dan Schwarz, 2004). 7. Paduan Aluminium - Besi Besi (Fe) juga kerap kali muncul dalam aluminium paduan sebagai suatu ”kecelakaan”. Kehadiran besi umumnya terjadi ketika pengecoran dengan menggunakan cetakan besi yang tidak dilapisi batuan kapur atau keramik. Efek kehadiran Fe dalam paduan adalah berkurangnya kekuatan tensil secara signifikan, namun diikuti dengan penambahan kekerasan dalam jumlah yang sangat kecil. Dalam paduan 10% silikon, keberadaan Fe sebesar 2,08% mengurangi kekuatan tensil dari 217 hingga 78 MPa, dan menambah skala Brinnel dari 62 hingga 70. Hal ini terjadi akibat terbentuknya kristal Fe-Al-X, dengan X adalah paduan utama aluminium selain Fe. Kelemahan aluminium paduan adalah pada ketahanannya terhadap lelah (fatigue).Aluminium paduan tidak memiliki batas lelah yang dapat diperkirakan seperti baja, yang berartifailure akibat fatigue dapat muncul dengan tiba-tiba bahkan pada beban siklik yang kecil. Satukelemahan yang dimiliki aluminium murni dan paduan adalah sulit memperkirakan secara visualkapan aluminium akan mulai melebur, karena aluminium tidak menunjukkan tanda visualseperti baja yang bercahaya kemerahan sebelum melebur. Properti fisik atau sifat fisika dari aluminium antara lain:
  • 11. Referensi:http://angghajuner.blogspot.com/2012/01/makalah-aluminium.htmlhttp://www.gudangmateri.com/pembuatan-sifat-dan-paduan-aluminium.htmlhttp://usahamart.wordpress.com/Membuat Aluminium « Usahamart.htmhttp://blog.ub.ac.id/gigihramdhan/category/material-teknik/Mechanical Engineering »Perbedaan Karakteristik pada Aluminium yang Dipadukan.htmhttp://dunia-atas.blogspot.com/2011/04/bauksit-dan-cara-pengolahannya.htmlwww.slideshare.net/dedendrmn/mengenal-aluminium-prosesnya

×