Metalurgi

1. Tinjauan Umum Metalurgi
• Crude Material:
1. Solid Ore
adalah kumpulan atau agregasi dari mineral-
mineral baik senyawa oksida, sulfida maupun
karbonat dalam bentuk padat.
contoh: Bijih tembaga, timah, emas dsb.
2. Liquid ore
adalah suatu cairan yang dari padanya dapat
diambil metalnya, misalnya air laut

2. 3. Scrab
adalah logam buangan yg awalnya pernah
diperdagangkan dalam bentuk industri. Karena
logam hasil ekstraksi ini berasal dari barang
rongsokan maka logam ini dinamakan logam
sekunder.
4. Residu
merupakan hasil sampingan atau sisa
pengolahan yang masih mengandung metal
berharga sehingga masih dapat diambil
metalnya walaupun dalam jumlah kecil.

3. Faktor yang perlu dipertimbangkan
dalam mengolah crude material
1. Prosentase logam berharga dalam crude
material
2. Kondisi logam secara keseluruhan, misalnya
apakah bijih tersebut senywa oksida,
karbonat atau silika.
3. Meninjau apakah ada elemen logam
pengotor yang sulit di hilangkan dari logam
utamanya.
4. Mineral penganggu yang terkadang sulit
dipisahkan secara mekanis

4. 5. Kondisi fisik dari bijih misalnya apakah
butirannya besar atau kecil, porous atau
masif.
6. Lokasi crude material terhadap pabrik
pengolahan, berikut bahan bakarnya.
7. Cadangan
8. Harga logam dari hasil pengolahan.

5. Tahapan Metalurgi
Ada beberapa tahapan untuk mendapatkan
metal dari crude material:
1. Tahap mineral dressing
• Mineral dressing adalah pengolahan mineral
secara fisik
• Tujuannya 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.

6. 1. Konsentrat.
logam-logam berharga yang terkumpul dan
kadarnya menjadi tinggi.
2. Tailing, dimana bahan-bahan tidak berharga
(bahan ikutan, gangue mineral) terkumpul.
3. Middling, yang merupakan bahan
pertengahan antara konsentrat dan tailing.

7. • 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:

8. Konsentrasi
• Yaitu Proses pemisahan antara mineral
berharga dengan mineral yang tak berharga,
sehingga di dapat kadar yg lebih tinggi dan
menguntungkan.
• Pemisahan ini ada beberapa cara yang
mendasarkan atas sifat fisik mineral
diantaranya adalah :
1. Warna ,kilap dan bentuk kristal
Konsentrasi yang dilakukan dengan tangan
biasa.

9. 2. Spesific Gravity adalah konsentrasi berdasarkan berat
jenisnya. Cthnya :
- rake classifier, spiral classifier, vibrating table.
- Flowing Film Concentration
- Jigging
- Heavy Media Separation
- Heavy Liquid Separation
3. Magnetic Susceptibility.
setiap mineral mpy sifat kemagnetan yg berbeda ada
yg kuat, lemah dan bahkan ada yg tdk mpy sifat
magnet sama sekali. Berdasarkan sifat magnet yg
berbeda inilah mineral dpt di pisahkan dengan alat
Magnetic Separator

10. 4. Conductivity
Mineral ada yg sifatnya konduktor dan non
konduktor. Untuk memisahkan mineral jenis ini di
gunakan alat HighTension Separator.
5. Sifat permukaan mineral.
permukaan mineral ada yg sifatnya seneng
terhadap udara dan ada yg seneng terhadap air.
Mineral yg senang terhadap udara akan menempel
pada gelembung udara sedangkan mineral yg
senang terhadap air tdk akan menempel pada
gelembung udara.

11. • Untuk mengubah mineral tersebut supaya
senang terhadap udara maka di perlukan suatu
reagen kimia, yg fungsinya hanya menyelimuti
permukaan mineral tanpa bereaksi dg
mineralnya, shg mineral bersangkutan dapat
diangkat oleh gelembung yang ditiupkan ke
permukaan untuk dipisahkan. Biasnya mineral-
mineral sulfida dipisahkan dengan cara ini.Proses
pemisahan ini di sebut dengan Flotasi.

12. Dewatering
Yaitu proses pemisahan antara cairan dengan
padatan, proses ini tdk dapat dilakukan sekaligus
tetapi harus dilakukan dengan bertahap, yaitu
dengan jalan :
1. Thickening yaitu proses pemisahan antara
padatan dengan cairan yg didasarkan atas
kecepatan pengendapan partikel atau mineral
tersebut dalam suatu pulp shg solid factor yg
didapat sama dengan 1

13. 2. Filtrasi, yaitu proses pemisahan antara
padatan dengan cairan dengan cara
menyaring (filter) shg didapat solid factor
sama dengan 4.
3. Drying, proses penghilangan air dari padatan
dengan cara pemanasan, sehingga padatan
tersebut bebas dari cairan atau kering (%
solid=100%)

14. 2. Tahap ekstraksi metal dari konsentrat menjadi
crude metal.
Pengolahan sifat fisik dan sifat kimia, sebelum
dilakukan ekstraksi metal terhadap konsentrat
pada umumnya diklakukan preparasi fisik
maupun kimia, baru kemudian dilakukan
proses peleburan ataupun pelarutan.
3. Tahap pemurnian crude metal.
Pada tahap ini crude metal dimurnikan untuk
mendapatkan metal murni sesuai dengan yang
diinginkan/persyaratan. Pada dasarnya
pemurnian dilakukan dalam 2 tahap:

15. 1. Pembentukan fasa baru yang saling tidak
melarutkan dengan logam utama
2. Pemisahan fisik antara kedua fasa tersebut
Pemurnian dapat dicapai apabila unsur-unsur
logam pengotor terkonsentrasi dalam salah
satu fasa tersebut sehingga dapat
disingkirkan dari fasa logam utamanya. Untuk
melakukan pemurnian harus mengetahui
sifat logam utama maupun pengotornya.

16. 4. Tahap alloyying (paduan)
Paduan logam merupakan salah satu tahap
dalam metalurgi yang sangat penting karena
paduan merupakan langkah awal dalam
mengendalikan sifat logam produk, tentunya
disesuaikan dengan keinginan konsumen
sehingga ada variasi jenis produk.

17. Unit Operation
Merupakan proses pengerjaan bijih untuk
mendapatkan mineral berharga berdasarkan
sifat fisik mineral.
Sebelum dilakukan pengolahan/unit operasi :
- Kominusi/preparasi bijih
- Sizing screening
classifying
- Feeding/pengumpanan

18. • Unit operation berdasarkan spesific grafity:
a. Flowing film concentration
b. Jigging
c. DMS (Dence medium separation)
Heavy liquid separation
Heavy Media separation

19. Unit Proceses
Merupakan proses untuk mendapatkan
metal berdasarkan sifat kimia maupun fisika.
pada umumnya umpan untuk unit processing
berupa konsentrat, yang ada
kemungkinannya metal berharga terkait
dalam reaksi kimia dengan oksigen, sulfida,
clorine dsbnya. Sehingga untuk
mimisahkannya harus dengan reaksi kimia
dengan temperatur panas dan diberi
tekanan. Metal yang terbentuk akan berupa
padat, cair maupun gas.

20. a. Reduction of metal oxides
Reduction agent adalah suatu agent yang
mempunyai afinitas sangat tinggi terhadap
oksigen dari pada mineral metal oksidanya
sendiri.
Jenis reduktor: C, CO, H2 dll
Cth: SnO2 + 2C Sn + 2 CO
3 FeSO2 + 4 CO 3 Fe + 4 CO2 + SO2
3MgO + Si Mg + SiO2
Reduksi terhadap metal oksida dilakukan pada
temperatur yang tinggi.

21. b. Blast Furnace smelting
Disebut tanur tiup yang tegak, biasanya dilapisi
dengan bata tahan api.

22. c. Retorting
Merupakan proses reduksi antara metal oksida
oleh reduktor padat dalam retort yang
dipanaskan secara tidak langsung shg
membentuk gas kemudian dikondensasikan
agar membentuk metal cair.
ZnO + C Zn + CO 2000 oC
Titik didih Zn = 1665 oF shg metal membentuk
gas.
Proses retoting ini lebih cocok untuk metal yang
volatile (Zn, Mg)

23. Extractive Metallurgy
Untuk menghasilkan logam dari bijihnya,
diperlukan suatu proses ekstraksi metalurgi. di
alam bijih logam umumnya dalam bentuk oksida
dan sulfida, maka untuk menghasilkan logam
diperlukan reaksi reduksi dan oksidasi.
Yang dimaksud dengan metoda ekstraktif adalah
setiap langkah-langkah dari ekstraksi metalurgi
yang menghasilkan logam-logam dengan
kemurnian tertentu.

24. Langkah metoda ekstraktif ini dapat dikatakan
konstruktif untuk menghasilkan logam
tertentu. Proses ekstrak logam ini juga dapat
dikatakan sebagai Kimia Metalurgi. Hal ini
disebabkan karena proses ekstraksi logam
selalu melibatkan reaksi kimia. Sedangkan
hasilnya yang berupa logam, dapat berubah
kembali menjadi senyawa kembali.
Langkah-langkah Metoda Ekstraksi :
1.Proses Ekstraksi Adalah rangkaian pekerjaan
untuk menghasilkan logam dari kumpulan
senyawa atau bijih.

25. 2.Proses Pemurnian dengan tujuan untuk
mempertinggi kemurnian logam-logam mentah
atau untuk memperbaiki sifat-sifat logam.
3.Untuk menentukan proses ekstraksi yang akan
dikerjakan, maka harus dilihat keadaan-keadaan
sebagai berikut :
• Sifat-sifat fisik logam
• Produk yang akan dihasilkan
• Fasilitas yang ada
• Keadaan sumber endapan.
• Bahan baku lain yang diperlukan untuk ekstraksi

26. Proses ekstraksi metalurgi terbagi menjadi tiga
jalur, yaitu
1. proses hidrometalurgi,
2. Pirometalurgi
3. Elektrometalurgi.
Perbedaan utama proses hidrometalurgi dan
pirpmetalurgi terletak pada temperatur proses
yang menyertainya. Proses hidrometalurgi
terjadi pada temperatur rendah sedangkan
proses pirometalurgi pada temperatur tinggi.
Pada proses elektrometalurgi prinsip yg di
gunakan adalah elektrolisis dan elektrokimia

27. Proses Hidrometalurgi
Secara harfiah hidrometalurgi dapat diartikan
sebagai cara pengolahan logam dari batuan
atau bijihnya dengan menggunakan pelarut
berair (aqueous solution).
proses Hydrometalurgi adalah suatu proses
atau suatu pekerjaan dalam metalurgy,
dimana dilakukan pemakaian suatu zat kimia
yang cair untuk dapat melarutkan suatu
partikel tertentu.

28. • Reaksi kimia yang dipilih biasanya yang sangat
selektif. Artinya hanya metal yang diinginkan
saja yangakan bereaksi (larut) dan kemudian
dipisahkan dari material yang tak
diinginkan. Peralatan yang dipergunakan
adalah :
• Electrolysis / electrolytic cell.
• Bejana pelindian (leaching box).

29. Hidrometalurgi dapat juga diartikan sebagai
proses ekstraksi metal dengan larutan reagen
encer (< 1 gram/mol) dan pada suhu < 100ºC
Proses ekstraksi logam yang biasanya
berlangsung pada temperatur kamar dan
melibatkan reaksi air.
Proses hidrometalurgi ini lebih mampu
untuk mengolah bijih-bijih yang berkadar
rendah. Proses yang terjadi
biasanya pelarutan.

30. Proses Pirometalurgi
merupakan suatu proses pengambilan logam
berharga dari bijihnya melalui temperatur
tinggi. dan sebagian besar berlangsung
sampai terjadi peleburan. Oleh karena itu
pada proses ini akan melibatkan pengetahuan
tentang bahan bakar, reaksi-reaksi eksotermik
dan perubahan fasa dari padat ke liquid. Sifat
dari proses pirometalurgi ini cepat (jam).

31. Proses Pirometalurgi
• Merupakan salah satu cara ekstraksi metal
yang menggunakan energi panas dari bahan
bakar menghasilkan temperatur tinggi,
sehingga terpisahlah antara metal berharga
dengan metal lain berdasarkan sifat kimia
maupun sifat fisik.
• Proses pirometalurgi ini didominasi dengan
proses peleburan yang umumnya pemisahan
logam dilakukan dengan jalan mereduksi bijih
dengan bahan reduktor (C, CO, H).

32. • Sedangkan untuk mengikat gangue metal
digunakan flux agar gangue metal tersebut
terikat menjadi slag. Dengan adanya panas
akan terjadi perubahan fase dari padat
menjadi cair ataupun gas. Karena adanya
perbedaan SG maka metal cair dengan slag
cair akan memisah. Slag cair mempunyai SG
lebih kecil dari metal cair

33. Proses Elektrometalurgi
Proses-proses ekstraksi dan pemurnian yang
melibatkan energi listrik sebagai dasar-dasar
ekstraksinya. Prinsip yang digunakan adalah
elektrolisis dan elektrokimia.
.Proses-proses hidrometalurgi umumnya
berhubungan dengan elektrometalurgi baik
secara fisik maupun kepada penggunaannya.
Sedangkan suatu proses pirometalurgi yang
pembangkit panasnya dari energi listrik disebut
proses elektrothermik.