Menemukan Permasalahan Dan Peluang Penyimpanan Bahan Baku Dan Bahan Penunjang

Ditulis oleh Suparni Setyowati Rahayu pada 09-07-2009

Untuk membantu persiapan pelaksanaan penanganan bahan baku dan penunjang, daftar periksa yang memuat pertanyaan-pertanyaan dasar sebagaimana disajikan pada bagian berikut ini dapat memberikan gambaran mengenai potensi permasalahan dilingkungan kerja Anda. Setiap pertanyaan yang dimuat dalam daftar periksa kemudian ditindaklanjuti dengan sub-sub pertanyaan yang membimbing Anda untuk dapat melakukan pengamatan (observasi) dan langkah-langkah penanganan selanjutnya.

Berikut ini adalah contoh penelurusan masalah mengenai Penyimpanan Baku dan Penunjang dengan menggunakan daftar periksa.

Contoh 1 : Daftar Periksa Penyimpanan Bahan baku dan Penunjang:

a. Tujuan, yang menguraikan dengan jelas semua sasaran yang akan dicapai
b. Tindakan, menyangkut langkah-langkah Tata kelola yang benar yang akan dilaksanakan berdasarkan hasil identifikasi permasalahan dengan menggunakan daftar periksa
c. Investasi dan biaya, merupakan salah satu dasar untuk menentukan prioritaas tindakan yang akan dilaksanakan
d. Potensi penghematan biaya, sebagai salah satu alasan kuat untuk melaksanakan tindakan yang direncanakan
e. Prioritas, bertujuan untuk mempermudah perencanaan tindakan secara testruktur. Prioritas ditentukan berdasarkan biaya yang diperlukan, potensi penghematan biaya, kemudahan dalam pelaksanaan serta jangka waktu yang diperlukan penanggung jawab, yaitu seseorang yang ditunjuk untuk bertanggung jawab dalam melaksanakan tindakan yang akan diambil.

Dalam menyusun rencana tindakan perlu memperhatikan hal-hal sebagai berikut:

a. menunjuk penanggung jawab berdasarkan kemampuannya
b. menyusun dan melakukan uraian kerja dalam melakukan tindakan yang diperlukan (siapa yang melakukan apa, dengan cara apa, dll)
c. menetapkan jangka waktu yang realistis dan motivasi karyawan maupun penanggung jawab
d. melakukan pemeriksaan terhadap hasil yang telah dicapai untuk melihat dan mencatat kemajuan yang dicapai sesuai dengan jangka waktu yang ditetapkan. Bila sasaran tidak tercapai Anda perlu menganalisa penyebabnya
e. menetapkan target baru, sehingga Anda dapat melakukan perbaikan secara terus menerus
f. melakukan pengkajian tahunan pada setiap bagian (proses) produksi yang berkaitan dengan praktek-praktek Tata kelola yang benar(menggunakan kembali daftar periksa Tata kelola yang benar)Perkembangan dan penemuan bahan-bahan yang baru sangat mempengaruhi desain, sebagai contoh dapat dikemukakan transistor,tanpa tersedianya bahan yang sesuai barang ini tidak dapat dibuat;pengembangan laser memerlukan jenis kristal dan gelas yang baru dan meskipun desain teknik dari mesin turbin gas mengalami kemajuan
pesat, masih tetap di perlukan bahan yang lebih murah dan lebih tahan terhadap pengaruh suhu tinggi untuk sudut-sudut turbin.

Karena sifat-sifatnya yang menguntungkan, logam biasanya digunakan sebagai bahan dasar. Tetapi karena logam murni tidak selalu mempunyai ketahanan yang cukup dalam menghadapi serangan kimia dari bahan proses, maka umumnya dibuat logam paduan, atau logam yang murah ditutup atau dilapis logam mulia. Di samping itu, digunakan pula bahan seperti graft, atau bahan bukan logam, bahan anorganik seperti gelas, email dan keramik.

Beberapa bahan tersebut memiliki kekuatan tarik yang rendah, tetapi lebih tahan terhadap bahan kimia(seperti asam kuat) dibandingkan logam, dan harganya cukup murah.Molekul dari bahan dasar organik mengandung ikatan rantai karbon yang memanjang, juga semen, asbes sering memiliki ikatan silang (crosslink).

Jenis bahan organik yang digunakan terutama bahan sintetik yang diperoleh dari polimerisasi, karena hampir semua turunan polimer ini tahan terhadap asam, basa , kulit dan garam. Sebaliknya, sebagian besar bahan sintetik tidak tahan terhadap pelarut organik. Secara mekanik,bahan sintetik hanya dapat diberi beban yang tidak terlalu besar dan hanya bisa dipakai pada daerah temperatur yang terbatas.

Pada temperatur yang lebih tinggi, bahan sintetik akan menjadi lunak atau
terurai dan kebanyakan dapat terbakar (rantai karbon putus, molekul pecah). Bahan organik alami serta produk-produknya yang digunakan dalam jumah terbatas adalah kayu (misainya untuk filter press) dan karet (misalnya untuk selang dan kerat pelapis), yang juga digimakan sebagai bahan untuk kertas fitter dan kapas.

Karena merupakan penghantar listrik yang buruk, bahan dasar organik mudah mendapat muatan elektrostatik. Oleh karena itu, bahan tersebut jarang digunakan pada transportasi bahan proses elektrostatik.Oleh karena itu, bahan tersebut jarang digunakan pada transportasi bahan proses untuk memudahkan pembakaran, pengelompokan bahan dapat dilihat pada gambar 2.1

Penanganan Bahan Baku Dan Penunjang

Ditulis oleh Suparni Setyowati Rahayu pada 10-07-2009

Kegiatan ini bertujuan untuk efisiensi penggunaan bahan baku dan penunjang, dengan cara :

1. Memantau konsumsi bahan baku dan penunjang serta merencanakan produksi secara maksimal
2. Mengkaji kehilangan bahan baku dan penunjang secara rutin dan terencana mulai dari pengangkutan pada saat pembelian,penyimpanan dan pemakaian.
3. Menghindari kehilangan akibat tumpahan dan / atau kebocoran pada pipa maupun peralatan.
4. Melaksanakan pemeliharaan peralatan untuk mencegah terjadinya kerusakan bahan baku dan penunjang.
5. Mengganti dan / atau mengurangi pemakaian bahan baku dan penunjang yang bersifat berbahaya dan beracun (B3) terhadap lingkungan dan manusia.

PENYIMPANAN BAHAN BAKU DAN PENUNJANG
Kelompok kegiatan ini bertujuan untuk mengurangi terjadinya tumpahan, rusaknya kualitas bahan baku dan penunjang akibat kadaluarsa maupun kontak dengan media lain (udara, air, tanah, bahan lain, dll), dengan cara:

• -Memantau mutu bahan baku dan penunjang yang dibeli, termasuk kemasan. Kemasan yang rusak dapat menyebabkan rusaknya kualitas bahan.
• -Menyimpan bahan baku dan penunjang secara benar dan baik.Misalnya tempat penyimpanan harus terhindar dari banjir maupun kebocoran atap.
• -Melakukan penyimpanan dan pengambilan bahan dengan menerapkan prinsip yang terlebih dahulu masuk harus terlebih dahulu keluar/digunakan” atau istilah umumnya adalah first in first out (FIFO)
• -Menyimpan bahan berbahaya dan beracun sesuai dengan ketentuan yang berlaku.
• -Membersihkan dan membuang dengan benar kemasan bekas,terutama kemasan bahan berbahaya dan beracun sesuai dengan ketentuan yang berlaku.
• -Menangani bahan yang berbahaya dan beracun dengan baik sesuai dengan aturan keselamatan kerja.Misalnya harus mengenakan masker dan sarung tangan

Bijih Logam

Ditulis oleh Suparni Setyowati Rahayu pada 11-07-2009

Logam-logam yang banyak ditemukan dalam kehidupan kita sehari-hari, secara umum mempunyai sifat-sifat dapat mengkilat, dapat mengantar kalor dan listrik, berwarna putih seperti perak (kecuali tembaga berwarna kemerah-merahan dan emas berwarna kuning). Logam-logam tersebut mempunyai kekerasan yang berbeda-beda mulai dari lunak sekali (natrium dan kalium) sampai keras sekali (seperti, chromdll.) sementara raksa berbentuk cair. Menurut massa jenisnya logam digolongkan atas logam berat (yang massa jenisnya diatas 5) dan logam ringan (yang massa jenisnya kurang dari 5).

Ditinjau dari sifat kimianya logam-logam mempunyai oksida-oksida pembentuk basa dan berdasarkan sifat-sifat logam terhadap oksida ini logam-logam tersebut dapat digolongkan menjadi;

• -Logam Mulia, yaitu logam yang tidak dapat mengalami oksida, misalnya; Au, Pt, Ag dan Hg.
• -Logam setengah mulia, yaitu logam yang agak sukar teroksida, misalnya Cu.
• -Logam tidak Mulia, yaitu logam-logam yang dalam keadaan biasa dan pada perubahan temperatur mudah teroksidasi, misalnya K, Na, Mg, Ca, Al, Zn, Fe, Sn, Pb dll.

Sumber Logam (source of metal) adalah bijih-bijih logam yang diperoleh dari penambangan biasanya masih bercampur dengan bahanbahan ikutan lainnya. Prosentase berat dari unsur-unsur yang terkandung didalam bijih-bijih ini bergantung pada kedalaman lapisan tanah dari mana bijih tersebut diperoleh, misalnya untuk lapisan tanah dengan kedalaman 16 Km. akan diporoleh bijih-bijih dengan 46,59 % Oksigen,27,72 % Silikon dan selebihnya unsur lain termasuk logam-logam.

Logam-logam yang terdapat pada bijih-bijih ini biasanya masih dalam keadaan terikat dengan unsur-unsur lain (berupa senyawa), misalnya

• -Berupa oksida-oksida (untuk bijih-bijih Fe, Mn, Cr, Sn dll.)
• -Berupa karbonat-karbonat (untuk bijih-bijih Zn, Cu, Fe dll.)
• -Berupa sulfida (untuk bijih-bijih Pb, Zn, Cu dll.),

LogamBesi (Ferrous Metal)

Logam besi didapat di alam (ditambang) antara lain

• -Berbentuk batu, contoh batu besi merah (Fe2O3).
• -Berbentuk pasir, contoh pasir besi titan (TiO2).
• -Berbentuk halus, contoh pasir besi spat (Fe2CO3)

Bijih besi ini sebelum diolah ke dalam dapur-dapur untuk mendapatkan bentuk/struktur sesuai dengan yang diinginkan.Berikut ini kita bahas satu persatu dapur-dapur untuk mengolah bijihbijih besi menjadi besi tuang atau baja sesuai dengan yang kita inginkan.

Dapur tinggi (blast furnace)

Ditulis oleh Suparni Setyowati Rahayu pada 12-07-2009

Pada umumnya dapur tinggi digunakan untuk mengolah bijihbijih besi untuk dijadikan besi kasar. Besi kasar yang dihasilkan oleh dapur tinggi diolah kembali kedalam dapur, untuk dijadikan baja atau baja tuang; juga besi tuang. Konstruksi dapur tinggi dapat dilihat pada gambar 2-1.

Bahan yang digunakan dalam proses dapur tinggi untuk menghasilkan besi kasar dari dapur tinggi diperlukan bahan-bahan antara lain : Bijih besi, batu kapur, bahan bakar dan udara panas.

1. Bijih Besi.
Bijih besi didapat dari tambang setelah melalui proses pendahuluan. Bijih besi merupakan bahan pokok dari dapur tinggi.

2. Batu Kapur.
Batu kapur digunakan untluk mengikat bahan-bahan yang ikut campur dalam cairan besi untuk menjadikan terak.

Proses pengikatan bahan yang ikut dalam cairan besi antara lain dapat dilihat pada reaksi kimia sebagai berikut :

Dengan adanya terak yang terletak di permukaan cairan-besi ini, terjadinya oksidasi oleh udara dapat dihindari. Sebagai bahan tambahan biasanya digunakan batu kapur (CaCO3) murni, kadang Pula dolomit yang merupakan campuran dari CaCO3 dan MgCO3

3. Bahan Bakar.
Dahan bakar yang diqunakan dalam proses dapur tinggi ialah kokas, arang kayu, juga antrasit,

4. Udara panas.
Udara panas digunakan untuk mengadakan pembakaran dengan bahan bakar menjadi CO2 dan gas CO guna menimbulkan panas,juga untuk mereduksi bijih-bijih besi. Udara panas dihembuskan dengan maksud agar pembakaran sempurna, hingga kebutuhan kokas berkurang. Pemanasan udara dilakukan pada dapur pemanas cowper.

4. Udara panas
Udara panas digunakan untuk mengadakan pembakaran dengan bahan bakar menjadi CO2 dan gas CO guna menimbulkan panas,juga untuk mereduksi bijih-bijih besi. Udara panas dihembuskan dengan maksud agar pembakaran sempurna, hingga kebutuhan kokas berkurang. Pemanasan udara dilakukan pada dapur pemanas cowper.

Proses Kimia dalam Dapur Tinggi

Ditulis oleh Suparni Setyowati Rahayu pada 13-07-2009

Operasi dapur tinggi modern secara ringkas sbb: Pada waktu bijih-bijih besi, bahan bakar dan tambah dimasukkan kedalam dapur,partama-tama dihilangkan kelembaban dan kadar air pada daerah suhu 200-30o°C.

Dengan meningkatnya suhu, terjadinya reaksi tak langsung terhadap bijih-bijih besi dengan reaksi sbb:

1. 3 Fe2O3 + CO -> 2 Fe3O4 + CO2
2. 2 Fe2O3 + 6CO -> 4 Fe + 6 CO2
   Pada suhu -> 535OC, carbon monoksida mulai terurai menjadi karbon bebas dan karbon dioksida, dengan reaksi sbb :
3. Fe3O4 + CO -> 3 FeO + CO2 Pada suhu ± 400 °C reduksi langsung terdapat bijih-bijih besi sbb :
4. Fe2O3 + C -> 2 FeO + CO
5. Fe3O4 + C -> 3 FeO + CO
   Pada daerah suhu 700 – 800 0C reduksi langsung ferro oksida mulai dengan membentuk besi spong yang mengandung karbon.Reaksi ini terjadi antara pertengahan (setengah jalan antara puncak dan dasar dapur tinggi).Batu kapur terurai pada suhu 800°C. dan dolomit pada suhu 1075OC dengan reaksi :
6. CaCO3 -> CaO + CO2 MgCO3 -> MgO + CO2
   Sementara besi spong memperoleh kandungan karbon yang menurunkan titik lebur dan dalam peleburan menyerap karbon dari kokas semakin lama scmakin banyak.Batu kapur mengikat kotoran-kotoran bijih besi dan abu kokas.Semakin ke bawah suhu semakin meningkat dan terjadi reduksi langsung paduan dan metalloid dean reaksi sbb
7. a. SiO2 + 2C -> Si + 2CO
   b. MnO + C -> Mn + CO
   c. P205 + 5C -> 2P + 5CO
   d. FeS + CaO + C -> CaS + Fe + CO
8. Ca3PO4 + 3SiO2 + 5CO -> 3CaSiO3 + 5CO + 3Fe3P
   Didekat tuyer (Lubang tiup) ada hembusan udara panas yang mongenai kokas terjadi reaksi sbb:
9. 2C + O2 -> 2CO
   Sehingga selalu ada gas CO yang dipakai untuk roduksi. Jadi kokas didalam dapur tinggi berfungsi selain sebagai sumber kalor adalah berfungsi untuk mereduksi oksigen dalam bijih-bijih besi.

Besi kasar

Ada dua macam besi kasar yang dihasilkan oleh dapur tinggi yaitu besi kasar putih dan besi kasar kelabu.

1. Besi kasar kelabu (Kishy pig iron) Nama besi kasar ini didapat berdasarkan warna bidang patahnya,yang berwarna kelabu muda sampai tua hampir hitam. Besi kasar kelabu lebih halus lebih liat dibandingkan dengan besi kasar putih,Titik Cairnya -> 1300OC dan berat jenisnya 7 Sampai 7,2, kg/dm3
   Besi kasar kelabu ada 2 macam yaitu
   
   • Besi kasar kelabu muda.Besi kasar ini mengandung silisium ½ % – 1 % dan butirbutirnya halus baik untuk silinder mesin.
   • -Besi kasar kelabu tua.
     Sifat-sifatnya mudah dituang butir-butirnya kasar juga tahan terhadap tekanan tinggi
2. Besi kasar putih (Forge pig iron).Nama besi kasar ini juga didapat dari warna bidang patahnya.Pada besi kasar ini zat arangnya sebagian besar berbentuk karbid besi (Fe3C), sehingga sifatnya keras dan getas. Titik cairnya + 1100 °C. Kadar karbonnya 2,3 % – 3,5 %, dan kadar mangannya agak besar. Besi kasar ini paling baik untuk digunakan untuk baja berat jenisnya 7,58 – 7,73. kg/dm3

Besi Tuang (Cast iron)

Ditulis oleh Suparni Setyowati Rahayu pada 14-07-2009

Susunan besi tuang biasa serupa dengan besi kasar yang dihasilkan oleh dapur tinggi.

-Komposisi pada besi tuang. Besi tuang biasa mengandung unsur-unsur sebagai berikut:
Karbon : 3 – 4 %
Silicon : 1 – 3 %
Mangan : 0,5 – 1 %
Belerang : <>

1. Pengaruh unsur-unsur terhadap sifat-sifat besi tuang.

Karbon yang berada dalam besi tuang berupa grafit atau besi karbid (sementit) yang rapuh. Bila besi tuang banyak mengandung sementit besi tuang menjadi rapuh dan sulit dimesin.

1. Silikon (Si) mempermudah pemisahan grafit. Si, cenderung membentuk besi tuang kelabu dan membuat besi tuang mudah dimesin.
2. Mangan Mn mencegah panggrafitan dan menggalakkan kestabilan sementit dan larut didalamnya. la membuat butir-butir halus yang perlitis dan mencegah pengendapan ferrit, dengan penambahan mangan akan didapatkan struktur perlit dan grafit yang menguletkan & menguatkan besi.
3. Belerang. S menstabilkan sementit sehingga menyebabkan besi menjadi rapuh.
4. Phospor. P mengurangi kelarutan karbon dan memperbanyak sementit,akibatnya besi menjadi keras dan rapuh.
5. Pengaruh kecepatan pendinginan. Jika didinginkan dengan cepat karbon akan dipaksa jadi sementit yang keras. Jika didinginkan dengan cepat karbon akan dipaksa jadi sementit yang keras. Jika didinginkan perlahan-lahan sementit terurai menjadi grafit

2.Macam-macam besi tuang

a. Besi tuang putih.Namanya diambil dari warna bidang patahnya. Karbon berbentuk sementit yang keras sehingga besi menjadi keras.
Struktur logam dapat dilihat pada gambar 2.3

b. Besi tuang kelabu.Namanya diambil dari warna bidang patahnya. Karbon dalam keadaan bebas. Sifat mampu mesinnya baik. Struktur besi tuang kelabu dapat dilihat pada gambar 2.4

c. Besi tuang cil Ialah besi tuang yang permukaannya terdiri dari besi tuang putih dan bagian dalamnya terdiri dari besi tuang kelabu.
d. Besi tuang grafit bulat.Disebut juga besi tuang nodules. Dibuat dengan jalan mencampurkan magnesium, kalsium atau serium ke dalam
cairan logam.Sifat-sifat kekuatan dan keliatan tinggi, tahan aus juga tahan panas
e. Besi tuang inoculated.Dibuat dengan menambahkan. kalsium silikon yang dicam pus sebelum penuangan guna renghasilkan butiran-butiran halos.Sifat-sifat permesinan diperbaiki.
f. Besi tuang kelas tinggi.Mengandung sedikit karbon silikon dan grafit bebasnya lebih kecil dibandingkan dengan besi tuang kelabu.
g. Besi tuang mampu tempa.Dibuat dari besi tuang putih yang dilunakan dengan heat treatment. Struktur sementit dari besi tuang putih berubah menjadi ferrit dan perlit serta karbon yang ditemper mengendap. Sifat-sifat sangat baik jika dibandingkan dengan besi tuang kelabu tetapi harganya mahal.

Bijih Nikel

Ditulis oleh Suparni Setyowati Rahayu pada 15-07-2009

Nikel mempunyai sifat yang keras, bentuk struktur kristalnya FCC. dan juga bersifat magnetis. Nikel cocok dibuat paduan binary dan ternary untuk memperbaiki sifat tahan korosi dan tahan panas. Bijih-bijih nikel dapat diklassifikasikan menjadi dua golongan :

Setelah bijih mengalami proses pendahuluan yang meliputi crushing drying, sintering, kemudian bijih diproses lanjut secara
a.Proses Pyrometallurgy
b.Proses Hydrometallurgy

-Proses Pyrometallurgy

Reduksi yang terjadi pada proses ini hanya sebagian dari besi saja yang dapat diikat menjadi terak, dan sebagian besar masih dalam bentuk ferro-nikel alloy.Dalam hal ini untuk memisahkan besi dari nikel pada reaksi peleburan tersebut ditambahkan beberapa bahan yang mengandung belerang (Gypsum atau Pyrite). Karena perbedaan daya ikat besi dan nikel terhadap oksigen dan belerang, sehingga proses ini didapatkan metal yaitu paduan Ni3S2 dan FeS dan sebagian besar besi dapat diterakkan.

Metal yang dihasilkan ini masih mengandung lebih dari 60 % Fe dan selanjatnya metal yang masih dalam keadaan cair terus diprosos lagi dalam konvertor. Proses-proses konvertor diberikan bahan tambah silikon untuk menterakkan oksida besi.Terak hasil konvertor ini masih mengandung nikel yang cukup tinggi,sehingga terak ini biasanya di proses ulang pada peleburan(Resmelting).Proses selanjutnya metal di panggang untuk memisahkan belerang.

Nikel oxide yang didapat dari pemanggangan selanjutnya di reduksi dengan bahan tambah arang (charcoal), sehingga didapat logam nikel.

Pada proses ini concentrat di leaching dengan larutan ammonia didalam autoclave dengan tekanan kurang lebih 7 atm (gauge)Tembaga, nikel dan cobalt terlarut kedalam larutan ammonia, reaksi yang terjadi

Pada gambar 2.8 ditunjukkan diagram proses pemurnian bijih nikel dengan metoda pyrometallurgy.

Bijih Magnesium

Ditulis oleh Suparni Setyowati Rahayu pada 16-07-2009

Magnesium tergolong logam ringan, dan tahan terhadap karat berkat lapisan oksida magnesium.Magnesium alloy dapat di tuang pada cetakan pasir dan juga dapat dilas dan di mesin.Biji magnesium yang banyak kita kenal adalah Magnesit/ Magnesium karbonat) MgCO3, Dolomite CaCO3, MgCO3, carolite MgCl2KCl6 H2O.Proses pemurnian magnesium dapat dilakukan dengan metode thermal atau Electrolitic.

1.Thermal proses adalah didasarkan pada reduksi magnesium oksida dengan karbon, silikon atau unsur lain pada temperatur dan vakum yang tinggi.
-Reduksi pendahuluan bijih
-Reduksi penguapan dan pengembunan uap magnesium
-Peleburan kristal (condensat crystal) menjadi magnesium kasar.

a. anode
b. cathode
c. dinding pemisah (hood)

2.Proses Elektrolisis

Proses ini terdiri dari beberapa tingkat, yang prinsipnya adalah pengerjaan pendahuluan dari garam magnesium anhidrous murni, elektrolisa campuran dan refining.Masing-masing proses ini dibedakan menurut bijih yang digunakan (dapat juga carnalite, magnesium, chlorida, dsb), dan cara pengerjaan pendahuluannya (magnesite chlrorination,dihidration of magnesium chloride, etc).Elektrolit larutan garam magnesium dalam teknik tidak digunakan lagi karena magnesium lebih elektro magnetik dibanding dengan ion hidrogen pada katoda dan tidak ada cara untuk memperbaiki teknik tersebut .

Penggunaan : Magnesium umumnya dipadu dengan unsurunsur lain untuk memperoleh bahan-bahan struktural terutama digunakan untuk roda pesawat terbang, panel-panel pesawat.Penggunaan lain adalah untuk Pyrotechnic Explossive technics” dan “Flash lights.

Seng

Seng tergolong logam rapuh, tetapi pada temperatur 100°-150°C mempunyai sifat-sifat mudah diroll dan ditarik menjadi kawat.Logam ini mempunyai susunan kristal hcp. Dari produksi seng 45% digunakan untuk galvanisasi (pelapisan agar tahan terhadap karat).Seng ini juga sangat cocok digunakan untuk paduan brass, bronze dsb.

Bijih seng terdapat dalam bentuk berbagai mineral antara lain hemomorphite Zn2SiO4H2O, Smith Souite ZnCO3 dsb. Proses pemurnian seng dapat dilakukan dengan metode destilasi (Pyrometallurgy), metode Elektrolisa (Hydrometalurgy). Sebelum proses destilasi, konsentrate terlebih dahulu dipanggang, sementara untuk proses Elektrolisa konsentrat didahului dengan proses leaching.

1. Pemanggangan : bertujuan untuk memisahkan seng dari belerang, prinsipnya : 2 ZnS + 5 O2 -> 2ZnO + 2 SO4 tinggi temperatur pemanggangan tergantung pada jenis bijih dan besar butirannya.
2. Leaching : bertujuan untuk mengubah seng oksida menjadi larutan seng sulfat (ZnSO4) ZnO + H2SO4→ZnSO4 + H2O
3. Dalam proses destilasi ini konsentrat dan batu bara dibakar dalam dapur sehingga temperatur mencapai 1400°C. Pada dapur ini seng di reduksi menjadi uap, reaksinya adalah ZnO + CO = Zn (uap) + CO2
   Uap seng ini kemudian diembunkan dalam kondensor

Pada proses hydrometallurgy konsentrat yang telah di panggang di leaching dengan asam belerang. Seng sulfat yang didapat dari leaching tersebut dipisahkan dan kemudian di elektrolisa.Pada proses elektrolisa ini logam seng mengendap pada katode dan oksigen dilepaskan pada katode. Larutan yang tertinggal adalah larutan asam belerang dan dapat digunakan untuk proses elektrolisa ulang. Reaksi pada elektrolisa ini dapat dituliskan sehagai berikut:

Bijih Tembaga

Ditulis oleh Suparni Setyowati Rahayu pada 17-07-2009

Tembaga berwarna coklat keabu-abuan dan mempunyai struktur kristal FCC. Tembaga ini mempunyai sifat sifat yang sangat baik yakni; sebagai penghantar listrik dan panas yang baik, mampu tempa, duktil dan mudah dibentuk menjadi plat-plat atau kawat.

Bijih-bijih tembaga dapat diklasifikasikan atas tiga golongan;
-Bijih Sulfida
-Bijih Oksida
-Bijih murni (native)

Proses pemurnian bijih tembaga : Proses pemurnian bijih tembaga dapat dilakukan dengan dua cara;

1.Proses Pyrometallurgy : Proses ini menggunakan temperatur tinggi yang diperoleh dari pembakaran bahan bakar. Bijih tembaga yang telah dipisahkan dari kotoran-kotoran (tailing) dipanggang untuk menghilangkan asam belerang dan selanjutnya bijih ini dilebur.Berikut ini diberikan gambar dapur peleburan tembaga tersebut.

1-lining; 2-nose or mouth; 3-tuyere; 4-roller stand. Pada peleburan tersebut bijih-bijih dipisahkan dari terak dan akan dihasilkan matte, selanjutnya matte ini diproses pada converter sehingga unsur-unsur besi dan belerang dapat dipisahkan dan akan menghasilkan tembaga blister.Tembaga blister masih mengandung sejumlah unsur-unsur besi, belerang, seng, nikel, arsen dsb. sehingga blister ini harus
diproses ulang (refining) yang pelaksanaannya dapat dilakukan pada Reverberatory

2. Proses Hydrometallurgy: Metoda ini ini dilakukan dengan cara melarutkan bijih-bijih tembaga (leaching) ke dalam suatu larutan tertentu, kemudian tembaga dipisahkan dari bahan ikutan lainnya (kotoran).
a.Untuk meleaching bijih tembaga yang bersifat oksida, digunakan asam sulfat (H2SO4), seperti ditunjukkan pada reaksi di bawah ini;
CuCO3 . Cu (OH)2 + 2 H2SO4 -> 2 CuSO4 + CO2 + 3 H2O
b.Untuk meleaching bijih yang bersifat sulfida atau native digunakan ferri sulfat (Fe2(SO4)3), seperti bijih cholcocite di bawah ini ;
Cu2S + 2 Fe2 (SO4)3 -> Cu SO4 + 4 FeSO4 + S
Untuk bijih chalcopyrite dan bornite, reaksinya berjalan lambat dan tidak dapat larut seluruhnya. Setelah hasil leaching dipisahkan dari bagian-bagian yang tidak dapat larut, kemudian larutan ini diproses secara elektrolisa,sehingga didapatkan tembaga murni.

Sifat-sifat Tembaga

1. Rapat massa am-lo.tLf : 8,9 gr/cm3
   Titik lebur : 1070-1093°C (tergantung kadar kemurniannya).
2. Sifat-sifat :
   - Tembaga murni adalah lunak, kuat dan malkabel,
   - Konduktivitas panas dan listriknya sangat tinggi.
3. Penggunaan : Tembaga banyak digunakan untuk konduktor listrik, alat solder, pipa spiral pendingin, kerajinan tangan, sebagai bahan dasar pembuatan kuningan dan perunggu dll.
   Kekuatan tarik :200 – 300 N/mm2

Baja Paduan

Ditulis oleh Suparni Setyowati Rahayu pada 18-07-2009

Baja dikatakan dipadu jika kompesisi unsur-unsur paduannya secara khusus, bukan Baja karbon biasa yang terdiri dari unsur silisium dan mangan. Baja paduan semakin banyak digunakan.Unsur yang paling banyak digunakan untuk baja paduan, yaitu: Cr,Mn, Si, Ni, W, Mo, Ti, Al, Cu, Nb dan Zr. Baja paduan dapat diklasifikasikan sesuai dengan komposisi struktur dan penggunaan

1.Komposisi:

Berdasarkan komposisi baja paduan dibagi lagi menjadi : Baja tiga komponen : terdiri satu unsur pendu dalam penambahan Fe dan C. dan Baja empat komponen : terdiri dua unsur pemadu dst. Sebagai contoh baja paduan kelas tinggi terdiri: 0,35% C, 1% Cr,3% Ni dan 1% MO.

2. Struktur.

Baja paduan diklasifikasikan berdasarkan :

1. Baja pearlit
2. Baja martensit
3. Baja austenit
4. Baja ferric
5. Karbid atau ledeburit.

Baja pearlit (sorbit dan troostit), didapat, jika unsur-unsur paduan relatif kecil maximum 5% Baja ini mampu dimesin, sifat mekaniknya maningkat oleh heat treatment (hardening &tempering) Baja martenst, unsur pemadunya lebih dari 5 %,sangat keras dan sukar dimesin.Baja austenit, terdiri dari 10 – 30% unsur pemdu tertentu (Ni, Mn atau CO) Misalnya : Baja tahan karat (Stainlees steel),nonmagnetic dan baja tahan panas (heat resistant steel).Baja Ferrit, terdiri dari sejumlah besar unsur pemadu (Cr, W atau Si) tetapi karbonnya rendah. Tidak dapat dikeraskan.Baja Karbid (ledeburit), terdiri sejumlah karbon dan unsur-unsur penbentuk karbid (Cr, W, Mn, Ti, Zr).

3. Penggunaan : Berdasarkan penggunaan dan sifat-sifanya, baja paduan diklasifikasikan.Baja konstruksi (structural steel),Baja perkakas (tool steel),Baja dengan sifat fisik khusus.Baja Konstruksi, dibedakan lagi mejadi; tiga golongan tergantung persentase unsur pemadunya, yaitu : Baja paduan rendah (maximum 2 %),Baja paduan menengah (2- 5 %),Baja paduan tinggi (lebih dari 5 %)

Sesudah di heat treatment baja jenis ini sifat-sifat mekanikya lebih baik dari pada baja karbon biasa.Baja Perkakas, dipakai untuk alat-alat potong, komposisinya tergantung bahan dan tebal benda yang dipotong/disayat,kecepatan potong, suhu kerja.
-Baja perkakas paduan rendah, kekerasannya tak berubah hingga pada suhu 250 °C .
-Baja perkakas paduan tinggi, kekerasannya tak berubah hingga pada suhu 600°C.

Biasanya karposisinya terdiri dari 0,8% C, 18% W, 4% Cr, dan 1% V. Ada lagi terdiri 0,9% C, 9 W, 4% Cr dan 2-2,5% V.Baja dengan sifat fisik khusus, dapat dibedakan sebagai berikut :

Baja paduan istimewa lainnya terdiri 35-44% Ni dan 0,35% C,memiliki koefisien muai yang rendah yaitu :

• -Invar : memiliki koefisien muai sama dengan nol pada suhu 0 – 100 °C. Digriakan untuk alat ukur presisi.
• -Platinite : memiliki koefisien muai seperti glass, sebagai pengganti platina.
• -Elinvar : memiliki modulus elastisitet tak barubah pada suhu 50°C sampai 100°C. Digunakan untuk pegas arloji dan berbagai alat ukur fisika.

Paduan patong
Paduan potong digunakan untuk alat-alat potong yang beroperasi sampai suhu 1000-1100°C. tidak dapat dimesn secara biasa. Diproduksi dangan dua cara :

• -casting cutting alloys atau stellites, terdiri dari sejumlah besar cobalt dan wolfram, memiliki kekerasan (HRc= 60-65) dan mencair pada suhu tinggi. Batang-batang tuangan paduan ini dengan ketebalan 5-10mm digunakan untuk memperkeras permukaan dengan disambung pada ujung alat-alat potong untuk meningkatkan umur (lama pemakaian).
• -cemented carbides, dibuat dari campuran powder (serbuk) wolfram dan titanium carbide dan cobalt yang disatukan secara proses powsere metallurgy.Kekerasannya mencapai lebih dari 85 HRc, dan tetap keras hingga suhu 1000°C.

Logam-logam Sinter (Powder Metallurgy)

Ditulis oleh Suparni Setyowati Rahayu pada 19-07-2009

Powder Metallurgy adalah proses dimana sejumlah kecil komponen dihasilkan dengan pengepresan dan sinter serbuk logam dan serbuk keramik bersama-sama.Proses ini mempunyai keuntungan, ini disebabkan oleh:
1. Kebutuhan akan bahan serbuk berkwalitas tinggi yang makin besar.
2. Mengurangi ongkos pengerjaan selanjutnya.
3. Cara praktis untuk menghasilkan komponen yang istimewa.

Keuntungan dari proses ini ialah:
1. Komponen dapat dibuat sampai tingkat ukuran yang teliti tanpa finishing.
2. Proses ini mampu memproduksi komponen-komponen dengan titik cair tinggi seperti misalnya perkakas tungsten karbid.
3. Komposisi yang dikehendaki lebih teliti dari pada pengecoran.
4. Mampu memproduksi paduan logam yang tidak dapat ber campur dalam keadaan cair, misal tembaga-timah hitam, tembagatungsten.
5. Non logam seperti grafit dapat dicampurkan secara merata dalam konsentrasi tembaga.
6. Komponen dapat dibuat dengan sifat-sifat tanpa bentuk yang khusus termasuk kontrol kerapatan dan tahan pakai.

Kerugiannya:
1. Tidak ekonomis untuk produksi dalam jumlah kecil
2. Proses terbatas untuk komponen-komponen yang ukurannya relatif kecil.
3. Proses biasanya tidak sesuai untuk komponen-komponen yang bekerja dilingkungan yang porosif.Produksi serbuk Sebelumnya serbuk-serbuk itu digiling dengan ballmill untuk menghasilkan ukuran yang homogen. Penggilingan bulatan-bulatan dapat dilakukan jika itu diperlukan. Meskipun besi dan nikel itu bahan yang ductile, tujuan penggilingan adalah untuk membuat serbuk agak berlapis yang membuatnya baik untuk diproses.Serbuk logam lainnya dibuat dengan reduksi dari oksidanya yang terdapat dalam bijihnya. Ball milling kemudian diguna kan untuk menghasilkan serbuk dengan ukuran partikel yang dikehendaki.

Cara mencampur serbuk Bila dua serbuk yang berbeda atau lebih dicampur untuk menghasilkan paduan, pencampuran harus homogen untuk menghasilkan campuran yang sebaik-baiknya. Pada beberapa
67 produk padu an diinginkan bahwa ukuran serbuk dibuat mirip untuk
menghasilkan pencampuran yang terbaik.Sebagai contoh bahan lumas parafin, lilin atau grafit biasa digunakan untuk membantu pencampuran yang homogen dan akhir nya padat selama pengepresan. Karbon tetraclorida (uap beracun) digunakan dalam pencampuran serbuk karbit & cobalt secara basah dalam memproduksi perkakas-perkakas karbid.

Prosesnya:
Pengepresan adalah operasi yang paling penting. Komponen dalam bentuk tertentu diperoleh dengan pemadatan serbuk dalam cetakan (die) dengan tenaga yang cukup, mksudnya:.
1. Kerapatan yang diperlukan produk terpenuhi,
2. Terjadi deformasi plastis partikel serbuk dengan demikian luas kontak cukup memberikan kekuatan.
3. Menghasilkan adhesi dan penempelan secara dingin.
4. Memungkinkan partikel akhirnya terikat bersama selama penyinteran.

Pengepresan komponen-komponen tipis biasanya menggunakan penekan tunggal. Sedang untuk benda-benda tebal menggunakan penekan (punch) ganda. Untuk mengepres komponen-komponen yang bentuknya tidak teratur menggunakan multiple-punch.Pengepresan pengepresan ini dilakukan dengan sistim mekanis atau hidrolis.
Sintering Untuk perkakas-perkakas karbid sebelum sintering yang sesugguhnya diperlukan sinter pendahuluan (prasinter). Maksudnya sebagai dewaxing untuk memberikan kekuatan pada cetakan (die). Suhu prasinter -> 800 ⁰C. Sintering menambah kekuatan & kekerasan bahan ini dapat dilakukan dengan mengontrol waktu & suhu sinter. Keadaan yang dapat terjadi selama sinter adalah difusi, rekristalisasi & pertumbuhan butir. Gambar 2.1 menunjukkan perubahan bentuk partikel selama sintering.

Pada (a) partikel membuat kontak titik setempat. Pada (b) luas kontak bertambah dan partikel menjadi merata oleh tarikan permukaan; difusi dimulai pada boundary butir (partikel) (c) menunjukkan ikatan mendekati lengkap. Bila kerja mekanik di lakukan pada komponen yang telah terpadatkan, misalnya membentuk ukuran maka akan terjadi distorsi (kerusakan) pada boundary butir, ini memungkinkan untuk rekristalisasi. Beberapa logam dapat mengalami rekristalisasi tanpa kerjamekanik.

Pengepresan panas & pengepresan dingin Perkembangan terakhir dalam memproduksi komponen dengan powder metallurgy adalah
1. Pengepresan panas atau tempa, dikenal sebagai sinterforging/hot forging
2. Pengepresan ulang dingin, dikenal sebagai cold repressing.

Pengepresan ulang dingin Setelah serbuk yang telah dipres dalam cetakan yang pertama padat maka komponen yang telah dingin itu dipres lagi dalam cetakan yang kedua. Hasilnya kekuatan pukul komponen bertambah, misalnya gear box dsb.Pengepresan panas Cara ini adalah pemindahan komponen dari hot presintered compact ke cetakan lain dimana cara ini dipres dengan cepat.Gb. 2.18 dan 2.19 memperlihatkan bagaimana cara ini menaikkan kekuatan pukul dan tahan pakai yang lebih baik dibandingkan pengepresan ulang dingin.

Logam-logam nonferro dan paduannya

Ditulis oleh Suparni Setyowati Rahayu pada 19-07-2009

Logam-logam nonferro dan paduannya tidak diproduksi secara besar-besaran seperti logam besi, tetapi cukup vital untuk kebutuhan industri karena memiliki sifat sifat yang tidak ditemukan pada logam besi dan baja. Sifat-sifat paduan logam nonferro adalah :

• -mampu dibentuk dengan baik
• -massa jenisnya rendah
• -penghantar panas dan listrik yang baik
• -mempunyai warna yang menarik
• -tahan karat
• -kekuatan dan kekakuannya umumnya lebih rendah dari pada logam ferro
• -sukar dilas

1. Paduan aluminium (aluminium alloy)

Paduan aluminium banyak dipakai dalam industri yang dapat dibagi dalam dua golongan utama:
a) Wrought alloy: dibuat dengan jalan rooling, (paduan tempa)forming, drawing, forging dan press working.
b) Casting alloy: dibuat berdasarkan pengecoran (paduan tuang) Paduan aluminium tempa mempunyai kekuatan mekanik yang tinggi mendekati baja.

Paduan ini dibedakan lagi berdasarkan:
a. dapat di heat treatment
b. tak dapat di heat treatment

Paduan aluminum yang tak dapat di heat treatment yaitu Al – Mn (1,3% Mn) dan Al – Mg Mn (2,5% Mg dan 0,3% Mn), memiliki kekuatan mekanik yang tinggi, ductil, tahan korosi dan dapat dilas.Paduan aluminium tuang merupakan paduan yang komplek dari aluminium dengan tembaga, nikel, besi, silikon dan unsur lain.

Duraluminium (dural) adalah paduan Al – Cu – Mg, dimana Mg dapat ditambahkan (meningkatkan kekuatan, dan ketahanan korosi) dan begitu juga dengan penambahan Si & Fe.Komposisi ducal : 2,2-5,2% Cu, diatas 1,75 % Mg, di atas 1% Si,diatas 1% Fe, dan diatas 1% Mn. Paduan aluminium yang terdiri dari 8-14% Si disebut silumin. Paduan aluminium dengan (10 – 13% Si & 0,8% Cu) dan (8 -10% Si, 0,3% Mg & 0,5% Mn)mempunyai sifat-sifat dapat dituang dengan baik dan tahan korosi serta ductile.

2.Paduan Magnesium

Sifat-sifat mekanik magnesium terutama memiliki kekuatan tarik yang sangat rendah. Oleh karena itu magnesium murni tidak dibuat dalam teknik.Paduan magnesium memiliki sifat-sifat mekanik yang lebih baik serta banyak digunakan Unsur-unsur paduan dasar magnesium adalah aluminium, seng dan mangan.Penambahan AI diatas 11%, meningkatkan kekerasan, kuat tarik dan fluidity (keenceran) Panambahan seng meningkatkan ductility (perpanjangan relatif dan castability (mampu tuang) .

Penambahan 0,1 – 0,5 % meningkatkan ketahanan korosi.Penambahan sedikit cerium, zirconium dan baryllium dapat membuat struktur butir yang halus dan meningkatkan ductility dan tahan oksidasi pada peningkatan suhu.Ada dua kelomnok besar magnesium paduan a) Wrought alloy : (0,3% Al, 1,3% – 2,5% Mn ) dan (3 – 4% Al, 0,6% Zn & 0,5% Mn).b) casting allay : (5 – 7% Al, 2 – 3% Zn & 0,5% Mn) dan (8 % Al, 0,6 % Zn & 0,5 % Mn).

3. Paduan Tembaga

Ada dua kelompok besar yaitu : brass dan bronze Brass (kuningan) Paduan tembaga dan seng dinamakan brass. Penambahan sedikit timah, nikel, mangan, aluminium, dan unsur-unsur lain dalam paduan tembaga seng dapat mempartinggi kekerasan dan kekuatan serta tahan korosi (special – brass).Bronze (perunggu) .

Paduan tembaga dan timah dengan penambahan sedikit aluminium, silikon, mangan, besi dan beryllium disebut bronze.Dalam prakteknya yang paling banyak digunakan adalah perunggu dengan 25 – 30% Sn.

Wrought bronze, terdiri dari paling tinggi 6% Sn dan casting bronze lebih dari 6% Sn.Special bronze, yaitu paduan dengan dasar tembaga dicampur Ni,Al, Mn, Si, Fe, Be dll.Aluminium bronze, terdiri dari 4 – 11% Al, mempunyai sifat-sifat mekanik yang tinggi dan tahan korosi serta mudah dituang.

Bronze dengan penambahan besi dan nikel memiliki kekuatan mekanik yang tinggi, tahan panas, digunakan untuk fitting dapur dan bagian-bagian mesin yang permukaannya bersinggungan dengan metal, yaitu perunggu dengan penambahan seng.Phosphor bronze terdiri dari – 95% Cu, 5% Sn dan 0,2% P, di gunakan untuk saringan kawat, koil dan pegas pelat.Silikon bronze, memiliki sifat-sifat mekanik yang tinggi, tahan aus dan anti korosi dan mudah dituang maupun dilas. Beryllium bronze, memiliki sifat mekanik yang tinggi tahan koros, tahan aus dan ductil, daya hantar panas/listrik yang tinggi.Monel, komposisinya 31% Cu, 66% Ni, 1,35% Fe, 0,9% dan 0,12% C sifat tertarik bagus dan ductil, tahan korosi dalam air lautan Iarutan kimia.

4. Paduan tahan aus (anti friction alloy).
Bahan paduan tahan aus terutama digunakan untuk permukaan bantalan (bearing).Logam bantalan harus memenuhi syarat, koefisien gesek antara poros dan bantalan harus serendah mungkin mampu menahan panas akibat gesekan, tahan tekanan beban, dll.

Beberapa logam bantalan :

• -babbit
• -bronze tahan aus
• -besi tuang tahan aus
• -non logam tahan aus

Babbit
Babbit terdiri dari timah, antirron, timbal dan tembaga serta unsur lain yang memilliki sifat tahan aus. Bahan dasar babbit yang digunakan di industri adalah timbal atau logam lain sebagai pengganti timah yang mahal.Calcium babbit terdiri dari : 0,8-1,1 % Ca dan 0,75 – 1% Ni
sisanya, adalah Pb.

Bronze tahan aus
Digunakan untuk bantalan biasa dengan beban spesifik yang
tinggi.

Besi tuang tahan aus
Cocok untuk bantalan biasa yang bekerja dengan tekaran spesifik tinggi, tetapi kecepatan/putaran dari poros rendah.Konposisinya : 3,2 – 3,6% C, 2,2 – 2,4% Si, 0,6 – C,9% Mn, dan memiliki struktur pearlit dengan sejumlah grafit normal (HB = 170 – 229),

Paduan titanium (titanium: alloy)
Sebagai bahan teknik titanium banyak penggunaannya. Titanium adalah logam dengan warna putih keperak-perakan, titik lebur 1668°C dan masa jenisnya 4,505 kg/dm3 Titanium tidak murni/campuran dalam perdagangan dapat digolongkan.

• -unsur-unsur yang membentuk interstisi larutan padat (solid solution ) O2 , N, C dan H2 dan lain lain
• -Unsur-unsur yang membentuk substitusi larutan padat (Fe dan unsur-unsur logam lain ).Oksigen dan nitrogen dengan persentase kecil dalam titanium alloy dapat imengurangi ductility secara drastis. Kandungan karbon dengan lebih dari 0,2% menurunkan ductility dan kekuatan pukul dan titanium alloy. Paduan titanium alloy.Paduan titanium terdiri dari vanadium, molibden, chrom, mangan,aluminium timah, besi dll.Memiliki sifat-sifat mekanik yang tinggi dengan rasa jenis yang rendah, sangat tahan korosi, banyak digunakan dalam industri pesawat terbang.

Pelapisan Logam

Ditulis oleh Suparni Setyowati Rahayu pada 20-07-2009

Korosi

Korosi diartikan sebagai peristiwa pengkaratan, apabila kita menyebutkan kata karat maka hampir semua orang akan tahu dan pernah meiihat apa yang dimaksud dengan karat tersebut.Pengkaratan dikenal sebagai suatu peristiwa kerusakan permukaan pada barang-barang yang terbuat dari logam yang berlangsung dengan sendirinya akibat adanya interaksi/kontak antara barang tersebut dengan lingkungan dimana barang tersebut berada.Peristiwa ini sangat tidak dikehendaki karena dapat merusak baik fungsi maupun penampilan/nampak rupa dari barang-barang yang mengalami peristiwa ini.

Pengertian yang lebih luas korosi bukan hanya menyangkut masalah karat saja, akan tetapi diartikan sebagai peristiwa rusaknya bahan-bahan/konstruksi logam akibat pengaruh lingkungan. Sering terjadi pada kondisi lingkungan tertentu konstruksi logam mengalami kerusakan yang sangat parah meskipun karat sedikitpun tidak terbentuk.

Peristiwa ini dapat terjadi pada semua konstruksi logam atau konstruksi yang menggunakan logam, baik itu berupa gedung, jembatan, tiang pancang, peralatan pabrik, sistem perpipaan, mesinmesin,komponen berbagai macam kendaraan bermotor, kapal laut,pesawat terbang, perlengkapan rumah tangga dan lain sebagainya.Adapun produk korosi dapat terjadi dalam berbagai bentuk mulai dari bentuk yang sederhana, terlihat oleh metal telanjang (seperti terbentuknya karat pada permukaan, sampai kepada bentukbentuk yang rumit yang hanya dapat dideteksi oleh peralatan yang sangat sensitif.Meskipun proses korosi adalah proses alamiah yang berlangsung dengan sendirinya dan karena tidak bisa dicegah secara mutlak, akan tetapi tindakan pencegahan dan penanggulangannya tetap diperlukan.

Pada dasarnya prinsip pencegahan dan penanggulangan korosi sangat sederhana. Kita dapat memilih salah satu atau kombinasi dari metode-metode yang ada seperti metode perlindungan katodik, inhibisi, pelapisan dengan logam dan pelapisan dengan cat.Pemilihan metode mana yang akan dipakai tentu saja bergantung pada beberapa faktor yang harus dipertimbangkan.

Teori dasar korosi

Ditinjau dari segi termodinamika, proses korosi adalah proses yang sangat bersifat alamiah. Pada dasarnya semua logam tidak stabil. Logam murni cenderung bereaksi dengan lingkungan dimana ia berada dan membentuk senyawa oksida atau karbonat yang lebih stabil. Pada reaksi diatas terjadi perpindahan elektron dan reaksi semacam ini disebut reaksi elektrokimia. Kecenderungan logam untuk melepaskan elektron berbeda-beda, semakin besar kecenderungan tersebut semakin reaktif logam yang bersangkutan. Sebagai contoh perbedaan reaktivitas logam terlihat pada tabel dibawah ini :

Na ternyata sangat reaktif, sedangkan Pt sebaliknya.Reaksi dimana Na melepaskan elektronnya adalah reaksi korosi dan karenanya Na adalah logam yang sangat mudah terkorosi.Sebaliknya Pt digolongkan sebagai logam mulia karena reaktivitasnya yang sangat rendah.

Terbentuknya Anoda dan Katoda

Ditulis oleh Suparni Setyowati Rahayu pada 21-07-2009

Daerah anoda dan katoda pada prinsipnya dapat terbentuk bila pada permukaan logam atau paduan terdapat perbedaan potensial atau energi bebas dari titik yang satu terhadap yang lain disekitarnya. Perbedaan potensial ini dapat dihasilkan misalnya oleh dua jenis logam yang berhubungan secara listrik, perbedaan rasa,perbedaan suhu, perbedaan tegangan, perbedaan besar butiran,daerah pinggir dan tengah butiran dan juga pengaruh konsentrasi dari lingkungan.

Kondisi-kondisi yang dapat membentuk daerah anoda dan katoda dapat dilihat dalam tabel berikut ini :

Jenis-jenis Korosi

Serangan korosi pada logam-logam oleh lingkungannya dapat menghasilkan berbagai bentuk kerusakan. Jenis kerusakan yang terjadi tidak hanya tergantung pada jenis logam, keadaan fisik logam dan keadaan penggunaan-penggunaannya, tetapi juga tergantung pada lingkungannya.Ditinjau dari bentuk produk atau prosesnya, korosi dapat dibedakan dalam beberapa jenis, di antaranya :

a. Korosi merata : Serangan korosi yang merata diseluruh permukaan logam. Korosi merata umumnya terjadi pada permukaan – permukaan logam yang memiliki komposisi kimia sejenis atau memiliki mikro struktur sejenis.Korosi merata merupakan bentuk kerusakan yang paling umum dijumpai.
b. Korosi lubang (pitting) : Serangan korosi yang membentuk lubang. Korosi lubang biasanya merupakan hasil dari aksi sel korosi autokatalitik setempat. Dengan demikian kondisi kondisi korosi yang dihasilkan di dalam lubang cenderung mempercepat proses korosi. Korosi lubang sangat membahayakan karena biasanya hanya berbentuk lubang kecil bahkan kadang-kadang dari luar tertutup dan hanya merupakan permukaan yang kasar.
c. Korosi celah (crevice corrosion) : Serangan korosi pada celah celah yang umumnya terjadi karena adanya jebakan air atau elektrolit diantara celah, sambungan dan sebagainya. Korosi celah ini juga dapat autokatalitik karena hidrolisa ion – ion logam yang terjadi di dalam celah dan juga penimbunan muatan positif larutan di dalam celah
d. Korosi galbani (galvanic corrosion) : Serangan korosi yang terjadi apabila dua logam yang berbeda dihubungkan satu dengan yang lain. Logam yang kurang mulia akan bertindak sebagai anoda dan yang lebih mulia sebagai katoda.Kecenderungan terkorosi tergantung pada jenis logam yang berkontak dan luas permukaan daerah katoda dan anodanya.
e. Korosi selektif : Serangan korosi yang bersifat selektif. Paduan yang terdiri dari unsur-unsur yang memiliki aktifitas elektrokimia jauh berbeda akan mudah terpengarah oleh korosi selektif.
f. Korosi antar kristal (intergranular corrosion) : Serangan korosi yang terjadi pada batas kristal (butir) dari suatu logam/paduan karena paduan yang kurang sempurna (ada kotoran yang masuk) atau adanya gas hidrogen atau oksigen yang masuk pada batas kristal/butir.
g. Korosi lelah : kegagalan logam oleh aksi gabungan beban dinamik dan lingkungan korosif.
h. Korosi tegang : Peretakan logam karena aksi gabungan beban statik dan lingkungan korosif.
i. Korosi erosi : Kerusakan logam karena gabungan aksi lingkungan korosif dan erosi permukaan logam oleh pergerakan lingkungan fluida yang korosif.

Pengendalian Korosi
Prinsip dasar pengendalian korosi sebenarnya sangat sederhana. Faktor-faktor yang mempengaruhi korosi dapat dibagi dalam dua kategori, yaitu faktor logam (faktor dalam) dan faktor lingkungan (faktor luar).Jumlah paduan logam maupun variasi lingkungan sangat banyak,sehingga dapat diperkirakan bahwa persoalan korosi tampaknya sangat kompleks.

Tetapi dasar-dasar pengendaliannya dapat kita bagi kedalam 4 metode seperti berikut ini :
a) Membuat logam tahan korosi
b) Membuat lingkungan menjadi tidak korosif
c) Membalikkan arah arus korois
d) Memisahkan logam dari lingkungan.

Memisahkan logam dari lingkungan
Memisahkan logam dari lingkungan adalah cara yang sangat populer dan banyak dilakukan. Cara ini meliputi pelapisan dengan lapis lindung organik atau inorganik (logam dan bukan logam). Teknik pelindungan dapat dengan pengecatan,semprot, lapis listrik, celup dan sebagainya. Untuk proses lapis listrik (electroplating) logam yang umum digunakan untuk melapis antara lain kadmium, khrom,tembaga, emas, timah putih, timah hitam, nikel, perak dan seng. Sedangkan dalam bentuk paduannya antara lain : kuningan, perunggu, nikel- besi dan lain-lain.

Dilihat dari fungsi proteksinya jenis-jensi logam pelindung tersebut dapat kita kelompokkan dalam dua golongan. Golongan yang pertama adalah bersifat “sacrificial” yaitu logam logam yang lebih anodis dari logam yang dilindungi, sehingga logam pelindung tersebut akan habis lebih dahulu dari pada logam yang dilindungi.Golongan kedua adalah logam-logam yang betul-betul melindung dalam arti bersifat mengisolasi permukaan bahan 81 dasar terpisah dari lingkungan, dan yang bersifat katodis Sebagai contoh untuk perlindungan baja, logam yang termasuk dalam golongan pertama adalah:seng, aluminium, kadmium dan sebagainya; dan yang termasuk golongan kedua adalah nikel, khrom, perak, dan sebagainya

Pelapisan Logam di Industri

Ditulis oleh Suparni Setyowati Rahayu pada 22-07-2009

Setiap tahun, korosi yang terjadi diberbagai lingkungan menyebabkan kerusakan yang memakan biaya cukup besar. Untuk menanggulangi bahaya korosi, yang berarti juga memperkecil kerugian, perlu dicari cara-cara untuk melindungi logam yang mudah terkorosi.Salah satu cara perlindungan yang patut diketengahkan adalah memberikan suatu lapisan logam tertentu sebagai lapis pelindung.Ada bermacam-macam cara untuk memberikan logam pelapis pada logam yang akan dilindungi. Salah satu diantaranya adalah proses lapis listrik (electroplating).

Lapis listrik menawarkan jasanya untuk memberikan suatu perlindungan dengan menggunakan logam-logam tertentu sebagai lapis pelindung, misalnya : nikel, khrom, seng, timah dan lain-lain.Banyak orang yang tidak terjun langsung dalam industri lapis listrik mengira bahwa lapis listrik hanya untuk menbuat benda-benda tampak lebih menarik. Pada kenyataannya peranan lapis listrik jauh lebih luas lagi. Peranan utamanya adalah melindungi logam yang dilapisi dari bahaya korosi. Disamping itu peranan penting lainnya ialah dapat menambah daya tahan terhadap gesekan, memperbaiki sifat konduktivitas, memudahkan penyolderan, menambah kekerasan dan lain-lain. Sehingga memungkinkan para perancang dan ahli teknik untuk mendapatkan kombinasi sifat-sifat dari permukaan benda yang dilapisi dan logam pelapisnya.

Konsep Dasar
Lapis listrik adalah suatu proses pengendapan/deposisi suatu logam pelindung yang dikehendaki diatas logam lain dengan cara elektrolisa. Biasanya elektrolisa dilakukan dalam suatu bejana yang disebut sel elektrolisa yang berisi cairan elektrolit/rendaman (bath). Pada rendaman ini tercelup paling tidak dua elektroda.Masing-masing elektroda dihubungkan dengan arus listrik, terbagi menjadi kutub positif (+) dan negatif (-) dikenal sebagai anoda (+) dan katoda (-).

Selama proses lapis listrik berlangsung terjadi reaksi kimia pada daerah elektroda/elektrolit; baik reaksi reduksi maupun oksidasi.Karena pada proses lapis listrik reaksi diharapkan berjalan terus menerus menuju arah tertentu secara tetap, maka hal yang paling penting dalam proses ini adalah mengoperasikan proses ini dengan menggunakan arus searah.Dari uraian terdahulu dapat dikatakan bahwa ada 4 bagian yang utama (penting) dari suatu sistem lapis listrik. Keempat bagian yang harus ada didalam suatu unit lapis listrik adalah :
a.Larutan elektrolit (rendaman)
b.Anoda
c.Katoda (benda kerja)
d.Sirkuit luar

Rendaman/Larutan Elektrolit
Setiap larutan elektrolit yang dijadakan rendaman tempat proses lapis listrik berlangsung harus mengandung bahan-bahan terlarut yang sekurang-kurangnya memiliki satu dari fungsi berikut ini :
a. Menyediakan sumber logam yang akan diendapkan
b. Membentuk kompleks dengan ion logam yang akan diendapkan
c. Konduktif
d. Dapat menstabilkan larutan dari hidrolisa
e. Bertindak sebagai buffer
f. Memodifikasi atau mengatur bentuk fisik dari endapan
g. Membantu pelarutan anoda.Adapun rendaman yang digunakan dalam proses lapis listrik dapat bersifat asam maupun basa.

Rendaman Asam Dengan Garam Sederhana
Biasanya rendaman selalu rengandung garam dari logam yang akan diendapkan/dilapiskan. Sebaiknya dipilih garamgaram yang mudah larut namun anion dari garam tersebut tidak mudah tereduksi. Walaupun anion tidak ikut secara langsung dalam proses terjadinya pelapisan, tetapi jika menempel pada permukaan katoda akan merupakan gangguan bagi struktur endapan.Aktivitas dari ion logam ditentukan oleh konsentrasi dari garam logamnya, derajat disosiasi dan konsentrasi komponen lain yang ada di dalam rendaman. Jika konsentrasi logamnya tidak mencukupi untuk diendapkan, akan terbentuk endapan yang terbakar pada rapat arus yang relative rendah.

Adanya ion khlorida di dalam rendaman yang bersifat asam mempunyai dua (2) fungsi utama, pertama akan memudahkan terkorosinya anoda atau mencegah pasivasi anoda dan yang kedua akan menaikkan koefisien difusi dari ion logamnya berarti menaikkan batas rapat arus (limiting current density).

Rendaman yang Mengandung Garam Kompleks
Garam kompleks yang sering digunakan dalam proses lapis listrik adalah Sianida. Karena siano kompleks terdekomposisi oleh asam, maka rendaman harus bersifat alkali (basa).Adanya natrium atau kalium hidroksida akan memperbaiki konduktivitas dan mencegah liberasi dari asam hidrosianat oleh CO2 yang masuk ke dalam rendaman dari udara.

Buffer (penyangga) dan komponen lainnya
Disamping garam logamnya sebagai komponen utama,rendaman juga mengandung komponen lain, misalnya komponen yang berfungsi sebagai penyangga (mengatur pH);misal untuk rendaman nikel digunakan asam borat sebagai buffer.85 Sedangkan penambahan asam sulfat pada rendaman tertentu akan menaikkan konduktivitas dan mencegah hidrolisa.

Bahan Imbuh (Addition Agent)
Untuk mendapatkan hasil pelapisan yang baik (mengkilap,rata) diperlukan adanya komponen-komponen lain yang ditambahkan kedalam rendaman. Diantaranya adalah “Wetting agent”,levellers dan bahan pengkilap (brightener).

Anoda
Anoda yang digunakan dalam proses lapis listrik harus dapat mengalirkan arus listrik dari luar kedalam larutan/rendaman dan juga harus berfungsi sebagai pengisi kekurangan logam didalam larutan karena mengendap pada permukaan katoda.Anoda dapat berbentuk lempengan logam yang masif atau dapat juga berbentuk bola atau potongan-potongan kecil.

Ada dua jenis anoda, yaitu anoda yang terbuat dari logam yang akan diendapkan,dikenal dengan nama anoda terlarut dan satu lagi adalah anoda yang terbuat dari logam lain yang tidak larut dalam rendaman, dikenal dengan nama anoda inert.Ada keuntungan dan kerugiannya masing-masing bila menggunakan jenis anoda tersebut.
Keuntungan bila kita menggunakan anoda terlarut antara lain adalah larutan/rendaman dapat dikatakan memiliki kandungan 87 logam yang konstan, penambahan garam logamnya tidak perlu dilakukan. Sedangkan ke rugiannya menggunakan anoda terlarut adalah seringkali ada pengotor yang ikut terlarut dan kadangkadang juga ada bahan-bahan yang tidak larut yang akan mengotori rendaman, disamping itu perlu dilakukan kontrol apakah anoda tetap aktif dan tidak membentuk film tipis yang akan menyebabkan anoda menjadi pasif.

Keuntungan menggunakan anoda inert adalah tidak perlu mengganti anoda (karena tidak akan habis) jadi sekali dipasang dapat digunakan selamanya; namun demikian ada juga kerugiannya yaitu, logam didalam rendaman lama kelamaan akan habis mengendap dibawa, sehingga analisa larutan dan penambahan bahan kimia kedalam larutan harus kerapkali dilakukan.

Katoda
Katoda atau benda kerja dapat memiliki bermacam bentuk dan dapat terbuat dari beraneka logam yang penting katoda harus bersifat konduktor sehingga proses lapis listrik dapat berlangsung dan logam
dapat menempel pada katoda (benda kerja).Bila benda kerja tidak bersifat konduktor, dapat dilakukan pengerjaan awal yang membuat benda kerja siap menjadi katoda dalam proses lapis listrik.

Sirkuit Luar
Sirkuit (rangkaian) listrik di luar sistem lapis listrik biasanya terdiri dari sumber arus dan peralatan lain yang dapat menyearahkan arus bila sumber arus memberikan arus bolak-balik.