Hidrometalurgi

Hidrometalurgi merupakan salah satu cabang tersendiri dari metalurgi. Secara harfiah hidrometalurgi dapat diartikan sebagai cara pengolahan logam dari batuan atau bijihnya dengan menggunakan pelarut berair (aqueous solution) atau secara detailnya proses hidrometalurgi adalah suatu proses yang menggunakan pemakaian suatu zat kimia yang cair untuk dapat melarutkan suatu partikel tertentu. Reaksi kimia yang dipilih biasanya yang sangat selektif. Artinya hanya metal yang diinginkan saja yang akan bereaksi (larut) dan kemudian dipisahkan dari material yang tidak diinginkan. Pelarut yang digunakan dalam pengolahan hidrometalurgi dapat berupa asam atau senyawa pengompleks. Metode hidrometalurgi memiliki beberapa keuntungan, yaitu biaya pengolahan yang rendah, rekoveri yang tinggi, proses pengolahan relatif mudah, investasi alat yang rendah sehingga memungkinkan percepatan proses produksi, dan proses pengolahan yang relatif lebih singkat. Penggunaan metode hidrometalurgi juga memiliki kelemahan, yaitu dibutuhkan reagen pereaksi yang cukup banyak dan kapasitas produksinya kecil.Sehingga diperlukan optimalisasi agar diperoleh hasil yang maksimal.Beberapa faktor yang mempengaruhi metode hidrometalurgi antara lain suhu selama proses roasting, konsetrasi reaktan, ukuran partikel sampel dan pH. Apabila kombinasi dari faktor-faktor tersebut tepat, maka proses hidrometalurgi akan optimal (pehlke, 1973).

            Secara garis besar, proses hidrometalurgi terdiri dari tiga tahapan yaitu leaching atau pengikisan logam dari batuan dengan bantuan reagen, pemekatan larutan hasil leaching dan pemurniannya, recovery yaitu pengambilan logam dari larutan hasil leaching. Leaching adalah proses pelarutan selektif yang hanya logam-logam tertentu yang dapat larut. Pelarut akan melarutkan sebagian bahan padatan sehingga bahan terlarut yang diinginkan dapat diperoleh. Pemilihan metode pencucian tergantung pada kandungan logam berharga dalam bijih dan karakteristik bijih khususnya mudah tidaknya bijih dicuci oleh reagen kimia tertentu.

Secara umum dua proses utama untuk ekstraksi dan meningkatkan kadar TiO₂ dalam pasir besi dengan metode hidrometalurgi, yaitu leaching dengan asam sulfat maupun asam klorida. Proses sulfat tergolong panjang, mahal, dan limbah besi sulfat kurang bernilai ekonomis. Proses leaching bertujuan untuk memecahkan bijih atau konsentrat dari bahan yang akan diekstraksi untuk memisahkan atau menghasilkan mineral berharga. Selain itu proses ini juga mudah melarutkan zat dalam bijih atau konsentrat sehingga akan didapatkan bentuk konsentrat yang kaya logam berharga.

Proses yang umumnya dipakai untuk mendapatkan TiO₂ dalam pasir besi atau mineral ilmenit adalah proses hidrometalurgi yang terdiri atas proses klorinasi dan sulfat. Pada proses ini, digunakan reagen asam kuat dalam jumlah besar sehingga tidak ekonomis. Metode lain yang baru dikembangkan untuk ekstraksi TiO₂ dari pasir besi adalah kombinasi proses pirometalurgi dan hidrometalurgi. Proses pirometalurgi pada prinsipnya adalah proses kaustik. Proses ini menggantikan proses dekomposisi dengan proses sulfat atau klorinasi. Proses kaustik ini adalah proses dekomposisi dengan menggunakan soda ditambah dengan perlakuan roasting. Roasting merupakan proses yang bertujuan untuk mereduksi pengotor atau bahan yang tidak diinginkan.

Sebelum dicuci ukuran sampel diperhalus dengan crushing atau grinding. Proses grinding ialah mereduksi ukuran dari bijih yang berukuran halus menjadi ukuran sangat halus (biasa disebut dengan mill). Didalam beberapa  pemurnian, perlakuan kimia terkadang dibutuhkan untuk menghasilkan keadaan optimum recovery. 

Proses Ekstraksi

Ekstraksi adalah suatu metode operasi yang digunakan dalam pemisahan satu atau beberapa bahan dari campurannya dengan menggunakan solven sebagai tenaga pemisah. Apabila komponen yang dipisahkan (solute) berada dalam fase padat, maka proses tersebut dinamakan pencucian (leaching). Proses ekstraksi biasanya dilakukan melalui beberapa tahap, yaitu :

• ·         Pencampuran bahan ekstraksi dengan pelarut.
• ·         Memisahkan larutan ekstrak dari residu, biasanya dengan proses pengendapan maupun penyaringan.
• ·         Memisahkan ekstrak dari larutan ekstrak.

Proses ekstraksi logam dari bijihnya dapat dilakukan dengan tiga teknik pemisahan, yaitu pirometalurgi, elektrometalurgi dan hidrometalurgi. Proses pemisahan dengan pirometalurgi membutuhkan waktu yang relatif singkat, namun harus dilakukan pada suhu tinggi yang biasa mencapai 2000 ^oC. Teknik pirometalurgi untuk memisahkan logam harus dilakukan dengan kadar yang tinggi. Jika dilakukan pada bijih dengan kadar rendah maka penggunaan teknik ini tidak efektif dan efisien. Elektrometalurgi merupakan teknik yang memanfaatkan teknik elektrokimia (elektrolisis) untuk memperoleh logamnya. Dalam skala besar teknik ini tidak efisien karena membutuhkan energi listrik yang sangat besar. Hidrometalurgi merupakan teknik pemisahan menggunakan larutan untuk melarutkan logamnya. Teknik ini dapat diterapkan untuk memisahkan logam yang berkadar rendah. 

Musik (hasil kuliah bing II)

Musik..

Musik sangat menarik.. Banyak jenis musik yang dilantunkan misalnya, musik tradisional (karawitan), musik modern (pop, jazz, rock, dll) dan musik klasik (orkestra).. Berawal dari pengetahuan tentang jenis musik tersebut aku mulai suka untuk mendengarkan dan kadang-kadang ikut bernyanyi (*walaupun sebenarnya suaranya gak karuan).. Dari hobiku tadi aku mulai mengoleksi beberapa jenis lagu.. Lama-kelamaan aku meneruskan hobiku untuk mencoba membuat lagu bisa dibilang composer (*kayak move on gitu deh).. Dari hasil karyaku tadi aku punya mimpi untuk menjadi entertainer dan the greatest composer.. so, music is wonderful thing..

PEMBUATAN KOMPOSIT METAL Al ALLOY NANO KERAMIK SiC DAN KARAKTERISASINYA

ABSTRAK                         

Metal Matriks Composite (MMC) memiliki keunggulan dalam kekuatan dan ketahanan terhadap aus (usang). Selain itu, dengan penguatan menggunakan bahan keramik SiC, maka akan memberikan peningkatan resistansi suhu tinggi dan kekuatan mekanik. Komposit Al/SiC, juga banyak diaplikasikan sebagai material dasar untuk komponen produk otomotif seperti : gear, piston dan komponen lainnya yang berhubungan dengan aplikasi material gesek. Pada penelitian ini MMC dibuat dari paduan logam Al alloy dan keramik nano size SiC melalui teknik metalurgi serbuk dengan bahan aditif berupa wetting agent aluminium nitrat dan etahanol p.a sebagai media pencampur. Variasi komposisi SiC dengan suhu sintering, dengan waktu tahan selama 1 jam, laju kenaikan suhu dikontrol pada nilai 10^oC/ menit serta dalam kondisi gas inert Argon (Ar). Persiapan benda uji dilakukan melalui tahapan, yaitu: pencampuran serbuk SiC dengan larutan Al(NO₃)₃. Tahap selanjutnya adalah proses pencampuran serbuk aluminium alloy dengan bahan penguat untuk membentuk komposit matrik logam yang dilakukan di dalam beaker glass dengan menggunakan  magnetic stirrer sebagai media pengaduk selama 30 menit. 

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Komposit  adalah suatu jenis material yang secara struktur terdiri dari dua atau lebih fasa penyusun, yaitu : pengisi dan matriks. Gabungan antara material Al alloy dengan keramik SiC, tergolong dalam jenis material komposit, yaitu Material Matrik Composite (MMC). Pada proses perekayasaan  material MMC, dapat digunakan logam aluminium alloy sebagai matrik dan keramik SiC sebagai bahan pengisi.

Logam Al sebagai monolitik, bila ditinjau dari sifat mekanik, seperti nilai kekerasan sangat rendah. Oleh karena itu logam Al sebagai material monolitik banyak kelemahan, terutama kekuatan mekanik, kekauan dan koefisien muainya. Kelebihan dari logam Al, antara lain memiliki bobot yang ringan, tahan terhadap korosi dan mudah dibentuk.

Salah satu cara untuk meningkatkan nilai kekerasan logam, maka perlu dilakukan penguatan pada logam tersebut, yaitu dengan cara ditambahkan dengan material yang keras, misalnya bahan keramik. Jenis keramik yang digunakan adalah SiC karena jenis keramik tersebut paling keras.

Senyawa SiC mudah berikatan dan tidak menyebabkan oksidasi pada logam Al. Sedangkan material keramik jenis oksida juga relatif kuat tetapi kelemahannya sulit berikatan dengan logam Al. Selain itu dengan adanya gugus oksigen (oksida) berpotensi terjadi oksidasi pada komposit logam Al. Komposit logam Al-SiC memiliki keunggulan dalam kekuatan dan ketahanan terhadap aus (usang). Selain itu dengan penguat bahan keramik maka akan memberikan peningkatan resistansi suhu tinggi dan thermal shock komposit Al-SiC, juga banyak diaplikasikan sebagai material dasar komponen produk otomotif.

Aplikasi material berbasis logam pada dunia industri cukup potensial di Indonesia, seiring dengan terus berkembangnya industri otomotif dan kebutuhan masyarakat akan kendaraan bermotor, komponen permesinan. Industri material komposit berbasis logam di Indonesia pada umumnya masih menggunakan material yang di import, seperti logam Aluminium. Indonesia memiliki potensi mineral bauksit yang cukup besar. Sedangkan keramik SiC memang tidak tersedia secara langsung di alam tetapi dapat dibuat dari proses pencampuran secara carbonthermal antara abu sekam atau pasir silica sebagai sumber Si dan sumber karbon dari arang batok kelapa, melalui sintering dan miling sehingga dapat dihasilkan nano partikel SiC.

1.2 Rumusan Masalah

1.2.1    Apa yang dimaksud dengan Metal Matrik Composite (MMC)?

1.2.2    Bagaimana karakterisasi material komposit Al-SiC?

1.2.3  Apa kelebihan dan kekurangan dari Al-SiC sebagai lapisan komponen permesinan?

1.3 Tujuan

1.3.1    Untuk mengetahui pengertian Metal Matrik Composite.

1.3.2   Untuk mengetahui karakterisasi material komposit Al-SiC.

1.3.3  Untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan dari Al-SiC sebagai lapisan komponen permesinan.

1.4 Manfaat

Manfaat penelitian ini adalah untuk menambah ilmu pengetahuan, terutama informasi tentang teknik pembuatan komposit Al-SiC melalui metalurgi serbuk dan proses sintering agar dapat menghasilkan material MMC dari campuran bahan Al alloy dan nano pertikel SiC yang dapat diaplikasikan dalam dunia industri.

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Metal Matrik Composite (MMC)

Komposit adalah perpaduan dari beberapa bahan yang dipilih berdasarkan kombinasi sifat fisik masing-masing material penyusunnya untuk menghasilkan material baru dan unik, dibandingkan dengan sifat material dasarnya sebelum dikombinasikan, terjadi ikatan antara masing-masing material penyusun. Adanya perbedaan dari material penyusun komposit, antara matriks dan pengisi agar berikatan dengan kuat, maka perlu adanya penambahan aditif. Material yang ulet tahan korosi, seperti aluminium dan material yang kuat dan tangguh, seperti keramik SiC. Suatu pemikiran sangat logis untuk menggabungkan kedua material tersebut menjadi material baru yaitu: komposit Metal Matrik Composite (MMC). Material komposit yang diharapkan dengan proses pembuatannya mempunyai kekuatan mekanik yang tinggi, daya tahan vibrasi dan konduktivitas panas baik seperti kekakuan, tahan aus, dan stabil pada temperature tinggi. Material MMC Al-SiC dengan penguat particulate akan memberikan sistem penguatan yang lebih homogen dan fabrikasinya jauh lebih murah dibandingkan penguat dengan bentuk fiber. Beberapa sifat mekanik material MMC dengan penguat SiC memiliki kekuatan yang paling tinggi.

2.2 Karakterisasi Material Komposit Al-SiC

Karakterisasi yang dilakukan material komposit Al-SiC yaitu meliputi: densitas, porositas, koefisien ekspansi termal, kuat tekan, kuat tarik, kekerasan.

2.2.1 Densitas

Densitas merupakan besaran fisis yaitu perbandingan massa dengan volume benda. Pengukuran densitas yang berbentuk padatan atau bulk digunakan metode Archimedes.

2.2.2 Porositas

Porositas dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah volume ruang kosong yang dimiliki oleh zat padat terhadap jumlah dari volume zat padat itu sendiri. Porositas suatu bahan pada umumnya dinyatakan sebagai porositas terbuka. Komposit Al-SiC yang  terbaik nilai porositasnya sekitar 15%.

2.2.3 Koefisien Ekspansi Thermal

Pada umumnya material apabila dipanaskan atau didinginkan akan mengalami perubahan panjang dan volume secara bolak-balik, sepanjang material itu tidak mengalami kerusakan yang permanen. Sifat ekspansi thermal suatu bahan material komposit sangat penting karena ada kaitannya dengan aplikasi komposit tersebut.

2.2.4 Kuat Tekan

Kuat tekan material didefinisikan sebagai kemampuan material dalam menahan beban atau gaya mekanisme sampai terjadinya kerusakan.

2.2.5 Kuat Tarik

Untuk mengetahui kuat tarik suatu bahan maka dilakukan pengujian beban tarik dengan kecepatan konstan.

2.2.6 Kuat Patah

Kekuatan patah juga disebut Modulus of Rapture yang menyatakan ukuran ketahanan material terhadap tekanan mekanis dan tekanan panas. Kekuatan patah ini berkaitan dengan komposisi, struktur material, pori-pori dan ukuran butiran. Ada dua cara pengujian untuk menentukan kekuatan bahan yang berdasarkan tumpuan.

2.2.7 Kekerasan

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan beban terhadap tekanan atau terhadap deformasi dari permukaan bahan. Ada tiga tipe pengujian terhadap ketahanan, yaitu: cara tekukan, pantulan dan goresan.

2.3 Kelebihan dan Kelemahan dari Al-SiC sebagai lapisan komponen permesinan.

Aplikasi material berbasis logam pada dunia industri cukup potensial di Indonesia, seiring dengan terus berkembangnya industri otomotif dan kebutuhan masyarakat akan kendaraan bermotor, komponen permesinan. Industri material komposit berbasis logam di Indonesia pada umumnya masih menggunakan material yang di import, seperti logam Aluminium. Indonesia memiliki potensi mineral bauksit yang cukup besar. Sedangkan keramik SiC memang tidak tersedia secara langsung di alam tetapi dapat dibuat dari proses pencampuran secara carbonthermal antara abu sekam atau pasir silica sebagai sumber Si dan sumber karbon dari arang batok kelapa, melalui sintering dan miling sehingga dapat dihasilkan nano partikel SiC.

KESIMPULAN

Metal Matrik Composite dari campuran logam Al alloy dan keramik SiC melalui teknik metalurgi serbuk dan aditif aluminium nitrat dan ethanol sebagai media pencampur. Hasil pengujian menunjukkan bahwa kondisi optimum diperoleh pada komposisi 15% SiC dan suhu sintering 650^oC dengan karakteristik densitas, porositas, koefisien thermal, kuat tekan, kuat tarik, kuat patah dan kekerasan. Kelebihan dari Al-SiC adalah melapisi komponen permesinan agar tidak mudah terjadi korosi sedangkan kelemahan Al-SiC yaitu perlu import dari luar untuk mendapatkannya.