Pirometalurgi

Suatu proses ekstraksi metal dengan memakai energi panas. Suhu yang dicapai ada yang hanya 50o - 250o C (proses Mond untuk pemurnian nikel), tetapi ada yang mencapai 2.000o C (proses pembuatan paduan baja). Yang umum dipakai hanya berkisar 500o - 1.600o C ; pada suhu tersebut kebanyakan metal atau paduan metal sudah dalam fase cair bahkan kadang-kadang dalam fase gas.

Umpan yang baik adalah konsentrat dengan kadar metal yang tinggi agar dapat mengurangi pemakaian energi panas. Penghematan energi panas dapat juga dilakukan dengan memilih dan memanfaatkan reaksi kimia eksotermik (exothermic).

Sumber energi panas dapat berasal dari :

1.  Energi kimia (chemical energy = reaksi kimia eksotermik).

2. Bahan bakar (hydrocarbon fuels) : kokas, gas dan minyak bumi.

3.  Energi listrik.

4. Energi terselubung/tersembunyi, panas buangan dipakai untuk pemanasan awal (preheating process).

Peralatan yang umumnya dipakai adalah :

1. Tanur tiup (blast furnace).

2. Reverberatory furnace.

Sedangkan untuk pemurniannya dipakai :

1. Pierce-Smith converter.

2. Bessemer converter.

3. Kaldo cenverter.

4. Linz-Donawitz (L-D) converter.

5. Open hearth furnace.

Proses pirometalurgi terbagi atas 5 proses, yaitu :

Adalah proses pemindahan panas kelembapan cairan dari material. Pengeringan biasanya sering terjadi oleh kontak padatan lembap denganpembakaran gas yang panas oleh pembakaran bahan bakar fosil. Pada beberapa kasus, panas pada pengeringan bisa disediakan oleh udara panas gas yang secara tidak langsung memanaskan.

Biasanya suhu pengeringan di atur pada nilai diatas titik didih air sekitar 120oC.pada kasus tertentu, seperti pengeringan air garam yang dapat larut, sushu pengeringan yang lebih tinggi diperlukan..

Kalsinasi adalah dekomposisi panas material. Contohnya dekomposisi hydrate seperti ferric Hidroksida menjadi ferric oksida dan uap air atau dekomposisi kalsium karbonat menjadi kalsium oksida dan karbon diosida dan atau besi karbonat menjadi bsi oksida.

Proses kalsinasi membawa dalam variasi tungku/furnace termasuk shaft furnace, rotary kilns dan fluidized bed reactor.

Adalah pemanasan dengan kelebihan udara dimana udara dihembuskan pada bijih yang dipanaskan disertai penambahan regen kimia dan pemanasan ini tidak mencapai titik leleh (didih).

Kegunaan Roasting adalah :

- Mengeluarkan sulfur, Arsen, Antimon dari persenyawaannya

- Merubah mineral sulfida menjadi oksida dan sulfur

- 2 ZnS + 3O2 2 ZnO + 2 SO4

- Membentuk material menjadi porous

- Menguapkan impurity yang foltair.

Dapur yang digunakan pada proses roasting, yaitu :

- Hazard Vloer Oven

- Suspensi roasting oven

- Fluiized bed roasting

Jenis-jenis roasting, yaitu :

Biasanya dilakukan terhadap mineral-mineral sulfida pada temperatur tinggi (direduksi langsung). Pada temperatur rendah :

- sulfida logam dapat direduksi dengan Carbon membentuk CS dan CS2.

MS + C M M + CS

M2S + C 2M + CS2

- Tidak dapat direduksi langsung karena sulfida logam-logam lebih stabil dari CS dan CS2.

MS + 3/2 O2 MO + SO2

Adalah suatu proses pemanggangan dimana suatu oksida mengalami proses reduksi oleh suatu reduktor gas yang dimaksudkan untuk menurunkan derajat oksidasi suatu logam. Peristiwa reduksi ini tidak dapat tercapai untuk suatu oksida yang sangat stabil..

Dalam proses ini, bijih/konsentrat dipanggang bersama senyawa klorida (CaCl2,NaCl) atau dengan gas Cl2.

Tujuan chlor roasting adalah :

-Menghasilkan senyawa klorida logam dalam air (di ekstraksi)

Menghasilkan senyawa klorida logam-logam yang mudah menguap agar dapat dipisahkan dari mineral-mineral pengganggu (Metalurgi Halida).

Pemanggangan ini menggunakan reagent F2.

e. Yodium Roasting

Pemanggangan ini menggunakan reagent I2.

Adalah proses peleburan logam pada temperatur tinggi sehingga logam ,eleleh dan mecair setelah mencapai titik didihnya.

Oven yang digunakan, yaitu :

a. Schacht Oven

b. Scraal Oven (revergeratory Furnace

c. Electric Oven (Electric Furnace)

Dalam pemakaian oven yang perlu diperhatikan, yaitu :

a. Ketahanan mekanis dari feeding

b. Kemurnian dari bahan bakar.

Smelting terbagi beberapa jenis, yaitu :

a. Reduksi smelting

b. Oksidasi smelting

c. Netral smelting

d. Sementasi smelting

e. Sulfida smelting

f. Presipitasi smelting

g. Flash smelting (peleburan semprot)

h. Ekstraksi timbal dan seng secara simultan.

5. Refining (Pemurnian)

Pemunian adalah pemindahan kotoran dari material dengan proses panas.

Contoh Proses Ekstraksi Metaluri Secara Pirometalurgi

1. Peleburan Besi

Proses pembuatan besi baja berlangsung didalam Convertor. Plat baja tebal sebelah dalam dilapisi refractory asam (silikat). Pipa-pipa udara di bagian bawah 200 buah dengan diameter 1-3 cm.

O2 dimasukan melalui pipa-pipa udara yang ada di bagian bawah convertor. Kemudia O2 yang dihembuskan tersebut pada metal bad akan mengoksider logam-logam tertentu untuk membentuk slag. Slag dan logam yang didapat dalam keadaan cair akan terpisah oleh berat jenis. Slag yang dihasilkan 10%.

Dampak Negatif dari Esktraksi Metalurgi Secara Pirometalurgi

Pencemaran lingkungan yang terjadi adalah :

1. Panas yang terasa oleh para pekerja yang berada di sekitar peralatan lebur.

2. Gas buangan yang mengandung racun (CO, NO2, SO2, dll).

3. Debu dan padatan yang beterbangan di sekitar pabrik.

4. Terak (slag) yang bisa mengotori atau merusak lahan, walaupun dapat juga dimanfaatkan sebagai material pengisi (land fill), pengeras jalan (road aggregate) dan campuran beton ringan (light weight concrete aggregate).

TERIMA KASIH ATAS KUNJUNGAN SAUDARA
Semoga artikel ini bermanfaat bagi saudara. Jika ingin mengutip, baik itu sebagian atau keseluruhan dari isi artikel ini harap menyertakan link dofollow ke https://kicaulebah.blogspot.com/2010/02/pirometalurgi.html. Terima kasih sudah singgah membaca artikel ini.