TUGAS PERBAIKAN TEKNOLOGI BAHAN 2

Proses pembentukan biji besi menjadi besi

 Besi merupakan salah satu unsur pokok alamiah dalam kerak bumi. Keberadaan besi dalam air tanah biasanya berhubungan dengan pelarutan batuan dan mineral terutama oksida, sulfida karbonat, dan silikat yang mengandung logam-logam tersebut.  Biji besi adalah batuan yang mengandung mineral-mineral besi dan sejumlah mineral gangue seperti silika, alumina, magnesia, dan lain-lain. Biji besi terdiri atas oksigen dan atom besi yang berikatan bersama dalam molekul. Besi sendiri biasanya didapatkan dalam bentuk magnetit (Fe3O4), hematit (Fe2O3), goethit, limonit atau siderit. Bijih besi biasanya kaya akan besi oksida dan beragam dalam hal warna, dari kelabu tua, kuning muda, ungu tua, hingga merah karat.

Pengolahan Besi Kasar Besi kasar hasil dapur tinggi berasal dari bijih besi (ore). Biji besi terdiri dari besi dan zat asam atau oksid dan disebut oksid besi.

 Limonit bijih besi berwarna merah tua. (gambar bijih limonit)  Magnetit bijih besi berwarna hijau tua kehitam-hitaman dan mempunyai sifat magnit.  Hematit bijih besi berwarna merah. (gambar bijih besi warna merah)  Spat bijih besi mengandung zat arang.

Tempat untuk memisahkan besi itu dari zat-zat lainnya disebut dapur tinggi (tanurtinggi). Didalam dapur tinggi atau orang-orang biasa menyebutnya tanur tinggi akan dihembuskan udara panas sehingga mengakibatkan dapur tinggi itu akan menjadi panas sekali. Bahan-bahan yang diperlukan untuk pengolahan dalam dapur tinggi ialah : arang kokas,bijih besi dan bahan tambang. (gambar bricket kokas).

Sebagai bahan tambang oksid besi masih bercampur pula dengan batuan-batuan lain. Untuk membebaskan besi dari zat asam dilakukan dalam dapur tinggi dengan bahan bakar arang kokas. Melepaskan zat asam dari bijih besi disebut reduksi. Karena timbulnya suhu yang tinggi dari pembakaran arang kokas itu, maka zat besi mencair dan terkumpul dalam tungku dapur tinggi. Zat-zat lain pada bijih besi dan arang kokas bersama bahan tambah mengikat menjadi satu sebagai cairan terak yang terapung diatas cairan besi kasar. Cairan besi kasar dan cairan terak itu sewaktu-waktu dialirkan keluar dari tungku dapur tinggi. Jadi, bijih besi dalam pengolahan dapur tinggi menghasilkan besi kasar. (gambar besi kasar)

 Bahan-bahan yang diperlukan dalam pengolahan di dapur tinggi ialah: bijih besi, bahan tambah, dan udara panas untuk pembakaran 1. Bijih besi (gambar biji besi) Sebelum bijih besi dimasukkan ke alam dapur tinggi, maka terlebih dahulu harus melalui pengerjaan-pengerjaan sebagai berikut:

 Mencuci (Leaching) Bijih-bijih besi hasil penggalian tambang itu masih bercampur dengan pasir dan tanah liat. Karena itu disalurkan dalam bandar-bandar yang dialiri air pembilas dengan arah berlawanan, selain itu juga bisa dengan disemprotkan oleh air. (tank leach circuit)  Memecah (Crushing) Bijih-bijih besi dalam bentuk bongkah-bongkah besar perlu dipecah-pecah menjadi butir-butir dalam pesawat memecah. Pesawat pemecah ini digerakkan oleh motor listrik dengan perantara roda-roda gigi. Bijih-bijih besi dimasukkan dari atas kemudian digilas oleh kerucut pemecah yang berputar. Butir-butir bijih besi yang berukuran kira-kira 40mm meluncur melalui saluran keluar.

( Crushing plant)  Memisah (Classification) Batuan-batuan bijih besi kemudian dimasukkan dalam pesawat pemisah. Di bagian dalam silinder yang berputar terdapat magnet yang kuat.

( Screening equipment) Butir-butir bijih besi yang mengandung besi, akan tertarik oleh magnet itu sampai bawah dan memisahkan diri dari butir-butir lain yang tidak mengandung besi. ( vibration screening machine)

 Memanggang (Roasting) Memanggang bijih besi bertujuan untuk mengutangi zat-zat seperti belerang, zat arang dan sebagainya. Bijih-bijih besi menjadi berpori dan beratnya berkurang sehingga pengangkutannya lebih mudah. (roasting secara konvensional)

2. Bahan Tambah Bahan tambah gunanya untuk mengikat abu arang kokas dan batuan pengikut bijih besi menjadi cairan terak dalam dapur tinggi. Karena cairan terak ini lebih ringan daripada besi, maka akan terapung di atas cairan besi kasar dalam tungku dapur tinggi. Sebagai bahan tambah umumnya memakai batu kapur. Arang kokas dalam dapur tinggi dipakai sebagai bahan bakar. Arang kokas dibuat dari batu bara dengan jalan menyuling kering yang dipijarkan tanpa udara dalam dapur arang kokas. Udara panas untuk pembakaran, dapur tinggi membutuhkan sangat banyak udara. Udara dimasukkan dalam dapur tinggi terlebih dahulu dipanaskan sampai kira-kira bersuhu 900  C. Pemanasan dilakukan dalam pesawat pemanas yang kemudian udara itu dihembuskan ke dalam dapur tinggi dengan tekanan oleh pesawat kompresor (Compresor equipment). Pemanasan udara dalam pesawat dilakukan oleh gas yang keluar dari dapur tinggi.

Bentuk dapur tinggi menyerupai cerobong yang menjulang tinggi. Bagian atas disebut lambung berbentuk kerucut yang melebar ke bawah, sehingga pengisian bahan-bahan dari mulut aras turun ke dalam dapur. (skema mining dan procesing besi)

Bagian tengah disebut hentian, berbentuk kerucut juga. Maksud untuk menahan muatan tinggi. Kemudian bagian bawah adalah tungku berbentuk silinder, tempat cairan besi kasar dan terak. Tinggi keseluruhan dapur tinggi sampai 35 meter dan garis tengah yang terbesar 7 meter. Pada bagian atas tungku terdapat lubang-lubang peniup udara panas untuk pembakaran. Mulut dapur tinggi ditutup dengan corong pengisi yang dibuat khusus, sehingga gas dapur tinggi tidak hilang keluar waktu pengisian bahan bakar. Untuk dapat menahan bahan-bahan semua muatan yang dimasukkan dalam dapur tinggi, maka di sekililingnya diperkuat dengan konstruksi baja. Sekarang telah dicoba memperbaiki dapur tinggi yang lama. Dapur-dapur itu tidak lagi dari tiga bagian, tungku, hentian dan lambung. Melainkan dibuat seperti sebuah corong tunggal yang berdiri bebas di atas tanah. Dinding batu menjadi satu oleh sebuah selubung baja yang seluruhnya bersambung dan padanya itu dipasang pipa- pipa dan lain-lain. Jadi, tiang-tiang dan konstruksi-konstruksi yang dulunya diperlukan sekarang tidak terpakai lagi. Konstruksi dapur yang baru ini lebih menguntukan dan lebih terjamin kerjanya daripada yang lama. Kapasitas daour dengan mudah dinaikkan sampai 1700 ton besi kasar atau lebih dalam sehari semalam. Usaha lain dilakukan untuk memperbaiki cara bekerja dan rendeman dapur tinggi sendiri. Misalnya pada angin ditamahkan zat asam, sehingga pembakaran bertambah baik. Dapur tiggi menjadi panas sekali dalam bagian yang paling bawah itu.