Metalurgi ekstraktif: Perbedaan antara revisi

[[Logam]] adalah salah satu kelompok [[Unsur kimia|unsur]] yang sudah sangat lazim ditemui dalam kehidupan kita. Mulai dari alat tulis [[kantor]], peralatan [[masak]], peralatan [[elektronik]], [[kendaraan]], sampai bahan [[bangunan]], semuanya menggunakan perangkat yang dibuat dengan bahan dasar logam. Sebut saja [[tembaga]] yang menjadi komponen dalam berbagai [[Sirkuit terpadu|chip]] peralatan elektronik, ataupun [[besi]] yang menjadi bahan dasar [[baja]]. Saat ini, logam-logam yang ada kebanyakan telah dipadukan dengan logam lainnya untuk menghasilkan sebuah campuran logam yang disebut [[Logam paduan|alloy]]. Logam - logam tersebut dicampur agar didapatkan sifat logam campuran yang sesuai dengan kebutuhan manusia.

Logam-logam yang kita gunakan sekarang adalah logam yang telah melalui berbagai proses sehingga berbentuk seperti yang kita gunakan saat ini. Mulai dari penambangan hingga pembentukan menjadi logam yang berguna dalam kehidupan kita sehari-hari. Semua hal tentang pemrosesan logam ini dikemas dalam salah satu cabang ilmu yang disebut [[metalurgi]].

* Pirometalurgi,yaitu proses yang menggunakan [[panas]],

* Elektrometalurgi, yaitu proses yang menggunakan langkah [[elektrokimia]], dan

* Hidrometalurgi, yaitu proses yang bergantung pada [[larutan]] kimia logam. Secara umum, proses ekstraksi dan pemanfaatan logam dimulai dengan penambangan.

Penambangan adalah proses atau kegiatan untuk mengambil [[bijih]] [[mineral]] langsung dari tempat asalnya. Penambangan bisa dilakukan secara tradisional seperti yang terdapat di beberapa daerah di Indonesia, atau bisa dilakukan dalam skala besar seperti yang dilakukan perusahaan-perusahaan penambangan semacam Aneka Tambang dan PT Timah. Hasil dari proses penambangan ini adalah bijih-bijih mineral yang di dalamnya terkandung unsur-unsur logam yang akan diproses nantinya, misalnya [[hematit]] yang dapat diolah menjadi besi.

Dalam bijih-bijih mineral, terkandung mineral-mineral yang dibutuhkan dan juga zat-zat yang tidak bernilai komersil seperti [[pasir]], [[batu]], serta [[tanah liat]] yang menempel pada mineral-mineral tersebut. Mineral sendiri didefinisikan sebagai kristal padat anorganik yang eksis di alam secara alami dan bersifat [[Homogenisasi (kimia)|homogen]]. Oleh karena itu, hal yang perlu dilakukan selanjutnya adalah memisahkan mineral-mineral ini dari zat-zat non-komersil.

Proses pemisahan mineral banyak memanfaatkan perbedaan sifat fisik atau perbedaan sifat kimia dari mineral dengan zat non-komersil. Contohnya, untuk mineral magnetit (Fe3 O4) yang bersifat [[magnet]], pemisahan dapat dilakukan dengan menggunakan magnet untuk menarik mineral dan meninggalkan zat-zat non-komersil. Sementara itu, untuk mineral-mineral dengan perbedaan kerapatan terhadap zat-zat non-komersil yang cukup besar, proses pemisahan dapat dilakukan dengan cyclone separator. Pada cyclone separator, pemisahan terjadi dengan menggunakan udara tekanan tinggi melalui bijih-bijih mineral yang telah dihancurkan sebelumnya. Zat-zat non komersil akan terangkat dan dibuang keluar dari tabung, sedangkan mineral-mineral yang berat akan terjatuh.

dalam bentuk mineralnya membentuk senyawa dengan unsur-unsur non-logam. Contohnya adalah [[timbal]] (Pb) yang terdapat dalam bentuk mineral [[Galena]] (PbS), kemudian ada pula besi (Fe) yang terdapat di alam dalam bentuk mineral-mineral seperti [[Magnetit]] (Fe3O4) dan [[Hematit]] (Fe2O3).

Mineral-mineral yang ada di alam ini biasanya diubah dulu menjadi [[Senyawa kimia|senyawa]] yang lain. Senyawa hasil konversi ini pada dasarnya memiliki sifat lebih mudah untuk direduksi, atau lebih bebas dari senyawa-senyawa pengotor. Biasanya konversi yang dilakukan adalah konversi menjadi bentuk oksida karena oksida lebih mudah direduksi. Sebagai contohnya, karbonat (CaCO3) diubah dengan pemanasan menjadi kalsium oksida (CaO).

Saat ini, metode hidrometalurgi telah banyak dipakai untuk menghindari pelepasan selama pembakaran. Contohnya pada pemrosesan [[tembaga]], udara dimasukkan ke bubur CuS yang bersifat asam sehingga menghasilkan Cu dan reaksi berikut:

senyawa logam direaksikan langsung dengan agen pereduksi (potensial reduksi lebih rendah) sehingga menghasilkan logam murni. Beberapa agen pereduksi yang umum adalah [[karbon]] dan [[hidrogen]].

Reduksi dengan hidrogen dilakukan pada oksida logam yang reduksi dengan karbon justru menghasilkan [[karbida]] logam yang cenderung sulit untuk dikonversi lebih lanjut. Logam-logam jenis ini biasanya adalah logam pada grup 6B dan 7B. Contohnya adalah reaksi untuk menghasilkan [[Wolfram|tungsten]] (W) wolfram dan [[germanium]] (Ge) seperti berikut:

Selain karbon dan hidrogen, proses konversi senyawa menjadi unsurnya juga dapat dilakukan dengan menggunakan logam yang lebih aktif. Logam yang lebih aktif adalah logam yang memiliki potensial reduksi lebih rendah daripada logam dalam senyawa yang akan dikonversi seperti pada reaksi untuk menghasilkan [[Kromium|krom]] ( Cr) berikut ini:

Selain dengan cara reduksi-oksidasi tersebut, juga dapat dilakukan cara reduksi-oksidasi [[elektrokimia]]. Dalam metode ini, mineral diubah menjadi elemen di dalam sebuah sel [[elektrolisis]] yang telah didesain secara khusus. Terkadang, mineral murni dalam bentuk lelehan [[halida]] atau oksidanya digunakan untuk menghindari reaksi samping yang tidak diinginkan. Logam akan diproduksi dari proses [[Redoks|reduksi]] di [[Katode|katoda]]. Selain itu, sebuah separator juga digunakan dalam sel untuk mencegah rekombinasi. Metode ini digunakan dengan mempertimbangkan biaya prosesnya, terutama listrik yang digunakan. Voltase dan arus yang diperlukan bergantung pada potensial elektrokimia dari mineral yang dikonversi.

Dalam electrorefining, logam yang tidak murni dijadikan sebagai [[anode]] dan sampel dari logam yang telah murni digunakan sebagai katoda pada sebuah sel elektrolisis. Nantinya logam yang tidak murni ini perlahan akan berpindah ke katode dan menempel pada logam yang telah murni. Proses destilasi digunakan untuk logam yang memiliki titik didih yang relatif rendah seperti Zink dan air raksa (Hg).