Metalurgi

Metalurgiadalah salah satu bidangilmu dan teknik bahanyang mempelajari tentang perilaku fisika dan kimia dariunsur-unsur logam,senyawa-senyawa antarlogam,dan paduan-paduan logam yang disebutaloiatau lakur. Metalurgi juga adalahteknologilogam, yakni penerapan sains dalam produksi logam dan rekayasa komponen-komponen logam untuk digunakan pada produk-produk yang ditujukan bagi konsumen dan industri-industri manukfaktur. Produksi logam meliputi kegiatan mengolahbijihuntuk mengekstrasi kandungan logamnya, dan kegiatan memadu logam, kadang-kadang dengan unsur-unsur nonlogam, untuk menghasilkan aloi. Metalurgi berbeda darikriya pengolahan logam,meskipun kemajuan teknis dalam pengolahan logam bergantung pada perkembangan ilmu metalurgi, sebagaimana kemajuan teknis dalam praktikkedokteranbergantung pada perkembangan ilmu kedokteran eek.

Metalurgi terbagi menjadimetalurgi besi-baja(ilmu logam hitam) danmetalurgi bukan besi-baja(ilmu logam aneka warna).

Metalurgi besi-baja meliputi cara-cara mengolah unsurbesidan membuat logam-logam paduan berunsur dasar besi, sementara metalurgi bukan besi-baja meliputi cara-cara mengolah dan membuat logam-logam paduan berunsur dasar logam selain besi. Produksi besi-baja menguasai 95 persen dari produksi logam dunia.^[1]

Etimologi

Istilah "metalurgi" berasal dari kataYunani Kuno:μεταλλουργός,metallourgós,"pekerja logam", gabungan dari kata μέταλλον,métallon,"logam", dan kata ἔργον,érgon,"kerja".

Mula-mula kata "metalurgi" adalah istilah yang digunakan dalam ilmualkimiasebagai sebutan bagi kegiatan mengekstraksi logam dari mineral, akhiran-urgibermakna suatu proses, khususnya proses manufaktur: makna metalurgi ini dibahas dalamEncyclopædia Britannica1797.^[2]Pada penghujung abad ke-19, lingkup makna metalurgi meluas hingga mencakup pula kajian ilmiah yang lebih umum tentang logam-logam, logam-logam paduan, dan proses-proses yang berkaitan dengannya.

Ruang lingkup

Metalurgiadalah ilmu, seni, dan teknologi yang mengkaji proses pengolahan dan perekayasaanmineraldanlogam.Ruang lingkup metalurgi meliputi:

pengolahan mineral(mineral dressing)
ekstraksilogamdari konsentrat mineral (metalurgi ekstraksi)
proses produksi logam (metalurgi mekanik)
perekayasaan sifat fisik logam (metalurgi fisik)

Sejarah

Sejarah ilmu metalurgi diawali dengan teknologi pengolahan hasil pertambangan. Logam yang paling dini digunakan oleh manusia tampaknya adalahemas,yang bisa ditemukan secara bebas. Sejumlah kecil emas telah ditemukan telah digunakan di gua-gua diSpanyolpada masaPaleolitikum,sekitar 40.000 SM^[3]

Perak,tembaga,timahdanbesimeteor juga dapat ditemukan bebas, dan memungkinkan pengerjaan logam dalam jumlah terbatas. Senjata Mesir yang dibuat dari besi meteor pada sekitar 3000 SM sangat dihargai sebagai "belati dari langit".^[4]Dengan pengetahuan untuk mendapatkantembagadantimahdengan memanaskan bebatuan, serta mengkombinasikantembagadantimahuntuk mendapatkanlogam paduanyang dinamakan sebagaiperunggu,teknologi metalurgi dimulai sekitar tahun 3500 SM pada masaZaman Perunggu.

Ekstraksibesidari bijihnya ke dalam logam yang dapat diolah jauh lebih sulit. Proses ini tampaknya telah diciptakan oleh orang-orangHittitpada sekitar 1200 SM, pada awalZaman Besi.Rahasia ekstraksi dan pengolahan besi adalah faktor kunci dalam keberhasilan orang-orangFilistin.^[5]^[6]

Perkembangan historis metalurgi besi dapat ditemukan dalam berbagai budaya dan peradaban lampau. Ini mencakup kerajaan dan imperium kuno dan abad pertengahan diTimur TengahdanTimur Dekat,Mesirkuno, danAnatolia(Turkisekarang),Kartago,Yunani,Romawikuno,Eropaabad pertengahan,Cinakuno dan pertengahan,Indiakuno dan pertengahan,Jepangkuno dan pertengahan, dan sebagainya.

Banyak penerapan, praktik dan perkakas metalurgi mungkin sudah digunakan di Cina kuno sebelum orang-orang Eropa menguasainya (sepertitanur,besi cor,baja,dan lain-lain).^[7]

Berdasar kedekatan antara metalurgi dengan pertambangan inilah maka pada awalnya pendidikan metalurgi lahir dari sekolah-sekolah pertambangan seperti pendidikan metalurgi di Colorado School of Mines.

Ekstraksi

Metalurgi ekstraksiadalah praktik mengambil logam berharga dari sebuahbijidan pemurnian logam mentah yang diekstrak ke dalam bentuk murni. Dalam rangka untuk mengubah logamoksida,atausulfidauntuk sebuah logam murni, bijih besi harusdikurangisecara fisik,kimiawiatauelektrolisasi.

Ahli metalurgi ekstraksi akan tertarik dalam tiga aliran utama yaknipemakanan,berkonsentrasi (oksida logam berharga/sulfida) danpunca(limbah). Setelah pertambangan dari potongan besar akan diperoleh bijih melalui pelumatan dengan melalui penghancuran dan penggilingan untuk mendapatkan partikel-partikel yang cukup kecil di mana masing-masing partikel terdiri dari bahan berharga atau limbah. Partikel terkonsentrasi yang berharga dalam bentuk yang mendukung memungkinkan pemisahan logam yang dikehendaki dari kandungan limbah yang tidak dikehendaki.

Pertambangan mungkin tidak diperlukan bila terdapat tubuh bijih dan lingkungan fisik yang kondusif untukpencucian.Larut pencucian bijih mineral dalam tubuh dan menghasilkan solusi yang kaya. Solusi dikumpulkan dan diproses untuk mengekstrak logam berharga.

Badan bijih umumnya mengandung lebih dari satu logam berharga.Puncadari proses sebelumnya dapat digunakan kembali sebagai bahan dalam proses lain untuk mengambil produk sekunder dari bijih asli. Selain itu, suatu zat terkonsentrasi mungkin berisi lebih dari satu logam berharga. Yang berkonsentrasi kemudian akan diproses untuk memisahkan logam berharga dalam konstituen individu.

Pendidikan metalurgi

Pada saat ini pendidikan metalurgi sudah sedemkian luas sehingga beberapa perguruan tinggi mengkhususkan penekanan pada cabang-cabang ilmu metalurgi.

Cabang pengolahan mineral dan metalurgi ekstraksi biasanya sangat ditekankan pada pendidikan metalurgi di jurusan Teknik Pertambangan.
Cabang metalurgi mekanik biasanya sangat ditekankan pada pendidikan metalurgi di jurusan Teknik Mesin dan Teknik Industri.
Cabang metalurgi fisik biasanya diajarkan secara merata di berbagai perguruan tinggi sebagai fundamen dari ilmu logam.

Perkembangan persoalan ilmiah dan teknis saat ini yang memerlukan pemecahan multidisiplin mengharuskan adanya pertemuan antara berbagai disiplin ilmu yang berbeda. Dalam hal ini seorang metalurgis (ilmuwan dan pekerja metalurgi) berada di tengah-tengah pertemuan ilmu-ilmu tersebut. Metalurgi beririsan dengan beberapa aspek ilmu kimia, teknik kimia, fisika, teknik fisika, teknik mesin, pertambangan, lingkungan, dll.

Pengolahan mineral

Pengolahan mineral (mineral dressing) adalah pengolahan mineral secara fisik. Tujuan dari pengolahan mineral adalah meningkatkan kadar logam berharga dengan cara membuang bagian-bagian dari bijih yang tidak diinginkan. Secara umum, setelah proses mineral dressing akan dihasilkan tiga kategori produk.

Konsentrat, di mana logam-logam berharga terkumpul dan dengan demikian kadarnya menjadi sangat tinggi.
Tailing, di mana bahan-bahan kurang berharga (bahan ikutan, gangue mineral) terkumpul.
Middling, yang merupakan bahan pertengahan antara konsentrat dan tailing.

Teknik pengolahan mineral bermacam-macam. Pengaplikasiannya sangat tergantung pada jenis bijih atau mineral yang akan ditingkatkan konsentrasinya. Pemilihan teknik didasarkan pada perbedaan sifat-sifat fisik dari mineral-mineral yang ada dalam bijih tersebut. Teknik-teknik yang digunakan dalam proses pengolahan mineral di antaranya adalah:

Konsentrasi gravitasi

Teknik ini memanfaatkan perbedaan berat jenis antara mineral-mineral. Mineral-mineral dipisahkan dengan peralatan yang berprinsip pada pemisahan berat jenis seperti jigging, rake classifier, spiral classifier, vibrating table, dll.

Flotasi

Teknik ini memanfaatkan perbedaan sifat permukaan mineral-mineral. Dengan menambahkan reagen kimia yang bisa membuat permukaan salah satu mineral menjadi hidrofil sementara bagian reagen itu sendiri memiliki sifat hidrofob, maka mineral bersangkutan dapat diangkat oleh gelembung yang ditiupkan ke permukaan untuk dipisahkan. Biasnya mineral-mineral sulfida dipisahkan dengan cara ini.

Pemisahan magnetis

Cara ini memanfaatkan sifat magnet dari mineral-mineral. Mineral yang bersifat feromagnetik dipisahkan dari mineral yang bersifat diamagnetik.

Dan teknik-teknik lainnya, seperti electric separator, dll.

Metalurgi ekstraksi

Pada bagian pengolahan mineral, konsentrat yang mengandung logam berharga dipisahkan dari pengotor (gangue mineral) yang menyertainya. Sedangkan ilmu metalurgi ekstraksi adalah untuk memisahkan logam berharga dalam konsentrat dari material lain.

Metalurgi fisik

Metalurgi fisik adalah pengetahuan-pengetahuan mengenai fisika dari logam-logam dan paduan-paduan umpamanya tentang sifat-sifat mekanik, sifat-sifat teknologi serta pengubahan-pengubahan sifat-sifat tersebut yang umumnya menyangkut segi-segi pengembangan atau development, pada penggunaan dan pengolahan atau teknologi logam-logam dan paduan-paduan.

Media

Api

Metalurgi diawali dari penemuan dan pemanfaatan logam dengan menggunakanapi.Peleburan, pemadatan dan pencetakanbijihlogam menghasilkan logam yang sesuai dengan bentuk alat cetaknya dan sangat kuat. Penemuan awal ini kemudian berkembang secara lebih khusus. Berbagai jenis logam berhasi dimanfaatkan, seperti emas (6000 SM),tembaga(4200 SM), perak (4000 SM),timbal(3500 SM),timah(1750 SM), besi (1500 SM) danraksa(750 SM). Penemuan-penemuan dan pemanfaatan logam kemudian berkembang menjadi ilmu metalurgi yang banyak membahas mengenai sifat-sifat logam dan teknik-teknikpercobaannya.^[8]

Fluks

Di dalam metalurgi,fluksdigunakan sebagai bahan pembersih yang mencegahoksidaterbentuk di permukaan logam cair. Selain itu, fluks juga digunakan sebagai pengangkat kotoran dari dalam logam cair padaterak.Kotoran ini harus dibersihkan karena dapat menggores terak. Pada proses peleburan, fluks juga dapat menambah panas yang mempercepat pengangkatan kotoran.^[9]

Penentuan sifat kimia fisika

Proses metalurgi umumnya menghasilkan rekasi kimia yang sangat sulit untuk mencapaikesetimbangandi dalam percobaanlaboratorium.Kondisi ini sangat sering terjadi pada proses pembuatanlogam ferro.Data-data tentang sifat-sifat khas dari reaksinya sangat sulit disediakan secara langsung. Cara menentukan sifat kimia dari bahan logam ferro adalah menentukan secara tidak langsung dengan menggunakanhukum termodinamika.Dalam hal ini, dicari kriteria dasar dari reaksi kesetimbangan dan berbagai macam prosesfisika.^[10]

Referensi

^"Металлургия",dalamEnsiklopedia Besar Soviet,1979.
^Oxford English Dictionary,diakses 29 Januari 2011
^"History of Gold".Gold Digest.Diakses tanggal2007-02-04.
^W. Keller (1963)The Bible as Historypage 156ISBN 0-340-00312-X
^W. Keller (1963)The Bible as Historypage 177ISBN 0-340-00312-X
^B. W. Anderson (1975)The Living World of the Old Testamentpage 154ISBN 0-582-48598-3
^R. F. Tylecote (1992) A History of MetallurgyISBN 0-901462-88-8
^Widi, Restu Kartiko (2018).Pemanfaatan Material Anorganik: Pengenalan dan Beberapa Inovasi di Bidang Penelitian(PDF).Sleman: Deepublish. hlm. 1–2.ISBN 978-602-475-528-7.
^Dwisetiono (2019).Rekayasa Material pada Pengecoran Propeler Kapal Perikanan(PDF).Surabaya: Hang Tuah University Press. hlm. 20.ISBN 978-602-5595-18-9.^{[pranala nonaktif permanen]}
^Kerkhoven, Sofyan Asmadiredja (2019).Elektro Metalurgi Besi-Baja dan Paduan Besi: Peleburan Besi, Baja dan Logam Non-Ferrous dalam Tanur-tanur Listrik/Elektro.Bandung: Alfabeta. hlm. 450.ISBN 978-602-289-529-9.

Pranala luar

Media tentangMetallurgydi Wikimedia Commons
Bahan belajar tentangTopic:Metallurgical engineeringdi Wikiversitas
Metallurgy for the non-Metallurgist
Indonesian Society of Metallurgy and Material Engineers (ISMME)Diarsipkan2017-06-19 diWayback Machine.

Metallurgy Related Topic And Their Full Information 2020 Diarsipkan2020-08-12 diWayback Machine.

[1] "Металлургия",dalamEnsiklopedia Besar Soviet,1979.

[OED-2] Oxford English Dictionary,diakses 29 Januari 2011

[3] "History of Gold".Gold Digest.Diakses tanggal2007-02-04.

[4] W. Keller (1963)The Bible as Historypage 156ISBN 0-340-00312-X

[5] W. Keller (1963)The Bible as Historypage 177ISBN 0-340-00312-X

[6] B. W. Anderson (1975)The Living World of the Old Testamentpage 154ISBN 0-582-48598-3

[7] R. F. Tylecote (1992) A History of MetallurgyISBN 0-901462-88-8

[8] Widi, Restu Kartiko (2018).Pemanfaatan Material Anorganik: Pengenalan dan Beberapa Inovasi di Bidang Penelitian(PDF).Sleman: Deepublish. hlm. 1–2.ISBN 978-602-475-528-7.

[9] Dwisetiono (2019).Rekayasa Material pada Pengecoran Propeler Kapal Perikanan(PDF).Surabaya: Hang Tuah University Press. hlm. 20.ISBN 978-602-5595-18-9.^{[pranala nonaktif permanen]}

[10] Kerkhoven, Sofyan Asmadiredja (2019).Elektro Metalurgi Besi-Baja dan Paduan Besi: Peleburan Besi, Baja dan Logam Non-Ferrous dalam Tanur-tanur Listrik/Elektro.Bandung: Alfabeta. hlm. 450.ISBN 978-602-289-529-9.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

l b s Cabangteknik material
Cabang utama	Metalurgi Teknik keramik Polimer
Independen terhadap material	Pencirian Komputasi Informatika
Area fokus lainnya	Kristalografi Ilmu permukaan Tribologi Spektroskopi nuklir
Dalam bidang lainnya	Kimia Kimia benda padat Kimia polimer Mineralogi Teknik pertambangan Teknik nuklir Fisika Fisika benda terkondensasi Fisika polimer Fisika materi lunak Fisika benda padat Biologi Teknik biomaterial Nanoteknologi Nanomaterial

Pengawasan otoritas
Umum	Integrated Authority File (Jerman)
Perpustakaan nasional	Prancis (data) Amerika Serikat Latvia Jepang Republik Ceko
Lain-lain	Microsoft Academic National Archives (US)