Proses Daur Ulang dengan Teknologi Daur Ulang Skrap Besi/Baja

Proses Daur Ulang dengan

Teknologi Daur Ulang Skrap Besi/Baja

Skrap besi/baja umumnya telah tercampur dengan logam lain saat proses daur ulang karena sulit dipisahkan. Ditambah lagi, banyaknya penggunakan pelapisan pada baja oleh Cr, Ni, Zn, Al, dan lain-lain untuk memenuhi suatu fungsi tertentu; seperti ketahanan korosi, keindahan, dan lain sebaginya. Penambahan Pb dilakukan untuk memperbaiki sifat permesinannya. Pada baja yang diperkuat, sering ditambahkan unsur-unsur lain seperti Ti, Cr, Ni, Co, V, dan W. Sementara itu, teknologi pengeliminasi unsur-unsur pengotor ini masih belum banyak diketahui, sehingga baja atau besi cor yang dihasilkan kurang memenuhi standar yang diharapkan. Misalnya keberadaaan Al dan Zn yang tidak terkontrol dapat menimbulkan pin hole yang sangat merusak hasil cor. Keberadaan Cu akan mengakibatkan hasil cor pecah atau menimbulkan crack pada permukaan baja yang mengalami perlakuan panas karena perbedaan titik leleh Cu dengan baja.

Pengeliminasian unsur-unsur pengotor dengan metoda bubbling (meniupkan udara dalam cairan logam) telah lama diketahui. Dengan bubbling udara atau O2, unsur-unsur yang memiliki kemampuan oksidasi diatas FeO seperti Si, Mn, B, Al lebih mudah dihilangkan daripada unsur-unsur yang memiliki kemampuan oksidasi di bawahnya seperti Pb, Cu, Ni, dan Co.

Pemurnian Zn, unsur Zn mudah hilang dengan penguapan, sedangkan Al dapat dipisahkan dengan efektif melalui oksidasi dengan O2. Pengoptimalan bubbling akan meningkatkan kecepatan pembersihan Zn, dan pengecilan gelembung-gelembung udara bubbling akan mempercepat proses oksidasi pada pembersihan Al. Namun demikian, di samping waktu prosesnya yang lama, metoda ini hanya dapat mengeliminasi unsur-unsur tertentu saja tergantung sifat reaksi dan berat jenis masing-masing unsur.

Metoda lain yang dikembangkan yaitu dengan compound separation (pemisahan pengotor dengan membuat paduan yang berbeda berat jenis). Perusahaan Kobe Steel Jepang telah mencoba mengeliminasi Pb dari kuningan dengan menambahkan Ca dan penyaringan, sedang cara teknisnya telah dipatenkan di Japan Paten. Namun demikian, pengeliminasian Pb tersebut kurang efektif karena keberadaan pengotor Pb yang berukuran kecil dan menyebar di dalam cairan.

Kelompok peneletian penulis telah berhasil mengoptimalkan pengeliminasian Pb dari paduan tembaga dengan menambahkan aggregation agents (pengikat unsur pengotor) Ca-Si dan NaF. Sedangkan mekanisme pengeliminasian Pb dari paduan tembaga tersebut telah ditemukan secara sederhana seperti ditunjukkan pada Gambar 1 dengan mendasarkan pada energi Gibb's. Teknik tersebut telah dipatenkan di Japan Paten dan sedang diuji dalam sekala industri. Prinsip dasar proses eliminasi pengotor pada paduan tembaga tidak berbeda dengan pada baja. Untuk itu, proses yang telah dikembangkan pada paduan tembaga diyakinkan dapat diterapkan juga pada baja.

Pada baja, unsur-unsur pengotor tertentu dapat dieliminasi dengan mudah dengan penambahan SiO2 dan CaO. Namun, mekanisme pengeliminasiannya masih belum banyak diketahui. Ditambah lagi unsur-unsur pengotor seperti Co, Ni, Cu, Sn dan Pb masih belum bisa dieliminasi dan menjadi masalah utama pada proses pengecoran baja dan besi cor. Jika dapat ditemukan dan dihitung energi Gibb's reaksi masing-masing unsur pengotor dengan aggregation agents-nya, maka mekanisme pengeliminasian unsur-unsur pengotor dapat disimulasikan.

Aplikasi teknologi daur ulang baja Permasalahan utama pengolahan bijih besi lokal ialah kandungan pengotor seperti Ti dan V pada pasir besi yang berjumlah 170 juta ton, berada di sepanjang pantai pulau Jawa. Ti dapat mengendap dan menempel di dinding tungku terlebih dahulu saat proses reduksi, sehingga mengganggu proses pengecoran dan memperburuk aliran cairan besi. Sementara itu, bijih besi laterit yang berjumlah sekitar 1 milyar banyak mengandung Ni dan Co. Keberadaan Ni, Co dan Cr pada baja dapat meningkatkan kekerasannya. Namun, keberadaannya dengan kadar berlebih dapat menyebabkan kesulitan untuk membuat produk baja yang berbentuk lempengan. Dengan kombinasi metoda bubbling dan compound separation, diyakinkan bahwa unsur-unsur pengotor tersebut dapat dimurnikan. Pilihan aggregation agents yang tepat dari mineral alam yang ada di Indonesia menjadi kunci solusi pengolahan bijih besi mandiri dari bahan baku lokal. Pengolahan bijih besi mandiri akan dapat menyajikan pasokan bahan baku baja untuk industri nasional selama lebih dari 100 tahun.