Sipil
Nov19

Proses Pengolahan Bijih Besi Menjadi Besi Kasar

Bagaimana proses pengolahan bijih besi menjadi besi kasar? Tahukah Anda, material besi yang biasa digunakan sehari-hari dibuat dengan mengolah bijih besi menjadi besi kasar terlebih dahulu. Bijih besi sendiri diambil dari alam dalam wujud berupa oksida besi. Proses pengolahan dilakukan dengan tujuan untuk mengurangi kadar oksigen yang terkandung di dalamnya.

Bijih besi yang ditambang di dalam tidak murni, melainkan masih tercampur batu pengering seperti silikat dan aluminat. Oleh sebab itu, material tersebut perlu dicuci terlebih dahulu di saluran goyang. Kemudian material yang telah bersih dipecahkan secara bertingkat sampai ukurannya menjadi halus sekali. Dimulai dari proses breaking menggunakan mesin hammer mill, lalu proses crushing memakai mesin gyratory mill, hingga proses grinding dengan mesin ball mill.

proses-pengolahan-bijih-besi.jpg

Setelah wujudnya berubah bentuk menjadi butiran-butiran halus, material ini berikutnya diproses melalui roda magnetik untuk memisahkan antara butiran besi yang mengandung kadar Fe tinggi dan rendah. Butiran besi yang memiliki kadar Fe tinggi lantas akan melalui proses sinter untuk mengurangi kadar air, karbon, dan zat asam yang terkandung di dalamnya. Caranya yaitu butiran besi dicampur dengan serbuk arang kayu/kokas, kemudian dibakar di dalam tungku yang berputar. Akibatnya terjadilah proses reduksi yang tidak sempurna sehingga butiran bijih besi tadi berubah bentuk menjadi setengah meleleh.

Berikut ini penjelasan secara rinci dari Arafuru mengenai langkah-langkah pengolahan bijih besi menjadi besi kasar!

Langkah 1. Penghancuran (Crushing)

Setelah melewati tahap breaking menggunakan mesin hammer mill, bijih besi akan berwujud batu atau pasir. Batu/pasir bijih besi ini kemudian dihancurkan memakai mesin gyratory mill sehingga ukurannya menjadi mesh 10. Tujuan dari proses crushing ialah memperbesar luas permukaan pada material tersebut sehingga dapat mempermudah pekerjaan berikutnya.

Langkah 2. Penghalusan (Grinding)

Maksud dari penghalusan bijih besi ialah memurnikan kandungan yang ada di dalamnya. Bijih tersebut diproses menggunakan mesin ball mill supaya semakin banyak mineral-mineral yang tidak diinginkan yang tercampur dengan butiran halus bijih besi. Pada tahap ini, bijih besi akan dihaluskan sampai ukurannya menjadi 120 mesh.

Langkah 3. Pemisahan dengan Magnetic Separator

Langkah ini dikerjakan untuk memisahkan antara butiran-butiran yang bersifat logam dan non-logam. Seluruh proses pemisahannya dilakukan secara magnetik, di mana butiran bijih besi dicuci memakai air di dalam silinder yang telah dilapisi bahan magnet. Jadi bijih yang bersifat magnetit  (Fe3O4) dan hematit (Fe2O3) akan terpisah secara otomatis. Dengan begini, maka tingkat kemurnian pada bijih besi yang dihasilkan pun akan meningkat.

Langkah 4. Pemanggangan (Roasting)

Bijih besi yang bersifat hematit mempunyai daya magnet yang rendah. Oleh sebab itu, bijih tersebut harus dipanggang agar daya magnetnya bisa meningkat. Di dalam proses ini terjadi pemisahan sekali lagi antara material yang memiliki kadar Fe hingga 65% dengan material yang non-magnet.

Langkah 5. Kalsinasi  dengan Rotary Dryer

Proses kalsinasi dilakukan untuk menurunkan kadar air yang terkandung di dalam bijih besi. Prosesnya dilaksanakan memakai mesin rotary dryer, di mana material tersebut dimasukkan ke dalam silinder yang berputar dengan arah yang berlawanan. Selanjutnya silinder tadi akan dikenai uap panas yang bersuhu sekitar 200-300 derajat celsius dari burner.

Langkah 6. Pembuatan Pellet dengan Pan Palletizer

Sebelum melewati proses ini, bijih besi dicampur dengan batubara dan binder bentonit dengan komposisi tertentu. Batubara berguna untuk meningkatkan kadar besi melalui proses reduksi dari internal. Sedangkan binder bentonit ditambahkan agar konsentrat besi oksida yang halus bisa merekat membentuk gumpalan.

Kemudian bijih besi yang telah bercampur batubata dan binder bentonit dimasukkan ke dalam mesin pelletizing secara bertahap. Mesin ini berbentuk bejana yang berputar dengan kecepatan dan sudut kemiringan tertentu. Proses perputaran ini mengakibatkan timbulnya gaya centrifugal sehingga partikel-partikel halus akan saling mendekat dan menekan satu dengan yang lainnya. Lama-kelamaan semua partikel ini akan membentuk gumpalan pellet basah. Green pellet ini biasanya berdiameter 12 mm serta mempunyai kuat tekan 5 kg/pellet dan kuat jatuh hingga 5 kali.

Langkah 7. Reduksi dengan Rotary Clean

Tujuan dari dilakukannya proses reduksi yakni memurnikan kandungan besi oksida menjadi besi murni melalui rangkaian proses reduksi eksternal menggunakan gas alam (CO2) dan proses reduksi internal memakai batubara. Seluruh rangkaian dari proses ini juga dilaksanakan di suhu hingga mencapai 1700 derajat celsius. Akibatnya material oksida besi akan terpisah sehingga terbentuklah besi murni yang mempunyai kadar Fe hingga 92%, sedangkan kandungan oksidanya berubah bentuk menjadi gas CO2.

Setelah itu, material yang terbentuk didinginkan di dalam mesin coolet hingga suhunya berubah menjadi 60 derajat celsius. Hasil dari proses pendinginan ini berupa pellet yang memiliki kualitas sesuai standar, di mana diameternya berkisar antara 12-15 mm dengan kuat tekan 250 mpa. Jadi material tersebut bisa dikemas dan disebut sebagai curah.

Langkah 8. Produksi dengan Pig Iron

Green pellet selanjutnya bisa dibentuk menurut desain tertentu. Green pellet yang diperoleh dari proses pelletizer kemudian dimasukkan ke dalam tungku blast furnace. Lalu masukkan larutan kapur dan gas CO2 dengan komposisi tertentu sebagai zat pereduksi. Proses ini dimulai dengan pelelehan (melting) untuk memisahkan kembali kandungan di dalam green pellet antara logam besi dan kotoran karena perbedaan berat jenis. Adapun besi yang dihasilkannya nanti mengandung kadar kemurnian Fe total 95%. Hasil dari proses ini selanjutnya dialirkan menuju ke mesin casting untuk keperluan pencetakan bentuk sesuai kebutuhan.