Bijih besi: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
k Membatalkan suntingan oleh 36.72.196.70 (bicara) ke revisi terakhir oleh Axl7Rose: suntingan tidak membangun Tag: Pengembalian SWViewer [1.4] |
Katakkodok (bicara | kontrib) Fitur saranan suntingan: 3 pranala ditambahkan. |
||
| (15 revisi perantara oleh 9 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
{{Rough translation|date=Desember 2021}}
[[Berkas:LightningVolt_Iron_Ore_Pellets.jpg|130px|ka|jmpl|Timbunan butiran bijih besi]]▼
'''Biji''' atau '''bijih besi''' adalah [[cebakan]] yang digunakan untuk membuat [[besi gubal]].▼
Bijih besi terdiri atas [[oksigen]] dan [[atom]] [[besi]] yang berikatan bersama dalam [[molekul]]. Besi sendiri biasanya didapatkan dalam bentuk [[magnetit]] (Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>), [[hematit]] (Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>), [[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. Saat ini, cadangan biji besi tampak banyak, namun seiring dengan bertambahnya penggunaan besi secara eksponensial berkelanjutan, cadangan ini mulai berkurang, karena jumlahnya tetap. Sebagai contoh, [[Lester Brown]] dari [[Worldwatch Institute]] telah memperkirakan bahwa bijih besi bisa habis dalam waktu 64 tahun berdasarkan pada ekstrapolasi konservatif dari 2% pertumbuhan per tahun.▼
[[Berkas:TaconitePellet.JPG|300px|jmpl|Pelet Taconite]]
[[Berkas:Magnetite-57228.jpg|300px|jmpl|Magnetit]]
[[Berkas:HematitaEZ.jpg|300px|jmpl|Hematit]]
[[Berkas:Rognon ferrique colorado de Rustrel.jpg|300px|jmpl|Limonit]]
▲'''
▲Bijih besi terdiri atas [[oksigen]] dan [[atom]] [[besi]] yang berikatan bersama dalam [[molekul]]. Besi sendiri biasanya didapatkan dalam bentuk [[magnetit]] (Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>), [[hematit]] (Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>), [[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. Saat ini, cadangan biji besi tampak banyak, namun seiring dengan bertambahnya penggunaan besi secara eksponensial berkelanjutan, cadangan ini mulai berkurang, karena jumlahnya tetap. Sebagai contoh, [[Lester Brown]] dari [[Worldwatch Institute]] telah memperkirakan bahwa bijih besi bisa habis dalam waktu 64 tahun berdasarkan pada ekstrapolasi konservatif dari 2% pertumbuhan per tahun.<ref>{{cite web |url=http://www.mii.org/Minerals/photoiron.html |title=Iron Ore – Hematite, Magnetite & Taconite |work=Mineral Information Institute |access-date=7 April 2006 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20060417160321/http://www.mii.org/Minerals/photoiron.html |archive-date=17 April 2006 }}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Goldstein|first1=J.I.|last2=Scott|first2=E.R.D.|last3=Chabot|first3=N.L.|date=2009|title=Iron meteorites: Crystallization, thermal history, parent bodies, and origin|journal=Geochemistry|language=en|volume=69|issue=4|pages=293–325|doi=10.1016/j.chemer.2009.01.002|bibcode=2009ChEG...69..293G}}</ref>
Bijih besi batuan dan mineral dari mana logam besi dapat secara ekonomis diekstrak. Bijih-bijih biasanya kaya oksida besi dan bervariasi dalam warna dari abu-abu gelap, kuning cerah, ungu dalam, menjadi merah berkarat. Besi itu sendiri biasanya ditemukan dalam bentuk magnetit (Fe3O4), hematit (Fe2O3), goethite (FeO (OH), limonit (FeO (OH) n (H2O). Atau siderite (FeCO3). Bijih membawa jumlah yang sangat tinggi dari hematite atau magnetit (lebih besar dari besi ~ 60%) yang dikenal sebagai "bijih alami" atau "bijih pengiriman langsung", yang berarti mereka dapat diberi makan langsung ke pembuatan besi blast furnace. Sebagian besar cadangan bijih tersebut kini telah habis. Bijih besi adalah bahan baku yang digunakan untuk membuat pig iron, yang merupakan salah satu bahan baku utama untuk membuat baja. 98% dari bijih besi ditambang digunakan untuk membuat baja. [1] Memang, telah berpendapat bahwa bijih besi "yang lebih integral untuk ekonomi global daripada komoditas lainnya, kecuali mungkin minyak". [2]▼
▲Bijih besi batuan dan mineral dari mana logam besi dapat secara ekonomis diekstrak. Bijih-bijih biasanya kaya oksida besi dan bervariasi dalam warna dari abu-abu gelap, kuning cerah, ungu dalam, menjadi merah berkarat. Besi itu sendiri biasanya ditemukan dalam bentuk magnetit (Fe3O4), hematit (Fe2O3), goethite (FeO (OH), limonit (FeO (OH) n (H2O). Atau siderite (FeCO3). Bijih membawa jumlah yang sangat tinggi dari hematite atau magnetit (lebih besar dari besi ~ 60%) yang dikenal sebagai "bijih alami" atau "bijih pengiriman langsung", yang berarti mereka dapat diberi makan langsung ke pembuatan besi blast furnace. Sebagian besar cadangan bijih tersebut kini telah habis. Bijih besi adalah bahan baku yang digunakan untuk membuat pig iron, yang merupakan salah satu bahan baku utama untuk membuat [[baja]]. 98% dari bijih besi ditambang digunakan untuk membuat baja.
== Sumber ==
Bijih besi utama adalah sulfida , karbonat dan oksida.
Bijih besi sulfida, mineral utama adalah pirit dan pirhotit, tidak pernah digunakan secara langsung untuk produksi besi karena efek melemahnya sulfur pada paduan besi. Di sisi lain, mereka merupakan bahan utama yang penting untuk produksi sulfur dioksida, diperoleh dengan memanggang. Masih ada residu oksida besi ("abu pirit") yang berbentuk bubuk dan mungkin masih mengandung sejumlah sulfur yang menyusahkan, oleh karena itu penggunaannya sebagai bijih besi dapat menimbulkan masalah.<ref>{{Cite journal|last1=Jonsson|first1=Erik|last2=Troll|first2=Valentin R.|last3=Högdahl|first3=Karin|last4=Harris|first4=Chris|last5=Weis|first5=Franz|last6=Nilsson|first6=Katarina P.|last7=Skelton|first7=Alasdair|date=2013-04-10|title=Magmatic origin of giant 'Kiruna-type' apatite-iron-oxide ores in Central Sweden|journal=Scientific Reports|language=en|volume=3|issue=1|pages=1644|doi=10.1038/srep01644|pmid=23571605|pmc=3622134|bibcode=2013NatSR...3E1644J|issn=2045-2322|doi-access=free}}</ref><ref name="ChileIronOxideLava">{{cite journal | url=https://www.researchgate.net/publication/241044499 | title=Geological, Geographical and Legal Considerations for the Conservation of Unique Iron Oxide and Sulphur Flows at El Laco and Lastarria Volcanic Complexes, Central Andes, Northern Chile | author=Guijón, R., Henríquez, F. and Naranjo, J.A. | journal=Geoheritage | year=2011 | volume=3 | issue=4 | pages=99–315 | doi=10.1007/s12371-011-0045-x| s2cid=129179725 }}</ref>
Bijih besi karbonat, siderit atau siderosis, {{Chem|FeCO|3}}, yang memberikan oksida pada kalsinasi. Di udara lembab, sideritis berubah menjadi lepidocrocitis atau, lebih jarang, goethitis. Siderit sering dikaitkan dengan pirit, magnesia, kapur, mangan. Kita dapat membedakan besi karbonat spatik, bijih kristal putih, agak kekuningan, sangat tersebar luas, dan sferosiderit, dalam massa bulat, dicampur dengan bahan tanah, jarang di Prancis. Bijih besi dari deposit batubara mengandung arang: warnanya hitam dan mudah dipanggang. Di Inggris dikenal sebagai blackband.<ref name=":0">{{Cite journal|title=Innovative methodology for comprehensive utilization of iron ore tailings: Part 1. The recovery of iron from iron ore tailings using magnetic separation after magnetizing roasting|issue=1–3|pages=71–77|last1=Li|first1=Chao|last2=Sun|first2=Henghu|date=2010-02-15|journal=Journal of Hazardous Materials|volume=174|last3=Bai|first3=Jing|last4=Li|first4=Longtu|doi=10.1016/j.jhazmat.2009.09.018|pmid=19782467}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Sirkeci|first1=A. A.|last2=Gül|first2=A.|last3=Bulut|first3=G.|last4=Arslan|first4=F.|last5=Onal|first5=G.|last6=Yuce|first6=A. E.|date=April 2006|title=Recovery of Co, Ni, and Cu from the tailings of Divrigi Iron Ore Concentrator|journal=Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review|volume=27|issue=2|pages=131–141|doi=10.1080/08827500600563343|s2cid=93632258|issn=0882-7508}}</ref><ref>{{Cite journal|title=Exploitation of iron ore tailing for the development of ceramic tiles|issue=8|pages=725–729|journal=Waste Management|volume=20|doi=10.1016/S0956-053X(00)00034-9|date=December 2000|last1=Das|first1=S.K.|last2=Kumar|first2=Sanjay|last3=Ramachandrarao|first3=P.}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Gzogyan|first1=T. N.|last2=Gubin|first2=S. L.|last3=Gzogyan|first3=S. R.|last4=Mel’nikova|first4=N. D.|date=2005-11-01|title=Iron losses in processing tailings|journal=Journal of Mining Science|volume=41|issue=6|pages=583–587|doi=10.1007/s10913-006-0022-y|s2cid=129896853|issn=1573-8736}}</ref>
Bijih besi magnetit, spinel ferrimagnetik {{Chem|Fe|3|O|4}}, adalah mineral besi terkaya dalam logam. Hal ini sering dikaitkan dengan hematit dalam deposit yang sama, tetapi deposit magnetit murni juga diketahui. Berat jenis 5.15, warna hitam, kilau logam, sering disertai dengan kotoran seperti silika, kapur, alumina dan [[fosfor]].<ref>{{Cite journal|last1=Uwadiale|first1=G. G. O. O.|last2=Whewell|first2=R. J.|date=1988-10-01|title=Effect of temperature on magnetizing reduction of agbaja iron ore|journal=Metallurgical Transactions B|volume=19|issue=5|pages=731–735|doi=10.1007/BF02650192|issn=1543-1916|bibcode=1988MTB....19..731U|s2cid=135733613}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Stephens|first1=F. M.|last2=Langston|first2=Benny|last3=Richardson|first3=A. C.|date=1953-06-01|title=The Reduction-Oxidation Process For the Treatment of Taconites|journal=JOM|volume=5|issue=6|pages=780–785|doi=10.1007/BF03397539|issn=1543-1851|bibcode=1953JOM.....5f.780S}}</ref><ref>H.T. Shen, B. Zhou, ''et al.'''''Roasting-magnetic separation and direct reduction of a refractory oolitic-hematite ore''' Min. Met. Eng., 28 (2008), pp. 30-43</ref>
Bijih besi hematit {{Chem|α-Fe|2|O|3}}, merupakan komponen terpenting dari mineral besi yang diproses dalam industri baja. Ini memiliki beberapa jenis:
* oligist mengkristal dalam rhombohedra.
* specularite terdiri dari agregat kristal hematit dengan permukaan yang halus seperti cermin.
* hematit merah biasa terjadi pada massa berserat, atau kompak.
* hematit merah oolitik terbentuk dari bola kecil yang diaglomerasi.
* martite adalah pseudomorphs hematit dari magnetit.
Bijih besi maghemite, {{Chem|γ-Fe|2|O|3}}, adalah bentuk hematit metastabil, {{Chem|α-Fe|2|O|3}}, yang terbentuk dari magnetit melalui oksidasi progresif. Ini memiliki karakteristik magnetik yang sama dengan magnetit, sedangkan hematit bersifat magnetis lemah. Strukturnya spinel, tetapi dengan kekosongan atom besi.
Bijih besi limonite (atau hematit coklat) adalah campuran dari hidroksida dari besi mikrokristalin. Hidroksida ini merupakan "tutup besi". Ini adalah bijih sedimen yang berisi goethite, dari lepidocrocite dan sejumlah kecil hematit, dari hidroksida dari [[aluminium]], yang merupakan silika koloid, anorganik tanah liat, dari fosfat, dari arsenates, serta senyawa organik. Dalam massa berserat, limonitcukup murni, tetapi ketika terjadi dalam massa padat atau tanah, ia kehilangan nilai bajanya, karena mengandung sulfida (dari besi, juga timbal), fosfat dan arsenat. Di Prancis, ada sedikit limonit, tetapi ditemukan juga di Amerika Serikat, Rusia, dan Skandinavia.
Ilmenit struktur mineral hematit digunakan sebagai pengganti untuk ekstraksi titanium, besi dengan bunga tambahan.
Silikat tidak digunakan untuk ekstraksi besi, karena proses pengayaan yang kompleks. Selain itu, tanpa perlakuan, mereka tidak sesuai dengan penggunaan dalam tanur tinggi karena ketika mereka dalam bentuk pasir mereka tidak memiliki permeabilitas yang diperlukan untuk memungkinkan gas pereduksi bersirkulasi.
Kandungan besi unsur mineral besi utama bervariasi dalam batas-batas khas:
* magnetit : Fe = 50 - 67%
* hematit : Fe = 30 - 65%
* limonit : Fe = 25 - 45%
* siderit : Fe = 30 - 40%
{| class=wikitable
!Mineral !! Rumus kimia !! Kandungan besi teoritis dalam mineral (dalam%)!! Kandungan besi teoritis setelah kalsinasi (dalam%)
|-
| [[Hematit]] || {{Chem|Fe|2|O|3}} || align="center" | 69,96 || align="center" | 69,96
|-
| [[Magnetit]] || {{Chem|Fe|3|O|4}} || align="center" | 72,4 || align="center" | 72,4
|-
| [[Magnesioferrite]] || {{Chem|MgOFe|2|O|3}} || align="center" | 56-65 || align="center" | 56-65
|-
| [[Goetit]] || {{Chem|Fe|2|O|3|H|2|O}} || align="center" | 62,9 || align="center" | 70
|-
| [[Hydrogœthite]] || {{Chem|3Fe|2|O|3|4H|2|O}} || align="center" | 60,9 || align="center" | 70
|-
| [[Limonit]] || {{Chem|2Fe|2|O|3|3H|2|O}} || align="center" | 60 || align="center" | 70
|-
| [[Siderite]] || {{Chem|FeCO|3}} || align="center" | 48,3 || align="center" | 70
|-
| [[Pirit]] || {{Chem|FeS|2}} || align="center" | 46,6 || align="center" | 70
|-
| [[Pyrrhotite]] || {{Chem|Fe|1-x|S}} || align="center" | 61,5 || align="center" | 70
|-
| [[Ilmenit]] || {{Chem|FeTiO|3}} || align="center" | 36,8 || align="center" | 36,8
|}
Besi metalik hampir tidak dikenal di permukaan Bumi kecuali sebagai besi-nikel paduan dari meteorit dan bentuk yang sangat jarang xenoliths mantel yang mendalam. Meskipun zat besi adalah unsur yang paling berlimpah keempat dalam kerak bumi, yang terdiri dari sekitar 5%, sebagian besar terikat dalam mineral silikat atau karbonat lebih jarang. Hambatan termodinamika untuk memisahkan besi murni dari mineral-mineral yang tangguh dan energi yang intensif, oleh karena itu semua sumber besi yang digunakan oleh industri manusia mengeksploitasi mineral oksida besi relatif jarang, bentuk utama yang digunakan sedang hematit.
Sebelum revolusi industri, besi sebagian besar diperoleh dari goethite banyak tersedia atau bijih rawa, misalnya selama Revolusi Amerika dan perang-perang Napoleon. Masyarakat prasejarah digunakan laterit sebagai sumber bijih besi. Secara historis, banyak bijih besi dimanfaatkan oleh masyarakat industri telah ditambang dari deposit didominasi hematit dengan nilai lebih dari 60% Fe. Deposit ini biasanya disebut sebagai "bijih pengiriman langsung" atau "bijih alami". Peningkatan permintaan bijih besi, ditambah dengan menipisnya bermutu tinggi bijih hematit di Amerika Serikat, setelah Perang Dunia II menyebabkan perkembangan tingkat rendah sumber bijih besi, terutama pemanfaatan taconite di Amerika Utara. Tingkat rendah sumber bijih besi umumnya memerlukan benefisiasi. Magnetit sering dimanfaatkan karena magnet, dan karenanya mudah dipisahkan dari mineral gangue dan mampu menghasilkan konsentrat bermutu tinggi dengan tingkat yang sangat rendah dari kotoran. Karena kepadatan yang tinggi relatif terhadap gangue hematit silikat terkait, benefisiasi hematit biasanya melibatkan kombinasi dari menghancurkan, gravitasi penggilingan, atau berat pemisahan media, dan flotasi buih silika. Salah satu metode bergantung pada melewati bijih ditumbuk halus di atas penangas larutan yang mengandung [[bentonit]] atau agen lainnya yang meningkatkan densitas dari solusi. Saat densitas larutan benar dikalibrasi, hematit akan tenggelam dan fragmen mineral silikat akan mengapung dan dapat dihapus.
Baris 43 ⟶ 102:
== Produksi dan konsumsi ==
=== Pasar bijih besi ===
Selama 40 tahun terakhir, harga bijih besi telah diputuskan dalam negosiasi tertutup antara segelintir kecil dari penambang dan pembuat baja yang mendominasi baik spot dan pasar kontrak. Secara tradisional, kesepakatan pertama mencapai antara dua kelompok menetapkan patokan yang harus diikuti oleh seluruh industri. [2]
Baris 50 ⟶ 108:
Langkah ini mengikuti beralih ke berbasis indeks harga secara triwulanan oleh dunia tiga penambang bijih besi terbesar - Vale, Rio Tinto dan BHP Billiton -. Pada awal 2010, melanggar tradisi tahun 40-tahunan harga patokan [9]
==
Pelet bijih besi biasanya berbentuk bola berukuran 6–16 mm (0,24–0,63 in) untuk digunakan sebagai bahan baku [[tanur sembur]]. Mereka biasanya mengandung 64-72% Fe dan berbagai bahan tambahan yang menyesuaikan komposisi kimia dan sifat metalurgi pelet. Biasanya batu kapur, dolomit dan olivin ditambahkan dan Bentonit digunakan sebagai pengikat.<ref>Advanced Explorations Inc.:[http://www.advanced-exploration.com/industry/io_products/ ''Iron Ore Products''] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20141031140356/http://www.advanced-exploration.com/industry/io_products/ |date=2014-10-31 }}</ref><ref>National Steel Pellet Company:[http://www.steel.org/AM/Template.cfm?Section=Home&CONTENTID=12309&TEMPLATE=/CM/ContentDisplay.cfm ''Iron Ore Processing for the Blast Furnace''] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20101231142549/http://www.steel.org/AM/Template.cfm?Section=Home&CONTENTID=12309&TEMPLATE=%2FCM%2FContentDisplay.cfm |date=2010-12-31 }}</ref>
Proses pelletizing menggabungkan pencampuran bahan baku, membentuk pelet dan perlakuan panas memanggang pelet mentah lunak ke bola keras. Bahan mentah digulung menjadi bola, kemudian dibakar di tungku pembakaran atau di jeruji untuk mensinter partikel menjadi bola keras.
Konfigurasi pelet bijih besi sebagai bola yang dikemas dalam tanur tinggi memungkinkan udara mengalir di antara pelet, mengurangi resistensi terhadap udara yang mengalir ke atas melalui lapisan material selama peleburan. Konfigurasi serbuk bijih besi dalam tanur sembur lebih padat dan membatasi aliran udara. Inilah alasan mengapa bijih besi lebih disukai dalam bentuk pelet daripada dalam bentuk partikel yang lebih halus.
;Persiapan bahan baku
Bahan tambahan ditambahkan ke bijih besi untuk memenuhi persyaratan pelet akhir. Hal ini dilakukan dengan menempatkan campuran dalam pelet, yang dapat menampung berbagai jenis bijih dan aditif, dan pencampuran untuk menyesuaikan komposisi kimia dan sifat metalurgi pelet. Secara umum tahapan-tahapan berikut termasuk dalam periode pengolahan ini: konsentrasi/pemisahan, homogenisasi rasio zat, penggilingan, klasifikasi, peningkatan ketebalan, homogenisasi pulp dan penyaringan.
Pembentukan pelet bijih besi mentah, juga dikenal sebagai peletisasi, memiliki tujuan untuk menghasilkan pelet dalam ukuran pita yang sesuai dan dengan sifat mekanik, kegunaan yang tinggi selama tekanan pemindahan, pengangkutan, dan penggunaan. Baik gaya mekanik dan proses termal digunakan untuk menghasilkan sifat pelet yang benar. Dari sudut pandang peralatan, ada dua alternatif untuk produksi industri pelet bijih besi: drum dan piringan pelet.
;Pemrosesan termal
Untuk memberikan ketahanan tinggi mekanika metalurgi pelet dan karakteristik yang sesuai, pelet dikenakan pemrosesan termal, yang melalui beberapa tahap pengeringan, pemanasan awal, pembakaran, setelah pembakaran dan pendinginan. Durasi setiap tahap dan suhu pelet yang dikenakan memiliki pengaruh yang kuat pada kualitas produk akhir.
== Kelimpahan ==
=== Cadangan ===
Cadangan bijih besi saat ini tampaknya cukup luas, namun ada juga yang mulai menunjukkan bahwa peningkatan eksponensial matematika terus menerus dalam konsumsi bahkan dapat membuat sumber daya ini tampak cukup terbatas. Bijih besi Misalnya, Lester Brown dari Worldwatch Institute telah menyarankan bisa habis dalam 64 tahun berdasarkan pada ekstrapolasi sangat konservatif pertumbuhan 2% per tahun [10].
Baris 106 ⟶ 178:
Pentingnya melekat pada besi sulfur rendah ditunjukkan oleh harga secara konsisten lebih tinggi dibayar untuk besi Swedia, Rusia, dan Spanyol dari abad 16 hingga 18. Belerang saat ini tidak lagi masalah. Obat modern adalah penambahan mangan.Tapi, operator harus tahu berapa banyak sulfur dalam besi karena setidaknya lima kali lebih mangan harus ditambahkan untuk menetralkan itu. Beberapa besi bersejarah menampilkan tingkat mangan, tetapi kebanyakan jauh di bawah tingkat yang diperlukan untuk menetralisir belerang (Rostoker & Bronson 1990, hal 21).
== Referensi ==
{{reflist}}
[[Kategori:Unsur kimia]]
[[Kategori:Logam transisi]]
| |||