Metalurgi fisik adalah ilmu untuk membuat produk yang berguna dari logam. Komponen logam dapat dibuat dengan berbagai cara, tergantung pada bentuk, sifat, dan biaya yang diinginkan pada produk jadi. Sifat yang diinginkan dapat berupa sifat listrik, mekanik, magnetik, atau kimiawi; semuanya dapat ditingkatkan dengan paduan dan perlakuan panas. Biaya komponen jadi sering kali lebih ditentukan oleh kemudahan pembuatannya daripada biaya material. Hal ini telah menyebabkan berbagai macam cara untuk membentuk logam dan persaingan aktif di antara metode pembentukan yang berbeda, serta di antara bahan yang berbeda. Komponen besar dapat dibuat dengan pengecoran. Produk tipis seperti spatbor mobil dibuat dengan membentuk lembaran logam, sedangkan bagian kecil sering dibuat dengan metalurgi serbuk (menekan serbuk ke dalam cetakan dan menyinternya). Biasanya bagian logam memiliki sifat yang sama secara keseluruhan. Namun, jika hanya permukaannya yang perlu keras atau tahan korosi, kinerja yang diinginkan dapat diperoleh melalui perlakuan yang hanya mengubah komposisi dan kekuatan permukaan.

Struktur dan sifat logam

Struktur kristal logam

Logam digunakan dalam struktur teknik (misalnya, mobil, jembatan, bejana tekan) karena, berbeda dengan kaca atau keramik, logam dapat mengalami deformasi plastis yang cukup besar sebelum pecah. Plastisitas ini berasal dari kesederhanaan susunan atom dalam kristal yang membentuk sepotong logam dan sifat ikatan nondireksional antara atom-atom. Atom dapat disusun dengan berbagai cara dalam padatan kristal, tetapi dalam logam, pengemasannya dalam salah satu dari tiga bentuk sederhana. Pada logam yang paling ulet, atom-atom tersusun dengan cara yang rapat.

Jika atom-atom divisualisasikan sebagai bola-bola identik dan jika bola-bola ini dikemas ke dalam bidang-bidang sedekat mungkin, akan ada dua cara untuk menumpuk bidang-bidang yang dikemas rapat satu di atas yang lain (lihat gambar). Salah satunya akan menghasilkan kristal dengan simetri heksagonal (disebut heksagonal rapat, atau hcp); yang lain akan menghasilkan kristal dengan simetri kubik yang juga dapat divisualisasikan sebagai kumpulan kubus dengan atom-atom di sudut-sudutnya dan di pusat setiap permukaannya (disebut kubik berpusat pada permukaan, atau fcc). Contoh logam dengan jenis struktur hcp adalah magnesium, kadmium, seng, dan titanium alfa. Logam dengan struktur fcc termasuk aluminium, tembaga, nikel, besi gamma, emas, dan perak.

Struktur kristal umum ketiga pada logam dapat divisualisasikan sebagai kumpulan kubus dengan atom di sudut-sudutnya dan sebuah atom di tengah setiap kubus; ini dikenal sebagai kubus yang berpusat pada tubuh, atau bcc. Contoh logam dengan struktur bcc adalah besi alfa, tungsten, kromium, dan titanium beta.

Beberapa logam, seperti titanium dan besi, menunjukkan struktur kristal yang berbeda pada suhu yang berbeda. Struktur dengan suhu terendah diberi label alfa (α), dan struktur dengan suhu yang lebih tinggi diberi label beta (β), gamma (γ), dan delta (δ). Alotropi ini, atau transformasi dari satu struktur ke struktur lain dengan perubahan suhu, mengarah pada perubahan sifat yang ditandai yang dapat berasal dari perlakuan panas (lihat di bawah Perlakuan panas).

Ketika sebuah logam mengalami perubahan fase dari cair ke padat atau dari satu struktur kristal ke struktur kristal lainnya, transformasi dimulai dengan nukleasi dan pertumbuhan banyak kristal kecil dari fase baru. Semua kristal ini, atau butiran, memiliki struktur yang sama tetapi orientasi yang berbeda, sehingga, ketika akhirnya tumbuh bersama, batas-batas terbentuk di antara butiran. Batas-batas ini memainkan peran penting dalam menentukan sifat-sifat sepotong logam. Pada suhu kamar, mereka memperkuat logam tanpa mengurangi keuletannya, tetapi pada suhu tinggi, mereka sering melemahkan struktur dan menyebabkan kegagalan dini. Mereka dapat menjadi lokasi korosi lokal, yang juga menyebabkan kegagalan.

Sifat mekanis

Ketika sebuah batang logam dibebani ringan, regangan (diukur dengan perubahan panjang dibagi dengan panjang aslinya) sebanding dengan tegangan (beban per unit luas penampang). Ini berarti bahwa, dengan setiap peningkatan beban, ada peningkatan proporsional pada panjang batang, dan, ketika beban dihilangkan, batang menyusut ke ukuran aslinya. Regangan di sini dikatakan elastis, dan rasio tegangan terhadap regangan disebut modulus elastisitas. Namun, jika beban ditingkatkan lebih lanjut, suatu titik yang disebut tegangan luluh akan tercapai dan terlampaui. Regangan sekarang akan meningkat lebih cepat daripada tegangan, dan, ketika sampel dibongkar, regangan plastis sisa (atau perpanjangan) akan tetap ada. Regangan elastis pada tegangan luluh biasanya 0,1 hingga 1 persen, sedangkan, dengan sampel ditarik hingga pecah, regangan plastis biasanya 20 hingga 40 persen untuk suatu paduan (mungkin melebihi 100 persen dalam beberapa kasus).

Sifat mekanik yang paling penting dari suatu logam adalah tegangan luluh, keuletannya (diukur dari perpanjangan hingga patah), dan ketangguhannya (diukur dari energi yang diserap untuk merobek logam). Tegangan luluh suatu logam ditentukan oleh ketahanan terhadap tergelincirnya satu bidang atom ke bidang atom lainnya. Berbagai hambatan untuk tergelincir dapat dihasilkan oleh perlakuan panas dan paduan; contoh hambatan tersebut adalah batas butir, endapan halus, distorsi yang ditimbulkan oleh pengerjaan dingin pada logam, dan elemen paduan yang dilarutkan dalam logam.

Ketika sebuah logam dibuat sangat kuat melalui satu atau beberapa metode ini, logam tersebut dapat tiba-tiba patah di bawah beban dan bukannya luluh. Hal ini terutama terjadi ketika logam mengandung takik atau retakan yang secara lokal meningkatkan tegangan dan melokalisasi luluh. Properti yang menarik kemudian menjadi ketangguhan patah, diukur dengan energi yang dibutuhkan untuk memperpanjang retakan yang ada pada sepotong logam. Pada hampir semua kasus, ketangguhan retak suatu paduan dapat ditingkatkan hanya dengan mengurangi kekuatan luluhnya. Satu-satunya pengecualian untuk hal ini adalah ukuran butiran yang lebih kecil, yang meningkatkan ketangguhan dan kekuatan.

Sifat kelistrikan

Konduktivitas listrik suatu logam (atau kebalikannya, resistivitas listrik) ditentukan oleh kemudahan pergerakan elektron melewati atom-atom di bawah pengaruh medan listrik. Pergerakan ini sangat mudah terjadi pada tembaga, perak, emas, dan aluminium-semuanya merupakan konduktor listrik yang terkenal. Konduktivitas logam tertentu berkurang oleh fenomena yang membelokkan, atau menyebarkan, elektron yang bergerak. Hal ini dapat berupa apa saja yang merusak kesempurnaan lokal dari susunan atom-misalnya, atom pengotor, batas butir, atau osilasi acak atom yang disebabkan oleh energi panas. Contoh terakhir ini menjelaskan mengapa konduktivitas logam meningkat secara substansial dengan turunnya suhu: dalam logam murni pada suhu kamar, sebagian besar hambatan terhadap gerakan elektron bebas berasal dari getaran termal atom; jika suhu dikurangi menjadi hampir nol mutlak, di mana gerakan termal pada dasarnya berhenti, konduktivitas dapat meningkat beberapa ribu kali lipat.

Sifat magnetik

Ketika arus listrik dialirkan melalui kumparan kawat logam, medan magnet dikembangkan di sekitar kumparan. Ketika sepotong tembaga ditempatkan di dalam kumparan, medan ini meningkat kurang dari 1 persen, tetapi, ketika sepotong besi, kobalt, atau nikel ditempatkan di dalam kumparan, medan eksternal dapat meningkat 10.000 kali lipat. Sifat magnetik yang kuat ini dikenal sebagai feromagnetisme, dan ketiga logam yang tercantum di atas adalah logam feromagnetik yang paling menonjol. Apabila sepotong logam feromagnetik dilepaskan dari kumparan, maka logam tersebut akan mempertahankan sebagian dari kemagnetan ini (yaitu, termagnetisasi). Jika logamnya keras, seperti pada sepotong baja yang dikeraskan, kehilangan, atau pembalikan, magnetisasi akan lambat, dan sampel akan berguna sebagai magnet permanen. Jika logamnya lunak, maka akan cepat kehilangan kemagnetannya; hal ini akan membuatnya berguna dalam transformator listrik, di mana pembalikan magnetisasi yang cepat sangat penting.

Pada banyak jenis benda padat, atom-atomnya memiliki momen magnet permanen (bertindak seperti magnet batang kecil). Pada sebagian besar benda padat, arah momen ini diatur secara acak. Yang luar biasa dari padatan feromagnetik adalah bahwa gaya antar atom menyebabkan momen-momen dari atom-atom yang berdekatan secara spontan sejajar ke arah yang sama. Jika momen semua atom dalam satu sampel berbaris ke arah yang sama, sampel akan menjadi magnet yang sangat kuat dengan energi yang sangat tinggi.

Energi tersebut akan berkurang jika sampel dipecah menjadi beberapa domain, dengan semua momen atom di setiap domain sejajar tetapi arah magnetisasi di domain yang berdekatan berlawanan arah dan dengan demikian cenderung saling meniadakan. Inilah yang terjadi ketika logam feromagnetik dimagnetisasi: semua domain tidak memiliki orientasi yang sama, tetapi domain dengan satu orientasi tumbuh dengan mengorbankan yang lain. Penyelarasan momen magnetik atom dalam suatu domain dilemahkan oleh osilasi yang diinduksi secara termal, dan feromagnetisme akhirnya hilang di atas titik Curie, yaitu 770 ° C (1.420 ° F) untuk besi dan 358 ° C (676 ° F) untuk nikel.

Sifat kimiawi

Hampir semua logam akan teroksidasi di udara, satu-satunya pengecualian adalah emas. Pada suhu kamar, permukaan logam yang bersih akan teroksidasi sangat sedikit, karena lapisan oksida tipis terbentuk dan melindungi logam dari oksidasi lebih lanjut. Namun, pada suhu yang tinggi, oksidasi lebih cepat, dan lapisan oksida menjadi kurang protektif. Banyak bahan kimia yang mempercepat proses korosi ini (yaitu, konversi logam menjadi oksida di udara atau menjadi hidroksida dengan adanya air).

Sifat khusus dari permukaan logam adalah kemampuannya untuk mengkatalisis reaksi kimia. Sebagai contoh, dalam sistem pembuangan sebagian besar mobil, gas pembakaran melewati dispersi partikel platina yang sangat halus. Permukaan partikel-partikel ini sangat mempercepat oksidasi karbon monoksida dan hidrokarbon menjadi karbon dioksida dan air, sehingga mengurangi toksisitas gas buang.

Paduan

Hampir semua logam digunakan sebagai paduan-yaitu, campuran beberapa elemen-karena memiliki sifat yang lebih unggul daripada logam murni. Pemaduan dilakukan karena berbagai alasan, biasanya untuk meningkatkan kekuatan, meningkatkan ketahanan terhadap korosi, atau mengurangi biaya.

Proses

Dalam kebanyakan kasus, paduan dicampur dari elemen murni komersial. Pencampuran relatif mudah dalam keadaan cair tetapi lambat dan sulit dalam keadaan padat, sehingga sebagian besar paduan dibuat dengan melelehkan logam dasar - misalnya, besi, aluminium, atau tembaga - dan kemudian menambahkan agen paduan. Kehati-hatian harus diberikan untuk menghindari kontaminasi, dan pada kenyataannya pemurnian sering kali dilakukan pada saat yang sama, karena hal ini juga lebih mudah dilakukan dalam keadaan cair. Contohnya dapat ditemukan dalam pembuatan baja, termasuk desulfurisasi besi tanur sembur cair dalam sendok, dekarburisasi besi selama konversi menjadi baja, penghilangan oksigen dari baja cair dalam degasser vakum, dan akhirnya penambahan sejumlah kecil zat pemadu untuk membawa baja ke komposisi yang diinginkan.

Tonase paduan terbesar dilebur di udara, dengan terak digunakan untuk melindungi logam dari oksidasi. Namun, jumlah yang besar dan terus meningkat dilebur dan dituangkan seluruhnya dalam ruang vakum. Hal ini memungkinkan kontrol komposisi yang ketat dan meminimalkan oksidasi. Sebagian besar elemen paduan yang dibutuhkan ditempatkan di muatan awal, dan peleburan dilakukan dengan listrik, baik dengan pemanasan induksi atau dengan peleburan busur. Peleburan induksi dilakukan dalam wadah, sedangkan dalam peleburan busur, tetesan yang meleleh menetes dari busur ke alas berpendingin air dan segera dipadatkan.

Kadang-kadang struktur komposit yang tidak homogen diinginkan, seperti pada alat pemotong tungsten karbida yang disemen. Dalam kasus seperti itu, paduan tidak dilebur tetapi dibuat dengan teknik metalurgi serbuk (lihat di bawah).

Metalurgi

Meningkatkan kekuatan

Alasan paling umum untuk pemaduan adalah untuk meningkatkan kekuatan logam. Hal ini mengharuskan penghalang slip didistribusikan secara seragam di seluruh butiran kristal. Pada skala terbaik, hal ini dilakukan dengan melarutkan zat paduan dalam matriks logam (prosedur yang dikenal sebagai pengerasan larutan padat). Atom-atom dari logam paduan dapat menggantikan atom matriks pada tempat biasa (dalam hal ini mereka dikenal sebagai elemen substitusi), atau, jika mereka jauh lebih kecil daripada atom matriks, mereka dapat mengambil tempat di antara tempat biasa (di mana mereka disebut elemen interstisial).

Jenis penghalang yang lebih kasar berikutnya adalah endapan halus yang kaya zat terlarut dengan dimensi hanya puluhan atau ratusan diameter atom. Partikel-partikel ini dibentuk oleh perlakuan panas. Logam dipanaskan hingga mencapai suhu di mana fase yang kaya zat terlarut larut (misalnya, 5 persen tembaga dalam aluminium pada suhu 540 ° C [1.000 ° F]), dan kemudian didinginkan dengan cepat untuk menghindari pengendapan. Langkah selanjutnya adalah membentuk endapan halus di seluruh sampel dengan menua pada suhu tinggi yang jauh di bawah suhu yang digunakan untuk pelarutan awal.

Pada logam yang mengalami transformasi dari satu struktur kristal ke struktur kristal lainnya pada pemanasan (misalnya, besi atau titanium), perbedaan kelarutan zat terlarut antara fase suhu tinggi dan rendah sering digunakan. Sebagai contoh, pada baja paduan rendah yang digunakan untuk perkakas dan roda gigi, karbon membentuk endapan pengerasan. Karbon jauh lebih mudah larut dalam fasa fcc suhu tinggi (besi gamma, juga disebut austenit) dibandingkan dengan fasa bcc suhu rendah (besi alfa, atau ferit). Unsur-unsur paduan lain yang ditambahkan (misalnya kromium, nikel, dan molibdenum) memperlambat transformasi austenit saat pendinginan, sehingga transformasi fcc ke bcc terjadi pada suhu rendah melalui transformasi geser yang tiba-tiba; hal ini memungkinkan tidak ada waktu untuk pengendapan karbon dan membuat baja menjadi lebih keras. Pemanasan ulang terakhir cenderung membuat endapan menjadi kasar dan dengan demikian meningkatkan keuletan; ini biasa disebut temper.

Serangkaian penghalang pada skala yang sama dengan pengerasan presipitasi dapat dibuat dengan mengubah bentuk logam secara plastis pada suhu kamar. Hal ini sering dilakukan dalam operasi pengerjaan dingin seperti pengerolan, penempaan, atau penarikan. Deformasi terjadi melalui generasi dan gerakan cacat garis, yang disebut dislokasi, pada bidang slip yang berjarak hanya beberapa ratus diameter atom. Ketika slip terjadi pada bidang yang berbeda, dislokasi yang berpotongan membentuk kusut yang menghambat slip lebih lanjut pada bidang tersebut. Pengerasan regangan seperti itu dapat menggandakan atau melipatgandakan tegangan luluh suatu logam.

Meningkatkan ketahanan korosi

Paduan dapat memiliki ketahanan oksidasi suhu tinggi yang jauh lebih baik daripada logam murni. Unsur-unsur paduan yang paling sering digunakan untuk tujuan ini adalah kromium dan aluminium, yang keduanya membentuk lapisan oksida stabil yang melekat pada permukaan yang melindungi logam dari oksidasi lebih lanjut. Sebelas persen atau lebih kromium ditambahkan ke besi untuk membuat baja tahan karat, sementara 10 hingga 15 persen kromium dan 3 hingga 5 persen aluminium biasanya ditambahkan ke superalloy berbasis nikel atau kobalt yang digunakan pada komponen mesin jet bersuhu tertinggi.

Menghambat korosi paduan dalam air lebih bervariasi dan kompleks daripada menghambat oksidasi suhu tinggi. Namun demikian, salah satu teknik yang paling umum adalah menambahkan elemen paduan yang menghambat korosi.

Mengurangi biaya

Emas dan perak yang digunakan dalam perhiasan dan koin dipadukan dengan logam lain untuk meningkatkan kekuatan dan mengurangi biaya. Perak sterling mengandung 7,5 persen logam dasar, umumnya tembaga. Fraksi emas dalam perhiasan emas dinyatakan dalam karat, dengan 24 karat sebagai emas murni dan 18 karat sebagai 75 persen emas menurut beratnya. Pada koin, paduan dengan tampilan dan kepadatan perak biasanya digunakan sebagai pengganti perak; misalnya, semua koin AS yang terlihat terbuat dari perak sebenarnya memiliki lapisan permukaan 75 persen tembaga dan 25 persen nikel.

Menurunkan titik leleh

Pemaduan juga dapat dilakukan untuk menurunkan titik leleh logam. Sebagai contoh, menambahkan timbal ke timah akan menurunkan titik leleh paduan kaya timah, dan menambahkan timah ke timbal akan menurunkan titik leleh paduan kaya timbal. Paduan 62 persen timah dan 38 persen timbal, yang disebut komposisi eutektik, memiliki titik leleh terendah, jauh lebih rendah daripada kedua logam tersebut. Paduan timah-timah eutektik digunakan untuk penyolderan.

Pengecoran

Pengecoran terdiri dari penuangan logam cair ke dalam cetakan, di mana logam tersebut membeku menjadi bentuk cetakan. Proses ini sudah mapan pada Zaman Perunggu (dimulai sekitar 3000 SM), ketika digunakan untuk membentuk sebagian besar benda-benda perunggu yang sekarang ditemukan di museum. Proses ini sangat berharga untuk produksi ekonomis bentuk yang rumit, mulai dari suku cadang yang diproduksi secara massal untuk mobil hingga produksi patung, perhiasan, atau mesin yang sangat besar.

Proses

Proses pengecoran berbeda dalam cara pembuatan cetakan dan cara memasukkan logam ke dalam cetakan. Untuk logam dengan suhu leleh yang tinggi, bahan tahan api yang stabil harus digunakan untuk menghindari reaksi antara logam dan cetakan. Sebagian besar pengecoran baja dan besi, misalnya, dituangkan ke dalam pasir silika, meskipun beberapa bagian dituang ke dalam cetakan logam berlapis. Untuk logam dengan titik leleh yang lebih rendah, seperti aluminium atau seng, cetakan dapat dibuat dari logam lain atau pasir, tergantung pada berapa banyak bagian yang akan diproduksi dan pertimbangan lainnya. Gravitasi paling sering digunakan untuk mengisi cetakan, tetapi beberapa proses menggunakan gaya sentrifugal atau injeksi tekanan.

Pengecoran pasir

Pengecoran pasir banyak digunakan untuk membuat komponen besi tuang dan baja dengan ukuran sedang hingga besar yang kehalusan permukaan dan ketepatan dimensinya tidak terlalu penting.

Langkah pertama dalam operasi pengecoran adalah membentuk cetakan yang memiliki bentuk bagian yang akan dibuat. Dalam banyak proses, pola bagian dibuat dari beberapa bahan seperti kayu, logam, lilin, atau polistiren, dan bahan cetakan tahan api dibentuk di sekelilingnya. Sebagai contoh, dalam pengecoran pasir hijau, pasir yang dikombinasikan dengan pengikat seperti air dan tanah liat dikemas di sekeliling pola untuk membentuk cetakan. Pola tersebut dihilangkan, dan di atas rongga ditempatkan cetakan pasir serupa yang berisi saluran (disebut gerbang) yang melaluinya logam mengalir ke dalam cetakan. Cetakan dirancang sedemikian rupa sehingga pemadatan pengecoran dimulai jauh dari gerbang dan maju ke arahnya, sehingga logam cair di dalam gerbang dapat mengalir untuk mengimbangi penyusutan yang menyertai pemadatan. Kadang-kadang ruang tambahan, yang disebut anak tangga, ditambahkan ke pengecoran untuk menyediakan reservoir untuk mengisi penyusutan ini. Setelah pemadatan selesai, pasir dikeluarkan dari pengecoran, dan pintu gerbang dipotong. Jika rongga dimaksudkan untuk ditinggalkan dalam pengecoran-misalnya, untuk membentuk bagian berongga-bentuk pasir yang disebut core dibuat dan digantung di rongga pengecoran sebelum logam dituang.

Pola juga dibentuk untuk pengecoran pasir dari polimer yang diuapkan oleh logam cair. Pola-pola tersebut dapat dicetak dengan injeksi dan dapat memiliki bentuk yang sangat kompleks. Proses ini disebut pengecoran pola cetakan penuh atau penguapan.

Varian dari pengecoran pasir adalah proses pencetakan cangkang, di mana campuran pasir dan pengikat resin termoseting ditempatkan pada pola logam yang dipanaskan. Resin akan mengeras, mengikat partikel pasir menjadi satu dan membentuk setengah dari cetakan yang kuat. Dua bagian dan inti yang diinginkan kemudian dirakit untuk membentuk cetakan, dan cetakan ini didukung dengan pasir lembab untuk pengecoran. Akurasi dimensi yang lebih besar dan permukaan yang lebih halus diperoleh dalam proses ini dibandingkan dengan pengecoran pasir.

Cetakan logam

Cetakan lainnya terbuat dari logam. Di sini cetakan dengan bentuk yang diinginkan dikerjakan dari besi tuang atau baja. Jika logam mengalir ke dalam cetakan secara gravitasi, prosesnya disebut pengecoran cetakan permanen. Jika logam cair dipaksa masuk di bawah tekanan, prosesnya disebut die casting. Die casting didinginkan dengan air; akibatnya, die casting dapat menghasilkan komponen dengan dinding yang lebih tipis dengan kecepatan yang lebih tinggi daripada mesin cetakan permanen. Pendinginan yang cepat menciptakan bagian yang lebih kuat daripada pengecoran pasir, tetapi keuletan mungkin lebih buruk karena gas yang terperangkap dan porositas.

Karena biaya awal cetakan cukup besar, cetakan logam hanya hemat biaya jika banyak bagian yang sama yang akan dibuat. Memang, cetakan dapat dibuat untuk memproduksi beberapa bagian sekaligus.

Pengecoran investasi

Dalam pengecoran investasi, cetakan dibuat dengan mengeringkan bubur tahan api pada pola yang terbuat dari lilin atau plastik. Serangkaian lapisan diaplikasikan dan dikeringkan untuk membuat cangkang keramik, dan polanya kemudian dilebur atau dibakar untuk menghasilkan cetakan. Proses ini memungkinkan produksi massal komponen dengan bentuk yang lebih kompleks dan detail permukaan yang lebih halus daripada yang dapat dicapai dengan proses lainnya. Proses ini dapat digunakan pada hampir semua jenis logam dan biasanya digunakan untuk pengecoran komponen yang relatif kecil. Pola lilin dapat dibuat dengan cetakan injeksi.

Pengecoran sentrifugal

Pengecoran sentrifugal memaksa logam ke dalam cetakan dengan memutarnya. Ini digunakan untuk pengecoran benda-benda logam mulia yang kecil, sehingga pada dasarnya semua logam masuk ke dalam pengecoran, bukan ke dalam gerbang dan anak tangga. Ini juga digunakan untuk menghasilkan benda-benda yang panjang dan berongga tanpa menggunakan inti-misalnya, untuk mengecor pipa. Di sini, cetakan silinder yang panjang berbentuk horizontal dan diputar pada sumbu silinder saat logam dituangkan ke dalam cetakan.

Pengecoran kontinu

Sebenarnya bukan merupakan alat pengecoran komponen, pengecoran kontinu dipraktikkan dalam produksi utama logam untuk membentuk untaian untuk diproses lebih lanjut. Logam dituangkan ke dalam cetakan pendek, bolak-balik, berpendingin air dan mengeras bahkan saat ditarik dari sisi lain cetakan. Proses ini banyak digunakan dalam industri baja karena proses ini menghilangkan biaya pemanasan ulang ingot dan menggulungnya sesuai proporsi billet, mekar, dan lempengan yang dibuat dengan pengecoran kontinu.

Metalurgi

Sifat mekanik coran dapat terdegradasi oleh ketidakhomogenan dalam logam yang mengeras. Ini termasuk pemisahan, porositas, dan ukuran butiran yang besar.

Ukuran butir

Pengecoran berbutir halus dapat diproduksi dengan mendinginkan logam cair secara cepat hingga jauh di bawah suhu beku kesetimbangannya-yaitu dengan menuangkan ke dalam cetakan yang mendinginkan logam dengan cepat. Karena alasan ini, die casting memiliki ukuran butiran yang lebih halus dibandingkan dengan paduan yang sama yang dituang dalam cetakan pasir.

Pada besi tuang, perubahan luar biasa pada struktur mikro dihasilkan dari berbagai penambahan paduan dan suhu pengecoran. Sebagai contoh, besi tuang normal yang dipadatkan dalam cetakan pasir membentuk apa yang dikenal sebagai besi kelabu, sebuah matriks besi yang mengandung sekitar 20 persen serpihan grafit. Jenis besi ini memiliki keuletan yang terbatas. Namun, ketika sejumlah kecil magnesium ditambahkan ke dalam lelehan sebelum dituang, hasilnya adalah besi "grafit bulat", di mana grafit muncul sebagai bintil-bintil bulat dan keuletannya sangat meningkat. Jika besi cair dituang dingin (yaitu didinginkan dengan cepat), maka akan terbentuk besi "putih" yang mengandung sekitar 60 persen sementit, atau karbida besi. Bahan ini keras dan tahan aus, tetapi tidak memiliki keuletan sama sekali. Besi tuang ini biasanya diberi perlakuan panas untuk meningkatkan sifat mekanisnya.

Pemisahan

Bagian yang berbeda dari suatu casting mungkin memiliki komposisi yang berbeda, yang berasal dari fakta bahwa padatan yang membeku dari cairan memiliki komposisi yang berbeda dari cairan yang bersentuhan dengannya. (Sebagai contoh, ketika air garam didinginkan hingga terbentuk es, es pada dasarnya adalah air murni sementara konsentrasi garam dalam air meningkat). Segregasi kecil tidak penting, tetapi perbedaan besar dapat menyebabkan titik lokal yang sangat lemah atau kuat, dan kedua hal ini dapat menyebabkan kegagalan dini pada bagian yang mengalami tekanan.

Porositas

Porositas merupakan masalah utama dalam pengecoran, porositas pada dasarnya disebabkan oleh penyusutan yang menyertai pemadatan. Cetakan dirancang untuk memasukkan logam ke dalam pengecoran agar tetap penuh saat pemadatan berlangsung, tetapi, jika pengumpanan ini tidak sempurna, penyusutan akan muncul sebagai pori-pori internal atau retakan. Jika retakan ini besar, pengecoran tidak akan berguna. Jika kecil, mereka akan memiliki efek yang relatif kecil pada properti.

Penyebab lain dari porositas adalah adanya pengotor pembentuk gas dalam logam cair yang melebihi kelarutan gas dalam padatan. Dalam kasus seperti itu, pemadatan disertai dengan pembentukan gelembung saat gas ditolak. Untuk menghilangkan masalah ini, elemen pembentuk gas harus dihilangkan dari cairan sebelum pengecoran. Menggelembungkan gas inert seperti argon melalui cairan sebelum pengecoran adalah salah satu cara untuk melakukan hal ini; degassing vakum adalah cara lain.

Disadur dari: https://www.britannica.com/

Metalurgi ekstraktif

Setelah pemisahan dan konsentrasi dengan pemrosesan mineral, mineral logam mengalami metalurgi ekstraktif, di mana elemen logamnya diekstraksi dari bentuk senyawa kimia dan dimurnikan dari pengotor.

Senyawa logam sering kali merupakan campuran yang cukup kompleks (yang diolah secara komersial sebagian besar adalah sulfida, oksida, karbonat, arsenida, atau silikat), dan mereka tidak sering kali merupakan jenis yang memungkinkan ekstraksi logam dengan proses yang sederhana dan ekonomis. Akibatnya, sebelum metalurgi ekstraktif dapat mempengaruhi pemisahan elemen logam dari konstituen lain dari suatu senyawa, sering kali harus mengubah senyawa tersebut menjadi jenis yang lebih mudah diolah. Praktik yang umum dilakukan adalah mengubah sulfida logam menjadi oksida, sulfat, atau klorida; oksida menjadi sulfat atau klorida; dan karbonat menjadi oksida.

Proses yang mencapai semua ini dapat dikategorikan sebagai pirometalurgi atau hidrometalurgi. Pirometalurgi melibatkan operasi pemanasan seperti pemanggangan, di mana senyawa diubah pada suhu tepat di bawah titik lelehnya, dan peleburan, di mana semua konstituen bijih atau konsentrat dilebur seluruhnya dan dipisahkan menjadi dua lapisan cair, satu mengandung logam berharga dan yang lainnya adalah batuan buangan. Hidrometalurgi terdiri dari operasi seperti pelindian, di mana senyawa logam dilarutkan secara selektif dari bijih oleh pelarut berair, dan electrowinning, di mana ion logam diendapkan pada elektroda oleh arus listrik yang dilewatkan melalui larutan.

Ekstraksi sering kali diikuti dengan pemurnian, di mana tingkat pengotor diturunkan atau dikontrol dengan cara pirometalurgi, elektrolitik, atau kimiawi. Pemurnian pirometalurgi biasanya terdiri dari oksidasi pengotor dalam penangas cairan bersuhu tinggi. Elektrolisis adalah pelarutan logam dari satu elektroda sel elektrolitik dan pengendapannya dalam bentuk yang lebih murni ke elektroda lainnya. Pemurnian kimia melibatkan kondensasi logam dari uap atau pengendapan logam secara selektif dari larutan air.

Proses yang akan digunakan dalam ekstraksi dan pemurnian dipilih agar sesuai dengan pola keseluruhan, dengan produk dari proses pertama menjadi bahan umpan proses kedua, dan seterusnya. Proses hidrometalurgi, pirometalurgi, dan elektrolitik sangat umum digunakan satu demi satu dalam pengolahan logam tunggal. Pilihannya tergantung pada beberapa kondisi. Salah satunya adalah bahwa jenis senyawa logam tertentu dapat diekstraksi dengan mudah dengan metode tertentu; misalnya, oksida dan sulfat mudah larut dalam larutan pelindian, sedangkan sulfida hanya sedikit larut. Kondisi lainnya adalah tingkat kemurnian, yang dapat bervariasi dari satu jenis ekstraksi ke jenis lainnya.

Produksi seng menggambarkan hal ini, di mana logam seng yang dihasilkan oleh retort pirometalurgi atau operasi tanur tiup adalah 98 persen murni, dengan jejak timbal, besi, dan kadmium. Hal ini cukup memadai untuk menggembleng, tetapi kemurnian yang lebih disukai untuk die-casting (99,99 persen) harus diperoleh secara hidrometalurgi, dari elektrolisis larutan seng sulfat. Yang juga harus dipertimbangkan dalam memilih metode pemrosesan adalah pemulihan pengotor tertentu yang mungkin memiliki nilai sebagai produk sampingan. Salah satu contohnya adalah pemurnian tembaga: pemurnian pirometalurgi dari tembaga lepuh menghilangkan banyak pengotor, tetapi tidak memulihkan atau menghilangkan perak atau emas; namun, logam-logam mulia dipulihkan melalui pemurnian elektrolitik berikutnya.

Pirometalurgi

Dua proses pirometalurgi yang paling umum, baik dalam ekstraksi maupun pemurnian, adalah oksidasi dan reduksi. Dalam oksidasi, logam yang memiliki afinitas tinggi terhadap oksigen secara selektif bergabung dengannya untuk membentuk oksida logam; ini dapat diolah lebih lanjut untuk mendapatkan logam murni atau dapat dipisahkan dan dibuang sebagai produk limbah. Reduksi dapat dipandang sebagai kebalikan dari oksidasi. Dalam proses ini, senyawa oksida logam dimasukkan ke dalam tungku bersama dengan zat pereduksi seperti karbon. Logam melepaskan oksigen gabungannya, yang bergabung kembali dengan karbon untuk membentuk oksida karbon baru dan meninggalkan logam dalam bentuk yang tidak tercampur.

Reaksi oksidasi dan reduksi bersifat eksotermis (melepaskan energi) atau endotermis (menyerap energi). Salah satu contoh reaksi eksotermik adalah oksidasi besi sulfida (FeS) untuk membentuk oksida besi (FeO) dan gas sulfur dioksida (SO2):

Proses ini mengeluarkan panas dalam jumlah besar melebihi yang dibutuhkan untuk memulai reaksi. Salah satu reaksi endotermik adalah reduksi peleburan seng oksida (ZnO) oleh karbon monoksida (CO) untuk menghasilkan logam seng (Zn) dan karbon dioksida (CO2):

Agar reaksi ini dapat berjalan dengan kecepatan yang wajar, panas eksternal harus disuplai untuk mempertahankan suhu pada 1.300 hingga 1.350 ° C (2.375 hingga 2.450 ° F).

Pemanggangan

Seperti yang dinyatakan di atas, untuk kasus-kasus di mana senyawa yang mengandung logam tidak dalam bentuk kimia yang memungkinkan logam tersebut dapat dihilangkan dengan mudah dan ekonomis, pertama-tama perlu untuk mengubahnya menjadi senyawa lain. Perlakuan awal yang biasa digunakan untuk melakukan hal ini adalah pemanggangan.

Proses

Ada beberapa jenis pemanggangan yang berbeda, masing-masing dimaksudkan untuk menghasilkan reaksi tertentu dan menghasilkan produk panggang (atau kalsinasi) yang sesuai untuk operasi pemrosesan tertentu yang akan dilakukan. Prosedur pemanggangan adalah:

1. Pemanggangan oksidasi, yang menghilangkan semua atau sebagian sulfur dari senyawa logam sulfida, menggantikan sulfida dengan oksida. (Sulfur yang dihilangkan keluar sebagai gas sulfur dioksida.) Pemanggangan oksidator bersifat eksotermis.

2. Panggang sulfat, yang mengubah logam tertentu dari sulfida menjadi sulfat. Panggang sulfat bersifat eksotermik.

3. Panggang pereduksi, yang menurunkan status oksida atau bahkan sepenuhnya mereduksi oksida menjadi logam. Panggang pereduksi bersifat eksotermik.

4. Panggang kloridasi, atau klorinasi, yang mengubah oksida logam menjadi klorida dengan memanaskannya dengan sumber klorin seperti gas klorin, gas asam klorida, amonium klorida, atau natrium klorida. Reaksi-reaksi ini bersifat eksotermik.

5. Panggang penguapan, yang menghilangkan oksida yang mudah menguap dengan mengubahnya menjadi gas.

6. Kalsinasi, di mana bahan padat dipanaskan untuk menghilangkan karbon dioksida atau air yang digabungkan secara kimiawi. Kalsinasi adalah reaksi endotermik.

Pemanggang

Setiap proses di atas dapat dilakukan dalam pemanggang khusus. Jenis yang paling umum digunakan adalah fluidized-bed, multiple-hearth, flash, chlorinator, rotary kiln, dan mesin sintering (atau blast roaster).

Pemanggang unggun terfluidisasi (lihat gambar) telah diterima secara luas karena kapasitas dan efisiensinya yang tinggi. Alat ini dapat digunakan untuk mengoksidasi, mensulfatasi, dan menguapkan daging panggang. Pemanggang adalah cangkang baja silinder tegak berlapis tahan api dengan bagian bawah jeruji yang melaluinya udara dihembuskan dalam volume yang cukup untuk menjaga partikel umpan yang halus dan padat tetap berada dalam suspensi dan memberikan kontak padat-gas yang sangat baik. Umpan bijih dapat dimasukkan dalam keadaan kering atau sebagai suspensi air melalui pipa bawah ke dalam zona lapisan turbulen pemanggang. Pembuangan kalsin yang dipanggang dilakukan melalui pipa luapan samping.

Pemanggang dengan banyak perapian juga telah diterima secara luas karena dapat digunakan untuk proses oksidasi, sulfatisasi, kloridasi, penguapan, reduksi, dan kalsinasi. Pemanggang adalah cangkang baja silinder vertikal berlapis tahan api yang di dalamnya ditempatkan sejumlah perapian tahan api yang ditumpangkan. Poros tengah yang berputar perlahan memutar lengan rakyat jelata di setiap perapian untuk mengaduk bahan pemanggang dan mendorongnya ke dalam lubang jatuh yang mengarah ke perapian di bawahnya. Bahan pakan dimasukkan ke perapian atas, dan, karena mengikuti jalur zig-zag melintasi perapian dan ke bawah, bahan tersebut bertemu dengan aliran gas yang naik yang mempengaruhi pemanggangan. Kalsin dibuang dari perapian bawah.

Pemanggang flash hanya digunakan untuk mengoksidasi daging panggang dan, pada dasarnya, merupakan pemanggang dengan banyak perapian dengan perapian tengah dihilangkan. Desain ini muncul dengan kesadaran bahwa sebagian besar oksidasi terjadi karena partikel-partikelnya benar-benar jatuh dari perapian ke perapian.

Diagram skematik dari pemanggang unggun terfluidisasi.

Klorinator digunakan untuk memanggang oksida menjadi klorida. Mereka adalah cangkang baja melingkar tinggi yang dilapisi dengan bata tahan api untuk mencegah serangan klorin pada baja. Bagian atas setiap klorinator memiliki hopper tertutup untuk pengisian umpan secara berkala, dan klorin gas atau cair ditambahkan di bagian bawah unit. Panas disuplai oleh hambatan listrik melalui dinding cangkang dan oleh reaksi eksotermik yang mungkin terjadi. Produk tergantung pada reaksi kloridasi yang terjadi, dengan magnesium diklorida, misalnya, terbentuk sebagai cairan encer dan titanium tetraklorida keluar sebagai gas.

Kalsinasi karbonat menjadi oksida dilakukan dalam tanur putar horisontal, yang merupakan cangkang bundar baja ringan yang dilapisi dengan bahan tahan api dan memiliki panjang 10 hingga 12 kali diameter. Dengan kemiringan sedikit ke bawah dari ujung umpan ke ujung pembuangan, kiln berputar secara perlahan sementara pembakar berbahan bakar yang terletak di dalam kiln menyediakan panas yang dibutuhkan.

Mesin sintering, atau pemanggang ledakan, dapat melakukan pemanggangan oksidasi atau reduksi dan kemudian menggumpalkan kalsinasi yang dipanggang, atau dapat digunakan untuk aglomerasi saja. (Aglomerasi adalah peleburan bahan umpan halus menjadi potongan yang lebih besar yang dapat dimasukkan ke dalam tanur sembur atau retort, sehingga menghilangkan masalah kehilangan umpan halus dalam semburan udara panas). Reaksi oksidasi atau reduksi bersifat eksotermik, tetapi agar aglomerasi saja dapat dilakukan, bahan bakar seperti kokas halus harus dicampur dengan muatan.

Mesin sintering terdiri dari sabuk tak berujung dari palet logam yang bergerak dengan dasar parut di mana muatan umpan halus disebarkan dan dilewatkan di bawah pembakar. Saat muatan menyala, palet melewati kotak angin hisap, sehingga udara yang ditarik melalui lapisan umpan menyebabkan pembakaran (yaitu, oksidasi) sulfur atau karbon berlanjut dari atas ke bawah. Karena suhunya tinggi dan tidak ada agitasi pada umpan, fusi parsial terjadi pada permukaan partikel, membuat mereka saling menempel dalam bentuk klinker berpori dan seluler yang dikenal sebagai sinter.

Peleburan

Peleburan adalah proses yang membebaskan unsur logam dari senyawanya sebagai logam cair yang tidak murni dan memisahkannya dari bagian batuan buangan yang menjadi terak cair. Ada dua jenis peleburan, yaitu peleburan reduksi dan peleburan matte. Dalam peleburan reduksi, muatan logam yang dimasukkan ke dalam smelter dan terak yang terbentuk dari proses tersebut adalah oksida; dalam peleburan matte, terak adalah oksida sedangkan muatan logam adalah kombinasi sulfida logam yang meleleh dan bergabung kembali untuk menghasilkan sulfida logam yang homogen yang disebut matte.

Peleburan reduksi

Banyak jenis tungku yang digunakan untuk peleburan reduksi. Blast furnace secara universal digunakan dalam mereduksi senyawa seperti oksida besi, oksida seng, dan oksida timbal, meskipun ada perbedaan besar antara desain tungku yang digunakan dalam setiap kasus. Besi, yang ditemukan secara alami dalam bijih oksida hematit dan magnetit, dilebur dalam tanur tiup yang tinggi, melingkar, dan tertutup (lihat gambar). Umpan sinter atau pelet yang terdiri dari kokas (untuk bahan bakar), batu kapur (sebagai fluks untuk pembuatan terak), dan oksida besi dimasukkan ke dalam bagian atas tanur melalui lonceng ganda atau saluran yang berputar, dan udara panas dihembuskan melalui nozel, atau tuyeres, yang berada di dekat bagian bawah tanur. Dalam reaksi pembakaran berikutnya, oksigen di udara bergabung dengan karbon dalam kokas, menghasilkan panas yang cukup untuk melelehkan muatan tungku dan membentuk karbon monoksida, yang pada gilirannya mengurangi oksida besi menjadi besi metalik. Tungku disegel untuk mencegah keluarnya gas karbon monoksida, yang kemudian diambil dan dibakar sebagai bahan bakar untuk memanaskan udara tuyere. Di dalam perapian di bagian bawah tungku, terak cair dan besi terkumpul dalam dua lapisan, terak yang lebih ringan di bagian atas. Keduanya secara berkala dibuang, terak dibuang dan besi dimurnikan menjadi baja.

Tanur sembur dan kompor sembur panas

Tanur sembur seng juga merupakan tungku tertutup, dengan muatan oksida seng sinter dan kokas yang dipanaskan terlebih dahulu yang ditambahkan melalui bel pengisian tertutup. Tungku ini berbentuk persegi panjang, dengan poros yang lebih pendek dari tanur tiup besi. Semburan udara panas melalui tuyeres menyediakan oksigen untuk membakar kokas untuk mendapatkan panas dan memasok gas pereduksi karbon monoksida. Seng yang telah tereduksi keluar dari tungku sebagai uap, dan ini dialirkan ke bak penyemprotan timbal cair dan dikondensasikan menjadi logam seng cair. Terak dan timbal yang ada di dalam muatan disadap sebagai cairan dari perapian tungku. (Untuk ilustrasi tanur tiup timbal-seng, lihat gambar).

Tanur sembur

Tanur tiup timbal memiliki ukuran dan bentuk yang serupa dengan tanur tiup seng, namun bukan merupakan tanur tertutup, dan tidak menggunakan udara tuyere yang telah dipanaskan sebelumnya. Muatan sinter oksida timbal, kokas, dan fluks dituangkan ke dalam bagian atas tungku yang terbuka, dan atmosfer pereduksi yang kuat di dalam poros tungku mereduksi oksida menjadi logam. Timbal cair dan terak terkumpul dalam dua lapisan di perapian tungku, dengan timbal di lapisan bawah dan terak di atas.

Dua proses yang lebih baru untuk reduksi langsung konsentrat timbal sulfida yang belum dipanggang adalah QSL (Queneau-Schuhmann-Lurgi) dan KIVCET (singkatan dari bahasa Rusia yang berarti "peleburan kilat-siklon-oksigen-listrik"). Di dalam reaktor QSL, injeksi oksigen terlindung yang terendam mengoksidasi timbal sulfida menjadi logam timbal, sedangkan KIVCET adalah jenis tungku peleburan kilat di mana konsentrat timbal sulfida yang telah dikeringkan digabungkan dengan oksigen di dalam sebuah poros untuk menghasilkan logam timbal.

Peleburan matte

Tujuan utama peleburan matte adalah untuk melebur dan menggabungkan kembali muatan ke dalam matte yang homogen dari logam tembaga, nikel, kobalt, dan sulfida besi serta menghasilkan terak besi dan silikon oksida. Hal ini dilakukan di banyak jenis tungku pada bahan baku sulfida yang dipanggang maupun yang tidak dipanggang.

Tungku gema pada dasarnya adalah kotak bata tahan api persegi panjang yang dilengkapi dengan pembakar dinding ujung untuk menyediakan panas untuk peleburan. Tungku ini relatif tidak berisik, dan tidak mengeluarkan banyak umpan halus (yang ditambahkan melalui lubang atap) dengan gas buang. Matte disadap secara berkala dari lubang tengah, sementara terak mengalir terus menerus di ujung cerobong tungku. Tombak oksigen yang dimasukkan melalui atap, atau oksigen yang ditambahkan melalui pembakar, dapat meningkatkan kapasitas peleburan secara signifikan.

Tungku listrik mirip dengan tungku gema kecuali untuk metode pemanasan - dalam hal ini deretan elektroda yang diproyeksikan melalui atap ke dalam lapisan terak di perapian tungku dan pemanasan dengan resistansi.

Peleburan kilat merupakan perkembangan yang relatif baru yang telah diterima di seluruh dunia. Ini adalah proses autogenous, menggunakan oksidasi sulfida dalam muatan yang tidak dipanggang untuk memasok panas yang dibutuhkan untuk mencapai suhu reaksi dan melelehkan bahan umpan. Tungku yang paling banyak digunakan memiliki poros reaksi vertikal di salah satu ujung perapian yang panjang dan mengendap rendah dan poros penyerapan gas vertikal di ujung lainnya. Umpan yang halus dan belum dipanggang ditiupkan ke dalam poros reaksi bersama dengan udara yang telah dipanaskan sebelumnya; ini bereaksi secara instan, dan tetesan cairan jatuh ke perapian pengendapan, terpisah menjadi lapisan terak dan matte. Gas buangan, yang mengandung sulfur dioksida yang tinggi, sangat ideal untuk proses pemulihan sulfur.

Tahap kedua dari peleburan matte adalah mengubah sulfida menjadi logam. Selama bertahun-tahun bejana standar untuk operasi ini adalah konverter Peirce-Smith. Ini adalah drum baja horisontal yang dapat diputar, berlapis tahan api, dengan bukaan di bagian tengah atas untuk pengisian dan pengosongan, serta sederet tuyere di bagian belakangnya yang melaluinya udara, udara yang diperkaya oksigen, atau oksigen dapat dihembuskan ke dalam penangas cairan. Matte cair dari tungku peleburan dituangkan ke dalam konverter, setelah itu gas dihembuskan melalui tuyere untuk mengoksidasi besi terlebih dahulu dan kemudian belerang. Belerang keluar sebagai gas sulfur dioksida dan besi sebagai terak oksida besi, meninggalkan logam setengah murni. Panas yang cukup besar dihasilkan oleh reaksi eksotermik ini, menjaga cairan rendaman dan mempertahankan suhu reaksi yang diperlukan.

Proses yang lebih baru memanfaatkan evolusi panas eksotermis untuk menyelesaikan peleburan sulfida yang belum dipanggang dan konversi matte dalam satu operasi gabungan. Proses-proses tersebut adalah proses Noranda, TBRC (konverter rotari top-blown), dan Mitsubishi. Reaktor Noranda adalah tungku silinder horisontal dengan cekungan di bagian tengah tempat logam terkumpul dan perapian yang ditinggikan di salah satu ujungnya tempat terak dialirkan. Konsentrat sulfida yang belum dipanggang dalam bentuk pelet dituangkan ke dalam penangas cair di salah satu ujungnya, di mana tuyeres menginjeksikan campuran udara-oksigen. Hal ini menyebabkan terjadinya aksi pencampuran yang intens yang membantu proses peleburan, peleburan, dan oksidasi, yang mengikuti satu sama lain secara berurutan, dengan memanfaatkan panas eksotermik.

TBRC juga berbentuk silinder tetapi miring 17° ke arah horizontal, memiliki mulut terbuka di ujung atas untuk pengisian dan penuangan, dan berputar dengan kecepatan 5 hingga 40 putaran per menit. Tombak yang dimasukkan melalui mulut dapat memberikan kombinasi oksigen, udara, atau gas alam untuk menabrak rendaman cair dan menciptakan kondisi yang diperlukan untuk peleburan dan oksidasi. Kombinasi hembusan permukaan dan rotasi bath meningkatkan kinerja konverter. Proses Mitsubishi adalah operasi konversi peleburan kontinu yang menggunakan tiga tungku stasioner secara seri. Tungku pertama adalah untuk peleburan, dengan tombak oksigen dan pembakar berbahan bakar dimasukkan melalui atap. Terak dan matte mengalir dari sini ke tungku pembersih terak (dipanaskan dengan busur listrik), dan matte bermutu tinggi mengalir dari sini ke tungku pengubah, di mana udara yang diperkaya oksigen dihembuskan ke dalam bak mandi melalui tombak atap. Panas eksotermis yang dihasilkan di sini cukup untuk menjaga agar rendaman tetap berada pada suhu reaksi.

Peleburan elektrolitik

Peleburan juga dilakukan dengan disosiasi elektrolitik, pada suhu tinggi, dari senyawa klorida logam cair (seperti yang dilakukan dengan magnesium) atau bubuk oksida logam yang dilarutkan dalam elektrolit cair (seperti yang dilakukan dengan aluminium). Dalam setiap kasus, arus listrik dialirkan melalui rendaman untuk memisahkan senyawa logam; logam yang dilepaskan terkumpul di katoda, sementara gas dilepaskan di anoda.

Sel peleburan magnesium terdiri dari panci baja yang berfungsi sebagai katoda; dua baris elektroda grafit dimasukkan melalui penutup tahan api sebagai anoda. Elektrolitnya adalah campuran klorida, dengan magnesium klorida sebanyak 20 persen, dan sel dipertahankan pada suhu 700 ° C (1.300 ° F). Aliran arus memecah magnesium klorida menjadi gas klorin dan logam magnesium, yang masing-masing menuju ke anoda dan katoda.

Dalam proses peleburan Hall-Héroult, senyawa aluminium oksida yang hampir murni yang disebut alumina dilarutkan pada suhu 950 °C (1.750 °F) dalam elektrolit cair yang terdiri dari aluminium, natrium, dan fluor; ini dielektrolisis untuk menghasilkan logam aluminium di katoda dan gas oksigen di anoda. Sel peleburan adalah kotak baja berlapis karbon, yang berfungsi sebagai katoda, dan sederet elektroda grafit yang dimasukkan ke dalam rendaman berfungsi sebagai anoda.

Pemurnian

Pemurnian adalah prosedur terakhir untuk menghilangkan (dan sering kali memulihkan sebagai produk sampingan) sejumlah kecil pengotor yang tersisa setelah langkah-langkah ekstraksi utama selesai. Prosedur ini meninggalkan unsur logam utama dalam keadaan murni untuk aplikasi komersial. Prosedur ini dilakukan dengan tiga cara: pemurnian dengan api, elektrolitik, atau dengan metode kimia.

Pemurnian dengan api

Besi, tembaga, dan timbal dimurnikan dengan api melalui oksidasi selektif. Dalam proses ini, oksigen atau udara ditambahkan ke dalam logam cair yang tidak murni; pengotor teroksidasi sebelum logam dan dibuang sebagai terak oksida atau gas oksida yang mudah menguap.

Sebuah toko tungku oksigen dasar.

Tungku oksigen dasar (BOF) adalah bejana yang digunakan untuk mengubah besi kasar, yang terdiri dari sekitar 94 persen besi dan 6 persen pengotor gabungan seperti karbon, mangan, dan silikon, menjadi baja dengan sedikitnya 1 persen pengotor gabungan. BOF adalah unit berbentuk buah pir besar yang dapat dimiringkan untuk mengisi dan menuangkan. Besi cair tanur sembur dan potongan baja dimasukkan ke dalam tungku; kemudian diputar ke posisi tegak dan tombak dimasukkan untuk meniupkan gas oksigen bertonase tinggi ke dalam rendaman. Reaksi oksidasi terjadi dengan cepat, dengan silikon dan mangan teroksidasi terlebih dahulu dan bergabung membentuk terak oksida, kemudian karbon teroksidasi menjadi gas karbon monoksida dan terbakar menjadi karbon dioksida saat meninggalkan mulut tungku. Reaksi ini sangat eksotermis dan menjaga bejana tetap pada suhu reaksinya tanpa ada panas eksternal atau bahan bakar yang ditambahkan.

Tembaga melepuh yang diproduksi konverter dan timah tanur sembur juga diolah dengan pemurnian api, dengan kedua proses tersebut bergantung pada afinitas yang lebih lemah terhadap oksigen dari logam dibandingkan dengan pengotor yang dikandungnya. Tembaga cair dalam tungku tipe reverberatory kecil memiliki udara bertekanan yang dihembuskan ke dalamnya melalui pipa-pipa baja di bawah permukaan. Hal ini mengoksidasi seng, timah, besi, timbal, arsenik, antimon, dan belerang; belerang keluar sebagai gas belerang dioksida, sementara pengotor lainnya membentuk terak oksida yang disaring. Timah dimurnikan dengan cara yang hampir sama, yaitu dengan meniupkan udara bertekanan ke dalam rendaman timah cair dan pengotor utama berupa timah, antimon, dan arsenik teroksidasi sesuai dengan urutannya, naik ke permukaan sebagai skim dan dikikis.

Operasi pemurnian dengan api lainnya menggunakan distilasi fraksional. Dengan metode ini, logam seng dengan kemurnian 98 persen dapat ditingkatkan menjadi 99,995 persen. Pengotor utama dalam seng tanur sembur adalah timbal dan kadmium, dengan titik didih timbal pada suhu 1.744°C (3.171°F), seng pada suhu 907°C (1.665°F), dan kadmium pada suhu 765°C (1.409°F). Pada tahap pertama, seng dan kadmium direbus, menyisakan timbal cair, dan pada tahap kedua, kadmium direbus untuk menyisakan logam seng dengan kemurnian tinggi.

Pemurnian elektrolitik

Metode ini menghasilkan produk logam dengan kemurnian tertinggi serta pemulihan terbaik dari pengotor-pengotor yang berharga. Metode ini digunakan untuk tembaga, nikel, timbal, emas, dan perak. Logam yang akan dimurnikan dilemparkan ke dalam lempengan, yang menjadi anoda sel elektrolitik; lembaran logam lainnya adalah katoda. Kedua elektroda dicelupkan ke dalam elektrolit berair yang mampu menghantarkan arus listrik. Saat arus listrik dialirkan ke sel, ion logam larut dari anoda dan mengendap di katoda. Lumpur tak larut yang tertinggal di dalam sel diolah untuk mendapatkan kembali logam-logam produk sampingan yang berharga.

Pemurnian kimia

Contoh pemurnian kimia adalah proses nikel karbonil, di mana logam nikel yang tidak murni direaksikan secara selektif dengan gas karbon monoksida untuk membentuk gas nikel karbonil. Gas ini kemudian diuraikan untuk menghasilkan logam nikel dengan kemurnian tinggi.

Hidrometalurgi

Hidrometalurgi berkaitan dengan pencucian selektif senyawa logam untuk membentuk larutan yang darinya logam dapat diendapkan dan dipulihkan. Proses pelindian digunakan jika merupakan metode yang paling sederhana atau jika kadar bijih terlalu rendah untuk prosedur ekstraktif yang lebih mahal.

Konversi

Karena tidak semua bijih dan konsentrat ditemukan secara alami dalam bentuk yang memuaskan untuk pelindian, maka bijih dan konsentrat tersebut harus melalui operasi pendahuluan. Sebagai contoh, bijih sulfida, yang relatif tidak larut dalam asam sulfat, dapat dikonversi menjadi bentuk yang cukup larut dengan mengoksidasi atau mensulfatisasi roasting. Di sisi lain, bijih oksida dan konsentrat dapat diberikan pemanggangan reduksi terkendali untuk menghasilkan kalsin yang mengandung logam tereduksi yang akan larut dengan mudah di dalam larutan pelindian. Perlakuan-perlakuan ini dijelaskan secara lebih rinci di atas (lihat Pirometalurgi: Pemanggangan).

Perlakuan kedua yang populer untuk mengubah sulfida adalah oksidasi tekanan, di mana sulfida dioksidasi menjadi struktur berpori yang menyediakan akses yang baik untuk larutan pelindian. Pengolahan ini dikembangkan untuk pemulihan emas dari bijih sulfida, yang tidak cocok untuk pelindian sianida tanpa terlebih dahulu dioksidasi. Bubur konsentrat yang digiling halus dipanaskan terlebih dahulu hingga 175°C (350°F) dan dipompa ke dalam autoklaf empat atau lima kompartemen, dengan masing-masing kompartemen berisi pengaduk. Oksigen gas ditambahkan ke setiap kompartemen, dan waktu retensi dalam autoklaf adalah dua jam untuk mencapai oksidasi yang diinginkan.

Pencucian

Oksida dilindi dengan pelarut asam sulfat atau natrium karbonat, sedangkan sulfat dapat dilindi dengan air atau asam sulfat. Amonium hidroksida digunakan untuk bijih asli, karbonat, dan sulfida, sedangkan natrium hidroksida digunakan untuk oksida. Larutan sianida adalah pelarut untuk logam mulia, sementara larutan natrium klorida melarutkan beberapa klorida. Dalam semua kasus, pelarut pelindian harus murah dan tersedia, kuat, dan lebih disukai selektif untuk nilai-nilai yang ada.

Pelindian dilakukan dengan dua metode utama: pelindian sederhana pada suhu lingkungan dan tekanan atmosfer; dan pelindian bertekanan, di mana tekanan dan suhu dinaikkan untuk mempercepat operasi. Metode yang dipilih tergantung pada kadar bahan baku, dengan bahan baku yang lebih kaya memerlukan pengolahan yang lebih mahal dan lebih ekstensif.

Pelindian di tempat, atau pelindian in situ, dilakukan pada bijih yang terlalu jauh di bawah tanah dan memiliki kadar yang terlalu rendah untuk dilakukan pengolahan di permukaan. Larutan pelindian disirkulasikan ke bawah melalui badan bijih yang retak untuk melarutkan kandungan mineral dan kemudian dipompa ke permukaan, di mana kandungan mineral diendapkan.

Pelindian timbunan dilakukan pada bijih dengan kadar semilow - yaitu cukup tinggi untuk dibawa ke permukaan untuk diolah. Metode ini semakin populer seiring dengan semakin banyaknya tonase bijih kadar rendah yang ditambang. Bijih ditumpuk di atas bantalan dan disemprot dengan larutan pelindian, yang menetes ke bawah melalui tumpukan tersebut sambil melarutkan kandungannya. Larutan yang mengandung mineral-mineral tersebut dialirkan dan dibawa ke tangki pengendapan.

Bijih dengan kadar yang lebih tinggi diolah dengan pencucian tangki, yang dilakukan dengan dua cara. Salah satu metode berskala sangat besar, dengan beberapa ribu ton bijih diolah sekaligus dalam tangki beton besar dengan larutan yang bersirkulasi. Pada metode kedua, sejumlah kecil bijih bermutu tinggi yang ditumbuk halus diaduk di dalam tangki melalui udara atau dengan impeler mekanis. Kedua larutan tersebut dialirkan ke pengendapan setelah pelindian selesai.

Pelindian bertekanan mempersingkat waktu pengolahan dengan meningkatkan kelarutan padatan yang hanya larut dengan sangat lambat pada tekanan atmosfer. Untuk proses ini digunakan autoklaf, baik dalam gaya vertikal maupun horizontal. Setelah pelindian, larutan yang mengandung dipisahkan dari residu yang tidak larut dan dikirim ke pengendapan.

Pemulihan

Larutan hamil dari operasi pelindian diperlakukan dengan berbagai cara untuk mengendapkan nilai logam terlarut dan mendapatkannya kembali dalam bentuk padat. Hal ini meliputi pengendapan elektrolitik, transfer ion logam, pengendapan kimiawi, ekstraksi pelarut yang dikombinasikan dengan metode elektrolitik dan kimiawi, dan adsorpsi karbon yang dikombinasikan dengan pengolahan elektrolitik.

Deposisi elektrolitik, juga disebut electrowinning, menghasilkan produk yang murni dan merupakan metode yang lebih disukai. Namun, metode ini mahal, karena biaya listrik, dan harus memiliki larutan dengan kandungan logam yang tinggi. Anoda yang tidak larut, dan katoda yang terbuat dari bahan inert yang dapat dilucuti atau lembaran tipis logam yang diendapkan, dimasukkan ke dalam tangki yang berisi larutan pelindian. Ketika arus dialirkan, larutan akan terdisosiasi, dan ion-ion logam akan mengendap di katoda. Metode umum ini digunakan untuk tembaga, seng, nikel, dan kobalt.

Ekstraksi pelarut yang dikombinasikan dengan pengendapan elektrolitik mengambil larutan logam encer dan bernilai rendah dan memekatkannya ke dalam volume kecil dan kandungan logam yang tinggi, sehingga memuaskan untuk pengolahan elektrolitik. Bijih tembaga kadar rendah diproses dengan cara ini. Pertama, sejumlah besar larutan pelindian tembaga bernilai rendah (2,5 gram per liter, atau 0,33 ons per galon) dikontakkan dengan sejumlah kecil pelarut organik yang tidak dapat larut dalam air dalam minyak tanah. Nilai logam berpindah dari larutan pelindian ke dalam larutan ekstraksi, dua fase dipisahkan, dan larutan ekstraksi dilanjutkan ke sirkuit pengupasan. Di sini ditambahkan cairan lain yang memiliki afinitas yang lebih besar terhadap nilai logam, mengambilnya dari larutan ekstraksi. Kedua larutan dipisahkan, dengan volume kecil larutan pengupasan yang memiliki kandungan logam yang cukup tinggi (50 gram per liter, atau 6,6 ons per galon) agar sesuai untuk pengendapan elektrolitik.

Sirkuit adsorpsi digunakan untuk melucuti larutan sianida emas yang mengandung emas dengan karbon aktif. Karbon pada gilirannya dilucuti dari logam oleh larutan, yang kemudian masuk ke sel elektrolitik di mana kandungan emas disimpan di katoda.

Pengendapan kimiawi dapat dilakukan dengan beberapa cara. Dalam salah satu metode, reaksi perpindahan terjadi di mana logam yang lebih aktif menggantikan logam yang kurang aktif dalam larutan. Sebagai contoh, dalam sementasi tembaga, besi menggantikan ion tembaga dalam larutan, partikel padat tembaga mengendap sementara besi masuk ke dalam larutan. Ini adalah metode murah yang biasa diterapkan pada larutan pelindian yang lemah dan encer. Reaksi perpindahan lainnya menggunakan gas, dengan hidrogen sulfida, misalnya, ditambahkan ke dalam larutan yang mengandung nikel sulfat dan mengendapkan nikel sulfida. Terakhir, mengubah keasaman larutan merupakan metode pengendapan yang umum dilakukan. Yellow cake, nama umum untuk natrium diuranat, diendapkan dari larutan pelindian uranium pekat dengan menambahkan natrium hidroksida untuk menaikkan pH menjadi 7.

Disadur dari: https://www.britannica.com/

Metalurgi, seni dan ilmu pengetahuan untuk mengekstraksi logam dari bijihnya dan memodifikasi logam untuk digunakan. Metalurgi biasanya mengacu pada metode komersial dan bukan metode laboratorium. Metalurgi juga menyangkut sifat dan struktur kimia, fisika, dan atomik logam serta prinsip-prinsip di mana logam digabungkan untuk membentuk paduan.

Sejarah metalurgi

Penggunaan logam saat ini merupakan puncak dari jalur panjang perkembangan yang berlangsung selama sekitar 6.500 tahun. Secara umum disepakati bahwa logam yang pertama kali dikenal adalah emas, perak, dan tembaga, yang muncul dalam bentuk asli atau logam, yang paling awal adalah bongkahan emas yang ditemukan di pasir dan kerikil di dasar sungai. Logam-logam asli tersebut mulai dikenal dan dihargai karena nilai ornamen dan kegunaannya selama bagian akhir Zaman Batu.

Perkembangan paling awal

Emas dapat digumpalkan menjadi potongan-potongan yang lebih besar dengan palu dingin, tetapi tembaga asli tidak bisa, dan langkah penting menuju Zaman Logam adalah penemuan bahwa logam seperti tembaga dapat dibentuk menjadi bentuk-bentuk dengan mencairkan dan menuangnya ke dalam cetakan; di antara produk paling awal yang diketahui dari jenis ini adalah kapak tembaga yang dituang di Balkan pada milenium ke-4 Sebelum Masehi. Langkah lainnya adalah penemuan bahwa logam dapat diperoleh kembali dari mineral-mineral yang mengandung logam. Mineral-mineral ini telah dikumpulkan dan dapat dibedakan berdasarkan warna, tekstur, berat, serta warna api dan bau ketika dipanaskan. Hasil yang lebih besar yang diperoleh dengan memanaskan tembaga asli dengan mineral oksida yang terkait dapat menyebabkan proses peleburan, karena oksida-oksida ini mudah direduksi menjadi logam di dalam lapisan arang pada suhu lebih dari 700°C (1.300°F), karena reduktornya, yaitu karbon monoksida, menjadi semakin stabil. Untuk melakukan aglomerasi dan pemisahan tembaga yang dilebur atau dilebur dari mineral-mineral yang terkait, maka perlu untuk memasukkan oksida besi sebagai fluks. Langkah lebih lanjut ke depan ini dapat dikaitkan dengan keberadaan mineral gossan oksida besi di zona atas endapan tembaga sulfida yang lapuk.

Perunggu

Di banyak daerah, paduan tembaga-arsenik, yang memiliki sifat lebih unggul daripada tembaga baik dalam bentuk tuang maupun tempa, diproduksi pada periode berikutnya. Hal ini mungkin tidak disengaja pada awalnya, karena kesamaan warna dan warna nyala api antara perunggu dari mineral tembaga karbonat berwarna hijau terang dan produk lapuk dari mineral sulfida tembaga-arsenik seperti enargit, dan mungkin kemudian diikuti oleh pemilihan senyawa arsenik yang disengaja berdasarkan bau bawang putih ketika dipanaskan.

Kandungan arsenik bervariasi dari 1 hingga 7 persen, dengan kandungan timah hingga 3 persen. Pada dasarnya paduan tembaga bebas arsenik dengan kandungan timah yang lebih tinggi - dengan kata lain, perunggu asli - tampaknya muncul antara 3000 dan 2500 SM, dimulai dari delta Tigris-Eufrat. Penemuan nilai timah mungkin terjadi melalui penggunaan stannite, campuran sulfida tembaga, besi, dan timah, meskipun mineral ini tidak tersedia secara luas seperti mineral timah utama, kasiterit, yang seharusnya merupakan sumber logam tersebut. Kasiterit sangat padat dan muncul sebagai kerikil dalam endapan aluvial bersama dengan arsenopirit dan emas; kasiterit juga muncul pada tingkat tertentu pada gossan oksida besi yang disebutkan di atas.

Meskipun mungkin ada beberapa pengembangan perunggu secara independen di berbagai tempat, kemungkinan besar budaya perunggu menyebar melalui perdagangan dan migrasi orang-orang dari Timur Tengah ke Mesir, Eropa, dan mungkin Cina. Di banyak peradaban, produksi tembaga, tembaga arsenik, dan perunggu timah terus berlanjut selama beberapa waktu. Hilangnya paduan tembaga-arsenik pada akhirnya sulit untuk dijelaskan. Produksi mungkin didasarkan pada mineral yang tidak tersedia secara luas dan menjadi langka, tetapi kelangkaan relatif mineral timah tidak menghalangi perdagangan substansial logam tersebut dalam jarak yang cukup jauh. Bisa jadi, perunggu timah pada akhirnya lebih disukai karena kemungkinan terkena keracunan arsenik dari asap yang dihasilkan oleh oksidasi mineral yang mengandung arsenik.

Ketika bijih tembaga yang sudah lapuk di daerah tertentu dikerjakan, bijih sulfida yang lebih keras di bawahnya ditambang dan dilebur. Mineral-mineral yang terlibat, seperti kalkopirit, suatu sulfida tembaga-besi, membutuhkan proses pemanggangan oksidasi untuk menghilangkan sulfur sebagai sulfur dioksida dan menghasilkan oksida tembaga. Hal ini tidak hanya membutuhkan keterampilan metalurgi yang lebih besar tetapi juga mengoksidasi besi yang terkait erat, yang dikombinasikan dengan penggunaan fluks oksida besi dan kondisi reduksi yang lebih kuat yang dihasilkan oleh tungku peleburan yang lebih baik, menghasilkan kandungan besi yang lebih tinggi dalam perunggu.

Besi

Tidaklah mungkin untuk menandai perbedaan yang tajam antara Zaman Perunggu dan Zaman Besi. Potongan-potongan kecil besi akan diproduksi dalam tungku peleburan tembaga karena fluks oksida besi dan bijih tembaga sulfida yang mengandung besi digunakan. Selain itu, suhu tungku yang lebih tinggi akan menciptakan kondisi reduksi yang lebih kuat (dengan kata lain, kandungan karbon monoksida yang lebih tinggi dalam gas tungku). Sepotong besi awal dari sebuah jalur kereta api di provinsi Drenthe, Belanda, telah diberi tanggal 1350 SM, tanggal yang biasanya dianggap sebagai Zaman Perunggu Pertengahan untuk area ini. Di Anatolia, di sisi lain, besi telah digunakan sejak tahun 2000 SM. Ada juga referensi sesekali tentang besi pada periode yang lebih awal lagi, tetapi bahan ini berasal dari meteor.

Begitu hubungan telah terjalin antara logam baru yang ditemukan dalam peleburan tembaga dan bijih yang ditambahkan sebagai fluks, pengoperasian tungku untuk produksi besi secara alamiah mengikuti. Tentu saja, pada tahun 1400 SM di Anatolia, besi menjadi sangat penting, dan pada tahun 1200-1000 SM, besi dibuat dalam skala yang cukup besar menjadi senjata, yang pada awalnya berupa bilah belati. Karena alasan ini, tahun 1200 SM dianggap sebagai awal Zaman Besi. Bukti dari penggalian menunjukkan bahwa seni pembuatan besi berasal dari daerah pegunungan di sebelah selatan Laut Hitam, sebuah daerah yang didominasi oleh bangsa Het. Kemudian, seni ini rupanya menyebar ke Filistin, karena tungku-tungku mentah yang berasal dari tahun 1200 SM telah ditemukan di Gerar, bersama dengan sejumlah benda-benda besi.

Peleburan oksida besi dengan arang membutuhkan suhu yang tinggi, dan, karena suhu peleburan besi pada 1.540 ° C (2.800 ° F) tidak dapat dicapai pada saat itu, produk yang dihasilkan hanya berupa gumpalan logam seperti spons yang bercampur dengan terak semi-cair. Produk ini, yang kemudian dikenal sebagai bloom, hampir tidak dapat digunakan saat masih mentah, tetapi pemanasan ulang dan pemukulan panas berulang kali menghilangkan sebagian besar terak, menciptakan besi tempa, produk yang jauh lebih baik.

Sifat-sifat besi sangat dipengaruhi oleh keberadaan sejumlah kecil karbon, dengan peningkatan kekuatan yang besar yang terkait dengan kandungan kurang dari 0,5 persen. Pada suhu yang dapat dicapai - sekitar 1.200 °C (2.200 °F) - reduksi oleh arang menghasilkan besi yang hampir murni, yang lunak dan terbatas penggunaannya untuk senjata dan perkakas, tetapi ketika rasio bahan bakar terhadap bijih ditingkatkan dan perancangan tungku ditingkatkan dengan penemuan bellow yang lebih baik, lebih banyak karbon yang diserap oleh besi. Hal ini menghasilkan produk besi yang mekar dan produk besi dengan berbagai kandungan karbon, sehingga sulit untuk menentukan periode di mana besi mungkin sengaja diperkuat dengan karburasi, atau memanaskan kembali logam yang bersentuhan dengan arang berlebih.

Besi yang mengandung karbon memiliki keuntungan lebih lanjut, tidak seperti perunggu dan besi bebas karbon, besi ini dapat dibuat lebih keras dengan pendinginan-yaitu pendinginan cepat dengan perendaman dalam air. Tidak ada bukti penggunaan proses pengerasan ini selama Zaman Besi awal, sehingga proses ini pasti tidak diketahui saat itu atau tidak dianggap menguntungkan, karena pendinginan membuat besi menjadi sangat rapuh dan harus diikuti dengan penempaan, atau pemanasan ulang pada suhu yang lebih rendah, untuk memulihkan ketangguhan. Apa yang tampaknya telah ditetapkan sejak awal adalah praktik penempaan dingin berulang dan anil pada suhu 600-700 ° C (1.100-1.300 ° F), suhu yang secara alami dicapai dalam api sederhana. Praktik ini umum dilakukan di beberapa bagian Afrika bahkan hingga saat ini.

Pada tahun 1000 SM, besi mulai dikenal di Eropa tengah. Penggunaannya menyebar perlahan ke arah barat. Pembuatan besi cukup meluas di Britania Raya pada saat invasi Romawi pada tahun 55 SM. Di Asia, besi juga sudah dikenal pada zaman kuno, di Cina sekitar tahun 700 SM.

Kuningan

Sementara beberapa seng muncul dalam perunggu yang berasal dari Zaman Perunggu, ini hampir pasti merupakan penyertaan yang tidak disengaja, meskipun ini mungkin merupakan pertanda paduan terner yang kompleks pada Zaman Besi awal, di mana sejumlah besar seng dan timah dapat ditemukan. Kuningan, sebagai paduan tembaga dan seng tanpa timah, tidak muncul di Mesir hingga sekitar 30 SM, tetapi setelah itu dengan cepat diadopsi di seluruh dunia Romawi, misalnya, untuk mata uang. Kuningan dibuat dengan proses kalamin, di mana seng karbonat atau seng oksida ditambahkan ke tembaga dan dilebur di bawah penutup arang untuk menghasilkan kondisi reduksi. Pendirian industri kuningan secara umum merupakan salah satu kontribusi metalurgi penting yang dibuat oleh bangsa Romawi.

Logam mulia

Perunggu, besi, dan kuningan, kemudian, merupakan bahan logam yang digunakan oleh masyarakat untuk membangun peradaban mereka dan yang mereka gunakan untuk membuat peralatan perang dan damai. Selain itu, pada tahun 500 SM, tambang perak yang kaya akan kandungan timah telah dibuka di Yunani. Mencapai kedalaman beberapa ratus meter, tambang-tambang ini dialiri angin yang disediakan oleh api yang menyala di dasar lubang. Bijih disortir dengan tangan, dihancurkan, dan dicuci dengan aliran air untuk memisahkan mineral berharga dari material yang lebih ringan. Karena mineral-mineral ini pada dasarnya adalah sulfida, maka mineral-mineral ini dipanggang untuk membentuk oksida dan kemudian dilebur untuk mendapatkan paduan timbal-perak.

Timbal dihilangkan dari perak dengan cara cupellation, sebuah proses kuno yang sangat kuno di mana paduan tersebut dilebur di dalam tanah liat berpori dangkal atau wadah abu tulang yang disebut cupel. Aliran udara di atas massa cair secara istimewa mengoksidasi timbal. Oksidanya dihilangkan sebagian dengan menyeka permukaan cair; sisanya diserap ke dalam cupel berpori. Logam perak dan emas yang tertinggal di dalam cupel. Timbal dari skiming dan cupel yang dibuang diperoleh kembali sebagai logam setelah dipanaskan dengan arang.

Emas asli itu sendiri sering kali mengandung perak dalam jumlah yang cukup besar. Paduan perak-emas ini, yang dikenal sebagai elektrum, dapat dipisahkan dengan beberapa cara, tetapi mungkin yang paling awal adalah dengan memanaskannya dalam wadah dengan garam biasa. Seiring berjalannya waktu dan dengan perlakuan berulang, perak diubah menjadi perak klorida, yang masuk ke dalam terak cair, meninggalkan emas yang telah dimurnikan. Cupellation juga digunakan untuk menghilangkan kontaminasi seperti tembaga, timah, dan timbal dari emas. Emas, perak, dan timbal digunakan untuk tujuan artistik dan religius, perhiasan pribadi, peralatan rumah tangga, dan peralatan untuk berburu.

Dari 500 SM hingga 1500 M

Dalam seribu tahun antara 500 SM dan 500 M, sejumlah besar penemuan yang penting bagi pertumbuhan metalurgi dibuat. Matematikawan dan penemu Yunani, Archimedes, misalnya, menunjukkan bahwa kemurnian emas dapat diukur dengan menentukan beratnya dan jumlah air yang dipindahkan pada saat pencelupan-yaitu, dengan menentukan densitasnya. Pada masa sebelum Masehi, produksi baja pertama yang penting dimulai di India, dengan menggunakan proses yang telah dikenal oleh orang Mesir kuno. Baja Wootz, demikian sebutannya, dibuat sebagai besi spons (berpori) dalam sebuah unit yang tidak jauh berbeda dengan bloomery. Produk ini dipalu selagi panas untuk mengeluarkan terak, dipecah, kemudian ditutup dengan serpihan kayu dalam wadah tanah liat dan dipanaskan hingga potongan-potongan besi menyerap karbon dan meleleh, mengubahnya menjadi baja dengan komposisi homogen yang mengandung 1 hingga 1,6 persen karbon. Potongan-potongan baja tersebut kemudian dapat dipanaskan dan ditempa menjadi batangan untuk kemudian digunakan dalam pembuatan barang, seperti pedang Damaskus yang terkenal yang dibuat oleh pembuat baju besi Arab abad pertengahan.

Arsenik, seng, antimon, dan nikel mungkin sudah dikenal sejak masa awal, tetapi hanya dalam bentuk paduan. Pada tahun 100 SM, merkuri telah dikenal dan diproduksi dengan memanaskan mineral sulfida cinnabar dan mengembunkan uapnya. Sifatnya yang dapat bercampur (mencampur atau memadukan) dengan berbagai logam digunakan untuk pemulihan dan pemurnian. Timah dipukul menjadi lembaran dan pipa, pipa yang digunakan dalam sistem air awal. Logam timah tersedia dan orang Romawi telah belajar menggunakannya untuk melapisi wadah makanan. Meskipun bangsa Romawi tidak membuat penemuan metalurgi yang luar biasa, mereka bertanggung jawab atas, selain pendirian industri kuningan, mereka juga berkontribusi terhadap peningkatan organisasi dan administrasi yang efisien dalam pertambangan.

Dimulai sekitar abad ke-6, dan selama seribu tahun berikutnya, perkembangan metalurgi yang paling berarti berpusat pada pembuatan besi. Inggris Raya, di mana bijih besi berlimpah, merupakan wilayah pembuatan besi yang penting. Senjata besi, peralatan pertanian, barang-barang rumah tangga, dan bahkan perhiasan pribadi dibuat. Peralatan makan berkualitas tinggi dibuat di dekat Sheffield. Biara-biara sering menjadi pusat pembelajaran seni pengerjaan logam. Para biarawan menjadi terkenal karena pembuatan besi dan lonceng mereka, produk yang dibuat digunakan di biara-biara, dibuang secara lokal, atau dijual kepada pedagang untuk dikirim ke pasar yang lebih jauh. Pada tahun 1408, Uskup Durham mendirikan kincir bertenaga air pertama di Inggris, dengan tenaga air yang tampaknya mengoperasikan lonceng. Setelah tenaga semacam ini tersedia, tenaga ini dapat diterapkan pada berbagai operasi dan memungkinkan pemukulan bunga yang lebih besar.

Di Spanyol, wilayah pembuatan besi lainnya, Catalan forge telah ditemukan, dan penggunaannya kemudian menyebar ke daerah lain. Jenis tungku perapian, tungku ini terbuat dari batu dan diisi dengan bijih besi, fluks, dan arang. Arang terus dinyalakan dengan udara dari bellow yang ditiupkan melalui nosel bawah, atau tuyere (lihat gambar). Mekar yang perlahan-lahan terkumpul di bagian bawah dibuang dan setelah sering dipanaskan dan ditempa menjadi bentuk yang berguna. Pada abad ke-14, tungku ini telah diperbesar tinggi dan kapasitasnya.

Jika rasio bahan bakar dan bijih besi dalam tungku tersebut dijaga tetap tinggi, dan jika tungku mencapai suhu yang cukup panas sehingga sejumlah besar karbon terserap ke dalam besi, maka titik leleh logam akan diturunkan dan bunga api akan meleleh. Hal ini akan melarutkan lebih banyak lagi karbon, menghasilkan besi tuang cair dengan kandungan karbon hingga 4 persen dan dengan temperatur leleh yang relatif rendah, yaitu 1.150°C (2.100°F). Besi tuang akan terkumpul di dasar tungku, yang secara teknis akan menjadi tanur tiup dan bukannya bloomery karena besi akan ditarik sebagai cairan dan bukannya bongkahan padat.

Sementara orang-orang Zaman Besi di Anatolia dan Eropa terkadang secara tidak sengaja membuat besi tuang, yang secara kimiawi sama dengan besi tanur tinggi, orang Cina adalah yang pertama kali menyadari keunggulannya. Meskipun rapuh dan tidak memiliki kekuatan, ketangguhan, dan kemampuan kerja seperti baja, besi tuang ini berguna untuk membuat mangkuk tuang dan bejana lainnya. Faktanya, orang Cina, yang Zaman Besi-nya dimulai sekitar 500 SM, tampaknya telah belajar mengoksidasi karbon dari besi tuang untuk memproduksi baja atau besi tempa secara tidak langsung, daripada melalui metode langsung yang dimulai dari besi karbon rendah.

Setelah tahun 1500

Selama abad ke-16, pengetahuan metalurgi dicatat dan dipublikasikan. Ada dua buku yang sangat berpengaruh. Salah satunya, oleh Vannoccio Biringuccio dari Italia, berjudul De la pirotechnia (Eng. trans., The Pirotechnia of Vannoccio Biringuccio, 1943). Karya lainnya, oleh Georgius Agricola dari Jerman, berjudul De re metallica. Biringuccio pada dasarnya adalah seorang pekerja logam, dan bukunya membahas metode peleburan, pemurnian, dan pengujian (metode untuk menentukan kandungan logam dari bijih) serta mencakup pengecoran logam, pencetakan, pembuatan inti, dan produksi komoditas seperti meriam dan peluru meriam besi tuang. Karya ini merupakan deskripsi metodis pertama tentang praktik pengecoran logam.

Di sisi lain, Agricola adalah seorang penambang dan ahli metalurgi ekstraktif; bukunya membahas tentang pencarian dan survei di samping metode peleburan, pemurnian, dan pengujian. Dia juga menjelaskan proses yang digunakan untuk menghancurkan dan memusatkan bijih dan kemudian, secara rinci, metode pengujian untuk menentukan apakah bijih layak ditambang dan diekstraksi. Beberapa praktik metalurgi yang ia jelaskan pada prinsipnya masih digunakan hingga saat ini.

Logam besi

Dari tahun 1500 hingga abad ke-20, pengembangan metalurgi sebagian besar masih berkaitan dengan peningkatan teknologi dalam pembuatan besi dan baja. Di Inggris, penipisan kayu secara bertahap menyebabkan pelarangan penebangan kayu untuk dijadikan arang dan pada akhirnya memperkenalkan kokas, yang berasal dari batu bara, sebagai bahan bakar yang lebih efisien. Setelah itu, industri besi berkembang pesat di Inggris Raya, yang kemudian menjadi produsen besi terbesar di dunia. Proses krusibel untuk membuat baja, yang diperkenalkan di Inggris pada tahun 1740, di mana besi batangan dan bahan tambahan ditempatkan di dalam cawan lebur tanah liat yang dipanaskan dengan api kokas, menghasilkan baja pertama yang dapat diandalkan yang dibuat dengan proses peleburan.

Salah satu kesulitan dengan proses bloomery untuk produksi besi batangan lunak adalah, kecuali suhu dijaga tetap rendah (dan hasilnya kecil), sulit untuk menjaga kandungan karbon tetap cukup rendah sehingga logam tetap ulet. Kesulitan ini diatasi dengan melebur besi kasar berkarbon tinggi dari tanur sembur dalam proses puddling, yang ditemukan di Britania Raya pada tahun 1784. Di dalamnya, peleburan dilakukan dengan mengalirkan gas panas di atas muatan besi kasar dan bijih besi yang ditahan di perapian tanur. Selama pembuatannya, produk diaduk dengan garu besi (rakes), dan, ketika menjadi pucat karena kehilangan karbon, produk tersebut dikerjakan menjadi bola-bola, yang kemudian ditempa atau digulung menjadi bentuk yang berguna. Produk yang kemudian dikenal sebagai besi tempa ini memiliki kandungan unsur yang rendah yang berkontribusi pada kerapuhan besi kasar dan mengandung partikel terak yang terjerat yang menjadi serat memanjang ketika logam ditempa. Kemudian, penggunaan rolling mill yang dilengkapi dengan gulungan berlekuk untuk membuat batangan besi tempa diperkenalkan.

Perkembangan terpenting pada abad ke-19 adalah produksi baja murah berskala besar. Sebelum sekitar tahun 1850, produksi besi tempa dengan cara ditempa dan baja dengan cara peleburan dalam wadah telah dilakukan dalam unit-unit berskala kecil tanpa adanya mekanisasi yang signifikan. Perubahan pertama adalah pengembangan tungku perapian terbuka oleh William dan Friedrich Siemens di Inggris dan oleh Pierre dan Emile Martin di Prancis. Dengan menggunakan prinsip regeneratif, di mana gas hasil pembakaran digunakan untuk memanaskan siklus bahan bakar gas dan udara berikutnya, hal ini memungkinkan tercapainya temperatur yang tinggi sekaligus menghemat bahan bakar. Besi kasar kemudian dapat diolah menjadi besi cair atau baja karbon rendah tanpa pemadatan, skrap dapat ditambahkan dan dilebur, dan bijih besi dapat dilebur ke dalam terak di atas logam untuk menghasilkan oksidasi karbon dan silikon yang relatif cepat-semuanya dalam skala yang lebih besar. Kemajuan besar lainnya adalah proses Henry Bessemer, yang dipatenkan pada tahun 1855 dan pertama kali dioperasikan pada tahun 1856, di mana udara dihembuskan melalui besi kasar cair dari tuyere yang diletakkan di dasar bejana berbentuk buah pir yang disebut konverter. Panas yang dilepaskan oleh oksidasi silikon terlarut, mangan, dan karbon cukup untuk menaikkan suhu di atas titik leleh logam yang dimurnikan (yang meningkat seiring dengan berkurangnya kandungan karbon) dan dengan demikian mempertahankannya dalam keadaan cair. Tak lama kemudian, Bessemer memiliki konverter miring yang menghasilkan 5 ton dalam waktu satu jam, dibandingkan dengan empat hingga enam jam untuk 50 kilogram (110 pon) baja wadah dan dua jam untuk 250 kilogram besi yang digenangi air.

Baik tungku perapian terbuka maupun konverter Bessemer tidak dapat menghilangkan fosfor dari logam, sehingga bahan baku rendah fosfor harus digunakan. Hal ini membatasi penggunaannya dari daerah di mana bijih fosfor, seperti yang berasal dari pegunungan Minette di Lorraine, merupakan sumber utama besi di Eropa. Masalah ini dipecahkan oleh Sidney Gilchrist Thomas, yang mendemonstrasikan pada tahun 1876 bahwa lapisan tungku dasar yang terdiri dari dolomit yang dikalsinasi, alih-alih lapisan asam dari bahan silika, memungkinkan untuk menggunakan terak berkapur tinggi untuk melarutkan fosfat yang dibentuk oleh oksidasi fosfor dalam besi kasar. Prinsip ini akhirnya diterapkan pada tungku perapian terbuka dan konverter Bessemer.

Karena baja sekarang tersedia dengan harga yang jauh lebih murah dari harga sebelumnya, baja mengalami peningkatan penggunaan yang luar biasa untuk rekayasa dan konstruksi. Segera setelah akhir abad ini, baja menggantikan besi tempa di hampir semua bidang. Kemudian, dengan tersedianya tenaga listrik, tanur busur listrik diperkenalkan untuk membuat baja khusus dan baja paduan tinggi. Tahap signifikan berikutnya adalah pengenalan oksigen murah, yang dimungkinkan oleh penemuan siklus Linde-Frankel untuk pencairan dan distilasi fraksional udara. Proses Linz-Donawitz, yang ditemukan di Austria tak lama setelah Perang Dunia II, menggunakan oksigen yang dipasok sebagai gas dari pabrik oksigen bertonase, meniupkannya dengan kecepatan supersonik ke bagian atas besi cair di dalam bejana konverter. Sebagai pengembangan akhir dari proses Bessemer/Thomas, peniupan oksigen digunakan secara universal dalam produksi baja curah.

Logam ringan

Perkembangan penting lainnya pada akhir abad ke-19 adalah pemisahan aluminium dan magnesium dari bijihnya, dalam skala besar. Pada bagian awal abad ini, beberapa ilmuwan telah membuat sejumlah kecil logam ringan ini, tetapi yang paling sukses adalah Henri-Étienne Sainte-Claire Deville, yang pada tahun 1855 telah mengembangkan sebuah metode di mana kriolit, fluorida ganda aluminium dan natrium, direduksi oleh logam natrium menjadi aluminium dan natrium fluorida. Proses ini sangat mahal, tetapi biaya sangat berkurang ketika ahli kimia Amerika, Hamilton Young Castner, mengembangkan sel elektrolit untuk memproduksi natrium yang lebih murah pada tahun 1886. Pada saat yang sama, bagaimanapun, Charles M. Hall di Amerika Serikat dan Paul-Louis-Toussaint Héroult di Prancis mengumumkan proses yang pada dasarnya sama untuk ekstraksi aluminium, yang juga didasarkan pada elektrolisis. Penggunaan proses Hall-Héroult pada skala industri bergantung pada penggantian baterai penyimpanan dengan generator listrik putar; proses ini pada dasarnya tidak berubah hingga hari ini.

Pengelasan

Salah satu perubahan paling signifikan dalam teknologi fabrikasi logam adalah diperkenalkannya pengelasan fusi selama abad ke-20. Sebelum ini, proses penyambungan utama adalah pengelasan paku keling dan tempa. Keduanya memiliki keterbatasan skala, meskipun dapat digunakan untuk membangun struktur yang besar. Pada tahun 1895, Henry-Louis Le Chatelier menyatakan bahwa suhu dalam nyala api oksiasetilen adalah 3.500 °C (6.300 °F), sekitar 1.000 °C lebih tinggi daripada nyala api oksi hidrogen yang telah digunakan dalam skala kecil untuk mematri dan mengelas. Obor oksiasetilen praktis pertama, yang mengambil asetilena dari silinder yang mengandung asetilena yang dilarutkan dalam aseton, diproduksi pada tahun 1901. Dengan ketersediaan oksigen dengan biaya yang lebih rendah, pemotongan oksigen dan pengelasan oksiasetilen menjadi prosedur yang mapan untuk fabrikasi komponen baja struktural.

Logam dalam sambungan juga dapat dilelehkan oleh busur listrik, dan proses yang menggunakan karbon sebagai elektroda negatif dan benda kerja sebagai elektroda positif pertama kali menjadi minat komersial sekitar tahun 1902. Memukul busur dari elektroda logam berlapis, yang meleleh ke dalam sambungan, diperkenalkan pada tahun 1910. Meskipun tidak digunakan secara luas hingga sekitar 20 tahun kemudian, dalam berbagai bentuknya, metode ini sekarang bertanggung jawab atas sebagian besar pengelasan fusi.

Metalografi

Abad ke-20 telah menyaksikan perubahan metalurgi secara progresif, dari seni atau kerajinan menjadi disiplin ilmu dan kemudian menjadi bagian dari disiplin ilmu material yang lebih luas. Dalam metalurgi ekstraktif, telah terjadi penerapan termodinamika kimia, kinetika, dan teknik kimia, yang memungkinkan pemahaman, kontrol, dan peningkatan yang lebih baik dari proses yang ada dan pembuatan proses baru. Dalam metalurgi fisik, studi tentang hubungan antara struktur makro, struktur mikro, dan struktur atom di satu sisi dan sifat fisik dan mekanik di sisi lain telah meluas dari logam ke bahan lain seperti keramik, polimer, dan komposit.

Pemahaman ilmiah yang lebih besar ini sebagian besar berasal dari peningkatan berkelanjutan dalam teknik mikroskopis untuk metalografi, pemeriksaan struktur logam. Ahli metalografi sejati pertama adalah Henry Clifton Sorby dari Sheffield, Inggris, yang pada tahun 1860-an menerapkan mikroskop cahaya pada permukaan material yang telah dipoles seperti batu dan meteorit. Sorby akhirnya berhasil membuat catatan fotomikrografi, dan pada tahun 1885, nilai metalografi dihargai di seluruh Eropa, dengan perhatian khusus diberikan pada struktur baja. Sebagai contoh, pada akhirnya ada penerimaan, berdasarkan bukti mikrografi dan dikonfirmasi oleh pengenalan difraksi sinar-X oleh William Henry dan William Lawrence Bragg pada tahun 1913, tentang alotropi besi dan hubungannya dengan pengerasan baja. Selama tahun-tahun berikutnya, terdapat kemajuan dalam teori atomik padatan; hal ini mengarah pada konsep bahwa, pada material nonplastik seperti kaca, fraktur terjadi melalui perambatan cacat seperti retakan yang sudah ada sebelumnya dan bahwa, pada logam, deformasi terjadi melalui pergerakan dislokasi, atau cacat pada susunan atomik, melalui matriks kristal. Bukti dari konsep-konsep ini muncul dengan penemuan dan pengembangan mikroskop elektron; bahkan mikroskop ion medan yang lebih kuat dan mikroskop elektron resolusi tinggi sekarang memungkinkan untuk mendeteksi posisi atom individu.

Contoh lain dari perkembangan metalurgi fisik adalah penemuan yang merevolusi penggunaan aluminium pada abad ke-20. Awalnya, sebagian besar aluminium digunakan dalam paduan cor, tetapi penemuan pengerasan usia oleh Alfred Wilm di Berlin sekitar tahun 1906 menghasilkan bahan yang dua kali lebih kuat dengan hanya sedikit perubahan berat. Dalam proses Wilm, zat terlarut seperti magnesium atau tembaga terperangkap dalam larutan padat jenuh, tanpa dibiarkan mengendap, dengan mendinginkan aluminium dari suhu yang lebih tinggi daripada mendinginkannya secara perlahan. Paduan aluminium yang relatif lunak yang dihasilkan dapat dibentuk secara mekanis, tetapi, ketika dibiarkan pada suhu kamar atau dipanaskan pada suhu rendah, paduan ini akan mengeras dan menguat. Dengan tembaga sebagai zat terlarut, jenis bahan ini kemudian dikenal dengan nama dagang Duralumin. Kemajuan dalam metalografi yang dijelaskan di atas pada akhirnya memberikan pemahaman bahwa pengerasan usia disebabkan oleh dispersi endapan yang sangat halus dari larutan padat jenuh; hal ini membatasi pergerakan dislokasi yang sangat penting untuk deformasi kristal dan dengan demikian meningkatkan kekuatan logam. Prinsip-prinsip pengerasan presipitasi telah diterapkan pada penguatan sejumlah besar paduan.

Disadur dari: https://www.britannica.com/

Siapa yang dimaksud dengan Insinyur Pertambangan dan Geologi?

Seorang insinyur pertambangan dan geologi adalah seorang profesional teknis yang menerapkan pengetahuan dan keterampilannya dalam merancang tambang dengan mempertimbangkan semua langkah keamanan untuk mengekstraksi mineral dari dalam tanah. Mineral-mineral ini termasuk batu bara, besi, tembaga, emas, dan logam lainnya untuk keperluan industri seperti manufaktur dan utilitas. Karier sebagai insinyur pertambangan dan geologi mengharuskan untuk melakukan operasi pertambangan di daerah terpencil. 

Beberapa insinyur pertambangan mungkin diminta untuk bekerja di operasi pasir dan kerikil. Pada artikel ini, kita akan membahas bagaimana menjadi Insinyur Pertambangan dan Geologi di India, peran dan tanggung jawab Insinyur Pertambangan dan Geologi, keterampilan Insinyur Pertambangan dan Geologi, kualifikasi Insinyur Pertambangan dan Geologi di India dan kelayakan Insinyur Pertambangan dan Geologi.    

Insinyur Pertambangan dan Geologi Singkatnya
Karier sebagai insinyur pertambangan dan geologi adalah pekerjaan teknis yang membutuhkan identifikasi lokasi yang diperkaya dengan mineral bawah tanah. Merancang tambang dan mengawasi pembangunan tambang adalah pekerjaan sehari-hari insinyur pertambangan dan geologi. Mereka menentukan metode terbaik dan aman untuk mengekstraksi mineral dari dalam bumi.

Apa peran Insinyur Pertambangan dan Geologi?

Apakah Anda berpikir tentang bagaimana menjadi Insinyur Pertambangan dan Geologi di India atau apa peran dan tanggung jawab Insinyur Pertambangan dan Geologi? Pada bagian ini, kami akan memberikan semua jawaban atas pertanyaan Anda. Seorang insinyur pertambangan dan geologi adalah seorang profesional teknis yang terlibat dalam merancang tambang dan memastikan penggunaannya yang aman. Mereka bertanggung jawab untuk mempertimbangkan faktor lingkungan sebelum membangun tambang di bawah tanah, tergantung pada geografi daerah tersebut. Karier sebagai insinyur pertambangan dan geologi memerlukan perancangan tambang dan menentukan cara terbaik untuk mengekstraksi logam.

Beberapa insinyur pertambangan dan geologi bekerja sama dengan ahli geologi dan insinyur metalurgi untuk mengevaluasi deposit baru. Beberapa insinyur pertambangan dan geologi lainnya terlibat dalam pengembangan peralatan baru atau operasi pengolahan mineral langsung untuk memisahkan mineral dari zat lain. Seorang insinyur pertambangan dan geologi menentukan metode dan rencana untuk mengekstraksi mineral dengan cara yang efisien.

• Perencanaan

Peran dan tanggung jawab seorang Insinyur Pertambangan dan Geologi mencakup identifikasi lokasi dengan kemungkinan lebih tinggi untuk mineral bawah tanah yang diperkaya. Ia selanjutnya merencanakan kegiatan konstruksi yang efisien dengan mempertimbangkan faktor lingkungan dan penggunaan peralatan yang aman.

• Merancang tambang

Peran seorang insinyur pertambangan dan geologi adalah melakukan operasi pengeboran. Ia juga terlibat dalam merancang operasi tambang terbuka dan tambang bawah tanah.

Jenis-jenis Insinyur Pertambangan dan Geologi

Ada beberapa jenis insinyur pertambangan dan geologi. Anda dapat memilih karir yang disebutkan di bawah ini sebagai alternatif pilihan karir pertambangan dan geologi. 

• Ahli Geologi: Karier ahli geologi didasarkan pada Ilmu Bumi. Ilmu ini berfokus pada studi tentang batuan di lingkungan. Seorang ahli geologi tetap terlibat dalam mempelajari formasi batuan dan alam yang membentuk permukaan bumi kita seperti gunung berapi dan pembentukan sungai. Jika Anda tidak ingin memilih karir teknik, maka ahli geologi adalah pilihan alternatif terbaik untuk berkarir sebagai insinyur pertambangan dan geologi. 
• Insinyur Perminyakan: Seorang insinyur perminyakan juga dikenal sebagai insinyur gas. Mereka memiliki keahlian dalam pengeboran dan ekstraksi minyak dan gas alam di sumur tertentu. Seorang insinyur perminyakan bertanggung jawab untuk mengawasi operasi pengeboran untuk menyelesaikan masalah yang timbul dalam operasi. Ia bertanggung jawab untuk mengembangkan alat dan teknik pengeboran baru. Seorang insinyur perminyakan mengembangkan metode baru untuk mengekstraksi minyak dan gas dari sumur yang lebih tua. Ini adalah salah satu sub-disiplin utama dalam karier sebagai insinyur pertambangan dan geologi. 
• Insinyur Pertambangan: Seorang insinyur pertambangan adalah seorang profesional teknis yang bertanggung jawab untuk mengekstraksi mineral dari bumi. Ia terlibat dalam pengembangan tambang dan operasi bawah tanah. Seorang insinyur pertambangan bertanggung jawab untuk memahami pengaruh struktur tersebut terhadap lingkungan. 
• Insinyur Panas Bumi: Seorang insinyur panas bumi adalah seorang profesional yang mengakses sumber panas alami untuk menghasilkan energi. Mereka sering kali terlibat dalam pemrosesan energi panas bumi. Energi panas bumi dapat dikelompokkan dengan energi matahari dan angin sebagai sumber energi terbarukan yang dapat dikembangkan. Baca seluruh artikel untuk mengetahui lebih banyak tentang bagaimana menjadi seorang Insinyur Pertambangan dan Geologi di India. 

Seperti apa tempat kerja/lingkungan kerja seorang Insinyur Pertambangan dan Geologi?

Karier sebagai seorang insinyur pertambangan dan geologi memberikan peluang kerja di lokasi-lokasi terpencil. Seorang insinyur pertambangan dan geologi harus menghadapi tantangan di lokasi kerja. Seorang insinyur pertambangan dan geologi yang berpengalaman dapat memberikan layanan konsultasi setelah mengembangkan jaringan kontak di industri ini. Ia dapat bekerja di lingkungan kantor perusahaan pertambangan. 

Karier sebagai insinyur pertambangan dan geologi memberikan peluang di bidang-bidang yang berkaitan dengan terowongan, penggalian dan konstruksi. Pekerjaan sebagai insinyur pertambangan dan geologi melibatkan perjalanan ke daerah-daerah terpencil untuk mengidentifikasi lokasi dan menyiapkan rencana dengan mempertimbangkan keselamatan pekerja dan dampak lingkungan. Beberapa insinyur pertambangan dan geologi diharuskan melakukan perjalanan ke luar negeri. Pekerjaan insinyur pertambangan dan geologi mungkin sering membuat Anda merasa terisolasi dan terlibat dalam pekerjaan.

Apakah Insinyur Pertambangan dan Geologi memerlukan perjalanan?

Kemungkinan besar
Karier sebagai insinyur pertambangan dan geologi mengharuskan seseorang untuk melakukan perjalanan ke lokasi-lokasi terpencil. Mereka bertanggung jawab untuk mengidentifikasi lokasi yang diperkaya dengan mineral di bawah tanah dan menyiapkan rencana konstruksi untuk merancang tambang dengan mempertimbangkan faktor lingkungan dan keselamatan pekerja.

Pergeseran pekerjaan: Penuh waktu
Seorang insinyur pertambangan dan geologi diharuskan bekerja penuh waktu. Pergeseran pekerjaan lain paling tidak mungkin ada dalam karier sebagai insinyur pertambangan dan geologi seperti paruh waktu, per jam, panggilan atau bekerja dari rumah.

Sifat pekerjaan: Kontrak, permanen
Karier sebagai insinyur pertambangan dan geologi memberikan peluang kerja secara kontrak maupun permanen. Syarat dan ketentuan pekerjaan kontrak tergantung pada persyaratan organisasi. Pergeseran pekerjaan bervariasi tergantung pada persyaratan organisasi. Seorang insinyur pertambangan dan geologi dapat dipekerjakan untuk jangka waktu tertentu, seperti 12 bulan atau 15 bulan berdasarkan kontrak. Ia juga dapat memperoleh pekerjaan secara permanen.

Tempat kerja: Di Lapangan, kantor
Seorang insinyur pertambangan dan geologi memerlukan perjalanan ke daerah terpencil untuk menemukan dan mengidentifikasi lokasi yang diperkaya dengan mineral di bawah tanah. Mereka bertanggung jawab untuk memantau pekerjaan konstruksi yang melibatkan operasi pengeboran untuk merancang tambang.

Keberadaan di wilayah Geografis: Pedesaan, semi-perkotaan, perkotaan
Hyderabad, Kolkata dan Jaipur memberikan peluang karir yang menarik bagi para insinyur pertambangan dan geologi. Seorang insinyur pertambangan dan geologi yang bekerja di Hyderabad dan Kolkata mendapatkan penghasilan 62 persen lebih tinggi dari rata-rata nasional. 

Tekanan waktu: Kemungkinan
Karier sebagai seorang insinyur pertambangan dan geologi mengharuskan untuk bekerja di bawah tekanan waktu yang sering. Terkadang, hal ini dapat menyebabkan situasi darurat saat melakukan operasi pengeboran yang dapat membahayakan nyawa para pekerja. Dalam situasi seperti itu, insinyur pertambangan dan geologi harus sering bertindak. Seorang insinyur pertambangan dan geologi harus memastikan bahwa pekerjaan selesai di siang hari.  

Rincian lembur
Para profesional dalam karir insinyur pertambangan dan geologi mungkin sering diminta untuk bekerja lembur untuk memastikan keberhasilan proyek.

Jam kerja mingguan
Karier sebagai insinyur pertambangan dan geologi melibatkan delapan hingga sembilan jam kerja dalam satu shift. Lokasi pertambangan terletak jauh di daerah terpencil. Dalam kasus seperti itu, seorang insinyur pertambangan dan geologi dapat menghabiskan waktu tiga bulan di lokasi kerja. Setelah periode tiga bulan kerja, mereka akan mendapatkan sekitar dua minggu libur. 

Bagaimana cara menjadi seorang Insinyur Pertambangan dan Geologi?

Langkah-langkah untuk menjadi Insinyur Pertambangan dan Geologi

Jika Anda adalah seseorang yang tertarik untuk mempelajari, merancang dan mengelola pertambangan atau mengekstraksi mineral, logam, batu bara, dan sumber daya berharga lainnya, maka Anda harus memilih karir sebagai Insinyur Pertambangan dan Geologi. Jika Anda adalah seseorang yang ingin berkarir dalam operasi pertambangan dan mencari informasi tentang cara menjadi Insinyur Pertambangan dan Geologi di India, maka kami telah memberikan langkah-langkah lengkap untuk menjadi Insinyur Pertambangan dan Geologi di India. 

• Mengidentifikasi Keterampilan
• Mendaftar dalam Pelatihan/Kursus Formal
• Mengejar Sertifikasi Khusus
• Membangun Resume yang Kuat
• Mengikuti Program Magang
• Temukan Pekerjaan dan Lamar
• Mulailah Karier Insinyur Pertambangan dan Geologi Anda

1. Mengidentifikasi Keterampilan
Anda harus mengetahui keterampilan Insinyur Pertambangan dan Geologi, kualifikasi Insinyur Pertambangan dan Geologi, serta kelayakan Insinyur Pertambangan dan Geologi jika Anda ingin menjadi Insinyur Pertambangan dan Geologi. Setelah Anda mengidentifikasi apa saja keterampilan Insinyur Pertambangan dan Geologi, Anda harus mengembangkannya dari waktu ke waktu dan mengikuti langkah-langkah agar memenuhi syarat untuk posisi Insinyur Pertambangan dan Geologi. 

Di bawah ini kami telah menyebutkan keterampilan Insinyur Pertambangan dan Geologi, baik hard skill maupun soft skill yang harus Anda miliki untuk memilih karir sebagai Insinyur Pertambangan dan Geologi.

Beberapa soft skill Insinyur Pertambangan dan Geologi adalah perhatian terhadap detail, organisasi, keterampilan observasi, keterampilan komunikasi, dan keterampilan intelektual dan pengambilan keputusan. 

Keterampilan keras seorang Insinyur Pertambangan dan Geologi adalah Autocad, laporan teknis, desain teknik, keahlian teknis, dan keterampilan penginderaan jauh. 

2. Mengikuti pelatihan/Kursus formal
Untuk menjadi Insinyur Pertambangan dan Geologi, Anda harus lulus 10+2 dengan mata pelajaran Sains dari lembaga yang diakui. Kemudian Anda dapat memilih untuk mendapatkan gelar sarjana dan pekerjaan tingkat pemula. Setelah Anda mendapatkan pengalaman kerja, Anda dapat memilih untuk mendapatkan gelar master. Di bawah ini kami telah menyebutkan ujian Insinyur Pertambangan dan Geologi, gelar sarjana dan gelar master.

Ujian masuk

3. Mengejar sertifikasi khusus
Selain pendidikan formal, Anda juga dapat memilih kursus sertifikasi khusus yang akan membantu Anda mempelajari keterampilan dan pengetahuan tambahan dan juga akan menjadi manfaat tambahan untuk gelar Anda serta dalam resume Anda. 

4. Buatlah Resume yang kuat
Setelah Anda menempuh pendidikan formal atau kursus sertifikasi, sekarang saatnya Anda membangun resume yang kuat. Mulailah berburu lowongan magang Insinyur Pertambangan dan Geologi dan lamarlah. Resume Anda harus menyertakan semua detail Anda seperti pendidikan, minat, keahlian, dan sertifikasi Anda. 

5. Mengejar magang
Peran seorang Insinyur Pertambangan dan Geologi adalah untuk mengeksplorasi potensi tambang, merencanakan operasi dan pengolahan mineral, serta merancang proyek-proyek yang mengklaim lingkungan. Hal ini membutuhkan banyak latihan dan tidak dapat dilakukan hanya dengan menggunakan pengetahuan teoretis. Mengikuti program magang akan membantu Anda mendapatkan pengalaman langsung dan mengembangkan serta meningkatkan keterampilan teknik Pertambangan dan Geologi.

Oleh karena itu, Anda harus mempertimbangkan untuk memilih magang baik setelah menyelesaikan pendidikan Anda atau selama tahun terakhir studi akademis Anda. Setelah Anda membuat resume, Anda dapat mendaftar menggunakan berbagai platform magang seperti Naukri, Indeed, Internshala, Internsworld, dan lainnya dengan mengunggah resume Anda. 

6. Cari lowongan kerja dan lamar
Setelah Anda menyelesaikan magang dan mendapatkan pengalaman kerja. Anda sekarang dapat melamar pekerjaan Insinyur Pertambangan dan Geologi di berbagai platform penyedia pekerjaan seperti Naukri, Linkedin, Monster, dan Indeed dan kemudian mempersiapkan diri untuk wawancara. Anda dapat menghadiri beberapa wawancara yang relevan.

7. Memulai karir Insinyur Pertambangan dan Geologi Anda
Setelah menghadiri beberapa wawancara, pilihlah tawaran terbaik, terima tawaran tersebut, dan mulailah karir anda sebagai seorang Insinyur Pertambangan dan Geologi. Ini adalah langkah paling penting dalam cara menjadi Insinyur Pertambangan dan Geologi di India. Setelah Anda bergabung, Anda akan mengerjakan tugas-tugas berbasis kantor hingga kerja lapangan di lokasi tergantung pada tugas Anda.

Anda akan mengunjungi lokasi pertambangan, melakukan survei geologi, dan mengawasi operasi pertambangan. Anda juga akan menganalisis data dan membuat rencana teknik menggunakan perangkat lunak serta meneliti teknologi dan metode inovatif untuk meningkatkan efisiensi dan keberlanjutan pertambangan. 

Apa saja keterampilan dan kualitas yang dibutuhkan untuk menjadi seorang Insinyur Pertambangan dan Geologi?

Bagaimana cara menjadi seorang insinyur pertambangan dan geologi di India? Jika minat Anda membuat Anda berkutat di bidang ilmu kebumian dan mencari peluang karier, maka karier sebagai insinyur pertambangan dan geologi adalah salah satu karier yang luar biasa untuk memberikan Anda petualangan dengan kesempatan bepergian ke daerah-daerah terpencil, tidak seperti pekerjaan kantoran. Untuk membangun karir sebagai insinyur pertambangan dan geologi, Anda harus memiliki keahlian yang disebutkan di bawah ini. 

Ada beberapa keahlian yang harus dimiliki untuk membangun karir sebagai insinyur pertambangan dan geologi. 

• Kerja Tim: Seorang insinyur pertambangan dan geologi diharuskan untuk berfungsi secara efisien sebagai sebuah tim.  Pekerjaan insinyur pertambangan dan geologi membutuhkan koordinasi dengan para profesional teknik lainnya seperti insinyur geoteknik dan metalurgi. 
• Keterampilan Komunikasi: Seorang insinyur pertambangan dan geologi diharuskan menyiapkan laporan dan instruksi. Ia diharuskan menyiapkan laporan dan instruksi untuk para pekerja. Seorang insinyur pertambangan dan geologi berinteraksi secara verbal dengan pekerja konstruksi untuk menghindari miskomunikasi yang dapat menyebabkan kerusakan lebih lanjut dan dapat menyebabkan dampak negatif pada masalah lingkungan. 
• Pemikiran Analitis: Pekerjaan insinyur pertambangan dan geologi membutuhkan pertimbangan implikasi yang lebih luas dari pekerjaan mereka. Hal ini termasuk mempertimbangkan beberapa masalah yang saling bersaing namun saling berhubungan pada saat yang bersamaan. Mereka bertanggung jawab untuk merencanakan reklamasi lingkungan. 
• Keterampilan Pemecahan Masalah: Seorang insinyur pertambangan dan geologi diperlukan untuk mengeksplorasi tambang. Ia diharuskan untuk merencanakan operasi tambang, melakukan pemrosesan mineral, dan merancang proyek reklamasi lingkungan. Pekerjaan insinyur pertambangan dan geologi termasuk mengerjakan proyek-proyek kompleks yang membutuhkan keterampilan pemecahan masalah yang kuat untuk mencapai tujuan. 

Bagaimana prospek pekerjaan untuk Insinyur Pertambangan dan Geologi?

Kami telah meneliti pasar untuk berkarier sebagai insinyur pertambangan dan geologi. Jika anda ingin membangun karir sebagai insinyur pertambangan dan geologi, maka anda harus memeriksa wawasan pasar untuk mengetahui prospek pekerjaan dan aspek masa depannya. Diperkirakan akan ada pertumbuhan sebesar tujuh persen dalam jumlah pekerjaan untuk insinyur pertambangan dan geologi dalam lima tahun ke depan atau hingga tahun 2025. Terdapat persaingan yang ketat di antara para kandidat untuk pekerjaan di bidang teknik pertambangan dan geologi. Ada sejumlah pekerjaan yang tersedia di pasar di sektor pertambangan. Gaji yang diberikan kepada individu cukup tinggi dibandingkan dengan gaji rata-rata profesi lain yang terkait dengan konstruksi atau energi terbarukan. 

Pertanyaan yang Sering Diajukan untuk Insinyur Pertambangan dan Geologi

Que. Berapa gaji rata-rata seorang insinyur pertambangan dan geologi?
Jawab: Gaji bervariasi tergantung pada keterampilan dan pengalaman insinyur pertambangan dan geologi. Ada banyak faktor lain yang mempengaruhi gaji insinyur pertambangan dan geologi. Seperti ukuran organisasi dan area di mana organisasi tersebut berada. Gaji rata-rata insinyur pertambangan dan geologi adalah Rp302,25 per tahun.

Que. Berapa biaya rata-rata B.Tech. Teknik Metalurgi?
Jawab: Biaya bervariasi tergantung pada institusi. Perguruan tinggi teknik metalurgi pemerintah membebankan biaya yang lebih rendah dibandingkan dengan perguruan tinggi swasta. Biaya rata-rata untuk B.Tech. dalam teknik metalurgi adalah Rp14.625,22 per tahun. 

Que. Berapa gaji rata-rata yang diberikan kepada lulusan baru B.Tech Teknik Geoteknik?
Jawab: Gaji rata-rata yang diberikan kepada para kandidat bervariasi tergantung pada keterampilan dan pengalaman. Lulusan baru dari program B.Tech Teknik Geoteknik dengan pengalaman tingkat pemula atau pengalaman magang menemukan pekerjaan insinyur geoteknik permanen dengan gaji rata-rata Rp74.101,14 per tahun.  

Que. Apa saja program-program teknik lainnya yang dapat dipilih untuk membangun karir sebagai insinyur pertambangan dan geologi?
Jawab: Kandidat yang tidak ingin mendaftar dalam program gelar penuh waktu dapat memilih program diploma dan sertifikasi di bidang teknik pertambangan dan geologi atau bidang-bidang terkait. Spesialisasi utama adalah Teknik Geoteknik, Teknik Metalurgi, Teknik Petrokimia, Ilmu Bumi, Teknik Pertambangan dan Teknik Sipil. 

Que. Apa saja perguruan tinggi teknik pertambangan dan geologi terbaik?
Ada beberapa perguruan tinggi yang menyediakan penerimaan berdasarkan prestasi dengan persentase kelulusan 10+2. Beberapa perguruan tinggi Teknik Pertambangan dan Geologi adalah Institut Sains dan Teknologi Teknik India Shibpur, Institut Teknologi India Kharagpur, Institut Teknologi Nasional Karnataka Surathkal, Institut Teknologi Nasional Rourkela, Universitas Savitribai Phule Pune, Pune, BIT Sindri, Dhanbad, dan Politeknik Pemerintah, Nagpur. 

Que. Berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk menjadi seorang teknik pertambangan dan geologi?
Jawab: Diperlukan waktu empat hingga enam tahun untuk menjadi seorang insinyur pertambangan dan geologi karena Anda diharuskan untuk mengejar gelar sarjana dan gelar master.

Que. Apa kualifikasi seorang insinyur pertambangan?
Kualifikasi seorang insinyur pertambangan adalah sarjana di bidang Pertambangan atau master di bidang Pertambangan dari universitas yang diakui. B.Tech atau M.Tech atau B.E atau M.E di bidang Pertambangan. 

Que. Apa yang dimaksud dengan geologi dalam Teknik Pertambangan?
Jawab: Dalam Teknik Pertambangan, geologi pertambangan adalah ilmu terapan yang merupakan kombinasi dari geologi ekonomi dan prinsip-prinsip teknik pertambangan untuk mengembangkan sumber daya mineral.    

Que. Apakah Teknik Pertambangan merupakan karir yang bagus?
Jawab: Teknik Pertambangan adalah profesi yang baik dan bermanfaat. Insinyur pertambangan memiliki ruang lingkup di sektor publik dan swasta. 

Disadur dari: https://www.careers360.com/

Ada tiga perguruan tinggi negeri (PTN) di Indonesia yang punya Jurusan Teknik Pertambangan terbaik. Jurusan Teknik Pertambangan di tiga PTN ini dikatakan terbaik karena berdasarkan akreditasi Badan Akreditasi Nasional Perguruan Tinggi (BAN-PT), kampus ini sudah mengantongi akreditasi Unggul dan A.

Jurusan Teknik Pertambangan termasuk salah satu jurusan kuliah dengan prospek kerja cerah dan gaji yang menjanjikan. Terlebih di Indonesia punya sumber daya alam cukup banyak dan membutuhkan sumber daya manusia yang mumpuni untuk mengelola sumber daya alam tersebut.

Jurusan Teknik Pertambangan terbaik di Indonesia Dilansir dari laman resmi BAN PT, Sabtu (28/10/2023) 

berikut Jurusan Teknik Pertambangan terbaik yang bisa kamu pilih beserta biaya kuliah mengacu pada biaya kuliah pada tahun ajaran 2023/2024. 

1. Institut Teknologi Bandung (ITB)

Berdasarkan laman BAN-PT, Jurusan Teknik Pertambangan di ITB telah terakreditasi Unggul. Dilansir dari laman ITB, Program Studi Teknik Pertambangan mempelajari berbagai macam hal yang berhubungan dengan proses penambangan. 

Terutama mineral, batubara, batuan, logam dan non logam. Selain itu, Program Studi Teknik Pertambangan juga mempelajari ilmu ekonomi yang berkaitan dengan proses penambangan mineral seperti eksplorasi, eksploitasi, dan pemrosesan.

Prospek kerja lulusan Teknik Pertambangan di industri pertambangan: 

• ‌Batubara: PT. Tambang Batubara Bukit Asam, PT. Kaltim Prima Coal, PT. Arutmin Indonesia, PT. Adaro Indonesia, PT. Berau Coal, PT. Tanito Harum, BHP, dan lain-lain.
• ‌Tembaga/Emas: PT. Aneka Tambang, PT. Freeport Indonesia, PT. Nusa Halmahera Minerals PT. J resources, PT. Indo Muro Kencana, PT. Amman Mineral, dan lain-lain. 
• ‌Nikel: PT. Aneka Tambang (Pomalaa), PT. Vale Indonesia, dan lain-lain. 
• ‌Panas Bumi: PT. Geo Dipa Energi, PT. Star Energy. 
• ‌Timah: PT. Tambang Timah dan lain-lain Pasir Besi: PT. Aneka Tambang (Cilacap), dan lain-lain.
• ‌Mineral Industri: Perusahaan-perusahaan yang mengusahakan komoditas: kaolin, fosfat, granit, marmer, gipsum, lempung, feldspar, bentonit, kuarsa, batu kapur, zeolit, trass, barit, batu andesit, sirtu, pasir, belerang. 

Selain bisa bekerja di industri pertambangan, lulusan Teknik Pertambangan juga bisa bekerja di industri lain, antara lain: 

• ‌Kontraktor/Alat Berat: PT. Thiess Indonesia, PT. United Tractor, PT. Pamapersada Nusantara, PT. Trakindo Utama, PT. Cipta Kridatama, dan lain-lain. 
• ‌Semen: PT. Semen Cibinong, PT. Semen Gresik, PT. Indocement, PT. Semen Padang, dan lain-lain. 
• ‌Pertamina 
• ‌Perusahaan Pembangkit Listrik
• Jasa Umum/Konsultan: PT. Geoservices PT. Intertek Utama Service, dan lain-lain.
• ‌Perbankan, Bursa Efek 
• ‌Konsultan Pertambangan 
• ‌Pemerintahan
• ‌Birokrat
• ‌Pengajar, Peneliti (BRIN, Litbang Industri, dan lain-lain.)

Biaya kuliah di Teknik Pertambangan ITB, bagi yang diterima melalui SNBP maupun SNBT (dalam bentuk Uang Kuliah Tunggal/UKT) adalah sebagai berikut: 

Selain Sekolah Bisnis dan Manajemen (SBM) 
UKT 1: Rp 0 
UKT 2: Rp 1.000.000
UKT 3: Rp 5.000.000 
UKT 4: Rp 8.750.000 
UKT 5: RP 12.500.000.

Sedangkan yang lolos di Teknik Pertambangan lewat jalur mandiri, maka ada biaya lain berupa Iuran Pengembangan Institusi (IPI) yang dibayarkan satu kali saja. 

UKT 5 per semester: Rp12.500.000 
IPI minimum Rp 25 juta. 

2. Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 

Jurusan Teknik Pertambangan UPN Veteran Jogja memiliki akreditasi Unggul. Dilansir dari laman resminya, kelebihan Teknik Pertambangan UPN adalah merupakan teknik Pertambangan yang umum dan menjabarkan keseluruhan tahapan dalam kegiatan pertambangan mulai dari kegiatan ekplorasi hingga pasca tambang. 

Adanya mata kuliah Perencanaan Tambang yang proses pembelajarannya juga dilakukan dengan langsung praktek dilapangan mulai dari penentuan lokasi, pemetaan, ekploras, perencanaan tambang hinmgga kegiatan penutupan tambang. Selain itu terdapat 4 kuliah lapangan yang terdiri:

• ‌Praktek Lapangan 1 pengenalan Lapangan Kebumian 
• ‌Praktek Lapangan 2 Eskursi Industri Tambang 
• ‌Praktek Lapangan 3 Praktek Tambang Terbuaka 
• ‌Praktek Lapangan 4 Praktek Tambang Bawah Tanah 

Perlu kamu tahu bahwa kategori pengelompokan UKT Program Diploma dan Sarjana untuk jalur penerimaan SNBP, SNBT dan Seleksi Mandiri bagi setiap mahasiswa ditentukan berdasarkan penghasilan kotor orangtua, penghasilan tambahan, pengeluaran rutin (listrik, air, ponsel), PBB, jumlah tanggungan, dan lain-lain.

Jadi besaran nilai UKT setiap mahasiswa dapat berbeda sesuai dengan indikator. Besaran UKT untuk jurusan Teknik Pertambangan di UPN Jogja yakni:

UKT kelompok I: Rp 500.000
UKT kelompok II: Rp 1 juta 
UKT kelompok III: Rp 2,5 juta
UKT kelompok IV: Rp Rp 4 juta
UKT kelompok V: Rp 5,5 juta 
UKT kelompok VI: Rp 7 juta
UKT kelompok VII: Rp 8,5 juta 
UKT kelompok VIII: Rp 9.932.000

Sedangkan besaran biaya Sumbangan Pengembangan Institusi (SPI) bagi calon mahasiswa yang mendaftar di UPN Jogja lewat jalur Mandiri diatur lebih lanjut dengan Surat Keputusan Rektor UPN "Veteran" Yogyakarta.

 3. Universitas Hasanuddin (Unhas) 

Satu lagi Jurusan Teknik Pertambangan terbaik di Indonesia adalah di Universitas Hasanuddin atau Unhas. Jurusan Teknik Pertambangan Unhas memiliki akreditasi A. 

Mahasiswa Teknik Pertambangan Unhas memiliki kemampuan mengembangkan pengetahuan dan keterampilan untuk melakukan perencanaan dan pengelolaan kegiatan pertambangan, keterampilan pengendalian permasalahan kerekayasaan pertambangan, konsep pertambangan berwawasan lingkungan, dan sistem penambangan yang efektif dan efisien.

 Lulusan yang sesuai dengan kebutuhan pasar kerja pada berbagai bidang yang terkait dengan industri pertambangan di tingkat nasional dan internasional. 

Bagi calon mahasiswa yang mengincar Teknik Pertambangan Unhas, berikut biaya kuliah bagi yang lolos lewat jalur SNBP, SNBT dan Jalur Mandiri. 

‌BKT Rp 13.397.000 
‌UKT Kelompok I Rp 0 
‌Kelompok II Rp1.000.000 
‌Kelompok III Rp 2.000.000 
‌Kelompok IV Rp 3.250.000 
‌Kelompok V Rp 4.250.000 
‌Kelompok VI Rp 5.500.000 
‌Kelompok VII Rp 6.500.000 
‌Kelompok VIII Rp 7.750.000.

Sedangkan yang diterima di jalur mandiri, berikut biaya kuliah yang dibutuhkan: 

UKT per semester: Rp 7.750.000 
Dana Pengembangan: Rp 70.000.000 

Demikian informasi mengenai 3 Jurusan Teknik Pertambangan terbaik di Indonesia dan biaya kuliah yang diperlukan. 

Calon mahasiswa yang mengincar Jurusan Teknik Pertambangan bisa memilih salah satu dari tiga PTN terbaik ini agar mendapatkan pendidikan yang berkualitas pula.

Sumber: kompas.com

Sesuai dengan namanya Program Studi (prodi) Teknik Pertambangan akan mempelajari berbagai macam hal yang berhubungan dengan proses penambangan terutama mineral, batubara, batuan, logam dan non logam. Untuk melakukan proses penambangan ada beberapa hal yang harus dipersiapkan seperti ilmu tentang mineral yang akan ditambang, metode eksplorasi, mempelajari  sifat mineral yang akan ditambang , kegunaannya untuk apa saja ? Bagaimana cara mengolahnya agar bisa dimanfaatkan oleh manusia?
Misalkan, saat ini ketika kita akan menambang emas maka selain mengetahui hal-hal penting yang telah disebutkan diatas, perlu diketahui pula apakah proses penambangan yang akan dilakukan itu menguntungkan atau tidak. Maksudnya? Sifat mineral, kegunaannya, cara menambangnya, juga cara mengolahnya agar bisa dipergunakan oleh manusia harus diperhitungkan sisi ekonominya. Oleh sebab itu, pada prodi Teknik Pertambangan, teman-teman juga akan mempelajari ilmu ekonomi yang berkaitan dengan proses penambangan mineral.

Dalam proses penambangan, ada tiga hal utama yang dilakukan yaitu: eksplorasi, eksploitasi, dan pemrosesan. Eksplorasi merupakan proses pencarian mineral berharga. Eksploitasi adalah proses penambangan mineral tersebut. Sedangkan pemrosesan adalah kegiatan memisahkan mineral berharga dari partikel-partikel lain yang menyatu dengan mineral tersebut.

Nah, disini teman-teman juga akan belajar banyak tentang mengeksploitasi mineral berharga. Apa sih yang disebut dengan mineral berharga ? Kenapa Teknik Pertambangan hanya menambang mineral berharga ? Bagaimana dengan minyak bumi ? Mineral berharga itu terdiri dari emas, perak, platina, dll. Nah, jangan bingung antara pertambangan dan perminyakan. Teknik Perminyakan berfokus pada minyak bumi dan gas alam, kalau ini dilakukan oleh prodi Teknik Perminyakan. Kalau kegiatan eksplorasi dan penambangan material , ini yang akan dipelajari di Teknik Pertambangan. Sifat yang berbeda antara minyak bumi dan mineral berharga menyebabkan proses penambangannya pun berbeda.

Prodi Teknik Pertambangan akan membantu mahasiswanya untuk mengembangkan ilmu pertambangan dengan penyediaan fasilitas yang mendukung dan metode belajar yang bervariasi. Mahasiswa Teknik Pertambangan memiliki kesempatan untuk mengaplikasikan ilmunya melalui Kerja Praktek dan atau Tugas Akhir. Keduanya bisa dilakukan di lokasi penambangan. Di tingkat akhir, mahasiswa akan mengerjakan project dalam capstone design.

Pada intinya prodi Teknik Pertambangan akan mempelajari bagaimana cara mengambil mineral berharga se-ekonomis mungkin.

Prospek kerja

• Industri Pertambangan
  • Batubara : PT. Tambang Batubara Bukit Asam, PT. Kaltim Prima Coal, PT. Arutmin Indonesia, PT. Adaro Indonesia, PT. Berau Coal, PT. Tanito Harum, BHP, dll.
  • Tembaga/Emas : PT. Aneka Tambang, PT. Freeport Indonesia, PT. Nusa Halmahera Minerals PT. J resources, PT. Indo Muro Kencana, PT. Amman Mineral, dll
  • Nikel : PT. Aneka Tambang (Pomalaa), PT. Vale Indonesia, dll.
  • Panas Bumi : PT. Geo Dipa Energi, PT. Star Energy.
  • Timah : PT. Tambang Timah dll.
  • Pasir Besi : PT. Aneka Tambang (Cilacap), dll.
  • Mineral Industri : Perusahaan-perusahaan yang meng-usahakan komoditas: kaolin, fosfat, granit, marmer, gipsum, lempung, feldspar, bentonit, kuarsa, batu kapur, zeolit, trass, barit, batu andesit, sirtu, pasir, belerang.

• Industri Lain
  • Kontraktor/Alat Berat : PT. Thiess Indonesia, PT. United Tractor, PT. Pamapersada Nusantara, PT. Trakindo Utama, PT. Cipta Kridatama, dll.
  • Semen : PT. Semen Cibinong, PT. Semen Gresik, PT. Indocement, PT. Semen Padang, dll.
  • Pertamina
  • Perusahaan Pembangkit Listrik
• Jasa Umum/Konsultan: PT. Geoservices PT. Intertek Utama Service, dll
  • Perbankan, Bursa Efek
  • Konsultan Pertambangan
• Pemerintahan
  • Birokrat
• Pengajar, peneliti (BRIN,  Litbang Industri,  dll.)

Sumber: www.fttm.itb.ac.id