Besi Terbuat Dari Apa? Proses Pembuatan Dan Bahan Utamanya

Hai guys! Pernahkah kalian bertanya-tanya, besi terbuat dari apa sih? Material yang kokoh dan serbaguna ini menjadi bagian penting dalam kehidupan kita sehari-hari. Mulai dari konstruksi bangunan, pembuatan kendaraan, hingga peralatan rumah tangga, besi hadir di mana-mana. Tapi, sebenarnya dari mana besi ini berasal? Yuk, kita bahas tuntas!

Bahan Baku Utama Besi

Untuk menjawab pertanyaan besi terbuat dari apa, kita harus melihat ke bahan baku utamanya terlebih dahulu. Besi, dalam bentuk murninya, jarang ditemukan di alam. Ia biasanya hadir dalam bentuk senyawa yang disebut bijih besi. Bijih besi ini adalah batuan yang mengandung oksida besi, dan beberapa mineral lainnya. Nah, jenis bijih besi yang paling umum digunakan untuk produksi besi adalah:

1. Hematit (Fe2O3): Hematit adalah bijih besi yang paling banyak ditemukan dan memiliki kandungan besi yang cukup tinggi, sekitar 70%. Warnanya bervariasi, mulai dari merah tua hingga abu-abu kehitaman. Hematit menjadi pilihan utama karena ketersediaannya yang melimpah dan proses pengolahannya yang relatif efisien. Bijih besi hematit ini mengandung oksigen yang terikat dengan besi, sehingga proses pengolahan nantinya akan melibatkan pemisahan oksigen tersebut.

2. Magnetit (Fe3O4): Magnetit adalah bijih besi yang memiliki sifat magnet alami. Kandungan besinya bahkan lebih tinggi dari hematit, yaitu sekitar 72%. Warnanya hitam legam dan mudah dikenali karena sifat magnetiknya. Magnetit juga menjadi sumber penting besi, meskipun tidak sebanyak hematit. Sifat magnetiknya ini memudahkan dalam proses pemisahan dari material lain dalam pertambangan.

3. Limonit (FeO(OH)·nH2O): Limonit sebenarnya adalah campuran dari berbagai mineral oksida besi terhidrasi. Kandungan besinya bervariasi, biasanya sekitar 55%. Warnanya kuning kecoklatan hingga coklat tua. Limonit tidak sepadat hematit atau magnetit, namun tetap menjadi sumber besi yang signifikan, terutama di daerah-daerah yang memiliki deposit limonit yang besar. Keberadaan air dalam struktur limonit mempengaruhi proses pengolahannya.

4. Siderit (FeCO3): Siderit adalah bijih besi yang mengandung besi karbonat. Kandungan besinya sekitar 48%. Warnanya abu-abu kecoklatan atau kuning kecoklatan. Siderit tidak seumum hematit atau magnetit, namun tetap digunakan sebagai sumber besi di beberapa wilayah. Pengolahan siderit memerlukan proses pemanasan untuk menghilangkan karbon dioksida sebelum besi dapat diekstraksi.

Selain bijih besi, dalam proses pembuatan besi juga dibutuhkan bahan-bahan tambahan seperti kokas (arang batu bara) dan batu kapur. Kokas berfungsi sebagai reduktor, yaitu zat yang akan menghilangkan oksigen dari bijih besi. Sementara batu kapur berfungsi sebagai fluks, yaitu zat yang akan mengikat kotoran-kotoran dalam bijih besi menjadi terak.

Proses Pembuatan Besi: Dari Bijih Besi Hingga Produk Jadi

Setelah mengetahui bahan bakunya, sekarang kita bahas proses pembuatan besi. Proses ini cukup panjang dan melibatkan beberapa tahapan penting. Intinya, proses pembuatan besi adalah mengubah bijih besi menjadi besi yang bisa digunakan. Secara garis besar, prosesnya adalah sebagai berikut:

1. Penambangan Bijih Besi

Tahap pertama tentu saja adalah penambangan bijih besi. Bijih besi ditambang dari deposit-deposit di berbagai belahan dunia. Metode penambangan yang digunakan tergantung pada lokasi dan jenis depositnya. Ada dua metode utama penambangan bijih besi:

• Tambang terbuka (Open-pit mining): Metode ini digunakan jika deposit bijih besi terletak dekat dengan permukaan tanah. Lapisan tanah dan batuan di atas deposit bijih besi akan dikupas terlebih dahulu, kemudian bijih besi diekstraksi menggunakan alat-alat berat seperti ekskavator dan truk.
• Tambang bawah tanah (Underground mining): Metode ini digunakan jika deposit bijih besi terletak jauh di bawah permukaan tanah. Terowongan dan lorong-lorong digali untuk mencapai deposit bijih besi, kemudian bijih besi diekstraksi dan dibawa ke permukaan.

2. Pengolahan Bijih Besi

Setelah ditambang, bijih besi masih berupa batuan yang bercampur dengan kotoran-kotoran. Oleh karena itu, bijih besi perlu diolah terlebih dahulu. Proses pengolahan ini bertujuan untuk memisahkan bijih besi dari kotoran-kotoran dan meningkatkan kadar besinya. Beberapa metode pengolahan bijih besi antara lain:

• Penghancuran dan penggilingan: Bijih besi dihancurkan dan digiling menjadi ukuran yang lebih kecil agar lebih mudah diolah.
• Pemisahan magnetik: Jika bijih besi mengandung magnetit, pemisahan magnetik dapat digunakan untuk memisahkan magnetit dari kotoran-kotoran.
• Flotasi: Metode flotasi digunakan untuk memisahkan mineral-mineral berharga dari mineral-mineral yang tidak berharga dengan memanfaatkan perbedaan sifat permukaan mineral.
• Aglomerasi: Bijih besi yang berukuran kecil diaglomerasi menjadi ukuran yang lebih besar agar lebih mudah diproses dalam tanur tinggi. Aglomerasi dapat dilakukan dengan sintering (pemanasan) atau pelletizing (pembentukan pelet).

3. Reduksi Besi dalam Tanur Tinggi

Tahap selanjutnya adalah reduksi besi dalam tanur tinggi (blast furnace). Tanur tinggi adalah reaktor besar berbentuk silinder yang digunakan untuk mereduksi bijih besi menjadi besi kasar (pig iron). Dalam tanur tinggi, bijih besi dicampur dengan kokas dan batu kapur, kemudian dimasukkan dari bagian atas tanur. Udara panas ditiupkan dari bagian bawah tanur. Kokas akan bereaksi dengan oksigen dalam udara panas menghasilkan karbon monoksida. Karbon monoksida inilah yang akan mereduksi oksida besi dalam bijih besi menjadi besi.

Reaksi kimia yang terjadi dalam tanur tinggi sangat kompleks, namun secara sederhana dapat digambarkan sebagai berikut:

Fe2O3 (bijih besi) + 3CO (karbon monoksida) → 2Fe (besi) + 3CO2 (karbon dioksida)

Besi yang dihasilkan dalam tanur tinggi masih berupa besi kasar yang mengandung banyak pengotor seperti karbon, silikon, mangan, fosfor, dan sulfur. Besi kasar ini masih rapuh dan tidak dapat digunakan secara langsung. Pengotor-pengotor ini perlu dihilangkan dalam proses selanjutnya.

4. Pemurnian Besi Kasar

Besi kasar yang dihasilkan dari tanur tinggi kemudian dimurnikan untuk menghilangkan pengotor-pengotornya. Ada beberapa metode pemurnian besi kasar, antara lain:

• Proses Bessemer: Proses Bessemer adalah metode pemurnian besi kasar yang paling tua. Dalam proses ini, udara ditiupkan ke dalam besi kasar cair untuk membakar pengotor-pengotor seperti karbon, silikon, dan mangan.
• Proses Open-Hearth: Proses Open-Hearth adalah metode pemurnian besi kasar yang lebih lambat namun lebih terkontrol daripada proses Bessemer. Dalam proses ini, besi kasar dipanaskan dalam tungku terbuka dengan menggunakan bahan bakar gas atau minyak.
• Proses Basic Oxygen Furnace (BOF): Proses BOF adalah metode pemurnian besi kasar yang paling modern dan efisien. Dalam proses ini, oksigen murni ditiupkan ke dalam besi kasar cair untuk membakar pengotor-pengotor.
• Electric Arc Furnace (EAF): EAF umumnya digunakan untuk mendaur ulang baja bekas, tetapi juga dapat digunakan untuk memurnikan besi kasar. Dalam EAF, besi kasar dipanaskan dengan menggunakan busur listrik.

5. Pembuatan Baja

Setelah dimurnikan, besi dapat diolah menjadi baja. Baja adalah paduan besi dengan karbon dan unsur-unsur lainnya. Penambahan karbon dan unsur-unsur lain akan meningkatkan kekuatan dan kekerasan besi. Proses pembuatan baja melibatkan penambahan karbon dan unsur-unsur paduan lainnya ke dalam besi cair. Komposisi baja dapat disesuaikan untuk menghasilkan baja dengan sifat-sifat yang berbeda-beda, sesuai dengan kebutuhan aplikasi.

6. Pembentukan Produk Besi dan Baja

Tahap terakhir adalah pembentukan produk besi dan baja. Besi dan baja dapat dibentuk menjadi berbagai macam produk melalui berbagai proses, seperti:

• Pengecoran: Besi dan baja cair dituangkan ke dalam cetakan untuk menghasilkan produk dengan bentuk yang diinginkan.
• Pengerolan: Besi dan baja dipanaskan kemudian dilewatkan di antara rol-rol untuk menghasilkan lembaran, batangan, atau profil.
• Penempaan: Besi dan baja dipanaskan kemudian dipukul atau ditekan untuk menghasilkan bentuk yang diinginkan.
• Ekstrusi: Besi dan baja dipanaskan kemudian didorong melalui cetakan untuk menghasilkan profil dengan bentuk yang diinginkan.
• Penarikan: Besi dan baja ditarik melalui cetakan untuk menghasilkan kawat atau batang dengan diameter yang lebih kecil.

Kesimpulan

Jadi, sekarang kita sudah tahu besi terbuat dari apa, kan? Besi berasal dari bijih besi yang diolah melalui serangkaian proses yang kompleks. Mulai dari penambangan, pengolahan, reduksi, pemurnian, hingga pembentukan produk jadi. Proses pembuatan besi ini melibatkan teknologi dan pengetahuan yang mendalam tentang metalurgi.

Semoga artikel ini bermanfaat dan menambah wawasan kalian tentang besi, ya! Jangan ragu untuk mencari informasi lebih lanjut jika kalian tertarik dengan topik ini. Sampai jumpa di artikel berikutnya!