Oleh: Aditianto Ramelan* (Pakar Teknik Material)
Kalau kita bicara tentang besi, mungkin adik-adik akan terpikir pagar besi, tiang besi, tongkat besi, dan lain-lain yang terbuat dari besi. Sebenarnya apa sih besi itu?
Besi yang sudah jadi benda di sekeliling kita adalah hasil olahan dari mineral yang namanya besi atau ahli kimia menyebutnya Ferrum (Fe). Jadi sekarang adik-adik tahu ya, bahwa yang dimaksud dengan besi sebenarnya adalah unsur yang terdapat di alam. Unsur besi akan selalu terdapat di dalam air, tumbuhan, daging sapi, susu, roti, bebatuan, dan lain-lain.
Nah sekarang, dari manakah material berbahan besi itu?
Kita sekarang akan berbicara mengenai asal material berbahan besi. Material ini berasal dari bijih besi yang ada dalam mineral hematit (Fe2O3) dan magnetit (Fe3O4) yang didapatkan dalam bebatuan. Di bawah ini adalah gambar batuan yang mengandung mineral hematit (Sumber gambar: http://en.wikipedia.org).
Contoh sumber bijih besi lainnya adalah pasir besi. Berbeda dari batuan, pasir besi lebih mudah ditambang. Di bawah ini adalah gambar pasir besi (Sumber gambar: http://jabarprov.go.id).
Perlu sebuah tambang agar bebatuan dan pasir yang mengandung besi ini dapat diambil. Tambang besi di Indonesia misalnya terdapat di Cilacap (Jawa Tengah), Cilegon (Banten), dan Pegunungan Verbeek (Sulawesi Tengah). PT Aneka Tambang adalah salah satu contoh perusahaan yang menambang material mengandung besi.
Bebatuan yang berhasil diambil dari tambang kemudian dibawa ke pabrik pemurnian. Adik-adik bisa mengunjungi PT Krakatau Steel di Cilegon (Banten). Sebuah tungku yang sangat panas disiapkan untuk membakar batu-batu itu. Mengapa harus dibakar? Adik-adik ingat bahwa batuan terbentuk dari magma panas yang kemudian membeku. Jadi untuk mengambil bahan-bahan yang terkandung di dalamnya, termasuk besi, perlu pemanasan. Suhu tungku ini jauh lebih panas dari kompor di dapur, yakni bisa sampai 1800 C. Sangat panas bukan? Ingat bahwa air akan mendidih di suhu 100 C. Di bawah ini adalah gambar tungku pemurnian bijih logam (Sumber gambar: http://www.ilmukimia.org/).
Lelehan hasil pemanasan tersebut ditampung di bagian bawah untuk menjalani reaksi kimia pemisahan bijih besi. Kita perlu karbon monoksida (CO) untuk menangkap besi (Fe). Senyawa CO didapatkan dari reaksi:
karbon dioksida + karbon -> karbon monoksida
Gas CO ini kemudian dihembuskan ke lelehan yang mengandung mineral hematit Fe2O3 dengan reaksi:
Besi (III) oksida + karbon monoksida → besi + karbon dioksida
Dari reaksi di atas, unsur besi (Fe) kemudian dikumpulkan untuk diproses menjadi barang-barang yang kita perlukan sehari-hari. Cukup panjang ya prosesnya?
Bila Adik-adik berminat mempelajari bagaimana cara mencari batuan dan pasir yang mengandung logam, kelak Adik-adik harus kuliah di program studi Teknik Geologi. Bila ingin belajar menambang Adik-adik dapat masuk ke program studi Teknik Pertambangan. Tapi kalau lebih suka belajar pengolahan logam Adik-adik dapat belajar di program studi Teknik Material atau Teknik Metalurgi.
Selamat belajar ya!
Aditianto Ramelan menjabat sebagai dosen di Program Studi Teknik Material Institut Teknologi Bandung sejak tahun 1986. Ia menyelesaikan program sarjana Teknik Mesin di ITB pada tahun 1986, dan kemudian melanjutkan studi di University of Sheffield, Inggris, hingga meraih gelar doktor pada tahun 1993.
I Like This…
Mungkin bisa ditambahkan sedikit info lagi, darimanakah asalnya unsur Fe2O3 itu?
Fe (Besi), O (Oksigen), C (Carbon), dan hampir semua unsur di alam semesta ini merupakan hasil reaksi fusi yang terjadi di bintang berbobot setidak-tidaknya 10x lebih berat dari matahari (baca: gravitasinya sangat kuat, temperatur inti bintangnya sangat panas).
Reaksi fusi dimulai ketika Hidrogen membentuk Helium (berlangsung selama jutaan tahun), dilanjutkan menjadi Karbon, kemudian Neon, kemudian Oksigen, kemudian silikon, dan akhirnya besi (berlangsung selama kurang dari 1 menit).
Ketika sebuah bintang mulai membentuk besi (Fe), maka bintang itu akan segera meledak menjadi supernova dalam hitungan menit. Pada rentang waktu singkat itu pula bintang itu membentuk unsur yang lebih berat dari besi, karena waktunya sangat singkat unsur berat menjadi lebih langka dibanding unsur ringan.
Ledakan tsb disebut supernova, dan unsur yang disemburkannya disebut “star dust”. Jadi, hampir seluruh unsur yang ada di bumi (dan planet lainnya) sebenarnya berasal dari “star dust” hasil ledakan bintang lain jutaan dan miliaran tahun lalu.
DEATH OF MASSIVE STAR:
http://map.gsfc.nasa.gov/universe/rel_stars.html
Jadi pertanyaan saya pak, adakah tambang besi tradisional? Bagaimana masyarakat era-era sebelumnya menambang biji besi di Indonesia? Seperti apa bentuk alat dan bangunannya? Kalau di luar negeri apalagi negara barat kan terkenal akan miner dan gerobak rel bawah tanah yang penuh dengan beliung dan pickaxe, kalau di Indonesia ini seperti apa gitu? Bisakah dibahas? Tambang besi jaman Majapahit, kan keren tuhh pak? Atau selama masa kerajaan kita hanya mengimpor besi? Waduhh gimana tuhh pak?