Unsur-unsur Golongan Karbon
1.Silikon (Si)
a. sifat-sifat umum
Dalam bentuk hablurnya, silikon berwarna kelabu gelap dengan kilauan logam. Walaupun ia secara bandingannya agak lengai, silikon masih dapat bertindak balas dengan halogen dan alkali cair, tetapi kebanyakan asid (kecuali gabungan asid nitrik dan asid hidrofluorik) tidak mempengaruhinya. Silikon keunsuran menghantar hampir 95% panjang gelombang cahaya inframerah. Silikon tulen mempunyai pekali suhu rintangan yang negatif, kerana bilangan cas bebas meningkat dengan suhu. Rintangan elektrik sebuah hablur silikon berubah dengan ketara sekali atas pengenaan tegasan mekanikal oleh sebab kesan rintangan piezo.
b.cara mendapatkannya
Silikon disediakan secara komersil melalui tindak balas antara silika ketulenan tinggi dengan kayu, arang, dan batu arang, dalam relau arka elektrik menggunakan elektrod karbon. Pada suhu menjangkau 1900 °C, karbon menurunkan silika kepada silikon melalui persamaan kimia berikut
SiO2 + C → Si + CO2
Cecair silikon terkumpul di dasar relau, disalur keluar dan disejukkan. Silikon yang dihasilkan melalui proses ini adalah dipanggil silikon gred pelogaman dan adalah sekurang-kurangnya 99% tulen. Menggunakan kaedah ini, silikon karbida, SiC, boleh terhasil. Akan tetapi, jikalau jumlah SiO2 dikekalkan tinggi, silikon karbida mungkin akan disingkirkan, seperti yang dijelaskan dalam persamaan di bawah:
2 SiC + SiO2 → 3 Si + 2 CO
c. pemanfaatannya
Silikon dan aloi
· Penggunaan terpenting bagi silikon tulen (silikon gred pelogaman/metalurgi) adalah dalam aloi aluminium-silikon, sering dipanggil "aloi ringan", untuk menghasilkan alat tuangan, kebanyakannya untuk industri automotif (ini mewakili kira-kira 55% daripada penggunaan silikon tulen sedunia)
· Silikon tulen juga digunakan untuk menghasilkan silikon ultra tulen bagi penggunaan elektronik dan fotovolta:
o Semikonduktor - Silikon ultra tulen boleh didopkan degan unsur lain untuk mengubahsuai gerak balas elektrik dengan mengawal bilangan dan cas (positif atau negatif) pembawa arus. Kawalan sedemikian adalah penting dalam transistor, sel suria, pengesan semikonduktor, dan peranti semikonduktor lain yang digunakan dalam elektronik dan penggunaan teknologi tinggi yang lain.
o Fotonik - Silikon boleh digunakan sebagai laser gelombang Raman selanjar untuk menghasilkan cahaya koheren dengan panjang gelombang 1.698 nm.
o LCD dan sel suria - silikon amorf berhidrogen mempunyai kemungkinan cerah dalam pembuatan elektronik bidang luas dan rendah kos dalam aplikasi seperti LCD dan sel suria.
· Keluli dan besi tuangan - silikon adalam merupakan juzuk penting dalam sesetengah jenis keluli, dan ia juga digunakan dalam proses penghasilan besi tuangan. Ia dikenali sebagai aloi ferosilikon atau silikokalsium.
Sebatian silikon
· Pembinaan: Silikon dioksida atau silika dalam bentuk pasir dan tanah liat adalah merupakan ramuan penting dalam konkrit dan batu-bata dan juga dalam penghasilan simen Portland.
· Tembikar/Enamel - Ia adalah sejenis bahan refraktori yang digunakan dalam pembuatan bahan bersuhu tinggi dan silikatnya digunakan dalam penghasilan enamel dan tembikar.
· Kaca - Silika daripada pasir adalah merupakan juzuk utama dalam kaca. Kaca boleh dihasilkan menjadi beraneka jenis bentuk yang menarik dan pelbagai jenis sifat fizikal. Silika digunakan sebagai bahan asas dalam pembuatan kaca tingkap, bekas, penebat, dan barangan-barangan berguna yang lain.
· Pelelas - Silikon karbida adalah antara bahan las yang terpenting.
· Bahan perubatan - Silikone adalah sejenis sebatian mudah lentur yang mengandungi ikatan silikon-oksigen dan silikon-karbon; ia digunakan secara meluas dalam aplikasi seperti implan payudara buatan dan kanta lekap. Silikone juga digunakan dalam aplikasi-aplikasi lain.
2.Germanium (Ge)
a.sifat-sifat umum
Unsur ini logam yang putih keabu-abuan. Dalam bentuknya yang murni, germanium berbentuk kristal dan rapuh. Germanium merupakan bahan semikonduktor yang penting. Tehnik pengilangan-zona (zone-refining techniques) memproduksi germanium kristal untuk semikonduktor dengan kemurnian yang sangat tinggi.
b.caramendapatkannya
Sumber
Logam ini ditemukan di
· argyrodite, sulfida germanium dan perak
· germanite, yang mengandung 8% unsur ini
· bijih seng
· batubara
· mineral-mineral lainnya
Unsur ini diambil secara komersil dari debu-debu pabrik pengolahan bijih-bijih seng, dan sebagai produk sampingan beberapa pembakaran batubara. Germanium dapat dipisahkan dari logam-logam lainnya dengan cara distilasi fraksi tetrakloridanya yang sangat reaktif. Tehnik ini dapat memproduksi germanium dengan kemurnian yang tinggi.
c. pemanfaatannya
Ketika germanium didoping dengan arsenik, galium atau unsur-unsur lainnya, ia digunakan sebagai transistor dalam banyak barang elektronik. Kegunaan umum germanium adalah sebagai bahan semikonduktor. Kegunaan lain unsur ini adalah sebagai bahan pencampur logam, sebagai fosfor di bola lampu pijar dan sebagai katalis. Germanium dan germanium oksida tembus cahaya sinar infra merah dan digunakan dalam spekstroskopi infra mera dan barang-baran optik lainnya, termasuk pendeteksi infra merah yang sensitif. Index refraksi yang tinggi dan sifat dispersi oksidanya telah membuat germanium sangat berguna sebagai lensa kamera wide-angle dan microscope objectives. Bidang studi kimia organogermanium berkembang menjadi bidang yang penting. Beberapa senyawa germanium memiliki tingkat keracunan yang rendah untuk mamalia, tetapi memiliki keaktifan terhadap beberap jenis bakteria, sehingga membuat unsur ini sangat berguna sebagai agen kemoterapi.
3. Timah (Sn)
a. sifat-sifat umum
Timah biasa terbentuk oleh 9 isotop yang stabil.
b. cara mendapatkannya
Penambangan Lepas Pantai
Perusahaan mengoperasikan armada kapal keruk untuk operasi produksi di daerah lepas pantai (off shore). Armada kapal keruk mempunyai kapasitas mangkok (bucket) mulai dari ukuran 7 cuft sampai dengan 24 cuft. Kapal keruk dapat beroperasi mulai dari kedalaman 15 meter sampai 50 meter di bawah permukaan laut dan mampu menggali lebih dari 3,5 juta meter kubik material setiap bulan. Setiap kapal keruk dioperasikan oleh karyawan yang berjumlah lebih dari 100 karyawan yang waktu bekerjanya terbagi atas 3 kelompok dalam 24 jam sepanjang tahun.
Hasil produksi bijih timah dari kapal keruk diproses di instalasi pencucian untuk mendapatkan kadar minimal 30% Sn dan diangkut dengan kapal tongkang untuk dibawa ke Pusat Pengolahan Bijih Timah (PPBT) untuk dipisahkan dari mineral ikutan lainnya selain bijih timah dan ditingkatkan kadarnya hingga mencapai persyaratan peleburan yaitu minimal 70-72% Sn.
Penambangan Darat
Produksi penambangan darat yang berada di wilayah Kuasa Pertambangan (KP) perusahaan dilaksanakan oleh kontraktor swasta yang merupakan mitra usaha dibawah kendali perusahaan. Hampir 80% dari total produksi perusahaan berasal dari penambangan di darat mulai dari Tambang Skala Kecil berkapasitas 20 m3/jam sampai dengan Tambang Besar berkapasitas 100 m3/jam.
Proses penambangan timah alluvial menggunakan pompa semprot (gravel pump).Setiap kontraktor atau mitra usaha melakukan kegiatan penambangan berdasarkan perencanaan yang diberikan oleh perusahaan dengan memberikan peta cadangan yang telah dilakukan pemboran untuk mengetahui kekayaan dari cadangan tersebut dan mengarahkan agar sesuai dengan pedoman atau prosedur pengelolaan lingkungan hidup dan keselamatan kerja di lapangan. Hasil produksi dari mitra usaha dibeli oleh perusahaan sesuai harga yang telah disepakati dalam Surat Perjanjian Kerja Sama.
Untuk meningkatkan kadar bijih timah atau konsentrat yang berkadar rendah, bijih timah tersebut diproses di Pusat Pencucian Bijih Timah (Washing Plant). Melalui proses tersebut bijih timah dapat ditingkatkan kadar (grade) Sn-nya dari 20 - 30% Sn menjadi 72% Sn untuk memenuhi persyaratan peleburan. Proses peningkatan kadar bijih timah yang berasal dari penambangan di laut maupun di darat diperlukan untuk mendapatkan produk akhir berupa logam timah berkualitas dengan kadar Sn yang tinggi dengan kandungan pengotor (impurities) yang rendah.
Perusahaan mengoperasikan 10 tanur, 9 tanur berada di daerah Kundur, dan 1 tanur berada di daerah Mentok, Bangka. Proses peleburan merupakan proses melebur bijih timah menjadi logam Timah. Untuk mendapatkan logam timah dengan kualitas yang lebih tinggi, maka harus dilakukan proses pemurnian terlebih dahulu dengan menggunakan suatu alat pemurnian yang disebut crystallizer.
Produk yang dihasilkan berupa logam timah dalam bentuk balok atau batangan dengan skala berat antara 16 kg sampai dengan 26 kg per batang. Produk yang dihasilkan juga dapat dibentuk sesuai permintaan pelanggan (customize) dan mempunyai merek dagang yang terdaftar di
c. pemanfaatannya
Pemanfaatan Sisa/Limbah Pemurnian Logam Timah sebagai Bahan Solder. Sisa pemurnian logam timah mengandung unsur-unsur logam Sn, Pb,Fe,Cu,As.Sisa logam ini dicoba dimurnikan dengan cara menurunkan kadar Pb, Fe, Cu, As melalui teknik vortex dan pouling. Hasilnya adalah logam paduan Sn-Pb yang memenuhi syarat bahan
Pemanfaatan Logam Timah sebagai Katalis BBM
Isu penghematan BBM mejadi perhatian nasional. Penelitian pembuatan katalis BBM dari loaduan logam padat yang mampu mengefisienkan penggunaannya dalam mesin berbahan bakar bensin dan solar.
Uji coba pada kendaraan bermotor dan genset menunjukkan efisiensi pemakaian BBM yang bervariasi sekitar 3 – 30%.
Pembuatan Garam Timah Sulfat
Penelitian ini menggunakan bahan
Produk yang dihasilkan bermanfaat untuk keperluan industri kimia, elektronika, compact disc dll.
4. Timbal (Pb)
a. sifat-sifat umum
Timbal merupakan logam putih kebiru-biruan dengan pancaran yang terang. Ia sangat lunak, mudah dibentuk, ductile, dan bukan konduktor listrik yang baik. Ia memiliki resistasi tinggi terhadap korosi. Pipa-pipa timbal dari jaman Romawi masih digunakan sampai sekarang. Unsur ini juga digunakan dalam kontainer yang mengandung cairan korosif seperti asam sulfur dan dapat dibuat lebih kuat dengan cara mencampurnya dengan antimoni atau logam lainnya.
b. cara mendapatkannya
Timbal didapatkan dari galena (PbS) dengan proses pemanggangan. Anglesite, cerussite, dan minim adalah mineral-mineral timbal yang lazim ditemukan.
c. pemanfaatannya
Logam ini sangat efektif sebagai penyerap suara. Ia digunakan sebagai tameng radiasi di sekeliling peralatan sinar-x dan reaktor nuklir. Juga digunakan sebagai penyerap getaran. Senyawa-senyawa timbal seperti timbal putih, karbonat, timbal putih yang tersublimasi, chrome yellow (krom kuning) digunakan secara ekstensif dalam cat. Tetapi beberapa tahun terakhir, penggunaan timbal dalam cat telah diperketat untuk mencegah bahaya bagi manusia.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar