Bijih Besi

Biji atau bijih besi adalah cebakan yang digunakan untuk membuat besi gubal.

Bijih besi adalah batuan yang mengandung mineral-mineral besi dan sejumlah mineral gangue seperti silika, alumina, magnesia, dan lain-lain. Biji besi terdiri atas oksigen dan atom besi yang berikatan bersama dalam molekul. Besi sendiri biasanya didapatkan dalam bentuk magnetit (Fe3O4), hematit (Fe2O3), goethit, limonit atau siderit. Bijih besi biasanya kaya akan besi oksida dan beragam dalam hal warna, dari kelabu tua, kuning muda, ungu tua, hingga merah karat.

Besi merupakan unsur kuat golongan VIII B yang mempunyai nomor atom 26. Dan besi bisa setiap kali kita lihat di mana-mana dalam kehidupan sehari-hari.

Saat ini, cadangan biji besi nampak banyak, namun seiring dengan bertambahnya penggunaan besi secara eksponensial berkelanjutan, cadangan ini mulai berkurang, karena jumlahnya tetap. Sebagai contoh, Lester Brown dari Worldwatch Institute telah memperkirakan bahwa bijih besi bisa habis dalam waktu 64 tahun berdasarkan pada ekstrapolasi konservatif dari 2% pertumbuhan per tahun.

Besi diperoleh dengan mengolah biji besi menjadi besi kasar. Biji besi diperoleh dari alam dalam bentuk oksida besi. Pengolahan biji besi dilakukan untuk mengurangi oksigen, sehingga disebut proses reduksi. Biji besi yang ditemukan di alam mempunyai berbagai bentuk.

Bentuk Biji Besi

1. Berbentuk batu :

• Batu besi merah ( Fe2O3), disebut hematit, mengandung kadar besi 45% - 65%, sedikit phosphor dan berwarna merah.
• Batu besi magnit (Fe3O4), mengandung kadar besi 40% - 70%. Kandungan Phosphor hampir tidak ada, warna hijau tua kehitaman dan bersifat magnet, mengandung pasir besi titan (TiO2) 95 - 11%.
• Batu besi sawo matang (Fe2O3.3H2O) mengandung kadar besi 25% - 50%, mengandung phosphor dan air.

2. Berbentuk pasir :
Pasir besi titan (TiO2) yang mengandung oksida besi Fe33O4 kira-kira 70% dan bercampur dengan oksida titan (Ti2O2) 9% - 10%.

3. Berbentuk butiran halus campur tanah liat :
Pasir besi spat (Fe.CO3) atau disebut (sperosiderit) dengan kandungan besi 40% bercampur dengan tanah liat. Pasir besi spat ini mengandung karbon 10% - 25%.

Pengolahan Biji Besi

Biji besi umumnya disertai batu pengering yang terdiri dari silikat atau aluminat. Batu pengiring (kotoran) perlu dipisahkan dengan dicuci pada saluran goyang kemudian dihaluskan dengan proses pemecah secara bertingkat. Pemecahan diawali dengan proses ”breaking” menggunakan hammer mill yang mampu mereduksi dimensi bijih besi dari 300 – 1500mm menjadi 100 – 200mm, dilanjutkan dengan proses ”crushing” menggunakan gyratori mill yang mampu mereduksi dimensi bijih besi hingga 10mm dan terakhir proses ”grinding” menggunakan ball mill yang menghasilkan butiran bijih besi berukuran 0,005 – 0,15mm.

Butiran halus bijih besi kemudian dilewatkan pada roda magnetik untuk memisahkan bijih besi yang mengandung kadar Fe tinggi dengan yang berkadar Fe rendah. Bijih besi yang mengandung kadar Fe tinggi kemudian disinter untuk mengurangi kadar air, karbon dan zat asam lainnya. Serbuk dicampur dengan serbuk arang kayu atau serbuk kokas, dibakar dalam dapur berputar. Disini terjadi reduksi tidak sempurna, biji besi setengah meleleh. Akibat dapur berputar akan terbentuk gumpalan berukuran kira-kira 30 – 60mm yang disebut sinter.

Bahan-Bahan Yang Diperlukan Pada Proses Pengolahan Biji Besi

1. Biji besi yang telah diselesaikan (dipecah, dibuat sinter, briket).
2. Bahan bakar  

a. Arang kayu

Keuntungan : tidak mengandung P dan S
Kerugian : panas pembakarannya rendah 300 k.cal/Kg, tidak keras, tidak berpori-pori, maka hanya untuk dapur tinggi 17 M.

b. Kokas
 

Kokas diperoleh dengan membakar tidak sempurna dari batu bara. Kokas yang baik harus dipilih yang keras, besar dan berpori-pori.
Keuntungan : jumlahnya banyak, mudah panas pembakaran tinggi 8000 kcal/kg.

3. Batu tambahan 

Gunanya untuk mengambil P dan S dari besi dan menghindarkan oksidasi. Umumnya digunakan CaO atau CaCO3. Dalam dapur tinggi batu akan mencair dan menjadi terak. Berat jenis terak < berat jenis besi cair, sehingga butiran-butiran besi terbungkus oleh terak dan terapung di atas cairan besi. Dengan demikian cairan besi dapat dihindarkan dari oksidasi. Lain daripada itu, semua kotoran dapat diserap oleh terak, sehingga besi cair bersih.

4. Udara 

Untuk mengadakan pembakaran dan pembentukan CO sebagai bahan reduksi biji besi diperlukan udara yang banyak sekali. Oksigen yang murah terdapat dalam udara. Untuk kapasitas 300 ton besi kasar diperlukan kira-kira 300 ton kokas, 800 ton biji besi, 106 M3 udara. Agar bahan bakarnya dapat lebih hemat, udara tersebut dipanaskan sampai 900oC dalam pemanas Cowper. Dengan cara ini dapat dihemat bahan bakar 20%.

Tambang Bijih Besi Di Indonesia

Di Indonesia terdapat beberapa daerah penambangan bijih besi, seperti di:
1. Cilacap (khusus pasir besi), Jawa Tengah
2. Cilegon, Banten
3. Gunung Tegak, Lampung
4. Lengabana, Longkana, Pengunungan Verbeek, Sulawesi Tengah
5. Pulau Demawan, Pulau Sebuku, dan Pulau Suwung, Kalimantan Selatan.

Bijih besih juga terdapat di Provinsi Bengkulu, Sulawesi Utara, dan Sulawesi Selatan. Pengolahan bijih besi juga dilakukan oleh PT Krakatau Steel di Cilegon, Banten. Bandar Norlisk, Russia adalah pusat pelombongan atau penggalian bijih besi terbesar di dunia. Bandar yang didiami puluhan ribu buruh ini hanya menggali bijih besi saja.