Connecting the Dots

Showing posts with label Info Metalurgi. Show all posts
Showing posts with label Info Metalurgi. Show all posts

Sifat Terbatas dari Badan Bijih atau Ore-Body

Sifat Terbatas dari Badan Bijih atau Ore-Body
Sifat Terbatas dari Badan Bijih atau Ore-Body


Semua badan bijih (ore-body) memiliki keterbatasan misalnya terbatas dari sisi luasnya dan hanya mengandung sejumlah bahan mineralisasi yang sifatnya tetap. Tidak semua mineralisasi dapat diekstraksi secara ekonomis, karena hal tersebut akan bergantung pada kadar, harga komoditas, dan biaya ekstraksi serta pemrosesan yang terkait dengan badan bijih tersebut.

Proses ekstraksi bijih merupakan aktivitas yang menghabiskan bijih, sehingga umur operasi menjadi semakin pendek.

Perpanjangan badan bijih atau kondisi ekonomi yang berubah (biaya, harga, nilai tukar, dll) dapat mengubah umur operasi, tetapi penipisan ekonomi tetap merupakan hasil yang tak terhindarkan, setelah itu operasi akan berhenti dan ditutup.

Sifat komoditas yang terbatas
Realisasi nilai:
  • Pemerintah (harus) ingin Mengoptimalkan: Pajak perusahaan, royalti, pekerjaan (dan pajak pribadi), pengembangan keterampilan, valas atas penjualan (dampak mata uang), hubungan Pemerintah, proteksionisme (tarif dan hambatan perdagangan), umur panjang, dll.
  • Perusahaan ingin Memaksimalkan: Nilai dan tingkat penambangan yang lebih tinggi, biaya lebih rendah (mekanisasi, tetapi CAPEX lebih tinggi), pemrosesan lepas pantai, pajak offset, pengembalian maksimum (ROI, IRR), nilai maks (NPV), penataan pajak
Pajak perusahaan:
  • Tarif tetap (%) atau skala geser (rumus atau linier)
Bea masuk (impor dan ekspor):
  • Membawa peralatan asing ke dalam negeri
  • Membawa ekspatriat ke negara tersebut untuk melakukan pekerjaan dengan visa - transfer keterampilan diinginkan
  • Mengekspor bahan non-nilai tambah (bijih, konsentrat)
  • Menghapus peralatan dari negara tersebut
Pemotongan pajak:
  • Pajak tambahan atas dividen dan distribusi, untuk menyimpan uang di dalam negeri

Keberlanjutan

Definisi resmi dalam Laporan Komisi Brundtland 1987 'Masa Depan Bersama Kita' menyatakan bahwa:

"Pembangunan berkelanjutan adalah pembangunan yang memenuhi kebutuhan saat ini tanpa mengorbankan kemampuan generasi mendatang untuk memenuhi kebutuhan mereka sendiri. Di dalamnya terdapat dua konsep utama:

  • konsep kebutuhan, khususnya, kebutuhan esensial orang miskin dunia, yang harus diberikan prioritas utama; dan
  • gagasan tentang batasan yang diberlakukan oleh keadaan teknologi dan organisasi sosial pada kemampuan lingkungan untuk memenuhi kebutuhan sekarang dan masa depan. "

 

Mining Value Chain: Fase dan Konstituen yang Menyusun Rantai Nilai Pertambangan

Integrated Mining Value Chain
Tahapan dalam Rantai Nilai Pertambangan


Mining Value Chain atau rantai nilai industri mineral merepresentasikan tahapan dan proses yang akan dilalui proyek mineral untuk menghasilkan produk mineral.Setiap tahap memberikan nilai tambah ke tahap sebelumnya dan ada peluang untuk berinvestasi di setiap tahap utama:

Integrasi Siklus Hidup Pertambangan dan Rantai Nilai
Source: Curtin University

  • Pre-exploration: preliminary attractiveness assessment, izin (lingkungan, eksplorasi, penggunaan lahan, penggunaan air), dukungan sosial, negosiasi awal seputar insentif fiskal dengan pemerintah (bea masuk/ ekspor, partisipasi lokal, dll);
  • Exploration: negosiasi kontrak dan perjanjian untuk pengeboran, pengujian (assaying), logistik (personel, sampel/core, peralatan), katering (dan akomodasi), protokol Quality Assurance/Quality Control (QA/QC), bursa saham, dan komunikasi pemangku kepentingan dalam bentuk lainnya;
  • Technical and economic analysis: desk-top study, order-of-magnitude or scoping study, pre-feasibility study (PFS), feasibility study (FS), definitive/bankable feasibility study (D/BFS), front-end engineering design (FEED), build, own operate transfer (BOOT) options, capital markets to secure finding (debt, equity, hybrid);
  • Procurement and construction: konsultan manajemen proyek, GANTT (Critical Path Analysis untuk menentukan item dan prioritas jangka panjang), memesan peralatan, ereksi/konstruksi, serah terima;
  • Commissioning: cold commissioning, hot commissioning, stress-testing components and circuits, pencapaian desain kinerja, serah terima, dimulai dengan peluncuran operasional baru, pertumbuhan penjualan yang relatif lambat, ketidakpastian teknologi di awal, kendali atas proses, masalah dalam distribusi, calon pembeli bisa lambat dalam mengubah kebiasaan konsumsi atau produksi mereka, hanya ada beberapa pesaing (atau tidak ada) dan semuanya membuat versi dasar dari barang tersebut;
  • Ramp-up: kemajuan ke desain penambangan dan kapasitas produksi (pabrik), mengatasi masalah yang muncul di awal proses, mencapai berkelanjutan parameter dan desain, kinerja ekonomi berdasarkan desain, harga tinggi karena biaya tinggi dan indeks produksi relatif rendah, masalah teknologi produksi, biaya besar pada litbang dan biaya pemasaran menempatkan produk baru dalam posisi keuangan yang berisiko, margin besar diperlukan untuk mendukung biaya yang diperlukan dalm mencapai pertumbuhan, umumnya memperbaharui klien dengan pendapatan tinggi, sasaran strategis para inovator adalah menciptakan permintaan utama secepat mungkin dengan tujuan menghilangkan ketidakpastian ini, untuk menciptakan pengetahuan tentang produk di pasar, untuk menginformasikan pasar tentang keunggulan inovasi, untuk mendorong pembeli membuktikan produk, untuk memperkenalkan produk di jaringan distribusi;
  • Steady-state production: manajemen tambang/operasi - semua fungsi, kesehatan dan keselamatan, produksi, kualitas, biaya, belanja modal, efisiensi, ekonomi, dll. Untuk menghadapi situasi baru ini, tujuan berubah menjadi memperluas dan mengembangkan pasar, memaksimalkan tingkat pekerjaan, membangun citra merek yang kuat, dan menciptakan loyalitas merek;
  • Expansion and growth: pro-aksi atau reaksi terhadap tekanan pasar, debottlenecking, ekspansi modal melalui studi kelayakan, rekapitalisasi, pergeseran teknologi, meningkatkan (improve) produk, menambahkan karakteristik lain ke dalamnya, mengintensifkan jaringan distribusi, mengurangi harga untuk menjangkau kelompok pelanggan baru, komunikasi untuk menciptakan citra merek dan awareness;
  • Maturity: pesaing berjuang untuk menemukan ceruk dan masuk ke dalamnya, investasi promosi mencapai proporsi normal sehubungan dengan penjualan, meningkatkan anggaran dalam R&D untuk mengembangkan perbaikan dalam produk, akhirnya, industri dibentuk oleh pesaing yang lebih kuat yang dorongan fundamentalnya adalah untuk menghasilkan keunggulan kompetitif, beberapa perusahaan raksasa yang menghasilkan sebagian besar produk, perusahaan yang memenuhi ceruk tertentu: spesialis di pasar, mengkhususkan diri pada produk dan berorientasi pada pelanggan, permintaan menjadi datar dan tumbuh hanya pada tingkat ekonomi, pasar tersegmentasi secara berlebihan, pasar produk didominasi oleh beberapa pesaing yang kuat dan pasar menjadi oligopoli, teknologi menjadi vulgaris, tujuan strategisnya adalah untuk mempertahankan dan, jika mungkin, untuk meningkatkan pangsa pasar dan untuk mempertahankan keunggulan kompetitif yang dapat dipertahankan atas pesaing langsung, membedakan produk berdasarkan kualitas, mengusulkan ke pasar atribut baru dan yang lebih baik, mencari ceruk baru. Mendapatkan keunggulan kompetitif melalui variabel pemasaran;
  • Nearing-depletion phase: ore-body mendekati penipisan, tidak ada mineralisasi tambahan atau batas sewa, nilai yang semakin berkurang (tidak ekonomis), meningkatkan biaya, pasar yang jatuh. Jika bijih masih ada, pertimbangkan premi opsi nyata yang dikeluarkan untuk menjaga opsi dimulainya kembali tetap hidup. Pertumbuhan penjualan berkurang dan produk memasuki tahap kematangan relatif. Ini dapat dibagi menjadi tiga sub-fase: Growth of the maturity - pertumbuhan penjualan mulai menurun. Stability of the maturity - penjualan jatuh tempo pada tingkat per kapita karena kejenuhan. Declination of the maturity - penurunan tingkat penjualan absolut. Klien mulai beralih ke produk dan pengganti lain. Harga diturunkan, begitu pula margin untuk distributor dan produsen;
  • Depletion: Penjualan produk menurun: produk baru dengan manfaat lebih besar, preferensi, rasa, kebiasaan konsumsi diubah seiring waktu dan produk kuno ditolak. Teknologi yang ketinggalan zaman, perubahan lingkungan sosial, ekonomi dan politik, pasokan produk semakin terbatas, konsentrasi industri, biaya untuk mempertahankan produk yang tidak produktif melampaui biaya yang muncul dalam laporan keuangan, perlu divestasi dengan cepat atau sangat selektif untuk menjadi seorang ahli.
  • Closure: menghentikan produksi, membersihkan lokasi (pemrosesan ulang, pembuangan, tailing, timbunan, dll), mematuhi peraturan lingkungan (dan EMPR) untuk memenuhi kondisi penutupan), membentuk kembali dan menyiapkan lahan untuk dikembalikan; dan
  • Post-closure: sertifikat penutupan, penggunaan lahan alternatif setelah reklamasi, menyerahkan kembali properti kepada pemilik aslinya, baik swasta atau Negara.

Pemangku Kepentingan dalam Bisnis Mineral dan Pertambangan

Mining Industry Stakeholders
Mining Industry Stakeholders


Kita telah memahami apa itu Mining Life Cycle dan Mining Value Chain secara singkat pada tulisan sebelumnya, Mining Life Cycle: Sebuah Pemahaman Singkat Apa itu Siklus Hidup Penambangan.

Sebelum lebih jauh memahami Minerals and Mining Business, perlu dan penting untuk diketahui bahwa terdapat pihak-pihak yang harus kita perhatikan. Pihak-pihak ini disebut dengan para pemangku kepentingan atau stakeholders.

Ada banyak jenis pemangku kepentingan (stakeholders) dalam bisnis pertambangan.

Ada yang terlibat secara langsung dalam proyek pertambangan, dan ada pula investor yang memiliki ekuitas di proyek tersebut. Di luar ini, ada lebih banyak lagi pihak-pihak yang merupakan pemangku kepentingan.

Pemangku kepentingan adalah pihak yang dapat dipengaruhi oleh bisnis; atau pihak yang memiliki pengaruh bisnis; atau pihak yang memiliki dampak pada bisnis, dan oleh karena itu mereka memiliki kepentingan dalam proyek atau perusahaan.

Pemangku kepentingan utama dalam sebuah proyek atau perusahaan adalah investor (pemegang saham), karyawan, pemasok, dan pelanggannya. Di luar pemangku kepentingan yang jelas ini, istilah ini diperluas untuk mencakup pihak-pihak yang terkena dampak tambahan (affected parties) termasuk masyarakat terdekat, pemerintah, asosiasi perdagangan, praktisi lingkungan dan kelompok serta pihak lain.

Diagram berikut menggambarkan beberapa pemangku kepentingan utama dalam bisnis pertambangan dan apa kepentingan utama mereka dalam bisnis itu. 

Mining Industry Stakeholders
Original Source: National Development | Mining Industry Overview | Extractives Hub -
https://extractiveshub.org/topic/view/id/21/chapterId/266

Dari diagram tersebut di atas, kita bisa melihat bahwa Pemerintah (government) merupakan salah satu pemangku kepentingan. Pemerintah atau melalui badan yang dibentuknya, mengharapkan pajak dan royalti serta berbagai kepentingan lain seperti bea masuk/ ekspor atau royalti atau bentuk partisipasi lainnya, termasuk melalui angkatan kerja, yang harus membayar pajak penghasilan pribadi, dan lain-lain. Jadi, pemerintah adalah pemangku kepentingan.

Komunitas sekitar (surrounding communities) juga merupakan pemangku kepentingan yang signifikan karena apa yang kita lakukan selama siklus hidup tambang akan berdampak pada komunitas lokal yang terdekat. Jadi, mereka juga masuk dalam pemangku kepentingan. Dalam operasional, faktanya kita mungkin akan menarik dan merekrut tenaga kerja dari komunitas lokal di sekitar wilayah operasional.

LSM (NGO) juga masuk dalam kategori pemangku kepentingan. Karena keberadaan mereka ingin memastikan bahwa Anda sebagai pelaku bisnis mineral dan tambang melakukannya dengan benar sesuai dengan standar internasional yang telah ditetapkan, atau regulasi dalam bentuk lainnya. Jadi, LSM juga merupakan pemangku kepentingan.

Untuk lainnya, seperti operator tambang, investor, karyawan, kontraktor, supplier, konsumen, dll, tentu saja Anda sudah memahinya tanpa perlu dijelaskan lebih lanjut dalam tulisan ini.

Mining Life Cyle: Sebuah Pemahaman Singkat Apa itu Siklus Hidup Penambangan

Siklus Hidup Penambangan


Aspek penting dalam industri pertambangan berkisar pada siklus hidup penambangan (mining lifecycle) serta rantai nilai (value chain) yang saling terintegrasi.

Siklus Hidup Penambangan Mining Life Cycle
Siklus Hidup Penambangan


Siklus hidup penambangan secara umum meliputi proses berurutan dari tahap eksplorasi sampai dengan penutupan. Detail mengenai tahapan ini dapat dijelaskan sebagai berikut:
  • Exploration:
    merupakan tahap eksplorasi atau penyelidikan dimana ini merupakan tahap awal dalam proses penambangan dengan tujuan utamanya adalah untuk mengidentifikasi daerah-daerah mineralisasi atau deposit mineral. Dalam tahap ini, peran keilmuan geologi sangat besar. Misalnya dalam melakukan geokimia, geofisika, geolistrik, dan lain-lain.
  • Discovery:
    merupakan tahap penemuan dan kelayakan dengan tujuan utamanya adalah untuk menentukan keterjadian mineral dan deposit dalam daerah dan luas tertentu.
  • Assesstment:
    merupakan tahap penilaian, meliputi perencanaan & perancangan. Setelah sumber daya mineral diidentifikasi, kemudian perlu melakukan penilaian proyek, apakah sumber daya mineral tersebut dapat ditambang secara komersial. Termasuk juga aspek lainnya, misalnya aspek metalurgi, aspek sosial, aspek lingkungan, aspek pemasaran, aspek regulasi/hukum, dan lain-lain.
  • Development:
    merupakan tahap pembangunan dan pengembangan, meliputi konstruksi dan infrastruktur yang akan mendukung proses penambangan seperti konstruksi jalan, fasilitas material handling & delivery, pengupasan lapisan tanah atas (overburden removal), dan lain-lain.
  • Production:
    merupakan tahapan operasi tambang atau proses produksi secara day-to-day mulai dari pengeboran & peledakan (drilling & blasting), aktivitas metalurgi, sampai dengan loading ke tujuan/pasar/konsumen.
  • Closure:
    merupakan tahap penutupan tambang, dimulai dari dekomisioning & penutupan, perencanaan penutupan & implementasi, sampai dengan penyelesaian.


Mining Value Chain
Mining Value Chain



Sedangkan yang dimaksud dengan rantai nilai (value chain) itu adalah melihat di mana nilai yang cukup besar atau nilai apa pun yang ditambahkan atau dikurangi dari aktivitas mineral yang dilakukan pada saat dieksploitasi, atau bahkan sebelum dieksploitasi. Termasuk nilai setelah tahap eksploitasi selesai, apa yang terjadi pada nilai aset setelah penutupan tambang juga menjadi bagian yang tak terpisahkan.

Jadi, ketika kita melihat siklus hidup penambangan, kita harus mempertimbangkan tahap paling awal dari konseptualisasi siklus hidup penambangan diatas.

Misalnya, kita mungkin tidak tahu bahwa sebenarnya ada deposit ekonomi yang tersedia dan melalui pekerjaan survei tinjau (reconnaissance) di tahap awal kita dapat menentukan bahwa ada area geologi yang menarik di mana orang dapat menemukan mineral yang memiliki nilai ekonomi atau biasa disebut dengan kejadian ekonomi dari sebuah mineral. Selain hal tersebut, yang perlu diperhatikan adalah kita perlu melihat bagaimana pembiayaannya, bagaimana kita akan benar-benar mencari mineral itu karena kita membutuhkan uang. Jadi disitulah kita memperkenalkan komponen rantai nilai dalam siklus hidup tersebut untuk mengatakan bahwa: "saya perlu mendekati pasar ekuitas".

Sumber keuangan:
  • Exploration:
    Ekuitas termasuk modal awal (seed capital), ekuitas swasta, skin-in-the-game (ekuitas pemilik) 
  • Discovery:
    Ekuitas termasuk modal awal (seed capital), ekuitas swasta, penawaran saham perdana (IPO atau listing ekuitas), mitra stratejik (ekuitas).
  • Assessment:
    Ekuitas swasta, peningkatan modal (shares issue/rights offer), mitra stratejik, kongsi (joint venture partner).
  • Development:
    Pasar ekuitas, commercial debt, mitra stratejik, development/construction partner (BOO atau BOOT contracts), offtaker, metal streaming and forward or derivative markets.
  • Production:
    Pasar ekuitas, commercial debt, mitra stratejik, offtaker, metal streaming and forward or derivative markets.
  • Closure:
    Drawdown mulai dari environmental trust fund atau off-balance sheet funding.

Seperti diketahui, pada tahap awal eksplorasi kita tidak dapat mengajukan pinjaman atau hutang. Meski sebenarnya ada sangat sedikit instrumen keuangan yang tersedia, namun sebagian besar instrumen tersebut terkait dengan ekuitas.

Dr. Eric Lilford menyebut bahwa ekuitas terkadang disebut sebagai "skin in the game". "Skin in the game" adalah kondisi di mana kita memiliki manajemen tambang, para founders dari deposito biasanya memasukkan sebagian dari neraca atau uang mereka sendiri ke dalam bisnis hanya untuk memulai bola bergulir. Kemudian mereka bisa melihat ekuitas. Dan sejak permulaan eksplorasi bahwa ekuitas belum tentu menjadi ekuitas yang terdaftar, mungkin ekuitas swasta, tidak terdaftar dengan maksud untuk merealisasikan nilai di kemudian hari. Bagian ini merupakan bahasan paling menarik terkait ekonomi yang terkait dengan siklus hidup tambang dan dengan rantai nilai. Jadi cukuplah untuk mengatakan bahwa sejak awal Anda memiliki keberlanjutan yakni dari tahap awal, tahap menengah, tahap matang (mature), komponen kehidupan suatu operasi, entah itu tambang terbuka (open-pit mining) atau di bawah tanah (underground mining), mereka melalui siklus yang serupa.

Survei tinjau (reconnaissance) awal, yang akan bersifat eksplorasi, misalnya geomagnetik, geolistrik, dan lain-lain. Sampai ke tahap eksplorasi dimana kita akan melihat metodologi eksplorasi, jenis pemboran apa yang akan dilakukan, jenis eksplorasi apa yang dipilih misalnya apakah kita melakukan penggalian, apakah kita benar-benar melakukan pengeboran, apakah kita melakukan jenis pekerjaan eksplorasi invasif lainnya dan berpotensi non-invasif.

Bagaimana dengan pengujian laboratorium?

Pengujian laboratorium, juga termasuk dalam siklus hidup penambangan. Karena kita juga akan dan perlu untuk mempertimbangkan berbagai komponen dari apa yang terjadi di laboratorium, jenis analisis apa yang dilakukan dan apa arti hasilnya, serta analisis lainnya.

Siapa yang mendapatkan informasi itu dan bagaimana informasi tersebut diproses untuk kemudian menentukan apakah Anda memiliki sesuatu yang berharga atau tidak, yang lagi-lagi dimasukkan ke dalam rantai nilai itu.

Di luar itu, seseorang akan melakukan pekerjaan lainnya yakni mencari konsultan. Karena pekerjaan besar ini tidak dapat dikerjakan sendiri, disamping untuk menghindari risiko dan menyerahkan kepada ahlinya. Dalam mempekerjakan konsultan, dapat berupa untuk pekerjaan mendesain dan merancang operasi penambangan, merancang tambang dan kemudian kita bisa masuk ke tahapan selanjutnya: konstruksi.

Pada akhirnya kita sampai pada tahap commissioning sebuah tambang.

Setelah dibangun, kita akan memiliki beberapa tahapan commissioning yang perlu dilalaui. Mulai dari cold comissioning yakni tahapan untuk memastikan peralatan dapat berjalan sebelum dilakukan umpan material, warming-up hingga tahapan hot-commissioning, yang merupakan proses di mana kita menyalakan operasional secara efektif, termasuk meningkatkan produksi dan menyempurnakan fasilitas metalurgi. Dan ini masih merupakan bagian dari siklus hidup & rantai nilai tambang.

Dalam fase peningkatan, kita akan melakukan peningkatan kapasitas produksi. Kita meningkatkan laju produksi melalui meningkatkan fasilitas bijih mineral, fasilitas penerima, fasilitas pemrosesan, dan pada akhirnya mencapai tingkat produksi yang stabil. Sekali lagi, perlu diingat bahwa selama proses ini kita telah menambahkan nilai pada aset dasar itu sendiri dan jika kita adalah entitas yang terdaftar, kita tentu saja telah menambahkan nilai pada harga saham di pasar ekuitas.

Jadi melalui produksi kita mungkin memiliki fase pertumbuhan, mungkin juga melakukan akuisisi strategis, atau juga dapat melakukan sesuatu yang benar-benar mengubah paradigma perusahaan itu sendiri, tetapi pada akhirnya karena sifat bijih-mineral yang menipis, pada akhirnya sebuah tambang akan sampai di ujung dan berakhir.

Dan tergantung pada posisi Anda, misalnya terkait manajemen yang telah dilakukan sejauh mana menyangkut strategi perusahaan, karena terbatasnya bijih-mineral itu bisa jadi merupakan akhir dan kehancuran dari perusahaan pertambangan yang Anda kelola.

Namun, jika kita memiliki strategi di mana ternyata kita memiliki aset tambahan, ruang untuk mengeksplorasi brownfields, greenfields, dapat memperpanjang umur perusahaan kita.

Namun yang perlu diingat bahwa aset memiliki sifat terbatas. Setelah kita sampai pada puncak operasi, kita tentu akan masuk ke fase deklinasi hingga akhirnya sampai ke fase penutupan tambang.

Orang mungkin mengatakan bahwa pada saat sampai di tahap penutupan tambang, kita tidak memiliki nilai yang tersisa. Sejauh menyangkut rantai nilai, di tahap ini kita telah menurunkan nilai menjadi nol bersih. Meskipun perlu diingat kembali bahwa pasca-penutupan tambang, lahan yang ada dapat dikembalikan untuk penggunaan komersial dalam bentuk lainnya.

Selalu ada kemungkinan.

Ilmu Logam : Diagram Fase

Telah diketahui bahwa banyak macam struktur yang mungkin terjadi pada suatu paduan. Karena sifat suatu bahan banyak tergantung pada jenis, jumlah/banyaknya dan bentuk dari fase (disebut strukturmikro) yang terjadi, maka sifat akan berubah bila hal-hal diatas berubah. Karena itu perlu diketahui pada kondisi bagaimana suatu fase dapat terjadi dan pada kondisi bagaimana suatu perubahan fase akan terjadi.

Sejumlah besar data mengenai perubahan fase dari berbagai sistem paduan telah dikumpulkan dan dicatat dalam bentuk diagram yaitu diagram fase, atau dikenal juga sebagai diagram keseimbangan atau diagram ekuilibrium.

Suatu diagram fase, idealnya akan menggambarkan hubungan antara fase, komposisi dan temperatur, pada kondisi keseimbangan (ekuilibrium, yaitu kondisi dimana tidak terjadi perubahan yang tergantung pada waktu). Kondisi ekuilibrium dapat didekati dengan pemanasan dan pendinginan yang sangat lambat, sehingga bila ada perubahan fase yang harus terjadi maka akan tersedia waktu yang cukup untuk mencapai kondisi keseimbangan. 

Macam diagram fase: diagram biner, diagram terner, dst.

Jenis diagram biner:
1. Untuk sistem paduan yang saling melarutkan sempurna dalam keadaan cair, dan:
a. saling melarutkan sempurna (completely soluble) dalam keadaan padat
Garis Liquidus : garis pada kurva, awal terjadinya pembekuan
Garis Solidus : garis pada kurva, akhir pembekuan

b. saling tidak melarutkan (insoluble) dalam keadaan padat, reaksi eutektik
c. larut terbatas (partly soluble) pada keadaan padat, reaksi eutektik

d. reaksi peritektik



2. Transformasi dalam keadaan padat:
a. perubahan allotropi

b. perubahan order-disorder

c. reaksi eutektoid

d. reaksi peritektoid


Diagram fase dibuat pada suatu salib sumbu dengan temperatur sebagai ordinat, dan sebagai absisnya adalah komposisi paduan (biasanya dalam % berat).



Diagram Fasa Besi - Besi Karbida




Ilmu Logam : Susunan Paduan

Definisi


Paduan (alloy) adalah campuran bahan yang memiliki sifat-sifat logam, terdiri dari dua atau lebih komponen (unsur), dan sedikitnya satu komponen utamanya adalah logam.

Sistem paduan adalah suatu sistem yang terdiri dari semua paduan yang dapat terbentuk dari beberapa unsur dengan semua macam komposisi yang mungkin dapat dibuat. Jadi misalnya sistem paduan Fe-C adalah semua paduan yang dapat dibuat dari Fe dan C dengan segala komposisi.

Fase (phase) adalah bagian dari material, yang homogen komposisi kimia dan strukturnya, dapat dibedakan secara fisik, dapat dipisahkan secara mekanik dari bagian lain material itu.

Dalam praktek hampir tidak pernah digunakan logam murni, logam selalu dipadu dengan unsur lain. Bila logam dipadu dengan unsur lain ada beberapa kemungkinan yang dapat terjadi, akan terbentuk senyawa (compound), larutan padat (solid solution), atau campuran (mixture).

Gambar. (a) Substitusi, (b) Interstisial


Campuran (mixture)


Gambar. Klasifikasi Paduan

Ilmu Logam : Deformasi Plastik

Logam dikenal mempunyai sifat ulet, artinya mampu berferomasi plastik bila menerima gaya mekanik yang cukup besar. Gaya yang bekerja pada benda tentunya akan diterima juga oleh kristal, akan mendorong barisan atom dalam kristal, yang dapat memutus ikatan antar atom.


Gambar 1. Tahapan terjadinya slip: (a) gaya belum menimbulkan perubahan,
(b) satu baris atom tergeser; menimbulkan dislokasi, (c) dislokasi bergerak, dan akhirnya
(d) terjadi slip; bagian atas seluruhnya tergeser (slip) satu jarak atom.

Gambar 1 diatas menunjukkan tahapan terjadinya deformasi plastik pada logam, dalam hal ini kristalnya. Dalam logam, ikatan antar atom dapat terjadi antara atom yang saling berdekatan dan dapat terlepas bila jaraknya membesar. Gambar a. memperlihatkan bagian dari kristal yang menerima gaya-gaya. Gaya ini mendorong barisan atom terdepan ke kanan. Baris berikutnya juga terdorong ke kanan, tetapi dalam jumlah yang lebih sedikit. Dengan gaya yang cukup besar ikatan atom antara baris atom pertama dan kedua bagian atas terputus dengan bagian bawahnya, dan baris pertama bagian atas akam bersambung dengan baris kedua dari bagian bawah (b), sedang baris kedua bagian atas tidak ada sambungannya. Ini dinamakan dislokasi.

Dengan mekanisme yang sama, dislokasi ini akan bergeser terus (c), sehingga akhirnya dislokasi sampai ke ujung kristal, terjadi slip, seluruh bagian atas sudah bergeser satu jarak atom terhadap bagian bawah. Dengan bekerjanya gaya lebih lanjut dapat terjadi dislokasi dan slip baik pada bidang slip yang sama atau pada bidang lain. Karenanya bentuk kristal akan berubah menjadi lebih pipih dan panjang.

Gambar 2. Ilustrasi terjadinya perubahan bentuk dengan slip

Dengan melakukan deformasi maka bentuk kristal akan berubah, yang tadinya equiaxed (gambar a) menjadi memanjang (gambar b).

Gambar 3. Perubahan struktur mikro karena deformasi:
(a) sebelum deformasi - butiran equiaxed, dan (b) setelah deformasi - butiran memanjang/elongated


Pengaruh Deformasi Plastik

Deformasi yang cukup berarti dapat terjadi karena terjadinya slip pada sejumlah besar bidang slip, dan pada setiap bidang slip tersisa banyak dislokasi. Padahal disekitar dislokasi selalu merupakan daerah yang tegang, karena susunan atom di daerah itu mengalami distorsi, karenanya deformasi akan menyebabkan logam menjadi lebih kuat/keras. Peristiwa ini dinamakan penguatan regang (strain hardening).

Gambar 4. Susunan atom di sekitar dislokasi,
di bawah dislokasi terjadi tegangan tarik, diatasnya terjadi tegangan tekan

Perubahan sifat mekanik yang terjadi karena deformasi ini tergantung seberapa banyak deformasi yang dilakukan (derajat deformasi). Makin tinggi derajat deformasi yang dilakukan makin tinggi kekuatan dan kekerasan, makin besar penurunan keuletannya.


Pengaruh Pemanasan Terhadap Logam yang Terdeformasi

Logam yang terdeformasi kristalnya mengalami distorsi, di dalam kristal menjadi banyak slip dan terdapat banyak dislokasi, susunan atom tidak lagi teratur seperti yang seharusnya. Pada temperatur rendah atom-atom itu tidak dapat kembali pada posisi yang seharusnya.

Bila logam yang terdeformasi ini dipanaskan maka atom dalam butiran kristal yang terdistorsi tersebut akan memperoleh energi untuk menyusun diri kembali menjadi kristal yang sempurna. Secara bertahap atom-atom tersebut akan membentuk kristal baru yang tidak lagi terdistorsi, proses ini dinamakan rekristalisasi.

Seperti halnya kristalisasi, rekristalisasi berlangsung dengan mekanisme pengintian (nucleation) dan pertumbuhan (growth), dimulai dengan pengintian diikuti dengan pertumbuhan.

Mula-mula beberapa atom dari kristal yang terdistorsi akan membentuk inti kristal baru dengan susunan atom yang sempurna, tidak terdistorsi. Ini pada umumnya terjadi pada dislokasi dan/atau batas butir. Kemudian atom lain dari kristal lama mulai bergabung dalam susunan kristal baru, kristal tumbuh menjadi lebih besar. Bila semua atom kristal lama seluruhnya habis bergabung dalam kristal baru maka rekristalisasi sudah selesai.

Bila setelah rekristalisasi selesai dan pemanasan masih berlanjut maka akan terjadi pertumbuhan butir yang lebih besar, butir yang ada cenderung bergabung dengan butiran lain, sehingga terbentuk butiran dengan ukuran yang lebih besar.

Sebenarnya sebelum terjadi rekristalisasi terlebih dulu terjadi recovery, lepasnya tegangan dalam yang berupa tegangan elastis dalam kristal. Selama proses deformasi sebenarnya ada sebagian atom yang tergeser dari posisinya tetapi belum melepas ikatannya dengan atom pasangannya. Seharusnya atom-atom ini akan kembali ke posisinya semula bila pengerjaan selesai, tetapi ternyata tidak dapat kembali karena terkunci oleh kristal lain. Tegangan inilah yang akan hilang pada awal pemanasan (recovery).

Dengan berlangsungnya rekristalisasi selain terjadi perubahan kristal juga akan terjadi perubahan sifat mekanik. Pada tahap recovery belum tampak ada perubahan struktur kristal, sehingga juga belum ada perubahan sifat. Perubahan sifat mulai terjadi pada saat memasuki tahap rekristalisasi, kekuatan dan kekerasan mulai turun sedang keuletan akan naik (kekuatan, kekerasan dan keuletan ini adalah yang diukur setelah logam didinginkan). Perubahan tersebut masih berlangsung terus sampai tahap grain growth, tahapan dimana butiran baru berkembang jadi lebih besar.

Gambar 5. Pengaruh temperatur pemanasan terhadap perubahan sifat mekanik dan ukuran butir setelah logam yang terdeformasi dipanaskan kembali

Gambar diatas menunjukkan perubahan yang terjadi bila logam dipanaskan sampai suatu temperatur kemudian ditahan selama waktu tertentu kemudian didinginkan kembali dengan lambat. Proses diatas tidak tergantung hanya pada temperatur tetapi juga lamanya waktu penahanan. Hasil yang sama dapat diperoleh dengan temperatur yang lebih tinggi dan waktu tahan yang lebih singkat, atau temperatur lebih rendah waktu tahan lebih lama.

Temperatur rekristalisasi adalah temperatur pemanasan kembali dimana rekristalisasi tepat selesai dalam satu jam. Temperatur rekristalisasi selain tergantung pada jenis logamnya, juga tergantung pada derajat deformasi yang dialami sebelum pemanasan, makin tinggi derajat deformasi makin rendah temperatur rekristalisasinya.

__________
Referensi : Suherman, Wahid. 2003. Ilmu Logam I. Surabaya : Diktat Jurusan Teknik Mesin FTI ITS

Ilmu Logam : Kristalisasi

Kristalisasi adalah proses pembentukan kristal, yang terjadi pada saat pembekuan yakni perubahan dari fase cair ke fase padat. Dilihat dari mekanismenya, kristalisasi terjadi melalui dua tahap:
  1. Pembentukan inti atau pengintian (nucleation)
  2. Pertumbuhan kristal (crystal growth)
Dalam keadaan cair atom-atom tidak memiliki susunan teratur tertentu, selalu atau mudah bergerak. Dalam keadaan cair, temperaturnya relatif tinggi dan atom memiliki energi cukup banyak sehingga mudah bergerak, tidak ada pengaturan letak atom relatif terhadap atom lain.

Dengan turunnya temperatur maka energi atom juga turun dan makin sulit bergerak dan mulai mencari/mengatur kedudukannya relatif terhadap atom lain, beberapa atom mulai menyusun diri membentuk inti kristal

Inti-inti ini akan menjadi pusat dari proses kristalisasi selanjutnya. Dengan makin turunnya temperatur makin banyak atom yang ikut bergabung dengan inti yang sudah ada atau membentuk inti baru. Setiap inti akan tumbuh dengan menarik atom lain dari cairan atau dari inti yang tidak sempat tumbuh, untuk mengisi tempat kosong pada lattice yang akan dibentuk. Dikatakan inti tersebut mengalami pertumbuhan. Pertumbuhan ini tidak hanya bergerak lurus saja tetapi mulai membentuk cabang-cabang dan ranting-ranting, struktur seperti ini disebut struktur dendritik. Dendrit ini terus bertumbuh ke segala arah, sehingga cabang/ranting dendrit hampir bersentuhan dan sisa cairan yang terakhir akan membeku di sela-sela dendrit ini.


Gambar. (A), (B), dan (C) menunjukkan 3 tahapan pembekuan dendritik suatu logam murni. (D) gambaran 3 dimensi dari dendrit yang sedang tumbuh.

Pada suatu benda dari logam pada umumnya akan terdiri dari banyak butiran kristal, tidak hanya satu. Pertemuan satu kristal dengan kristal lain dinamakan batas butir kristal (grain boundary) yang merupakan bidang yang membatasi atara 2 kristal. Batas butir adalah tempat dimana terdapat ketidak-teraturan susunan atom (mismatch), sehingga merupakan tempat yang tegang. Di samping juga biasanya batas butir mengandung unsur-unsur ikutan (impurity) lebih banyak.

Ilmu Logam : Memahami Struktur Kristal

Struktur Kristal


Susunan atom-atom yang teratur dalam tiga dimensi menurut suatu pola tertentu dinamakan kristal. Bila dari inti-inti atom dalam suatu kristal ditarik garis-garis imajiner melalui inti-inti atom tetangganya maka akan diperoleh suatu kerangka tiga dimensi yang disebut space lattice (kisi ruang). Space lattice ini dapat dianggap tersusun dari sejumlah besar unit cell (sel satuan). Unit cell merupakan bagian terkecil dari space lattice yang bila disusun ke arah sumbu-sumbunya akan membentuk space lattice.


Ada 7 macam sistem kristal yang mungkin terjadi, yaitu:

Kebanyakan logam-logam yang penting membeku dengan membentuk kristal dengan sistem kristal cubic (kubus) atau hexagonal. Sistem kristal yang paling sering dijumpai pada logam adalah:
  1. Face Centered Cubic (FCC) atau Kubus Pemusatan Sisi (KPS)
  2. Body Centered Cubic (BCC) atau Kubus Pemusatan Ruang (KPR)
  3. Hexagonal Close-Packed (HCP) atau Hexagonal Tumpukan Padat (HTP)



Pada umumnya setiap logam selalu membentuk kristal dengan sistem kristal tertentu, tetapi ternyata ada beberapa unsur yang dapat dijumpai dengan sistem kristal yang berbeda. Sifat yang demikian ini dinamakan polimorfi. Di antara logam-logam yang memiliki sifat polimorfi ini ada yang sifat polimorfinya bersifat reversibel: pada suatu kondisi sistem kristalnya tertentu dan bila kondisi berubah, sistem kristalnya juga akan berubah dan bila kondisi kembali seperti semula maka sistem kristal juga akan kembali seperti semula. Sifat ini dinamakan sifat allotropi.

Ada kurang lebih lima belas unsur logam yang memiliki sifat allotropi, termasuk besi. Pada temperatur kamar, besi memiliki sistem kristal BCC (dinamakan besi alpha, Î±). Pada temperatur antara 910-1400°C sistem kristalnya FCC (besi gamma, γ). Dan pada temperatur diatas 1400°C sampai mencair sistem kristalnya BCC (besi delta, Î´). Bila temperatur kembali lagi maka sistem kristalnya juga akan kembali seperti semula. Setiap perubahan tersebut ditandai dengan pemberhentian perubahan temperatur.
Gambar. Kurva pemanasan dan pendinginan besi, menunjukkan adanya perubahan allotropi.


⏩⏩⏩⏩⏩⏩⏩⏩⏩⏩⏩⏩⏩⏩⏩

Pertanyaan :

Apa yang dimaksud dengan kristal, sistem kristal, space lattice, unit cell, dan lattice parameter?

Tembaga dengan sistem kristal FCC mempunyai diameter atom 2,556 Ã…. Hitung berapa diameter atomnya?

Tembaga dengan sistem kristal FCC mempunyai lattice parameter 3,61 x 10^-8. Hitung berat jenisnya? Bilangan Avogrado = 6,02 x 10^23 atom. Hitung juga untuk Besi dan Titanium.

Ilmu Logam: Perbedaan Ikatan Logam, Ikatan Ionik dan Ikatan Kovalen

Ada tiga jenis ikatan atom yang utama, yaitu :

  • Ikatan ionik
  • Ikatan kovalen atau homopolar
  • Ikatan logam

Ikatan Ionik
Seperti yang telah diketahui, atom akan paling stabil jika atom itu mempunyai konfigurasi elektron seperti konfigurasi elektron pada gas mulia, yaitu terdapat delapan elektron pada kulit terluar. Bila suatu atom hanya memiliki satu elektron pada kulit terluar, maka ia cenderung untuk melepas elektron tersebut. Pelepasan satu elektron tersebut menyebabkan kulit yang lebih dalam akan menjadi kulit terluar, dan menjadi lebih stabil. Tetapi kondisi ini mengakibatkan atom tersebut kelebihan proton (muatan positif), sehingga atom menjadi bermuatan positif, dikatakan atom itu berubah menjadi ion positif.

Sebaliknya, bila suatu atom memiliki tujuh elektron pada kulit terluarnya, maka ia cenderung akan menerima satu elektron lagi dari luar. Dan bila hal ini terjadi, maka atom itu akan menjadi bermuatan negatif (kelebihan elektron), ia akan menjadi ion negatif

Bila kedua ion itu berdekatan maka akan terjadi tarik menarik karena kedua ion itu memiliki muatan listrik yang berlawanan. Kedua atom itu akan terikat satu sama lain dengan gaya tarik menarik itu. Ikatan ini dinamakan ikatan ionik (ionic bonding).



Contohnya garam NaCl, dimana atom Na (dengan satu elektron pada kulit terluar) yang berada dekat atom Cl (dengan tujuh elektron pada kulit terluar). Dalam keadaan ini akan terjadi perpindahan satu elektron dari atom Na ke atom Cl. Kedua atom itu akan menjadi ion: atom Na menjadi ion Na+, sementara atom Cl akan menjadi ion Cl-. Dan karena muatannya berlawanan maka akan terjadi tarik menarik, menjadi suatu ikatan ionik, yang dikenal sebagai senyawa garam dimana sifatnya berbeda dari kedua atom pembentuknya. Hal ini memperlihatkan betapa kuatnya suatu ikatan ionik. 

Ikatan Kovalen :


Beberapa atom dapat memperoleh konfigurasi elektron yang stabil dengan saling meminjamkan elektronnya. Dengan itu, atom-atom akan memperoleh susunan elektron yanh stabil tanpa menyebabkannya menjadi bermuatan. Ikatan akan terjadi melalui elektron yang saling dipinjamkan itu. Elektron ini masih mempunyai ikatan dengan atom asalnya, tetapi juga sudah terikat dengan atom yang meminjamnya. Contoh ikatan ini adalah pada molekul Cl2, N2 dan HF.

Ikatan Logam :
Pada ikatan logam juga terjadi saling meminjamkan elektron. Hanya saja jumlah atom yang bersama-sama saling meminjamkan elektron valensinya ini tidak hanya antara dua atau beberapa atom tetapi dalam jumlah yang sangat banyak. Setiap atom menyerahkan elektron valensinya untuk digunakan bersama-sama. Dengan demikian akan ada ikatan tarik menarik antara atom-atom yang saling berdekatan. Jarak antar atom ini akan tetap (untuk kondisi yang sama), bila ada atom yang bergerak menjauh maka gaya tarik menarik akan menariknya kembali ke posisi semula, dan bila bergerak terlalu mendekat maka gaya tolak menolak menjadi makin besar (sedang gaya tarik menarik mengecil), karena inti-inti atom berjarak terlalu dekat padahal muatan listriknya sama, sehingga akan mendorong atom tersebut kembali ke posisi semula. Kedudukan suatu atom relatif terhadap atom lain akan tetap.



Ikatan seperti ini biasa terjadi pada logam, karena itu dinamakan ikatan logam. Pada ikatan ini, inti-inti atom terletak beraturan dengan jarak tertentu, sedang elektron yang saling dipinjamkan seolah-olah membentuk "kabut elektron" yang mengisi sela-sela antar inti.  Elektron-elektron ini tidak terlihat pada salah satu atom tertentu atau beberapa atom saja, tetapi setiap elektron dapat saja pada suatu saat berada pada suatu atom, dan pada saat berikutnya berada pada atom lain. Karena itulah logam dikenal mudah mengalirkan listrik dan panas.
Mengingat atom-atom pada logam menempati posisi tertentu relatif terhadap atom laim (di kiri-kanan, depan-belakang dan atas-bawahnya), maka dapat dikatakan bahwa atom logam tersusun secara teratur menurut suatu pola tertentu. Susunan atom yang teratur ini dinamakan kristal, dan susunan atom pada logam selalu kristalin yakni tersusun beraturan dalam suatu kristal.

⏩⏩⏩⏩⏩⏩⏩⏩⏩⏩⏩⏩⏩⏩⏩⏩⏩

Pertanyaan : Apa bedanya ikatan logam dengan ikatan ionik dan ikatan kovalen?
Jawaban :

Atom penyusunnya:
  • Ikatan Logam : atom antar unsur logam dalam jumlah yang sangat banyak
  • Ikatan Ionik : atom antar unsur logam dan non-logam
  • Ikatan Kovalen: atom antar unsur non-logam
Cara mencapai kestabilan:
  • Ikatan Logam : atom melepaskan elektron menjadi kation
  • Ikatan Ionik : atom memberi atau menerima elektron
  • Ikatan Kovalen : atom saling berbagi elektron dengan atom lainnya
Bentuknya :
  • Ikatan Logam : padatan (lunak dan ulet)
  • Ikatan Ionik : padatan kristal
  • Ikatan Kovalen : cairan, gas, padatan
Kemampuan menghantarkan listrik :
  • Ikatan Logam : Ya
  • Ikatan Ionik : Ya (jika bentuknya berupa cairan)
  • Ikatan Kovalen : Tidak
Kelarutan dalam air :
  • Ikatan Logam : Tidak
  • Ikatan Ionik : Tinggi
  • Ikatan Kovalen : Rendah
Titik Leleh dan Titik Lebur :
  • Ikatan Logam : Tinggi
  • Ikatan Ionik : Tinggi
  • Ikatan Kovalen : Rendah

=========
Link download versi slide pdf: https://www.slideshare.net/AbdulGhofurAffu/perbedaan-ikatan-ionik-ikatan-kovalen-dan-ikatan-logam

Publikasi Seputar Info Metalurgi


 Sumber gambar: google.com
  

Daftar Nama Perusahaan Nikel (Nickel Smelter Plant) di Indonesia
Link download:
https://www.researchgate.net/
https://www.academia.edu/
https://www.slideshare.net/
https://www.scribd.com/
https://www.docdroid.net/


Daftar Nama Perusahaan Feromangan (Ferromanganese Smelter Plant) di Indonesia
Link download: 
https://www.academia.edu/
https://www.slideshare.net/
https://www.scribd.com/
https://www.docdroid.net/


Daftar Nama Perusahaan Peleburan Baja (Steel Mill Plant) di Indonesia
Link Download:
https://www.academia.edu/
https://www.slideshare.net/
https://www.scribd.com/
https://www.docdroid.net/




Daftar Perusahaan Galvanis di Indoneisa
Link Download:
https://www.academia.edu/
https://www.slideshare.net/
https://www.scribd.com/
https://www.docdroid.net/


Daftar Nama Perusahaan Pengumpul/ Pengangkut/ Pengolah/ Pemanfaat/ Penimbun Limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun) Industri
Link Download:
https://www.academia.edu/
https://www.slideshare.net/
https://www.scribd.com/
https://www.docdroid.net/


Daftar Nama Perusahaan Pengumpul dan Pemanfaat Limbah Oli Bekas & Limbah B3
Link Download:
https://www.academia.edu/
https://www.slideshare.net/
https://www.scribd.com/
https://www.docdroid.net/


Daftar Nama Perusahaan Jasa Laboratorium Pengujian Ceramic Proppant untuk Shale Oil and Gas
Link Download:
https://www.academia.edu/
https://www.slideshare.net/
https://www.scribd.com/
https://www.docdroid.net/


Industri Pengolahan Logam Seng
Link Download:
https://www.researchgate.net/
https://www.academia.edu/
https://www.slideshare.net/
https://www.scribd.com/
https://www.docdroid.net/


OXYGEN ABSORBER: Pengertian, Pemanfaatan dan Pelaku Industrinya
Link Download:
https://www.academia.edu/ 
https://www.slideshare.net/ 
https://www.scribd.com/
https://www.docdroid.net/


WAELZ ROTARY KILN: Teknologi, Proses dan Penjelasannya
Link Download:
https://www.researchgate.net/
https://www.slideshare.net/
https://www.scribd.com/ 
https://www.docdroid.net/ 
+