Pengujian Kekerasan

Kekerasan (Hardness) adalah salah satu sifat mekanik (Mechanical properties) dari suatu material. Kekerasan suatu material harus diketahui khususnya untuk material yang dalam penggunaanya akan mangalami pergesekan (frictional force), dalam hal ini bidang keilmuan yang berperan penting mempelajarinya adalah Ilmu Bahan Teknik (Metallurgy Engineering).

Kekerasan didefinisikan sebagai kemampuan suatu material untuk menahan beban identasi atau penetrasi (penekanan). Didunia teknik, umumnya pengujian kekerasan menggunakan 4 macam metode pengujian kekerasan, yakni :
1. Brinnel (HB / BHN)
2. Rockwell (HR / RHN)
3. Vikers (HV / VHN)
4. Micro Hardness (Namun jarang sekali dipakai-red)
Pemilihan masing-masing skala (metode pengujian) tergantung pada :
a. Permukaan material
b. Jenis dan dimensi material
c. Jenis data yang diinginkan
d. Ketersedian alat uji

1. Brinnel
Pengujian kekerasan dengan metode Brinnel bertujuan untuk menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap bola baja (identor) yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut (speciment). Idealnya, pengujian Brinnel diperuntukan bagi material yang memiliki kekerasan Brinnel sampai 400 HB, jika lebih dati nilai tersebut maka disarankan menggunakan metode pengujian Rockwell ataupun Vickers. Angka Kekerasan Brinnel (HB) didefinisikan sebagai hasil bagi (Koefisien) dari beban uji (F) dalam Newton yang dikalikan dengan angka faktor 0,102 dan luas permukaan bekas luka tekan (injakan) bola baja (A) dalam milimeter persegi. Identor (Bola baja) biasanya telah dikeraskan dan diplating ataupun terbuat dari bahan Karbida Tungsten. Jika diameter Identor 10 mm maka beban yang digunakan (pada mesin uji) adalah 3000 N sedang jika diameter Identornya 5 mm maka beban yang digunakan (pada mesin uji) adalah 750 N. Dalam Praktiknya, pengujian Brinnel biasa dinyatakan dalam (contoh ) : HB 5 / 750 / 15 hal ini berarti bahwa kekerasan Brinell hasil pengujian dengan bola baja (Identor) berdiameter 5 mm, beban Uji adalah sebesar 750 N per 0,102 dan lama pengujian 15 detik. Mengenai lama pengujian itu tergantung pada material yang akan diuji. Untuk semua jenis baja lama pengujian adalah 15 detik sedang untuk material bukan besi lama pengujian adalah 30 detik.
2. Vickers
Pengujian kekerasan dengan metode Vickers bertujuan menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap intan berbentuk piramida dengan sudut puncak 136 Derajat yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut. Angka kekerasan Vickers (HV) didefinisikan sebagai hasil bagi (koefisien) dari beban uji (F) dalam Newton yang dikalikan dengan angka faktor 0,102 dan luas permukaan bekas luka tekan (injakan) bola baja (A) dalam milimeter persegi. Secara matematis dan setelah disederhanakan, HV sama dengan 1,854 dikalikan beban uji (F) dibagi dengan diagonal intan yang dikuadratkan. Beban uji (F) yang biasa dipakai adalah 5 N per 0,102; 10 N per 0,102; 30 N per 0,102N dan 50 per 0,102 N. Dalam Praktiknya, pengujian Vickers biasa dinyatakan dalam (contoh ) : HV 30 hal ini berarti bahwa kekerasan Vickers hasil pengujian dengan beban uji (F) sebesar 30 N per 0,102 dan lama pembebanan 15 detik. Contoh lain misalnya HV 30 / 30 hal ini berarti bahwa kekerasan Vickers hasil pengujian dengan beban uji (F) sebesar 30 N per 0,102 dan lama pembebanan 30 detik.
3. Rockwell
Skala yang umum dipakai dalam pengujian Rockwell adalah :
a. HRa (Untuk material yang sangat keras)
b. HRb (Untuk material yang lunak). Identor berupa bola baja dengan diameter 1/16 Inchi dan beban uji 100 Kgf.
c. HRc (Untuk material dengan kekerasan sedang). Identor berupa Kerucut intan dengan sudut puncak 120 derjat dan beban uji sebesar 150 kgf.
Pengujian kekerasan dengan metode Rockwell bertujuan menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap benda uji (speciment) yang berupa bola baja ataupun kerucut intan yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut.

NIKEL

Sejarah

Nikel ditemukan oleh Cronstedt pada tahun 1751 dalam  mineral yang disebutnya kupfernickel (nikolit). Nikel adalah komponen yang ditemukan banyak dalam meteorit dan menjadi ciri komponen yang membedakan meteorit dari mineral lainnya. Meteorit besi atau siderit, dapat mengandung alloy besi dan nikel berkadar 5-25%. Nikel diperoleh secara komersial dari pentlandit dan pirotit di kawasan Sudbury Ontario, sebuah daerah yang menghasilkan 30% kebutuhan dunia akan nikel.
Deposit nikel lainnya ditemukan di Kaledonia Baru, Australia, Cuba, Indonesia.

SIFAT NIKEL:

Seperti halnya dengan logam yang lain nikel mempunyai sifat yang

sangat khusus

1.Nikel berwarna putih keperak-perakan dengan pemolesan tingkat tinggi.

2.Bersifat keras,

3.mudah ditempa,

4.sedikit ferromagnetis, dan

5.merupakan konduktor yang agak baik terhadap panas dan listrik.

6.Mempunyai kekuatan tarik cukup tinggi (50 kp/mm2 )

Nikel tergolong dalam grup logam besi-kobal,  yang dapat menghasilkan

alloy yang sangat berharga.

KEGUNAAN

Nikel digunakan secara besar-besaran untuk pembuatan baja tahan karat dan alloy lain yang bersifat tahan korosi, seperti Invar, Monel , Inconel , dan Hastelloys . Alloy tembaga-nikel berbentuk tabung banyak digunakan untuk pembuatan instalasi proses penghilangan garam untuk mengubah air laut menjadi air segar.
Nikel, digunakan untuk membuat uang koin,dan baja nikel untuk melapisi senjata dan ruangan besi (deposit di bank), dan nikel yang sangat halus, digunakan sebagai katalis untuk menghidrogenasi minyak sayur (menjadikannya padat). Nikel juga digunakan dalam keramik, pembuatan magnet Alnico dan baterai penyimpanan Edison . Bijih nikel dialam semesta digolongkan dalam dua jenis, yaitu: bijih nikel sulfida berada didaerah subtropis, dan bijih nikel oksida yang lazimnya disebut laterit berada didaerah khatulistiwa. Cadangan bijih nikel dunia sekitar 61 % berupa laterit sedangkan kebutuhan nikel dunia yang berasal dari laterit sekitar 40 %. Indonesia yang memiliki cadangan bijih nikel nomor dua (2) di dunia dan sampai tahun 1999 memasok kebutuhan nikel dunia sekitar 7 %, mempunyai peran strategis untuk pemanfaatan laterit untuk memasok kebutuhan nikel dunia. 

Karena sumber daya alam laterit yang berlimpah maka negara-negara besar terutama yang bergabung dalam G8 sangat berminat untuk mengeksploitasi laterit di Indonesia, diantaranya Amerika Serikat (USA) melalui PT Pasific Nickel pada tahun 1970-an, Canada melalui PT INCO pada tahun 1970-an, Jepang mengimpor saprolit untuk bahan baku ferro nikel (FeNi), dan Canada melalui PT Weda Bay Nickel (WBN) pada tahun 1998. Karenan PT Pasific Nickel sampai saat ini tidak merealisasi maka pemerintah RI mengalihkan kepada PT BHP Australia pada tahun 1990-an untuk mengeksploitasi laterit di pulau Gag-Papua. Demikian juga dengan WBN yang ditunda walaupun menurut rencana pada tahun 2003 mulai melakukan aktifitas penambangan, dan pada tahun 2004 mulai memproduksi NiS di Weda Halmahera untuk memasok 10 % kebutuhan nikel dunia. Sejak maret 2006, WBN telah berpindah kepemilikan ke ERAMET Perancis. Berdasarkan uraian singkat diatas, dalam tulisan ini akan dikaji sampai sejauh mana potensi laterit yang telah dimanfaatkan, dan bagaimana prospeknya kedepan untuk laterit yang belum dimanfaatkan. 

Penelitian Ekstraksi Nikel, Besi dan Magnesium dari Laterit dengan Larutan Asam pada Tekanan Atmosfir

Telah dilakukan percobaan pelarutan bijih nikel laterit jenis limonit dan serpentin Pomalaa pada tekanan atmosfir dengan mengutamakan pada ekstraksi Ni, Fe, dan Mg. Pada kondisi pelarutan yang sama, hampir seluruh nikel dan besi dalam bijih serpentin akan terekstraksi, sementara pada bijih limonit hanya sekitar 50% saja. Dalam tulisan ini akan dibahas pengaruh dari bermacam-macam parameter, seperti: waktu pelarutan, konsentrasi asam, temperatur pelarutan, ukuran butir, kekentalan larutan dan lain-lainnya. Dengan waktu pelarutan tertentu ekstraksi nikel dan besi akan bertambah dengan cepat seiring dengan bertambahnya konsentrasi asam dan temperatur pelarutan. Ekstraksi nikel dan besi dapat mencapai 80 hingga 90% pada bijih laterit jenis serpentin setelah proses pelarutan selama 5 jam pada temperatur 60oC dengan konsentrasi asam 3 mol/l. Ekstraksi nikel pada bijih limonit terlihat lebih sulit, mungkin dikarenakan letak posisi struktur nikelnya di dalam kisi goethit. 

Persian Pelarutan Terhadap Bijih Nikel Laterit Pomalaa Hasil Proses Pemanggangan

 

Bijih laterit nikel terdiri dari bijih serpentin dan bijih limonit. Bijih limonit banyak mengandung goethit sebagai hidrat besi.
Proses hidrometalurgi terhadap bijih leterit nikel kadar rendah dapat dikelompokkan sebagai berikut:
a. Pelarutan amoniak-amonium karbonat setelah pemanggangan reduksi selektif.
b. Pelarutan dengan larutan asam sulfat encer setelah pemanggangan reduksi.
Direncanakan pemanfaatan bijih limonit sebagai katalis pengganti besi, magnetit atau wustit yang diperoleh dari hasil proses reduksi bijih limonit. Selanjutnya substitusi antara unsur FeO dan nikel di dalam forsterit, dan pengendapan NiO dipermukaan mineral forsterit yang kemudian dilanjutkan dengan pelarutan asam sulfat.
Tulisan ini merupakan gambaran percobaan terhadap campuran bijih serpentin dan bijih limonit dengan 2 tahap proses, yaitu proses pertama merupakan proses pembentukkan logam besi, magnetit atau wustit dari goethit dalam bijih limonit dengan menggunakan gas hidrogen atau hidrogen dan uap air sebagai gas reduksi. Proses tahap kedua adalah proses pemanggangan untuk substitusi antara unsur nikel dan besi oksida yang kemudian dilanjutkan dengan proses pelarutan NiO dengan larutan asam sulfat

Bijih Nikel Laterit Kadar Rendah dalam Larutan Asam Khlorid

 

Telah dilakukan penelitian ekstraksi nikel dan besi dari bijih laterit silikat dan oksida kadar rendah. Analisa infra merah, differential thermal analysis dan difraksi sinar X digunakan pada penelitian ini untuk mempelajari sifat-sifat fisis bijih laterit tersebut. Hasil pengamatan membagi bijih laterit menjadi dua jenis, yaitu limonit dan serpentin. Percobaan menunjukkan bahwa besarnya persen ekstraksi bervariasi dan tergantung pada besarnya kandungan mineral utamanya. Pada kondisi proses yang sama terlihat bahwa hampir semua nikel dan besi dalam bijih serpentin akan terekstraksi, sedangkan dalam bijih limonit hanya akan terekstraksi sekitar 50% saja. Pengaruh dari waktu reaksi, temperatur proses dan konsentrasi asam diteliti untuk mendapatkan kondisi ekstraksi yang paling tinggi terhadap kedua jenis bijih tersebut. Ekstraksi nikel dan besi untuk waktu proses yang tetap akan meningkat dengan cepat seiring dengan bertambahnya temperatur dan konsentrasi asam. Ekstraksi nikel dari bijih limonit terlihat lebih sulit, hal ini mungkin dikarenakan oleh posisi struktural nikel yang ada dalam kisi goethit.