Nikel

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Langsung ke: navigasi, cari

| colspan=2 style="text-align: center" | Artikel utama: Isotop dari nikel

kobaltnikeltembaga
-

Ni

Pd
Penampilan
lustrous, metallic, and silver with a gold tinge
Ciri-ciri umum
Nama, lambang, Nomor atom nikel, Ni, 28
Dibaca /ˈnɪkəl/ NI-kəl
Jenis unsur logam transisi
Golongan, periode, blok 104, d
Massa atom standar 58.6934(4)(2)
Konfigurasi elektron [Ar] 4s2 3d8 or [Ar] 4s1 3d9 (see text)
2, 8, 16, 2 or 2, 8, 17, 1
Sifat fisika
Fase solid
Massa jenis (mendekati suhu kamar) 8.908 g·cm−3
Massa jenis cairan pada t.l. 7.81 g·cm−3
Titik lebur 1728 K, 1455 °C, 2651 °F
Titik didih 3186 K, 2913 °C, 5275 °F
Kalor peleburan 17.48 kJ·mol−1
Kalor penguapan 377.5 kJ·mol−1
Kapasitas kalor 26.07 J·mol−1·K−1
Tekanan uap
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K) 1783 1950 2154 2410 2741 3184
Sifat atom
Bilangan oksidasi 4[1], 3, 2, 1[2], -1
(sedikit oksida basa)
Elektronegativitas 1.91 (skala Pauling)
Energi ionisasi
(lebih lanjut)
pertama: 737.1 kJ·mol−1
ke-2: 1753.0 kJ·mol−1
ke-3: 3395 kJ·mol−1
Jari-jari atom 124 pm
Jari-jari kovalen 124±4 pm
Jari-jari van der Waals 163 pm
Lain-lain
Struktur kristal face-centered cubic
Pembenahan magnetik feromagnetik
Keterhambatan elektris (20 °C) 69.3 nΩ·m
Konduktivitas termal 90.9 W·m−1·K−1
Ekspansi termal (25 °C) 13.4 µm·m−1·K−1
Kecepatan suara (batang ringan) (suhu kamar) 4900 m·s−1
Modulus Young 200 GPa
Modulus Shear 76 GPa
Bulk modulus 180 GPa
Rasio Poisson 0.31
Kekerasan Mohs 4.0
Kekerasan Viker 638 MPa
Kekerasan Brinell 700 MPa
Nomor CAS 7440-02-0
Isotop paling stabil
iso NA Waktu paruh DM DE (MeV) DP
58Ni 68.077% Ni stabil dengan 30 neutron
59Ni sisa 76000 thn ε - 59Co
60Ni 26.223% Ni stabil dengan 32 neutron
61Ni 1.14% Ni stabil dengan 33 neutron
62Ni 3.634% Ni stabil dengan 34 neutron
63Ni syn 100.1 y β 0.0669 63Cu
64Ni 0.926% Ni stabil dengan 36 neutron
· r

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki simbol Ni dan nomor atom 28.

Nikel mempunyai sifat tahan karat. Dalam keadaan murni, nikel bersifat lembek, tetapi jika dipadukan dengan besi, krom, dan logam lainnya, dapat membentuk baja tahan karat yang keras.

Perpaduan nikel, krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok, dan peralatan memasak), ornamen-ornamen rumah dan gedung, serta komponen industri.

Proses Pemurnian Refinery Pengolahan Nikel[sunting | sunting sumber]

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, dan Indonesia.

Berdasarkan tahapan proses, pengolahan nikel dapat dilakukan dalam tiga tahapan proses, yaitu Tahap Preparasi, Tahap Pemisahan, dan Tahap Dewatering. Kegiatan pengolahan ini bertujuan untuk membebaskan dan memisahkan mineral berharga dari mineral yang tidak berharga atau mineral pengotor sehingga setelah dilakukan proses pengolahan dihasilkan konsentrat yang bernilai tinggi dan tailing yang tidak berharga. Metode yang dipakai bermacam-macam tergantung dari sifat kimia, sifat fisika, sifat mekanik dari mineral itu sendiri. Nikel merupakan logam berwarna putih keperak – perakan, ringan, kuat antin karat, bersifat keras, mudah ditempa, sedikit ferromagnetis, dan merupakan konduktor yang agak baik terhadap panas dan listrik. Nikel tergolong dalam grup logam besi-kobal, yang dapat menghasilkan alloy yang sangat berharga. Spesifik gravitynya 8,902 dengan titik lebur 14530C dan titik didih 27320C, resisten terhadap oksidasi, mudah ditarik oleh magnet, larut dalam asam nitrit, tidak larut dalam air dan amoniak, sedikit larut dalam hidrokhlorik dan asam belerang. Memiliki berat jenis 8,8 untuk logam padat dan 9,04 untuk kristal tunggal.

Secara umum, mineral bijih di alam ini dibagi dalam 2 (dua) jenis yaitu mineral sulfida dan mineral oksida. Begitu pula dengan bijih nikel, ada sulfida dan ada oksida. Masing-masing mempunyai karakteristik sendiri dan cara pengolahannya pun juga tidak sama. Dalam bahasan kali ini akan dibatasi pengolahan bijih nikel dari mineral oksida (Laterit).

Bijih nikel dari mineral oksida (Laterite) ada dua jenis yang umumnya ditemui yaitu Saprolit dan Limonit dengan berbagai variasi kadar. Perbedaan menonjol dari 2 jenis bijih ini adalah kandungan Fe (Besi) dan Mg (Magnesium), bijih saprolit mempunyai kandungan Fe rendah dan Mg tinggi sedangkan limonit sebaliknya. Bijih Saprolit dua dibagi dalam 2 jenis berdasarkan kadarnya yaitu HGSO (High Grade Saprolit Ore) dan LGSO (Low Grade Saprolit Ore), biasanya HGSO mempunyai kadar Ni ≥ 2% sedangkan LGSO mempunyai kadar Ni. Adapun tahap-tahap yang dilakukan untuk melakukan proses pengelolahan nikel melalui beberapa tahap utama yaitu, crushing, Pengering, Pereduksi, peleburan, Pemurni, dan Granulasi dan Pengemasan.

Kominusi[sunting | sunting sumber]

Kominusi adalah suatu proses untuk mengubah ukuran suatu bahan galian menjadi lebih kecil, hal ini bertujuan untuk memisahkan atau melepaskan bahan galian tersebut dari mineral pengotor yang melekat bersamanya. Kominusi bahan galian meliputi kegiatan berikut :

  1. Crusher yaitu suatu proses yang bertujuan untuk meliberalisasi mineral yang diinginkan agar terpisah dengan mineral pengotor yang lain. Dimana proses ini bertujuan juga untuk reduksi ukuran dari bahan galian / bijih yang langsung dari tambang (ROM = run of mine) dan berukuran besar-besar (diameter sekitar 100 cm) menjadi ukuran 20-25 cm bahkan bisa sampai ukuran 2,5 cm. Alat yang digunakan pada Primary Crusher dan Secondery Crusher yaitu antara lain :
    • Jaw crusher
    • Gyratory crusher
    • Cone crusher
    • Roll crusher
    • Impact crusher
    • Rotary breaker
    • Hammer mill
  2. Grinding Merupakan tahap pengurangan ukuran dalam batas ukuran halus yang diinginkan. Tujuan Grinding yaitu Mengadakan liberalisasi mineral berharga, Mendapatkan ukuran yang memenuhi persyaratan industri, Mendapatkan ukuran yang memenuhi persyaratan proses.

Sizing[sunting | sunting sumber]

Merupakan proses pemilahan bijih yang telah melalui proses kominusi sesuai ukuran yang dibutuhkan. Kegiatan Sizing meliputi Screening yaitu Salah satu pemisahan berdasarkan ukuran adalah proses pengayakan (screening). Sizing dibagi menjadi dua antara lain :

Pengayakan / Penyaringan (Screening / Sieving)[sunting | sunting sumber]

Pengayakan atau penyaringan adalah proses pemisahan secara mekanik berdasarkan perbedaan ukuran partikel. Pengayakan (screening) dipakai dalam skala industri, sedangkan penyaringan (sieving) dipakai untuk skala laboratorium. Produk dari proses pengayakan/penyaringan ada 2 (dua), yaitu antara lain :

  • Ukuran lebih besar daripada ukuran lubang-lubang ayakan (oversize).
  • Ukuran yang lebih kecil daripada ukuran lubang-lubang ayakan (undersize).

Saringan (sieve) yang sering dipakai di laboratorium yaitu antara lain :

  • Hand sieve
  • Vibrating sieve series / Tyler vibrating sive
  • Sieve shaker / rotap
  • Wet and dry sieving

Sedangkan ayakan (screen) yang berskala industri yaitu antara lain :

  • Stationary grizzly
  • Roll grizzly
  • Sieve bend
  • Revolving screen
  • Vibrating screen (single deck, double deck, triple deck, etc.)
  • Shaking screen
  • Rotary shifter

Klasifikasi (Classification)[sunting | sunting sumber]

Klasifikasi adalah proses pemisahan partikel berdasarkan kecepatan pengendapannya dalam suatu media (udara atau air). Klasifikasi dilakukan dalam suatu alat yang disebut classifier. Produk dari proses klasifikasi ada 2 (dua), yaitu antara lain:

  • Produk yang berukuran kecil/halus (slimes) mengalir di bagian atas disebut overflow.
  • Produk yang berukuran lebih besar/kasar (sand) mengendap di bagian bawah (dasar) disebut underflow.

Proses pemisahan dalam classifier dapat terjadi dalam tiga cara (concept), yaitu :

  • Partition concept
  • Tapping concept
  • Rein concept

Pengeringan (Drying)[sunting | sunting sumber]

Yaitu proses untuk membuang seluruh kandung air dari padatan yang berasal dari konsentrat dengan cara penguapan (evaporization/evaporation).Peralatan atau cara yang dipakai ada bermacam-macam, yaitu antara lain:

  1. Hearth type drying/air dried/air baked, yaitu pengeringan yang dilakukan di atas lantai oleh sinar matahari dan harus sering diaduk (dibolak-balik).
  2. Shaft drier, ada dua macam, yaitu :
    • tower drier, material (mineral) yang basah dijatuhkan di dalam saluran silindris vertikal yang dialiri udara panas (800 – 1000).
    • rotary drier, material yang basah dialirkan ke dalam silinder panjang yang diputar pada posisi agak miring dan dialiri udara panas yang berlawanan arah.

Kalsinasi dan Reduksi di Tanur Pereduksi[sunting | sunting sumber]

Tujuannya untuk menghilangkan kandungan air di dalam bijih, mereduksi sebagian nikel oksida menjadi nikel logam, dan sulfidasi. Setelah proses drying, bijih nikel yang tersimpan di gudang bijih kering pada dasarnya belumlah kering secara sempurna, karena itulah tahapan ini bertujuan untuk menghilangkan kandungan air bebas dan air kristal serta mereduksi nikel oksida menjadi nikel logam. Proses ini berlansung dalam tanur reduksi. Bijih dari gudang dimasukkan dalam tanur reduksi dengan komposisi pencampuran menggunakan ratio tertentu untuk menghasilkan komposisi silika magnesia dan besi yang sesuai dengan operasional tanur listrik. Selain itu dimasukkan pula batubara yang berfungsi sebagai bahan pereduksi pada tanur reduksi maupun pada tanur pelebur. Untuk mengikat nikel dan besi reduksi yang telah tereduksi agar tidak teroksidasi kembali oleh udara maka ditambahkanlah belerang. Hasil akhir dari proses ini disebut kalsin yang bertemperatur sekitar 7000­oC.

Peleburan di Tanur Listrik[sunting | sunting sumber]

Untuk melebur kalsin hasil kalsinasi/reduksi sehingga terbentuk fasa lelehan matte dan Slag. Kalsin panas yang keluar dari tanur reduksi sebagai umpan tanur pelebur dimasukkan kedalam surge bin lalu kemudian dibawa dengan transfer car ke tempat penampungan. Furnace bertujuan untuk melebur kalsin hingga terbentuk fase lelehan matte dan slag. Dinding furnace dilapisi dengan batu tahan api yang didinginkan dengan media air melalui balok tembaga. Matte dan slag akan terpisah berdasarka berat jenisnya. Slag kemudian diangkut kelokasi pembuangan dengan kendaraan khusus.

Pengkayaan di Tanur Pemurni[sunting | sunting sumber]

Bertujuan untuk menaikkan kadar Ni di dalam matte dari sekitar 27 persen menjadi di atas 75 persen. Matte yang memiliki berat jenis lebih besar dari slag diangkut ke tanur pemurni / converter untuk menjalani tahap pemurnian dan pengayaan. Proses yang terjadi dalam tanur pemurni adalah peniupan udara dan penambahan sililka. Silika ini akan mengikat besi oksida dan membentuk ikatan yang memiliki berat jenis lebih rendah dari matte sehingga menjadi mudah untuk dipisahkan.

Granulasi dan Pengemasan[sunting | sunting sumber]

Untuk mengubah bentuk matte dari logam cair menjadi butiran-butiran yang siap diekspor setelah dikeringkan dan dikemas. Matte dituang kedalam tandis sembari secara terus menerus disemprot dengan air bertekanan tinggi. Proses ini menghasilkan nikel matte yang dingin yang berbentuk butiran-butiran halus. Butiran-butiran ini kemudian disaring, dikeringkan dan siap dikemas.

Lihat pula[sunting | sunting sumber]

Nikel sulfida

Referensi[sunting | sunting sumber]

  1. ^ M. Carnes et al. (2009). "A Stable Tetraalkyl Complex of Nickel(IV)". Angewandte Chemie International Edition 48: 3384. doi:10.1002/anie.200804435. 
  2. ^ S. Pfirrmann et al. (2009). "A Dinuclear Nickel(I) Dinitrogen Complex and its Reduction in Single-Electron Steps". Angewandte Chemie International Edition 48: 3357. doi:10.1002/anie.200805862. 

Pranala luar[sunting | sunting sumber]

{http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Templat:Tabel_periodik_unsur_kimia&action=edit