PELEBURAN

Peleburan atau smelting adalah pengambilan unsur logam dari mineral pembawanya menggunakan pemanasan dengan penambahan agen reduksi. Mineral pembawa logam umumnya adalah oksida dan sulfida. Produk dari peleburan yang didapat berupa logam atau matte (lelehan logam sulfida).

Peleburan dilakukan pada temperatur tinggi untuk melelehkan mineral yang membawa logam berharga. Bentuk lelehan ini memudahkan pemisahan antara lelehan logam dengan unsur pengotor lainnya atau disebut terak atau slag. Lelehan logam memiliki massa jenis atau densitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan terak karena itu lelehan logam berada pada bagian bawah. Selain itu, perbedaan antara lelehan logam dengan terak adalah pada warna lelehan. Terak yang mengandung senyawa berupa CaO, MgO, Al₂O₃, dan SiO₂ memiliki warna putih. Sedangkan terak yang memiliki senyawa dominan FeO berwarna hitam dan MnO berwarna hijau. 

Pada saat peleburan pembentukan dari terak perlu diperhatikan. Pembentukan terak yang baik dapat menghasilkan lelehan logam yang baik. Terak memiliki sifat fisika yang dapat dibentuk selama proses peleburan. Sifat fisika tersebut adalah viskositas/kekentalan dan titik leleh.

Terak yang baik memiliki viskositas yang rendah atau encer sehingga memudahkan dalam proses tapping/penuangan. Viskositas dari terak bergantung pada komposisi kimia dan temperatur. Temperatur yang lebih tinggi dapat menciptakan lelehan terak yang lebih encer. Namun dengan meningkatkan temperatur menyebabkan penambahan energi yang meningkatkan biaya operasi. Cara lain adalah dengan membentuk komposisi kimia dari terak. Silika (SiO₂) adalah mineral yang umum terdapat pada terak. SiO₂ memiliki viskositas yang tinggi karena memiliki ikatan kimia yang kuat. Pemutusan ikatan kimia ini dapat dilakukan dengan penambahan flux atau bahan imbuh yang berupa oksida basa contohnya kapur.

Terak yang tidak mencapai temperatur lelehnya membuat terak masih berbentuk padatan sehingga sulit untuk dikeluarkan dari alat peleburan. Temperatur leleh dari oksida relatif tinggi yaitu berkisar pada temperatur 1700ᴼC hingga 2600ᴼC. Temperatur leleh ini dapat diturunkan dengan menambahkan flux. Flux yang dapat digunakan untuk mengatur terak ditentukan dari diagram fasa. 

Terak yang berviskositas rendah mudah untuk mengalir
sumber:Wikipedia

Contoh dari peleburan logam adalah peleburan pada tembaga. Produk dari peleburan tembaga adalah sulfida matte yang mengandung 45-75%Cu dan lelehan terak oksida yang sebisa mungkin tidak mengandung Cu. Peleburan konsentrat tembaga menjadi matte dilakukan pada temperatur 1200ᴼC. Pada temperatur tersebut CuFeS₂ bereaksi dengan oksigen menghasilkan matte yang mengandung Cu-Fe-S. Penambahan oksigen dapat menyebabkan semakin banyak Fe yang teroksidasi sehingga meningkatkan kandungan Cu pada matte, namun hal ini juga memperbesar kehilangan Cu pada terak karena ikut teroksidasi oleh FeO.  Solusi untuk masalah ini adalah dengan ditambahkannya flux berupa SiO₂ yang dapat berikatan dengan FeO. Penambahan SiO₂ harus ditentukan dengan baik sehingga tidak menyebabkan sifat fisik terak menjadi kental. Lelehan matte kemudian dikonversi menggunakan oxigen enriched-air untuk menghilangkan Fe dan S dari matte sehingga menghasilkan blister copper (99%Cu).