Sejarah perkembangan besi dari meteor hingga teknologi produksi di seluruh dunia, termasuk Indonesia.
Pengertian besi, karakteristiknya sebagai unsur kimia, dan proses pembuatan besi dari bijih besi.
Macam-macam cara membuat besi dengan blast furnace dan electric arc furnace serta pentingnya zat besi dalam tubuh manusia dan makhluk hidup lainnya.
Besi merupakan material yang tak terpisahkan dengan kehidupan manusia. Mulai dari rumah, jembatan hingga gedung-gedung tinggi perkantoran juga menggunakan besi. Namun tak semudah terlihat, besi menjalani proses panjang sebelum menjadi benda-benda yang ada di sekitar kita.
Dalam prosesnya, besi tak hanya ditambang tapi juga melalui proses pemanasan dengan suhu tinggi. Lalu, besi itu terbuat dari apa? Artikel berikut ini mengupas asal muasal besi hingga bagaimana cara membuat besi.
Sebelum mengenal lebih jauh, ada baiknya belajar sejarah perkembangan besi. Dikutip dari Live Science, besi diperkirakan sudah ada sejak 5.000 tahun lalu berasal dari meteor yang jatuh ke bumi. Peneliti menemukan manik-manik besi yang diperkirakan berasal dari 3.200 SM di Mesir.
Dalam perkembangannya, teknologi produksi besi menyebar dari Mesir ke Timur Tengah mulai 1.300 SM. Setelah itu ke Turki lalu ke Yunani dan akhirnya menyebar di seluruh Eropa. Teknologi produksi besi sampai di Britania dan Perancis pada 800 SM dan baru mencapai Irlandia pada 500 SM.
Sedangkan di Indonesia tidak ada keterangan pasti kapan besi mulai diolah. Namun, sejak abad ke-8 terdapat daerah yang dikenal sebagai asal pandai besi yaitu Tanggung dan Kedok, Jawa Tengah. Jejak besi tergambar dalam bentuk peralatan rumah tangga seperti parut, loyang, pisau dan lain-lain.
Besi atau iron dalam bahasa Inggris, adalah kata dari bahasa Anglo Saxon. Dalam bahasa tersebut, iron adalah iren yang berarti logam suci. Penamaan ini digunakan karena besi atau iron digunakan untuk membuat pedang saat perang salib. Sedangkan nama latinnya adalah Ferrum dengan simbol atom Fe.
Dalam unsur kimia, besi adalah bagian dari logam grup 8 (VII b) pada tabel periodik. Unsur ini menduduki peringkat keempat paling banyak dalam kerak bumi. Setelah unsur kimia oksigen, silikon dan aluminium. Besi juga masuk jajaran logam yang berlimpah kedua setelah aluminium.
Sebagai salah satu unsur kimia, dikutip dari Live Science, besi memiliki nomor atom 26 dengan berat atom 55,845 kepadatan 7,874 gram per sentimeter kubik. Titik lebur besi adalah 1.538 derajat celcius dan titik didih 2.861 derajat celcius. Dengan jumlah isotop 33 dan isotop stabil 4.
Di alam, besi tidak ditemukan sebagai unsur murni. Satu-satunya besi murni adalah besi yang berasal dari meteorit yang jatuh ke bumi. Di alam, adanya bijih besi dalam bentuk hematit (Fe2O3) dan magnetit (Fe3O4) yang merupakan asal muasal besi. Dibutuhkan pengolahan dengan panas agar kadar besi meningkat dan bisa diolah menjadi barang-barang yang ada di sekitar kita.
Secara sederhana, prosesnya adalah penghancuran, penghalusan, pemisahan, pemanasan, kalsinasi, produksi pellet, reduksi dan terakhir produksi pig iron. Bijih besi dihancurkan dan disaring dengan ukuran 120 mesh. Dari proses tersebut, bijih besi masih mengandung logam dan non logam. Untuk itu harus dipisahkan dengan magnet dan air atau disebut metode magnetik.
Setelah itu, bijih besi diproses kalsinasi dengan tujuan mengurangi kadar air dan unsur lain-lain dalam bijih besi. Caranya adalah dengan menghembuskan gas panas dalam tabung berputar. Hasil dari kalsinasi, diubah menjadi pellet atau bola kecil.
Pellet kemudian panaskan lagi bersama kokas dan batu kapur untuk mengikat kotoran atau unsur lain. Caranya dengan melakukan reduksi bertahap untuk mendapatkan besi yang diinginkan. Proses ini menghasilkan dua hal yaitu besi cair yang dibentuk menjadi pig iron dan slag sebagai produk sampingan.
Saat ini, proses pembuatan besi semakin modern. Pabrik-pabrik penghasil besi menggunakan dua cara untuk mengolah bijih besi. Caranya adalah sebagai berikut ini
Blast Furnace
Pengolahan bijih besi dengan blast furnace membutuhkan bijih besi dan kokas untuk reduktor dan material utama. Kekurangan dari proses ini adalah menghasilkan karbondioksida yang cukup tinggi serta membutuhkan investasi mahal di awal. Namun kelebihannya adalah lebih mudah memproduksi baja bersih.
Electric arc furnace
Berbeda dengan furnace sebelumnya, electric arc furnace menggunakan listrik. Sedangkan material utamanya adalah besi tua. Kelebihan dari alat ini adalah biaya yang lebih murah dan kebutuhan ruang yang tidak terlalu besar. Namun kekurangannya adalah membutuhkan waktu lebih lama dalam prosesnya.
Tak hanya alam saja, manusia juga mengandung zat besi di dalam tubuh. Jika kekurangan, manusia bisa mengalami anemia atau kekurangan darah merah. Warna merah pada darah ini merupakan reaksi kimia antara besi dan oksigen.
Tak hanya manusia, fitoplankton hingga bakteri kecil di laut juga membutuhkan zat besi untuk melakukan fotosintesis. Namun, fenomena ini bisa mengakibatkan hewan laut terancam bahaya karena memicu pertumbuhan alga. Akibatnya lautan menjadi penuh dengan toksin.
Jawaban besi terbuat dari apa ternyata membutuhkan penjelasan yang tidak singkat. Besi merupakan unsur kimia di alam yang berasal dari bijih besi dan diolah sedemikian rupa untuk mendapatkan unsur besi saja. Tak hanya di alam saja, ternyata manusia dan makhluk hidup di dunia juga memiliki zat besi di dalamnya.