Tembaga
Tembaga adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cu dan nomor atom 29. Lambangnya berasal dari bahasa Latin Cuprum.Tembaga merupakan konduktor panas dan listrik yang baik. Selain itu unsur ini memiliki korosi yang cepat sekali. Tembaga murni sifatnya halus dan lunak, dengan permukaan berwarna jingga kemerahan. Tembaga dicampurkan dengan timah untuk membuat perunggu.
Ion Tembaga(II) dapat berlarut ke dalam air, di mana fungsi mereka dalam konsentrasi tinggi adalah sebagai agen anti bakteri, fungisi, dan bahan tambahan kayu. Dalam konsentrasi tinggi maka tembaga akan bersifat racun, tetapi dalam jumlah sedikit tembaga merupakan nutrien yang penting bagi kehidupan manusia dan tanaman tingkat rendah. Di dalam tubuh, tembaga biasanya ditemukan di bagian hati, otak, usus, jantung, dan ginjal.
Pengolahan tembaga
Bijih tembaga dapat berupa karbonat, oksida dan sulfida. Untuk memperoleh tembaga dari bijih yang berupa oksida dan karbonat lebih mudah dibanding bijih yang berupa sulfida. Hal ini disebabkan tembaga terletak dibagian bawah deret volta sehingga mudah diasingkan dari bijihnya.
Bijih berupa oksida dan karbonat direduksi menggunakan kokas untuk memperoleh tembaga, sedangkan bijih tembaga sulfida, biasanya kalkopirit (CuFeS2), terdiri dari beberapa tahap untuk memperoleh tembaga, yakni:
Pengapungan (flotasi)
Proses pengapungan atau flotasi di awali dengan pengecilan ukuran bijih kemudian digiling sampai terbentuk butiran halus. Bijih yang telah dihaluskan dimasukkan ke dalam campuran air dan suatu minyak tertentu. Kemudian udara ditiupkan ke dalam campuran untuk menghasilkan gelembung-gelembung udara. Bagian bijih yang mengandung logam yang tidak berikatan dengan air akan berikatan dengan minyak dan menempel pada gelembung-gelembung udara yang kemudian mengapung ke permukaan. Selanjutnya gelembung-gelembung udara yang membawa partikel-partikel logam dan mengapung ini dipisahkan kemudian dipekatkan.
Pemanggangan
Bijih pekat hasil pengapungan selanjutnya dipanggang dalam udara terbatas pada suhu dibawah titik lelehnya guna menghilangkan air yang mungkin masih ada pada saat pemekatan dan belerang yang hilang sebagai belerang dioksida.
Campuran yang diperoleh dari proses pemanggangan ini disebut calcine, yang mengandung Cu2S, FeO dan mungkin masih mengandung sedikit FeS. Setelah itu calcine disilika guna mengubah besi(II) oksida menjadi suatu sanga atau slag besi(II) silikat yang kemudian dapat dipisahkan. Reaksinya sebagai berikut
Tembaga(I) sulfida yang diperoleh pada tahap ini disebut matte dan kemungkinan masih mengandung sedikit besi(II) sulfida
Reduksi
Cu2S atau matte yang yang diperoleh kemudian direduksi dengan cara dipanaskan dengan udara terkontrol, sesuai reaksi
2Cu2S(s) + 3O2(g) ―→ 2Cu2O(s) + 2SO2(g)
Cu2S(s) + 2Cu2O(s) ―→ 6Cu(s) + SO2(g)
Tembaga yang diperoleh pada tahap ini disebut blister atau tembaga lepuhan sebab
mengandung rongga-rongga yang berisi udara.
Elektrolisis
Blister atau tembaga lepuhan masih mengandung misalnya Ag, Au, dan Pt kemudian dimurnikan dengan cara elektrolisis. Pada elektrolisis tembaga kotor (tidak murni) dipasang sebagai anoda dan katoda digunakan tembaga murni, dengan elektrolit larutan tembaga(II) sulfat (CuSO4). Selama proses elektrolisis berlangsung tembaga di anoda teroksidasi menjadi Cu2+ kemudian direduksi di katoda menjadi logam Cu.
Katoda : Cu2+(aq) + 2e ―→ Cu(s)
Anoda : Cu(s) ―→ Cu2+(aq) + 2e
Pada proses ini anoda semakin berkurang dan katoda (tembaga murni) makin bertambah banyak, sedangkan pengotor-pengotor yang berupa Ag, Au, dan Pt mengendap sebagai lumpur.
Siklus Proses Pengolahan Tembaga
Tembaga diperoleh dari biji tembaga yang disebut chalcopirit. Chalcopirit merupakan campuran Cu2S dan CuFeS2 dan terdapat dalam tambang-tambang dibawah permukaan tanah. Mula-mula biji tembaga digiling dan dicampur dengan batu kapur dan bahan fluks silica. Tepung bijih dipekatkan terlebih dahulu sesudah itu dipanggang sehingga terbentuk campuran FeS, FeO, SiO2 dan CuS. Campuran ini yang disebut kalsin, selanjutnya dilebur dengan batu kapur sebagai fluks dalam dapur reverberatory. Besi yang larut dalam terak dan tembaga. Besi yang tersisa atau matte dituangkan kedalam konverter.
Udara dihembuskan kedalam konventer selam 4 atau 5 jam, kotoran-kotoran teroksidasi, dan besi membentuk terak yang dibuang pada selang waktu tertentu. Panas oksidasi yang dihasilkan cukup tinggi sehingga muatan tetap cair dan sulfida tembaga akhirnya berubah menjadi oksida tembaga/sulfat. Bila aliran udara dihentikan, oksida kupro bereaksi dengan sulfida kupro membentuk tembaga blister dan dioksida belerang. Kemurnian tembaga blister adalah 98-99%. Tembaga blister ini dilebur dan dicor menjadi slab, kemudian diolah lebih lanjut secara elektrolitik menjadi tembaga murni.