Teknologi Daur Ulang Skrap Besi/Baja : Menyelamatkan Industri Baja Nasional

Krisis baja yang sedang kita "nikmati" bakal bertahan lama. Pasalnya, China masih terus menyedot bahan baku baja dunia untuk keperluan pembangunan industri dalam negeri dan industri otomotifnya dengan total konsumsi 350 juta ton per tahun atau sekitar sepertiga dari total konsumsi baja di dunia. Indonesia, yang hanya mengkonsumsi 6 juta ton per tahunnya, harus menghadapi kenyataan ini, bersaing mendapatkan "jatah" pellet dan skrap impor dari negara-negara yang "berbaik hati".

Indonesia yang masih tidak mampu dan tidak mau mengolah tambang-tambang bijih besinya yang berjumlah milyaran ton, harus mengikhlaskan tambang-tambang tersebut dikuasai oleh eksportir asing dari China dan lain-lainnya dengan iming-iming harga yang menggiurkan kepada penguasa di daerah-daerah.

Dilain pihak, Uni Eropa telah menetapkan pelarangan impor mobil di tahun 2015 pada industri yang tidak menerapkan sistem daur ulang pada keseluruhan proses produksinya. Hal itu dilakukan untuk membendung masuknya kendaraan bermotor dari negara pesaingnya (Jepang, China, Amerika, dan lain-lain).

Kebijakan strategis ini akan segera diikuti oleh Jepang dalam memenangkan persaingan global. Oleh karenanya, Jepang mau tidak mau harus melakukan daur ulang skrap baja (baja bekas) dari industri otomotifnya dan diprediksi di tahun 2050 Jepang sudah dapat melakukan daur ulang sempurna skrap bajanya sehingga tidak memerlukan bahan baku baja lagi. Pengembangan teknologi pemurnian skrap baja akan segera mendapat prioritas utama dalam menyongsong persaingan global di dunia.

Lain halnya dengan Indonesia, kondisi industri berbasis baja dan besi cor semakin menyedihkan. Pasokan bahan baku baja yang menipis dan tingginya harga telah menghancurkan ratusan industri kecil pengecoran di Ceper dan sekitarnya. Bahan baku skrap besi dan baja yang jumlahnya lumayan banyak, tidak bisa digunakan begitu saja karena kandungan pengotor yang ada di dalamnya. Pengotor ini akan menurunkan kualitas produk akhir. Sementara itu, teknologi pemurnian juga masih belum dikembangkan. Jika teknologi ini dapat dikuasi, permasalahan yang dihadapi industri pengecoran dapat diselesaikan. Teknologi ini juga dapat diaplikasikan untuk membersihkan unsur-unsur yang tidak diinginkan pada proses pengolahan baja dari bijih besi lokal. Tidak hanya itu, teknologi ini juga dapat memecahkan permasalahan pemurnian skrap baja di dunia.

Teknologi daur ulang skrap besi/baja

Skrap besi/baja umumnya telah tercampur dengan logam lain saat proses daur ulang karena sulit dipisahkan. Ditambah lagi, banyaknya penggunakan pelapisan pada baja oleh Cr, Ni, Zn, Al, dan lain-lain untuk memenuhi suatu fungsi tertentu; seperti ketahanan korosi, keindahan, dan lain sebaginya. Penambahan Pb dilakukan untuk memperbaiki sifat permesinannya. Pada baja yang diperkuat, sering ditambahkan unsur-unsur lain seperti Ti, Cr, Ni, Co, V, dan W. Sementara itu, teknologi pengeliminasi unsur-unsur pengotor ini masih belum banyak diketahui, sehingga baja atau besi cor yang dihasilkan kurang memenuhi standar yang diharapkan. Misalnya keberadaaan Al dan Zn yang tidak terkontrol dapat menimbulkan pin hole yang sangat merusak hasil cor. Keberadaan Cu akan mengakibatkan hasil cor pecah atau menimbulkan crack pada permukaan baja yang mengalami perlakuan panas karena perbedaan titik leleh Cu dengan baja.

Pengeliminasian unsur-unsur pengotor dengan metoda bubbling (meniupkan udara dalam cairan logam) telah lama diketahui. Dengan bubbling udara atau O2, unsur-unsur yang memiliki kemampuan oksidasi diatas FeO seperti Si, Mn, B, Al lebih mudah dihilangkan daripada unsur-unsur yang memiliki kemampuan oksidasi di bawahnya seperti Pb, Cu, Ni, dan Co.

Pemurnian Zn, unsur Zn mudah hilang dengan penguapan, sedangkan Al dapat dipisahkan dengan efektif melalui oksidasi dengan O2. Pengoptimalan bubbling akan meningkatkan kecepatan pembersihan Zn, dan pengecilan gelembung-gelembung udara bubbling akan mempercepat proses oksidasi pada pembersihan Al. Namun demikian, di samping waktu prosesnya yang lama, metoda ini hanya dapat mengeliminasi unsur-unsur tertentu saja tergantung sifat reaksi dan berat jenis masing-masing unsur.

Metoda lain yang dikembangkan yaitu dengan compound separation (pemisahan pengotor dengan membuat paduan yang berbeda berat jenis). Perusahaan Kobe Steel Jepang telah mencoba mengeliminasi Pb dari kuningan dengan menambahkan Ca dan penyaringan, sedang cara teknisnya telah dipatenkan di Japan Paten. Namun demikian, pengeliminasian Pb tersebut kurang efektif karena keberadaan pengotor Pb yang berukuran kecil dan menyebar di dalam cairan.

Kelompok peneletian penulis telah berhasil mengoptimalkan pengeliminasian Pb dari paduan tembaga dengan menambahkan aggregation agents (pengikat unsur pengotor) Ca-Si dan NaF. Sedangkan mekanisme pengeliminasian Pb dari paduan tembaga tersebut telah ditemukan secara sederhana seperti ditunjukkan pada Gambar 1 dengan mendasarkan pada energi Gibb's. Teknik tersebut telah dipatenkan di Japan Paten dan sedang diuji dalam sekala industri. Prinsip dasar proses eliminasi pengotor pada paduan tembaga tidak berbeda dengan pada baja. Untuk itu, proses yang telah dikembangkan pada paduan tembaga diyakinkan dapat diterapkan juga pada baja.

Pada baja, unsur-unsur pengotor tertentu dapat dieliminasi dengan mudah dengan penambahan SiO2 dan CaO. Namun, mekanisme pengeliminasiannya masih belum banyak diketahui. Ditambah lagi unsur-unsur pengotor seperti Co, Ni, Cu, Sn dan Pb masih belum bisa dieliminasi dan menjadi masalah utama pada proses pengecoran baja dan besi cor. Jika dapat ditemukan dan dihitung energi Gibb's reaksi masing-masing unsur pengotor dengan aggregation agents-nya, maka mekanisme pengeliminasian unsur-unsur pengotor dapat disimulasikan.

Aplikasi teknologi daur ulang baja Permasalahan utama pengolahan bijih besi lokal ialah kandungan pengotor seperti Ti dan V pada pasir besi yang berjumlah 170 juta ton, berada di sepanjang pantai pulau Jawa. Ti dapat mengendap dan menempel di dinding tungku terlebih dahulu saat proses reduksi, sehingga mengganggu proses pengecoran dan memperburuk aliran cairan besi. Sementara itu, bijih besi laterit yang berjumlah sekitar 1 milyar banyak mengandung Ni dan Co. Keberadaan Ni, Co dan Cr pada baja dapat meningkatkan kekerasannya. Namun, keberadaannya dengan kadar berlebih dapat menyebabkan kesulitan untuk membuat produk baja yang berbentuk lempengan. Dengan kombinasi metoda bubbling dan compound separation, diyakinkan bahwa unsur-unsur pengotor tersebut dapat dimurnikan. Pilihan aggregation agents yang tepat dari mineral alam yang ada di Indonesia menjadi kunci solusi pengolahan bijih besi mandiri dari bahan baku lokal. Pengolahan bijih besi mandiri akan dapat menyajikan pasokan bahan baku baja untuk industri nasional selama lebih dari 100 tahun.

Menyelamatkan industri baja nasional

Menyongsong negara berbasis industri, Indonesia harus memiliki pasokan bahan baku baja mandiri. Indonesia tidak boleh tergantung kepada negara lain yang labil karena diperebutkan oleh negara-negara yang lebih maju dengan konsumsi yang jauh lebih besar. Harga bahan baku baja akan mudah disetir dan sangat merugikan. Program penyelamatan industri baja nasional melalui pengolahan bijih besi mandiri harus segera digulirkan kalau tidak ingin menemui kebangkrutan. Untuk mewujudkan program tersebut, berikut akan diuraikan peran masing-masing elemen yang terkait.

Pemerintah. Pemerintah harus dapat membuat kebijakan yang mengatur dan mengontrol terlaksananya program pengolahan bijih besi mandiri. Dana-dana harus diprioritaskan untuk tujuan tersebut di samping harus selalu mendorong elemen lain untuk bekerja keras mensukseskan program tersebut. Nilai ekonomi pasokan baja nasional (5-6 juta ton) melebihi 30 trilyun pertahun dan akan semakin meningkat seiring dengan kemajuan industri. Sementara itu, dana yang berkaitan dengan riset untuk pengembangan teknologi pengolahan bijih besi mandiri sangat sedikit bahkan cenderung tidak ada. Para peneliti di pusat-pusat penelitian harus bersaing untuk mendapatkan dana riset yang tersedia untuk pengembangan teknologi pengolahan bijih besi lokal karena tidak adanya prioritas yang mendukung program tersebut.

Lembaga penelitian. Sebagian besar lembaga penelitian yang mengembangkan riset di bidang pengolahan bijih besi sendiri-sendiri dan kurang melakukan koordinasi dengan lembaga lain atau dengan industri terkait. Walhasil, teknologi yang dikembangkan tidak bersifat integrated (menyeluruh) dan hasilnya masih belum bisa diterapkan ke industri terkait. Tidak terfokus dan terpusatnya program dan lokasi pengolahan bijih besi, semakin menjauhkan dari tujuan dan harapan yang diinginkan. Oleh karenanya, lembaga-lembaga yang memiliki fasilitas dan SDM serta fungsi yang berkaitan dengan perbajaan harus bersama-sama dan bekerja sama memprioritaskan riset dan dananya untuk tujuan membuat riset terpadu guna membangun pengolahan bijih besi mandiri.

Peneliti. Peneliti merupakan elemen kunci bagi pengembangan teknologi pengolahan bijih besi. Bahan baku lokal, seperti laterit dan pasir besi yang memiliki sifat-sifat unik (banyak pengotor Ti, V, Ni, Co, dan lain-lain) perlu diolah dengan teknologi tertentu. Para peneliti terkadang masih bersifat individual, dalam artian kurang bisa bekerja sama dengan peneliti di lembaga lain. Padahal teknologi yang telah dikuasainya masih harus digabung atau diintegrasikan dengan teknologi lain agar dapat menghasilkan sesuatu yang diinginkan. Keterbatasan dana penelitian juga masih menjadi faktor dominan para peneliti untuk tidak kreatif berkarya. Selain itu arahan masing-masing lembaga kepada para peneliti harus sering diberikan.

Industri. Industri adalah pelaku utama yang menjembatani temuan-temuan teknologi para peneliti kepada pemenuhan kebutuhan masyarakat. Atau dengan kata lain, industri berperan mengubah engineering frontier (teknologi yang tersedia di laboratotium) menjadi economic knowledge (teknologi bernilai ekonomi) dalam bentuk produk. Untuk membuat produk, industri akan menyedot tenaga kerja, yang pada akhirnya dapat meningkatkan perekonomian masyarakat. Jadi, industrilah yang berperan langsung meningkatkan taraf hidup masyarakat. Namun, ketika produk tidak berkualitas atau tidak memenuhi standar di pasar, maka industri akan menerima kerugian. Untuk dapat memenangkan persaingan, industri harus selalu menjaga kualitas produknya dengan selalu meningkatkan R&D dengan menjalin kerja sama dengan peneliti di lembaga penelitian.

Sebagian besar industri nasional dalam sektor riil berkaitan erat dengan perbajaan. Hampir seluruh peralatan produksi dan transportasi didominasi dengan baja. Tersendatnya pengadaan peralatan industri karena krisis baja dan harga yang mahal akan menurunkan kinerja proses produksi. Industri-industri yang berkaitan langsung dengan perbajaan, misalnya industri pengecoran, otomotif, peralatan pertanian, dan lain-lain harus mau berhimpun dan ikut berperan serta mendukung program pengolahan bijih besi mandiri. Di samping menjalin mitra kerjasama dengan sesama industri, mereka juga harus mau menjadi mitra lembaga penelitian dalam pengembangan riset baja melalui pemberian informasi permasalahan teknologi yang sedang dihadapi. Industri juga diharapkan siap membantu memasarkan hasil riset peneliti yang menunjang peningkatan kualitas produksinya.

Oleh karenanya penguasaan teknologi pemurnian skrap baja harus dibarengi dengan sebuah tim pemerintah-lembaga penelitian-industri yang solid untuk bisa menyelamatkan perekonomian bangsa ini. Semoga !