Cara melelehkan kaleng aluminium untuk mendaur ulang logamnya

Setelah besi dan baja lainnya, aluminium adalah salah satu logam terpenting bagi spesies manusia. Ini adalah elemen 13 dari tabel periodik dan sesuai dengan salah satu dari sedikit logam di blok p. Selain menjadi logam yang sangat ringan, aluminium sangat mudah ditempa, memungkinkannya untuk dikerjakan menjadi lembaran yang sangat tipis, bahkan lebih tipis dari selembar kertas.

Di sisi lain, banyak paduan aluminium juga dapat ditempa untuk mendapatkan struktur yang sangat kuat, yang memungkinkan penggunaannya sebagai bahan bangunan struktural berbobot rendah. Akhirnya, tidak seperti besi dan logam lainnya, aluminium sangat tahan terhadap oksidasi, yang memungkinkannya digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk penggunaannya secara luas sebagai wadah makanan dan minuman.

Akhirnya, selain kelimpahannya, aluminium adalah logam yang dapat dengan mudah didaur ulang, terutama dengan melelehkan dan mengeraskan bagian-bagian yang terbuat dari aluminium, seperti kaleng minuman ringan atau minuman keras. Padahal, proses ini bisa dilakukan di rumah dengan cara yang sederhana dengan menggunakan obor dan, jika ada, dengan oven khusus. Ini karena sifat termal dari bahan yang ada di mana-mana ini di masyarakat kita.

Sifat termal aluminium

Sifat termal aluminium yang relevan dengan daur ulangnya melalui peleburan dan pemadatan adalah titik leleh, panas peleburan, dan kapasitas panas .

Titik lebur: 660.323 °C

Dibandingkan dengan besi, titanium, dan banyak logam transisi lainnya, titik leleh aluminium sangat rendah. Misalnya, titik leleh besi adalah 1.538°C, dan titanium adalah 1.670°C, sementara banyak logam lain meleleh pada suhu mendekati 2.000°C atau lebih tinggi.

Hal ini membuatnya relatif mudah untuk melelehkan aluminium, karena tidak memerlukan penggunaan peralatan khusus atau yang terlalu rumit dan aluminium cair dapat ditampung dalam bejana besi atau baja.

Sementara oven dapur rumah tidak akan berfungsi untuk melelehkan aluminium (suhu maksimum oven rumah jarang melebihi 300 ° C), tungku keramik listrik akan baik-baik saja. Ini mencapai suhu mulai dari 650 °C hingga 1.350 °C. Di sisi lain, oven buatan sendiri yang terbuat dari balok tahan api atau semen atau beton yang dituangkan ke dalam cetakan dan dipanaskan dengan pembakar gas butana atau propana, atau bahkan dengan batu bara, dapat mencapai suhu yang tepat dan banyak lagi.

Akhirnya, kita dapat dengan mudah melelehkan aluminium dengan memanaskannya langsung dengan nyala butana (1.430 °C) atau obor propana (1.995 °C), jadi bahkan tidak perlu menggunakan nyala asetilena karena perlu melelehkan besi menggunakan sebuah obor.

Kapasitas panas (900 J/kg.°C)

Kapasitas panas menentukan jumlah panas yang harus dipasok ke sistem untuk meningkatkan suhunya. Dalam kasus aluminium, kapasitas panasnya relatif tinggi. Misalnya, hampir dua kali lipat besi pada 20 °C. Ini berarti bahwa dibutuhkan panas dua kali lebih banyak untuk memanaskan aluminium dengan massa yang sama dengan besi ke suhu awal dan akhir yang sama.

Namun, karena titik leleh aluminium sangat rendah, tidak masalah jika kapasitas panasnya lebih tinggi daripada banyak logam lainnya. Ini karena kita hanya perlu memanaskan hingga 660°C, bukan hingga 1.500 atau 2.000°C.

Panas fusi: 322 – 394 kJ/kg

Sifat fisik penting lainnya yang perlu dipertimbangkan saat mendaur ulang aluminium adalah panas peleburannya. Ini mewakili jumlah energi dalam bentuk panas yang diperlukan untuk melelehkan sejumlah zat tertentu pada titik leleh normalnya.

Mencair atau melelehkan suatu zat bukan hanya tentang memanaskannya hingga titik lelehnya. Setelah suhu ini tercapai, sejumlah panas tambahan diperlukan untuk melakukan proses peleburan itu sendiri. Panas ini disebut panas laten, karena tidak menyebabkan kenaikan suhu, tetapi digunakan untuk memecah gaya yang mengikat partikel-partikel zat tersebut. Untuk alasan ini, ini adalah bagian penting dari analisis energi dari proses daur ulang.

Panas lebur aluminium, yaitu antara 322 dan 394 kJ/kg, lebih besar daripada logam penting lainnya seperti besi, yaitu 293 kJ/kg. Ini berarti lebih mudah untuk melelehkan besi, setelah suhu lelehnya tercapai, daripada melelehkan aluminium dalam jumlah yang sama. Namun, karena besi hampir tiga kali lebih padat dari aluminium, kita mendapatkan volume aluminium cair yang jauh lebih besar dengan jumlah panas yang sama daripada besi jika kita mengeluarkan jumlah panas yang sama.

Juga, sekali lagi karena besi memiliki titik leleh yang jauh lebih tinggi, demikian pula lebih banyak energi yang dihabiskan untuk melelehkan besi daripada aluminium.

Daur ulang aluminium versus produksi aluminium

Perlu dicatat bahwa, mengingat sifat termal aluminium, jumlah total energi yang harus diinvestasikan untuk mendaur ulangnya jauh lebih sedikit daripada jumlah yang diperlukan untuk memproduksinya dari bijih atau mineral aluminium yang berbeda. Di antara proses ekstraksi mineral, penghancuran, pembubaran, dan reduksi elektrolit berikutnya, energi yang dikonsumsi hampir 20 kali lebih banyak untuk memproduksi aluminium daripada mendaur ulangnya.

Cara melelehkan aluminium di rumah

Seperti yang bisa kita lihat dari informasi yang diberikan di atas, tidak sulit untuk melebur aluminium di rumah. Yang Anda butuhkan hanyalah oven yang mampu mencapai suhu setidaknya 660°C (walaupun Anda benar-benar harus lebih tinggi) atau, alternatifnya, obor butana atau propana.

Obor yang digunakan di dapur untuk flambéing akan membantu, meskipun diperlukan obor yang dapat terus menyala untuk waktu yang lama.

PERINGATAN!

Tak usah dikatakan bahwa bekerja dengan tungku pengecoran, atau yang setara, dan dengan logam cair sangat berbahaya , dan dapat menyebabkan luka bakar yang sangat serius . Di sisi lain, menumpahkan aluminium cair pada permukaan yang berbeda dapat merusaknya.

Selain itu, bekerja dengan gas terkompresi yang mudah terbakar seperti butana atau propana di dekat tungku peleburan juga menimbulkan bahaya ledakan yang cukup besar jika tidak dilakukan dengan hati-hati. Untuk semua alasan ini, pengecoran kaleng aluminium untuk daur ulang hanya boleh dilakukan oleh orang dewasa yang bertanggung jawab yang berpengalaman dalam melakukan proses semacam ini. Laki-laki atau perempuan tidak boleh melakukannya, apalagi tanpa ditemani orang dewasa.

Faktanya, disarankan untuk menghindari kehadiran anak-anak setiap kali Anda bekerja dengan bahan-bahan ini yang akan berada pada suhu ekstrem.

Selebihnya, orang dewasa harus, dengan cara yang sama, mematuhi beberapa aturan keselamatan dasar untuk menghindari kecelakaan dan meminimalkan dampaknya, jika terjadi:

• Jangan pernah bekerja tanpa peralatan pelindung yang tepat (lihat bagian peralatan keselamatan di bawah).
• Bekerja perlahan dan hati-hati. Dari ketergesaan, hanya tersisa rasa lelah, seperti kata pepatah, dan melakukan sesuatu dengan tergesa-gesa hanya meningkatkan resiko kecelakaan.
• Bekerja di tempat yang berventilasi baik, sebaiknya terbuka.
• Jika bekerja dengan oven gas, obor atau pembakar, pastikan untuk melindungi selang atau pipa gas dari panas oven atau nyala api dan letakkan tabung gas sejauh mungkin dari api atau panas.
• Tangani wadah dengan aluminium cair dengan sangat hati-hati dan tanpa tergesa-gesa.

bahan dan instrumen

Selain kaleng aluminium yang akan kita gunakan sebagai bahan awal, peralatan penting yang kita perlukan untuk mendaur ulang aluminium dengan cara melebur adalah:

• Oven tanah liat, kiln keramik listrik, atau obor propana atau butana untuk memanaskan atau melelehkan sampel aluminium. Kita juga bisa membuat tungku peleburan sendiri menggunakan campuran plester, semen abu-abu dan pasir serta dua pot dengan ukuran berbeda untuk membuat cetakan dan mengisi ruang di antara keduanya dengan campuran beton. Kemudian, dengan mengebor lubang di dekat bagian bawah untuk menyuntikkan udara, kita dapat mengisi tungku dengan batu bara yang terbakar dan menggunakannya sebagai sumber panas untuk melelehkan aluminium.
• Wadah dengan penutup atau wadah untuk memanaskan dan melelehkan aluminium. Pada prinsipnya, ini dapat dibuat dari bahan apa pun yang memiliki titik leleh jauh lebih tinggi daripada aluminium. Wadah besi atau baja dapat digunakan, tetapi yang terbuat dari tembikar, keramik, porselen, atau bahan tahan api serupa juga dapat digunakan.
• Penjepit logam panjang untuk memanipulasi wadah panas dengan aluminium cair.
• Pengecoran cetakan tempat menuangkan aluminium cair agar mengeras. Ini juga dapat dibuat dari bahan keramik atau logam yang kuat. Salah satu pilihannya adalah dengan menggunakan kotak kayu yang diisi dengan pasir silika atau pasir pengecoran. Ini akan memungkinkan kita untuk mencetak bentuk yang diinginkan ke cetakan dengan menekan objek lain pada permukaannya dan dengan demikian mendapatkan salinan objek yang terbuat dari aluminium.

Peralatan keselamatan

Daur ulang aluminium membutuhkan penggunaan suhu tinggi dan penanganan logam cair yang sangat panas. Jenis pekerjaan ini membutuhkan tindakan pengamanan untuk melindungi kulit kita dari luka bakar dan kecelakaan lainnya. Untuk ini, kami memerlukan peralatan keselamatan berikut:

• Sarung tangan termal untuk melindungi kita dari panas. Sarung tangan dapur tidak cukup. Lebih baik menggunakan sarung tangan kulit seperti yang digunakan oleh pandai besi.
• Kacamata pengaman untuk melindungi mata dari kecelakaan apapun.
• Pakaian panjang yang menutupi lengan dan kaki kita dengan baik.
• Sepatu tertutup , sebaiknya kulit.
• Alat pemadam api tidak pernah berlebihan saat kita bekerja dengan api dan suhu tinggi.

Prosedur untuk mendaur ulang aluminium di rumah

Langkah 1

Panaskan oven setidaknya 670°C untuk memastikan suhunya cukup tinggi untuk melelehkan aluminium. Jika Anda berencana untuk bekerja dengan obor, sebaiknya panaskan wadah terlebih dahulu dengan obor agar lebih cepat meleleh.

Langkah 2

Jika wadahnya kecil, saat oven sedang memanas, disarankan untuk menghancurkan atau memotong kaleng aluminium menjadi potongan-potongan kecil dengan bantuan gunting logam atau tang baja. Anda juga harus menyiapkan cetakan tempat Anda akan mengosongkan aluminium cair yang baru saja didaur ulang di dekat oven. Jika wadahnya cukup besar untuk menampung beberapa kaleng yang dihancurkan, ini mungkin tidak diperlukan.

Kiat Pro: Kaleng minuman aluminium umumnya terbuat dari setidaknya dua paduan aluminium yang berbeda. Tutupnya biasanya terbuat dari satu paduan sedangkan badan terbuat dari paduan lain. Ada baiknya memisahkan bagian-bagian kaleng tersebut dan mendaur ulangnya secara terpisah untuk mendapatkan dua jenis aluminium yang berbeda dengan sifat fisik yang berbeda.

Langkah 3

Tempatkan semua aluminium di dalam panci baja atau wadah dan, dengan bantuan penjepit logam, masukkan ke dalam oven. Jika Anda bekerja dengan obor, Anda dapat meletakkan wadah atau wadah baja dengan aluminium di atas kompor panas untuk memanaskannya sementara Anda langsung memanaskan aluminium dengan obor.

Langkah 4

Tunggu beberapa menit sementara tungku memanas kembali (mendingin sedikit saat Anda membukanya untuk memasukkan wadah) dan memberi waktu pada aluminium untuk memanas dan meleleh. Anda harus memeriksa bahwa semua aluminium sudah cair dengan menggunakan beberapa jenis batang logam panjang sebagai pengaduk.

langkah 5

Setelah seluruh sampel meleleh, biarkan panas selama beberapa menit lagi untuk menaikkan suhu di atas titik leleh. Hal ini dilakukan untuk mencegah aluminium mengeras sebelum dipindahkan ke cetakan. Penting untuk menghilangkan terak padat yang terbentuk di permukaan aluminium cair. Ini mengandung kotoran dan karbon dari lapisan plastik kaleng dan label yang dicetak.

langkah 6

Dengan hati-hati dan menggunakan penjepit logam, tuangkan aluminium cair ke dalam cetakan dan diamkan sampai padat.

langkah 7

Setelah aluminium benar-benar padat, dapat dengan cepat didinginkan dengan merendam cetakan dalam air dingin.

langkah 8

Setelah dingin saat disentuh, sekarang saatnya untuk membongkar blok aluminium. Ini dapat dilakukan dengan membalikkannya dan mengetuknya di tanah atau permukaan keras lainnya.

Referensi

Cleanipedia. (2021, 8 September). Cara mendaur ulang aluminium . https://www.cleanipedia.com/ar/sustentabilidad/como-se-recicla-el-aluminio.html

Didaktik Fisik. (td). kapasitas panas . https://didaktika.fisica.uson.mx/tablas/capcalorificas.htm

Kebetulan. (2021, 9 Mei). Mendapatkan suhu yang benar dari waktu ke waktu . https://www.fluke.com/en-us/information/blog/temperature/obtaining-the-correct-temperature-with-the-pass-of-time

Franco Rahmat, A. (2010). Panas fusi laten . Fisika dengan komputer. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/otros/fusion/fusion.htm

Merckel, G. (2021, 10 April). Cara mendaur ulang aluminium di rumah . Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=0v5CuqWVASQ

Olmo, M., & Narvae, R. (nd). Tabel Kalor Spesifik . Fisika Hiper. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Tables/sphtt.html

Portillo, SR (2020, 25 Mei). Cara mendaur ulang aluminium . greenecology.com. https://www.ecologiaverde.com/como-reciclar-aluminio-2786.html

Salillas, RP (2020, 12 Mei). Berapa suhu yang dicapai nyala api? Mercor Tecresa. https://mercortecresa.com/blog/que-temperatura-alcanza-una-llama

Weerg. (2020, 23 Juni). Aluminium: karakteristik, sifat dan keunggulan . https://www.weerg.com/es/es/blog/aluminio-character%C3%ADsticas-propiedades-y-ventajas