Slag dikembalikan ke dalam bumi, bukti kekuasaan Allah

Artikel Kejuruteraan Islam: Slag dikembalikan ke dalam bumi,

bukti kekuasan Allah.

Oleh: Muhammad Nuruddin Bashah (Bc Hons Engineering UM)

Keadilan Allah bukan sekadar diterjemah kepada bentuk pengagihan hak kepada maklukNya, bukan sekadar hukuman yang setimpal kepada makhlukNya malah keadilan Allah juga meliputi pengaturan dan pengurusan (sifat rububiyyah) alam yang teratur serta amat bersistem. Selalu benar kita dihidangkan keajaiban penciptaan dan pengaturan Allah melalui penelitian organ dalaman manusia serta spesies halus (mikroorganisma) untuk melihat perihebatnya kuasa Allah melaluinya.

"Katakanlah: "Jadilah kamu sekalian batu atau besi," (Al Isra: 50)

Saya pula berminat untuk mengambil bahagian dalam usaha menonjolkan keadilan Allah melalui satu sudut kecil dunia fizikal material iaitu ilmu pengacuan, penempaan dan pemprosesan logam atau ‘metallurgical’. Dalam siri tulisan ini saya mulakan dengan mengupas sedikit perihal ‘slag’ atau sisa buangan pengacuan dan perleburan logam. Bagi pelajar kejuruteraan mekanikal, bahan dan metallurgis, slag adalah satu topik biasa atau topik yang jarang diteliti secara mendalam memandangkan ia adalah sisa buangan. Apabila saya menceburi bidang metallurgical secara langsung, saya melihat juga betapa slag tidak dianggap berharga bagi rakyat Malaysia. Namun ia tidak pula bagi negara tertentu seperti England, India dan USA kerana slag diguna pakai secara komersial sekaligus mengekalkan keseimbangan ekosistem mineral dalam bumi.

'Yang Telah menciptakan tujuh langit berlapis-lapis. kamu sekali-kali tidak melihat pada ciptaan Tuhan yang Maha Pemurah sesuatu yang tidak seimbang. Maka Lihatlah berulang-ulang, Adakah kamu lihat sesuatu yang tidak seimbang?

Kemudian pandanglah sekali lagi niscaya penglihatanmu akan kembali kepadamu dengan tidak menemukan sesuatu cacat dan penglihatanmu itupun dalam keadaan payah.'

(Al Mulk : 3-4)

Apabila kita melebur keluli (steel) untuk diacukan (foundry processes), kita akan meletak logam asli (virgin steel atau mild steel), ataupun bijih besi, bersama juga batu kapur (limestone) serta sedikit arang ‘graphite’. Dalam blast furnace untuk kegunaan pengeluaran ‘pig iron’, kita menggunakan arang batu untuk proses yang lebih besar. Tugas dan peranan batu kapur adalah menghasilkan slag. Mengapa slag perlu dihasilkan? Ia perlu untuk mengaut keluar bahan sisa luar ‘impurities’ dan segala peratusan kecil element yang tidak kita kehendaki. Antara elemen penting yang WAJIB dikeluarkan adalah sulfur dan fosforus iaitu pasangan adik beradik yang selalu menyebabkan besi menjadi rapuh serta menyebabkan ‘hot tear’ semasa besi panas dituang ke dalam acuan.

Slag juga berperanan mengawal suhu logam sebelum dituang. Bayangkan suhu besi yang hanya turun 50 darjah sahaja daripada suhu 1520 C sudah boleh menyebabkan pelbagai masalah seperti besi beku, stopper patah (stopper adalah penutup lubang ‘ladle’ iaitu alat penuang yang boleh menampung 8 tan besi lebur), serta short run iaitu besi membeku serta mengecut sebelum memenuhi ruang acuan. Slag akan menjadi lapisan atas yang keras untuk mengelakkan kehilangan banyak haba melalui ruang atas ladle. Ia juga mengelakkan permukaan logam lebur di atas daripada mengalami pengoksidaan semula yang boleh menghasilkan banyak bebola oksigen di dalam besi acuan kelak.

Mengapa slag dianggap tidak berguna berbanding besi biasa sedangkan ia juga mengandungi unsur logam yag banyak? Jika kita memegang slag, ianya ringan, rapuh, kasar bentuknya, penuh bebola oksigen yang terperangkap, susunan atom dalam bentuk kubik yang kurang tersusun seperti logam lain. Slag mengandungi ikatan kovelen dan ikatan ionik secara serentak.

Slag mengandungi Silikon Oksida (SiO2), Aluminum Oksida (Al2O3), Ferum Oksida (Fe2O3), Kalsium Oksida (CaO) Magnesium Oksida (MgO) serta Sulfur Oksida (SO3). Silikon dan aluminum selain untuk kandungan spesifikasi logam, ia juga berperanan sebagai agen anti pengoksidaan kerana ia akan memerangkap oksigen di dalam logam sekaligus menjadikan substen besi halus dan tidak poros. Jadi aluminum dan silikon oksida itu akan dikeluarkan melalui slag.

Bagaimana pula slag boleh diguna semula? Sebenarnya slag boleh terurai semula ke dalam tanah serta menjadi mineral yang asal. Slag tidak mengeluarkan apa-apa radiasi serta impak buruk secara khusus. Jika foundry dijalankan secara efisyen, besi buruk banyak boleh dikitar semula serta slag yang berlambak-lambak boleh digunapakai dalam bidang kejuruteraan awam. Slag secara umumnya boleh digunakan dalam penghasilan Asphalt (Bituminous Concrete), Agregat pembinaan (batu dan simen), Simen untuk relau (Cement Kiln Raw Feed) dan sebagainya. Dalam bidang kejuruteraan alam sekitar, slag digunakan sebagai penapis air buangan (steel slag wastewater treatment) di mana penapis menggunakan slag akan membuang lebih 80% fosforus daripada sumber tercemar (kerana slag akan memerangkap fosforus), mengurangkan pepejal yang terperangkap dalam air, meningkatkan pH air kerana mengandungi banyak kalsium, aluminum dan magnesium dan pelbagai faedah lain.

Steel Slag juga berguna untuk mengurangkan pengeluaran CO2 dalam penghasilan Simen Portland. Pada setiap 1 tan pembuatan simen portland, 1 ton CO2 akan dikeluarkan manakala bagi setiap 1 ton Slag digunakan untuk menggantikan bahan mentah asal, tiada CO2 akan dikeluarkan ! Bukankah ini akan membantu mengawal suhu dunia?

Ia boleh dikembalikan ke dalam tanah jika slag digunakan sebagai baja phosphate. Slag boleh terurai semula ke dalam tanah walaupun mengambil masa yang agak panjang untuk melepaskan nutrient berguna ke dalam tanah semula. Moga tulisan ini membantu pelajar kejuruteraan serta peminat kajian sains umumnya.

Sabtu 21 Mac 2009