Asbes

Latar Belakang

Asbes adalah nama umum yang berlaku untuk beberapa jenis mineral silikat berserat. Secara historis, asbes terkenal karena ketahanannya terhadap api dan kemampuannya untuk ditenun menjadi kain. Karena sifat-sifat ini, itu digunakan untuk membuat tirai panggung tahan api untuk teater, serta pakaian tahan panas untuk pekerja logam dan petugas pemadam kebakaran. Aplikasi asbes yang lebih modern memanfaatkan ketahanan kimianya dan sifat penguat seratnya untuk menghasilkan produk semen yang diperkuat asbes termasuk pipa, lembaran, dan sirap yang digunakan dalam konstruksi bangunan. Asbes juga digunakan sebagai insulasi untuk mesin roket di pesawat ulang-alik dan sebagai komponen dalam sel elektrolitik yang membuat oksigen pada kapal selam nuklir terendam. Sebagian besar klorin untuk pemutih, pembersih, dan desinfektan diproduksi menggunakan produk asbes.

Penggunaan asbes yang paling awal diketahui adalah sekitar 2500 SM. di tempat yang sekarang disebut Finlandia, di mana serat asbes dicampur dengan tanah liat untuk membentuk peralatan dan pot keramik yang lebih kuat. Referensi tertulis pertama untuk asbes datang dari Yunani di sekitar 300 SM. ketika Theophrastus, salah satu murid Aristoteles, menulis sebuah buku berjudul On Stones. Dalam bukunya, ia menyebutkan suatu zat mineral yang tidak disebutkan namanya, yang tampak seperti kayu lapuk, namun tidak habis dimakan saat disiram minyak dan dinyalakan. Orang Yunani menggunakannya untuk membuat sumbu lampu dan barang tahan api lainnya. Ketika naturalis dan negarawan Romawi Pliny the Elder menulis Natural History .nya yang komprehensif sekitar tahun 60 AD , dia menggambarkan mineral tahan api ini dan memberinya nama asbestinon, yang berarti tak terpadamkan, dari mana kita mendapatkan kata bahasa Inggris asbes.

Meskipun kualitas tahan api dari asbes terus memesona komunitas ilmiah selama ratusan tahun, baru pada tahun 1800-an asbes menemukan banyak kegunaan komersial. Paten Amerika Serikat pertama untuk produk asbes dikeluarkan pada tahun 1828 untuk bahan pelapis yang digunakan dalam mesin uap. Pada tahun 1868 Henry Ward Johns dari Amerika Serikat mematenkan bahan atap tahan api yang terbuat dari goni dan kertas yang dilaminasi bersama dengan campuran serat tar dan asbes. Itu menjadi sukses langsung. Penambangan deposit asbes skala besar di dekat Quebec, Kanada, dimulai pada tahun 1878 dan mendorong pengembangan penggunaan komersial lainnya. Pada tahun 1900 asbes digunakan untuk membuat gasket, brankas tahan api, bantalan, isolasi kabel listrik, bahan bangunan, dan bahkan filter untuk menyaring jus buah.

Perkembangan teknologi di awal 1900-an menghasilkan lebih banyak kegunaan asbes. Banyak bahan plastik awal mengandalkan serat asbes untuk penguatan dan ketahanan panas. Ubin vinil-asbes menjadi salah satu penutup lantai yang paling umum digunakan dan tetap digunakan hingga tahun 1960-an. Lapisan rem mobil dan permukaan kopling juga menggunakan asbes dalam jumlah besar, seperti halnya banyak bahan bangunan. Setelah Perang Dunia II, penggunaan asbes dalam produk terus berkembang. Ahli bedah jantung menggunakan benang asbes untuk menutup sayatan, pohon Natal dihias dengan salju buatan asbes, dan merek pasta gigi dipasarkan menggunakan serat asbes sebagai penggosok.

Namun, meluasnya penggunaan asbes bukannya tanpa sisi gelap. Masalah kesehatan yang terkait dengan paparan partikel asbes di udara telah dicatat sejak awal 1900-an, dan mengakibatkan pengesahan Peraturan Industri Asbes tahun 1931 di Inggris. Pada pertengahan 1960-an, masalah kesehatan mulai muncul di kalangan pekerja galangan kapal yang menangani isolasi asbes selama Perang Dunia II. Di Amerika Serikat, masalah mencapai tahap krisis pada tahun 1970-an, memaksa Badan Perlindungan Lingkungan (EPA) untuk menempatkan pembatasan ketat pada penggunaan asbes. Meskipun EPA mencabut larangan untuk jenis asbes tertentu pada tahun 1991, kepercayaan publik telah sangat terguncang, dan sebagian besar produsen secara sukarela menghapus asbes dari produk mereka. Akibatnya, penggunaan asbes di Amerika Serikat turun dari sekitar 880.000 ton/tahun (800.000 metrik ton/tahun) pada tahun 1973 menjadi kurang dari 44.000 ton/tahun (40.000 metrik ton/tahun) pada tahun 1997.

Di negara lain, produk asbes masih banyak digunakan, terutama di industri konstruksi. Penggunaan asbes di seluruh dunia pada tahun 1997 diperkirakan sekitar 2,0 juta ton/tahun (1,8 juta metrik ton/tahun). Sebagian besar asbes ini digunakan untuk membuat produk beton bertulang asbes, di mana serat asbes dikunci di dalam beton.

Operasi penambangan asbes ditemukan di 21 negara. Produsen utama asbes adalah Rusia (sebelumnya Uni Soviet), Kanada, Brasil, Zimbabwe, Cina, dan Afrika Selatan. Deposito yang lebih kecil ditemukan di Amerika Serikat dan beberapa negara lain.

Bahan Baku

Ada enam jenis asbes:actinolite, amosite, anthophyllite, crocidolite, tremolite, dan chrysolite. Lima jenis pertama dikenal sebagai amfibol. Mereka dicirikan dengan memiliki serat yang sangat kuat dan kaku, yang membuatnya menjadi bahaya kesehatan yang serius. Serat asbes amfibolik dapat menembus jaringan tubuh, terutama di paru-paru, dan akhirnya menyebabkan tumor berkembang. Jenis asbes keenam, chrysotile, dikenal sebagai serpentine. Seratnya jauh lebih lembut dan lebih fleksibel daripada asbes amfibolik, dan tidak merusak jaringan tubuh. Keenam jenis asbes terdiri dari rantai panjang atom silikon dan oksigen, terkunci bersama dengan berbagai logam, seperti magnesium dan besi, untuk membentuk serat kristal seperti kumis yang menjadi ciri mineral ini.

Chrysotile adalah jenis asbes yang paling umum digunakan dan menyumbang sekitar 98% dari produksi asbes di seluruh dunia pada tahun 1988. Biasanya berwarna putih, dan kadang-kadang dikenal sebagai asbes putih, meskipun bisa juga berwarna kuning, abu-abu, atau kehijauan. Kebanyakan serat chrysotile memiliki panjang sekitar 0,25-0,50 inci (6,4-12,7 mm) dan biasanya ditambahkan ke campuran beton untuk memberikan penguatan. Hanya sekitar 8% dari serat chrysotile yang cukup panjang untuk dipintal menjadi kain atau tali.

Amosite, kadang-kadang disebut asbes coklat, menyumbang sekitar 1% dari produksi di seluruh dunia pada tahun 1988. Seringkali memiliki semburat coklat muda, tetapi juga ditemukan dalam warna gelap, serta putih. Amosite memiliki serat kasar yang panjangnya sekitar 0,12-6,0 inci (3,0-152,0 mm). Serat sulit untuk dipintal menjadi kain atau tali dan sebagian besar digunakan sebagai bahan isolasi, meskipun penggunaannya dilarang di banyak negara.

Crocidolite, kadang-kadang disebut asbes biru, menyumbang 1% sisa produksi di seluruh dunia. Ini memiliki semburat kebiruan, dan seratnya sekitar 0,12-3,0 inci (3,0-76,0 mm). Crocidolite memiliki kekuatan tarik yang sangat tinggi dan ketahanan yang sangat baik terhadap bahan kimia. Salah satu kegunaannya adalah sebagai penguat pada plastik.

Tiga jenis asbes lainnya—anthophyllite, actinolite, dan tremolite—tidak memiliki aplikasi komersial yang signifikan dan jarang ditambang.

Manufaktur
Proses

Deposit asbes ditemukan di bawah tanah, dan bijihnya dibawa ke permukaan untuk diproses menggunakan praktik penambangan konvensional. Asbes chrysotile biasanya ditemukan di dekat permukaan dan dapat diakses dengan tambang terbuka. Deposit asbes lainnya ditemukan pada kedalaman yang bervariasi dan mungkin memerlukan terowongan sedalam 900 kaki (300 m) untuk mendapatkan akses.

Serat asbes dibentuk oleh pertumbuhan bertahap kristal mineral di retakan, atau urat, ditemukan dalam formasi batuan lunak. Kristal tumbuh melintasi vena, dan lebar vena menentukan panjang serat asbes yang dihasilkan. Karena mineral berasal dari batuan sekitarnya, komposisi kimia seratnya mirip dengan rock. Akibatnya asbes harus dipisahkan dari bijih berbatu dengan menggunakan metode fisik, daripada metode kimia yang terkadang digunakan untuk memproses bijih lainnya.

Berikut adalah langkah-langkah yang digunakan untuk mengolah bijih asbes chrysotile yang biasa ditemukan di Kanada:

Menambang

• 1 Endapan asbes chrysoltile biasanya ditempatkan menggunakan sensor magnetik yang disebut magnometer. Metode ini bergantung pada fakta bahwa magnetit mineral magnetik sering ditemukan di dekat formasi asbes. Pengeboran inti digunakan untuk menentukan lokasi endapan dan untuk menentukan ukuran dan kemurnian asbes.

  Sebagian besar operasi penambangan asbes chrysotile dilakukan di tambang terbuka. Serangkaian spiral teras datar, atau bangku, dipotong ke sisi interior yang miring dari lubang. Ini digunakan baik sebagai platform kerja dan sebagai jalan raya untuk mengangkut bijih ke atas dan keluar dari pit. Deposit bijih asbes dilonggarkan dari batuan sekitarnya dengan pengeboran hati-hati dan peledakan dengan bahan peledak. Puing-puing batu yang dihasilkan dimuat ke truk pengangkut karet besar dan dibawa keluar dari tambang. Beberapa operasi menggunakan teknik penggalian yang disebut block caving, di mana bagian dari deposit bijih dipotong sampai hancur karena beratnya sendiri dan meluncur ke bawah saluran ke truk angkut yang menunggu.

Memisahkan

Bijih hanya mengandung sekitar 10% asbes, yang harus dipisahkan dengan hati-hati dari batuan untuk menghindari retaknya serat yang sangat tipis. Metode pemisahan yang paling umum disebut penggilingan kering. Dalam metode ini, pemisahan utama dilakukan dalam serangkaian operasi penghancuran dan penyedotan vakum di mana serat asbes secara harfiah tersedot keluar dari bijih. Ini diikuti oleh serangkaian operasi pemisahan sekunder untuk menghilangkan debu batu dan puing-puing kecil lainnya.

• 2 Bijih diumpankan ke dalam jaw crusher, yang memeras bijih untuk memecahnya menjadi potongan-potongan dengan diameter 0,75 inci (20,0 mm) atau kurang. Bijih yang dihancurkan kemudian dikeringkan untuk menghilangkan kelembapan yang mungkin ada.
• 3 Bijih jatuh pada permukaan saringan 30 mesh yang bergetar, yang memiliki lubang berdiameter 0,002 in (0,06 mm). Saat layar bergetar, serat asbes yang terlepas naik ke bagian atas bijih yang dihancurkan dan disedot. Karena bijih yang dihancurkan jauh lebih padat daripada seratnya, hanya partikel batuan yang paling kecil yang disedot dengan asbes.
• 4 Partikel lanau dan batuan yang sangat halus yang jatuh melalui saringan getar disebut throughs atau tailing dan dibuang. Potongan bijih hancur yang tersisa di layar disebut overs dan dipindahkan ke tahap pemrosesan berikutnya.

  Bijih yang dihancurkan dari saringan pertama diumpankan melalui penghancur kedua, yang mengurangi potongan bijih menjadi sekitar 0,25 inci (6,0 mm) dengan diameter atau kurang. Bijih tersebut kemudian jatuh pada layar getar 30 mesh lainnya dan mengulangi proses yang dijelaskan pada langkah 3 dan 4.

• 5 Proses penghancuran dan vakum aspirasi serat asbes diulang dua kali lagi. Setiap kali potongan bijih menjadi lebih kecil sampai serat asbes terakhir ditangkap dan bijih yang tersisa sangat kecil sehingga jatuh melalui saringan dan dibuang. Proses empat langkah ini juga memisahkan serat asbes berdasarkan panjangnya. Serat terpanjang dilepaskan dari batuan sekitarnya di penghancur pertama dan disedot dari layar pertama. Serat dengan panjang yang lebih pendek dilepaskan dan ditangkap pada setiap rangkaian penghancur dan saringan yang berurutan, hingga serat terpendek ditangkap pada saringan terakhir.
• 6 Serat asbes dan material lain yang ditangkap dari setiap saringan terbawa dalam aliran udara dan mengalir melalui empat pemisah siklon yang terpisah. Puing-puing yang lebih berat dan partikel debu batu jatuh ke pusat aliran udara yang berputar dan keluar dari dasar pemisah.
• 7 Udara kemudian melewati empat set filter terpisah, yang menangkap serat asbes dengan panjang berbeda untuk pengemasan.

Kontrol Kualitas

Serat asbes dinilai menurut beberapa faktor. Salah satu faktor terpenting adalah panjangnya, karena ini menentukan aplikasi di mana mereka dapat digunakan dan, oleh karena itu, nilai komersialnya.

Sistem penilaian yang paling umum untuk serat asbes chrysotile disebut metode klasifikasi kering Standar Quebec. Standar ini mendefinisikan sembilan tingkatan serat dari Grade 1, yang terpanjang, hingga Grade 9, yang terpendek. Di ujung atas skala, Grade 1 hingga 3 disebut serat panjang dan panjangnya berkisar dari 0,74 inci (19,0 mm) dan lebih panjang hingga 0,25 inci (6,0 mm). Kelas 4 sampai 6 disebut serat sedang, sedangkan Kelas 7 sampai 9 disebut serat pendek. Serat kelas 8 dan 9 memiliki panjang di bawah 0,12 inci (3,0 mm) dan diklasifikasikan berdasarkan kerapatan longgarnya daripada panjangnya.

Faktor lain untuk menentukan kualitas serat asbes termasuk pengujian untuk menentukan tingkat pemisahan atau keterbukaan serat, kapasitas penguat serat dalam beton, dan kandungan debu dan butiran. Aplikasi khusus mungkin memerlukan standar dan tes kontrol kualitas lainnya.

Kesehatan dan
Dampak Lingkungan

Sekarang secara umum diterima bahwa menghirup serat asbes dapat dikaitkan dengan tiga penyakit serius, dan seringkali fatal. Dua di antaranya, kanker paru-paru dan asbestosis, mempengaruhi paru-paru, sedangkan yang ketiga, mesothelioma, adalah bentuk kanker langka yang mempengaruhi lapisan rongga dada dan perut.

Juga sekarang diterima secara umum bahwa berbagai jenis asbes, terutama amfibol, menimbulkan bahaya kesehatan yang lebih besar daripada asbes chrysotile.

Akhirnya, diketahui bahwa faktor-faktor lain, seperti panjang serat dan durasi serta tingkat paparan, dapat menentukan bahaya kesehatan yang ditimbulkan oleh asbes. Faktanya beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa beberapa kanker paru-paru yang disebabkan oleh asbes hanya terjadi ketika paparan di atas tingkat konsentrasi tertentu. Di bawah ambang batas itu, tidak ada peningkatan statistik kanker paru-paru di atas yang ditemukan pada populasi umum.

Meskipun tidak semua orang setuju dengan temuan ini, kekhawatiran keseluruhan tentang potensi efek kesehatan yang merugikan dari menghirup serat asbes telah menyebabkan peraturan yang lebih ketat tentang jumlah asbes yang diperbolehkan di udara di tempat kerja. Peraturan ini bervariasi dari satu negara ke negara lain, tetapi semuanya mengamanatkan tingkat yang jauh lebih rendah daripada yang ditemukan sebelumnya. Di Amerika Serikat, Administrasi Kesehatan dan Keselamatan Kerja (OSHA) menetapkan paparan maksimum yang diizinkan untuk serat yang lebih panjang dari 0,005 mm pada 0,2 serat/sentimeter kubik selama delapan jam hari kerja atau 40 jam kerja dalam seminggu.

Tingkat asbes di udara di lingkungan umum di luar tempat kerja berkali-kali lebih rendah dan tidak dianggap sebagai bahaya.

Masa Depan

Asbes masih merupakan komponen penting dalam banyak produk dan proses, meskipun penggunaannya diperkirakan akan tetap rendah di Amerika Serikat. Peraturan paparan yang lebih ketat dan prosedur manufaktur dan penanganan yang lebih baik yang sekarang ada diharapkan dapat menghilangkan masalah kesehatan yang terkait dengan asbes.