SILIKA, SILIKON DAN PASIR

SILIKON (atau dalam bahasa sains Silicium) pernah kita dengar semasa belajar di sekolah dan diperincikan semasa saya berada di universiti (jurusan sains tanah dan kimia). Ada beberapa subjek mempelajari mengenai Silikon dengan simbol kimianya sebagai 'Si' yang juga merupakan unsur kimia dalam jadual berkala yang mempunyai bernombor atom 14. Silikon adalah sejenis metaloid tetravalen yang kurang reaktif jika dibanding dengan analog kimianya iaitu karbon. Ia merupakan unsur kedua paling berlimpah di dalam kerak bumi dimna ia dilaporkan mencapai hampir 25.7% mengikut berat. Bahan ini wujud di dalam tanah liat (Clay), feldspar, granite, kuartza dan tanah jenis pasir dimana kebanyakannya dalam bentuk silikon dioksida (juga dikenali sebagai silika) dan dalam bentuk silikat. Bahan ini menpunyai  beraneka jenis sebatian yang mengandungi Silikon, Oksigen dan satu atau pelbagai jenis logam lain bersamanya. Silikon adalah merupakan juzuk utama di dalam kebanyakan industri peranti semikonduktor  dimana ia juga sekiranya dalam bentuk silika dan silikat adalah nerada dalam kaca, simen dan juga seramik. Silikon juga merupakan juzuk dalam silikone iaitu nama yang diberikan kepada pelbagai jenis bahan plastik yang sering dikelirukan sebagai silikon. Silikon digunakan secara meluas dalam semikonduktor kerana ia mempunyai 'arus bocoran balikan' yang lebih rendah daripada bahan semikonduktor germanium dan juga kerana oksida aslinya mudah dihasilkan di dalam relau dan membentuk antara muka semikonduktor/dielektrik yang lebih baik berbanding dengan hampir semua jenis gabungan bahan. Dilaporkan dimana antara sifat-sifat utama didalam bentuk hablurnya dimana  silikon berwarna kelabu gelap dengan kilauan logam (Sila lihat foto diatas). Walaupun ia secara bandingannya agak lengai namun silikon masih dapat bertindak balas dengan halogen dan alkali cair akan tetapi kebanyakan asid (kecuali gabungan asid nitrik dan asid hidrofluorik) tidak mempengaruhinya. Silikon dilaporkan ada keunsuran menghantar hampir 95% panjang gelombang cahaya inframerah. Silikon tulen mempunyai pekali suhu rintangan yang negatif kerana bilangan cas bebas meningkat dengan suhu. Rintangan elektrik sebuah hablur silikon juga berubah dengan ketara sekali atas pengenaan tegasan mekanikal oleh sebab kesan rintangan piezo. Penggunaan bahan silikon adalah merupakan unsur yang sangat berguna dan juga adalah amat penting dalam bidang perusahaan. Antaranya untuk bahan silikon dan aloi yang merupakan satu jenis penggunaan terpenting bagi silikon tulen  dimana ia juga sering dipanggil "aloi ringan". Aloi ringan dibuat dan ia akan menghasilkan alat tuangan (seperti sport rim kereta) dimana kebanyakannya untuk industri automotif yang mewakili kira-kira 55% daripada penggunaan silikon tulen sedunia. Silikon tulen juga selalu ada digunakan untuk menghasilkan silikon ultra tulen bagi penggunaan elektronik dan fotovolta untuk proses dalam pembuatan Semikonduktor. Silikon ultra tulen boleh didopkan degan unsur lain untuk mengubahsuai gerak balas elektrik dengan mengawal bilangan dan cas (positif atau negatif) pembawa arus. Kawalan sedemikian adalah penting dalam transistor, sel suria, pengesan semikonduktor, dan peranti semikonduktor lain yang digunakan dalam elektronik dan penggunaan teknologi tinggi yang lain. Kegunaan lain seperti untuk Fotonik dimana silikon boleh digunakan sebagai laser gelombang Raman selanjar untuk menghasilkan cahaya koheren dengan panjang gelombang 1.698 nm. Seterusnya ia dijadikan LCD dan sel suria dari silikon amorf berhidrogen mempunyai kemungkinan cerah dalam pembuatan elektronik bidang luas dan rendah kos dalam aplikasi seperti LCD dan sel suria. Dalam industri keluli dan besi tuangan bahan silikon adalam merupakan juzuk penting dalam sesetengah jenis keluli dimana ia juga digunakan dalam proses penghasilan besi tuangan. Ia dikenali sebagai aloi ferosilikon atau pun sebagai silikokalsium. Artikel petang Isnin ini dalam blog "Anim Agro Technology" saya menulis mengenai silika, silikon dan pasir sebagai bahan rujukkan pembaca semua.

Memproses silika merupakan satu proses yang sudah lama diketahui teknologinya.  Cara membuat Kristal Silikon dari pasir memang satu industri yang wujud di negara kita dimana silicon yang telah membentuk satu perempat daripada kerak bumi dengan berat dan terdapat dalam kebanyakan mineral iaitu termasuk pasir (Sila lihat foto disebelah). Walau bagaimana pun sebenarnya silikon tidak wujud dalam satu keadaan bebas dimana ia sentiasa digabungkan dengan unsur-unsur lain. Proses pembersihan berbeza-beza mengikut penggunaan yang dimaksudkan untuk silikon seperti dari kaca ke silikon hyperpure yang digunakan untuk peranti-keadaan pepejal dalam elektronik. Terdapat beberapa cara untuk membuat kristal silikon dari pasir akan tetapi hanya satu daripada mereka untuk ahli kimia. Proses lain melibatkan suhu melebihi 3,632 darjah Fahrenheit. Pemprosesan silika atau pasir kuarza melibatkan 3 peringkat asas iaitu Peringkat Pencucian (Cleaning), Peringkat Pengeringan dan juga Peringkat Pemisahan. Pencucian dijalankan dengan cara menyediakan lubang pencucian menggunakan ekskavator (ukuran area relatif) atau menggunakan mesin cuci pasir.  Proses pencucian ini sangat signifikan dalam meminimakan kandungan lumpur (sludge), kaolin, debu dan zat organik lainnya seperti akar kayu sehingga meningkatkan kadar kandungan SiO2. Kedua adalah tanah pasir ini di pasir diangkat selepas dicuci dan dikeringkan di area 'Stock Pail'. Pengeringan adalah bertujuan untuk mengurangkan kadar air. Memang 100% air tidak akan hilang akan tapi kita hanya kurangkan kepada level 5 - 7% saja. Proses ini tidak butuh waktu lama dimana ia lazimnya cuma dikeringkan dalam 2 sampai 3 hari. Selama proses pengeringan dilakukan sampel pasir perlu diambil dan dianalisis untuk melihat tahap kandungan yang diinginkan. Selain pengeringan lazimnya beberapa teknologi pengering pasir silika cara lain sesuai juga digunakan. Ketiga adalah proses pemisahan yang dilakukan untuk menghilangkan mineral magnetik yang ada pada pasir kuarsa dimana mineral magnetik itu seperti hematit, limonit, biotit dan mineral magnetik lemah lainnya diasingkan.  Sekarang ini seiring dengan perkembangan teknologi lebih banyak aplikasi untuk industri penggunaan silika adalah penggunaan silika dalam ukuran partikel kecil hingga skala mikron atau bahkan nanosilika. Keadaan dimana berlaku kekurangan silika ukuran partikel bahan asas menjadikan kualiti produk berlainan. 

Dalam keadaan biasa dimana ramai orang percaya pasir adalah sejenis tanah pasir kerana mereka tidak bimbang tentang butiran kecil yang membezakan jenis pasir. Pasir silika adalah sejenis bahan asli yang lebih sering disebut 'pasir' sahaja sebelum ianya dibasuh. Pasir silika adalah salah satu jenis pasir yang paling banyak di dunia dimana apabila ianya dibersihkan atau dibasuh ia akan dirujuk kepada sebagai pasir diproses. Dilaporkan dimana Silikon dioksida adalah sebatian kimia yang juga dikenali sebagai silika. Pasir silika adalah sejenis pasir yang kebanyakannya terdiri daripada butiran kecil kuarsa (quartz granules). Kuarza sendiri memang ada pelbagai jenis sama ada ia mengikut warna dan mikro- strukturnya. Pasir silika juga terdiri daripada zarah halus dan mineral yang lain. Lapisan pasir silika diameternya adalah sekecil dari 1/16 mm hingga 2 mm ukurannya. Pasir yang dibasuh boleh menjadi pasir yang sangat halus Semua jenis pasir dilombong di seluruh dunia termasuk pasir silika yang sangat banyak keberadaannya. Apabila pasir dilombong maka ia sering dibasuh dengan air untuk menghilangkan garam, lumpur, tanah liat, debu, akar kayu dan sebagainya dahulu. Pasir juga sering dipisahkan dan dikelaskan mengikut saiz setelah dikeringkan dan dicuci. Pasir dikutip dilombong akan dibasuh pada sama ada mempunyai butiran kasar, sederhana, halus dan ultra halusakan diasingkan. Walau apa pun saiz, pasir yang dibasuh tidak semestinya pasir silika akan tetapi lazimnya pasir silika juga kadang kala tidak semestinya dibasuh. Ramai orant tahu dimana pasir silika telah digunakan dengan meluas dalam pembuatan kaca sejak dahulu kala. Apa pun sebenarnya pasir silika digunakan untuk pelbagai perkara seperti dijadikan sebagai pasir letupan, pembuatan kaca, penapisan air, pencampuran konkrit dan mortar, pemasangan landskap dan kolam renang. Ada juga yang digunakan uuntuk bahan asas disebarkan di atas jalan-jalan yang licin, sebagai penyalaan untuk talian elektrik dan paip, dalam tangki septik, sebagai sebahagian daripada campuran loam, serta banyak aplikasi lain. Dalam sukan gelanggang bola tampar buatan manusia sering menggunakan pasir yang dibasuh. Pasir yang dibasuh mempunyai penggunaan sangat spesifik iaitu ianya termasuk sebagai campuran mortar untuk batu bata dan batu permata serta untuk pantai buatan manusia atau peningkatan pantai yang sedia ada dan juga untuk gelanggang bola tampar pantai.  

Di Malaysia khususnya di Terenggnu ada dilaporkan media tempatan kisah dimana 'Pengeluaran Silika Di Terengganu Cecah 500,000 Tan Metrik Sejak 2017' menarik dikongsikan. Berita dari Setiu, Terengganu ini menyatakan dimana sejak pembukaan kilang pemprosesan pasir silika di Bari pada 2017, industri pengeluaran bahan galian itu di Terengganu sehingga kini telah mencecah 500,000 tan metrik. Kerajaan negeri nyatakan lebih RM275 juta juga telah dilaburkan Kumpulan Terengganu Silica Consortium Sdn. Bhd. (TSC) bagi tujuan pembangunan projek berkenaan sepanjang tempoh tersebut. Silika di sini diproses kepada beberapa gred yang diperlukan oleh industri untuk eksport luar negara, antaranya ke Jepun, Korea dan Taiwan. Ianya memerlukan pelaburan yang tinggi dan saya difahamkan TSC telah melabur lebih kurang RM275 juta. Syarikat juga berhasrat memperluaskan lagi industri ini dengan penglibatan masyarakat kampung menerusi penghasilan produk cenderamata berasaskan silika. Produk cenderamata berkenaan akan dipamerkan dan dijual di Taman Tamadun Islam (TTI) sebagai salah satu tarikan pelancongan terbaharu di Terengganu. Kerajaan negeri juga akan meminta pihak syarikat supaya menimbus balik 40 peratus daripada lombong dengan sisa silika di samping sebahagiannya akan dijadikan kolam ikan dalam usaha mengelakkan berlakunya pembaziran. Satu kawasan seluas 4,000 hektar di Jambu Bongkok, Marang yang dikenali dengan Lembah Silika Terengganu iaitu kawasan perindustrian bersepadu dan tempat pemprosesan produk-produk akhir yang berasaskan silika. Ianya akan membuka peluang pekerjaan kepada anak Terengganu dan sekali gus dapat merealisasikan usaha kerajaan menunaikan manifesto iaitu menyediakan 20,000 peluang pekerjaan dalam masa 4 tahun. Semuga artikel ini memberi info berguna kepada semua pembaca blog anim agro technology kali ini. Wasallam!...

NAMA PASIR... DIPANGGIL SILIKA...

ADA DIDAPATI... SELURUH DUNIA...

DIPROSES ... PELBAGAI PRODUKNYA...

BACA ARTIKEL... DITERIMA INFONYA..

By,

M Anem,
Senior Agronomist,

Precint 11, Putrajaya,

WP Putrajaya,

Malaysia.

(5 RabiulAwal 1443H).

Bersamaan 11 Okt 2021 - My 62th Birthday).