Pengenalan
Timah merupakan logam yang telah digunakan manusia selama ribuan tahun, dengan sejarah yang bermula sejak Zaman Gangsa. Bijih timah, yang terutamanya terdiri daripada mineral kasiterit, merupakan sumber utama timah di dunia. Proses pengekstrakan dan penapisan timah telah berkembang sepanjang sejarah, daripada kaedah tradisional kepada teknologi moden yang membolehkan penggunaan timah yang lebih meluas dalam pelbagai industri. Kajian ini membincangkan secara menyeluruh pelbagai kegunaan bijih timah dalam industri berbeza, dari pembuatan hingga elektronik, kimia, tenaga dan banyak lagi.
Pembuatan dan barangan pengguna
Timah digunakan secara meluas dalam sektor pembuatan, terutamanya dalam penghasilan plat timah, yang merupakan komponen penting dalam industri pembungkusan. Plat timah digunakan untuk mengeluarkan tin untuk makanan, minuman, minyak, cat, dan bahan kimia kerana sifat ketahanannya terhadap kakisan (Champion & Britt, 2019; Ramos, 2003). Selain itu, timah digunakan dalam penghasilan aloi pateri, yang penting untuk menghubungkan logam dalam elektronik dan kerja paip (Gaver, 2005; Ogunyele & Akingboye, 2018).
Penggunaan timah dalam penghasilan pewter dan lametta seterusnya menekankan peranannya dalam barangan pengguna. Pewter, sejenis aloi timah, plumbum, dan logam lain, digunakan dalam barangan hiasan dan alat meja, manakala lametta, yang diperbuat daripada perak bersalut timah, digunakan dalam hiasan perayaan (Champion & Britt, 2019).
Teknologi dan elektronik
Timah memainkan peranan penting dalam industri elektronik. Ia merupakan komponen utama dalam penghasilan papan litar bercetak (PCB), yang penting untuk peranti elektronik moden seperti komputer, telefon bimbit, dan peralatan telekomunikasi (Oh et al., 2023; Li et al., 2021). Pateri berasaskan timah digunakan secara meluas untuk menghubungkan komponen pada PCB, memastikan sambungan elektrik yang boleh dipercayai (Gaver, 2005; Ogunyele & Akingboye, 2018).
Selain itu, timah digunakan dalam pembuatan magnet superkonduktor, seperti magnet niobium-timah, yang penting dalam peralatan saintifik dan perubatan tercanggih (Champion & Britt, 2019). Perkembangan pateri bebas plumbum, didorong oleh peraturan persekitaran, juga telah memperluaskan penggunaan timah dalam aplikasi elektronik mesra alam (Gaver, 2005).
Aplikasi kimia dan industri
Sebatian timah digunakan secara meluas dalam pelbagai proses kimia dan industri. Oksida timah adalah bahan utama dalam pembuatan kaca, seramik, dan tembikar, di mana ia berfungsi sebagai lapisan kaca dan agen pewarna (Champion & Britt, 2019; Blunden et al., 1986). Dalam industri kimia, sebatian timah digunakan sebagai pemangkin, agen penurunan, dan penstabil dalam penghasilan plastik dan polimer (Blunden et al., 1986; Zheleznyak et al., 2020).
Timah juga digunakan dalam pembuatan cat anti-kotoran, yang mencegah pertumbuhan organisma marin pada badan kapal, mengurangkan seretan dan meningkatkan kecekapan bahan api (Blunden et al., 1986). Selain itu, sebatian berasaskan timah digunakan sebagai perencat api dalam bahan-bahan, meningkatkan keselamatan dalam pembinaan dan produk pengguna (Champion & Britt, 2019).
Aplikasi alam sekitar dan kitar semula
Kitar semula timah daripada bahan buangan telah mendapat perhatian yang signifikan dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Papan litar bercetak terbuang (WPCBs) adalah sumber utama timah, dan kaedah inovatif telah dibangunkan untuk mendapatkan semula timah daripada bahan-bahan ini. Sebagai contoh, pemanggangan pengoksidaan selektif di bawah atmosfera H2O telah dicadangkan sebagai kaedah yang cekap untuk mendapatkan semula timah daripada WPCBs (Su et al., 2024). Begitu juga, timah boleh diperolehi sebagai nanopartikel oksida timah, yang mempunyai sifat fotokatalitik dan boleh digunakan dalam pemulihan alam sekitar (Abdo et al., 2021).
Hampas bijih timah, hasil sampingan daripada aktiviti perlombongan, juga sedang dinilai untuk potensi aplikasi industrinya. Sebagai contoh, pasir kuarza dari aktiviti perlombongan timah boleh digunakan dalam pembuatan seramik, kaca, dan sel solar selepas proses penulenan yang sesuai (Sulista, 2024).
Tenaga dan teknologi boleh diperbaharui
Bahan berasaskan timah semakin banyak diterokai untuk potensinya dalam teknologi penyimpanan tenaga dan tenaga boleh diperbaharui. Nanopartikel oksida timah telah dikaji untuk penggunaannya dalam bateri ion litium, di mana ia boleh meningkatkan kapasiti penyimpanan tenaga dan kestabilan kitaran (Liu & Sivakov, 2023). Selain itu, oksida timah sedang digunakan dalam sel bahan api, terutamanya dalam sel bahan api membran elektrolit polimer (PEM), di mana ia berfungsi sebagai pemangkin bersama dan bahan tahan kakisan (Dahl et al., 2020).
Penggunaan timah dalam sel solar adalah satu lagi aplikasi yang sedang berkembang. Sebatian berasaskan timah, seperti SnO, sedang diterokai untuk potensinya dalam elektrod konduktif lutsinar dan bahan fotokatalitik (Liu & Sivakov, 2023; Zheleznyak et al., 2020).
Kepentingan sejarah dan budaya
Timah telah memainkan peranan penting dalam sejarah manusia, terutamanya semasa Zaman Gangsa, di mana ia dialoi dengan tembaga untuk menghasilkan gangsa, bahan yang merevolusikan pembuatan alat dan senjata (Lima, 2020). Penggunaan timah dalam pembuatan logam jenis untuk mesin pencetak juga merupakan kemajuan penting dalam sejarah teknologi percetakan (Gaver, 2005).
Selain daripada aplikasi praktikalnya, timah telah digunakan dalam pembuatan barangan hiasan seperti barangan pewter dan lametta, menyerlahkan kepentingan budaya dan artistiknya (Champion & Britt, 2019).
Pertanian dan biokimia
Sebatian timah juga digunakan dalam aplikasi pertanian dan biokimia. Sebagai contoh, racun kulat berasaskan timah digunakan untuk melindungi tanaman daripada jangkitan kulat, meningkatkan produktiviti pertanian (Blunden et al., 1986). Dalam biokimia, sebatian timah telah diterokai untuk potensinya dalam aplikasi perubatan, termasuk penggunaannya sebagai agen antimikrob (Zheleznyak et al., 2020).
Pembinaan dan infrastruktur
Hampas bijih timah, hasil sampingan daripada perlombongan timah, sedang diterokai untuk potensi penggunaannya dalam bahan pembinaan. Sebagai contoh, hampas bijih timah telah dimasukkan ke dalam campuran asfalt, di mana ia meningkatkan kestabilan dan ketahanan permukaan jalan (Yuan et al., 2021). Aplikasi inovatif ini bukan sahaja mengurangkan kesan alam sekitar daripada sisa perlombongan tetapi juga memelihara sumber semula jadi.
Jadual: Aplikasi utama timah merentasi industri
| Industri/Aplikasi | Kegunaan Utama | Rujukan |
|---|---|---|
| Pembuatan | Penghasilan plat timah untuk bekas makanan dan bahan kimia, aloi pateri | (Champion & Britt, 2019; Gaver, 2005; Ogunyele & Akingboye, 2018) |
| Elektronik | Papan litar bercetak, magnet superkonduktor, pateri bebas plumbum | (Oh et al., 2023; Li et al., 2021) |
| Kimia | Pemangkin, penstabil, cat anti-kotoran, perencat api | (Blunden et al., 1986; Zheleznyak et al., 2020) |
| Tenaga | Bateri ion litium, sel bahan api, sel solar | (Liu & Sivakov, 2023; Dahl et al., 2020) |
| Pembinaan | Campuran asfalt, hampas bijih timah sebagai bahan pembinaan | (Yuan et al., 2021) |
| Pertanian | Racun kulat, perlindungan tanaman | (Blunden et al., 1986) |
| Kitar Semula | Perolehan semula timah daripada WPCBs, nanopartikel oksida timah untuk fotokatalisis | (Su et al., 2024; Abdo et al., 2021) |
Kesimpulan
Bijih timah merupakan sumber serbaguna dengan aplikasi merentasi pelbagai industri, dari pembuatan dan elektronik hingga tenaga dan pertanian. Sifat-sifat uniknya menjadikannya bahan penting untuk teknologi moden, manakala kepentingan sejarahnya menggariskan kepentingannya yang berterusan. Dengan penyelidikan yang terus mendedahkan aplikasi baru untuk timah, peranannya dalam membentuk industri masa depan kekal tidak dapat ditandingi. Penerokaan berterusan dan inovasi dalam penggunaan timah dan produk sampingannya dijangka akan terus meluaskan spektrum aplikasinya, menyumbang kepada pembangunan lestari dan pertumbuhan ekonomi global.
Rujukan
Abdo, D. M., Abdelbasir, S. M., El-Sheltawy, S. T., & Ibrahim, I. A. (2021). Recovery of Tin as Tin oxide nanoparticles from waste printed circuit boards for photocatalytic dye degradation. Korean Journal of Chemical Engineering. https://doi.org/10.1007/S11814-021-0838-9
Blunden, S. J., Cusack, P. A., & Hill, R. (1986). Industrial uses of tin chemicals.
Champion, D., & Britt, A. (2019). Australian resources reviews: tin 2018.
Dahl, P. I., Barnett, A. O., Monterrubio, F. A., & Colmenares, L. C. (2020). The use of tin oxide in fuel cells. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-815924-8.00013-X
Gaver, C. C. (2005). Tin and Tin Alloys. https://doi.org/10.1002/0471238961.20091407012205.A01.PUB2
Li, H., Qin, W., Li, J., Tian, Z., Jiao, F., & Yang, C. (2021). Tracing the global tin flow network: highly concentrated production and consumption. Resources Conservation and Recycling. https://doi.org/10.1016/J.RESCONREC.2021.105495
Lima, G. ?. de. (2020). Tin: a strategic metal yesterday and today. https://doi.org/10.6084/m9.figshare.11869218
Liu, P., & Sivakov, V. (2023). Tin/Tin Oxide Nanostructures: Formation, Application, and Atomic and Electronic Structure Peculiarities. Nanomaterials. https://doi.org/10.3390/nano13172391
Ogunyele, A. C., & Akingboye, A. S. (2018). Tin Mineralisation in Nigeria: A Review. Environmental and Earth Sciences Research Journal. https://doi.org/10.18280/EESRJ.050103
Oh, S.-H., Kang, H.-Y., Hwang, Y. W., Kim, D. H., Shin, K. C., & Kim, N. S. (2023). Material Flow Analysis for Stable Supply and Demand Management of Tin. Resources Recycling. https://doi.org/10.7844/kirr.2023.32.4.18
Ramos, C. R. (2003). Estanho na Amazônia: o apogeu e o caso da produção. Novos Cadernos NAEA. https://doi.org/10.5801/NCN.V6I2.87
Su, Z., Liu, B., Li, Q., & Zhang, Y. (2024). Novel Process for Tin Recovery from Waste Print Circuit Boards (WPCBs) by Selective Oxidation Roasting Under H2O Atmosphere. https://doi.org/10.1007/978-3-031-50236-1_2
Sulista, S. (2024). From waste to an added-value commodity: challenges in valorization opportunity of tin-residual sand for silica-based industry. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1388/1/012031
Yuan, L., Masri, K. A., Ramadhansyah, P. J., Razelan, I. S. M., Norhidayah, A. H., & Warid, M. N. M. (2021). Performance of asphalt mixture incorporated with tin ore tailing. https://doi.org/10.1088/1755-1315/682/1/012057
Zheleznyak, ?. R., Bakalinska, ?. ?., Brichka, ?. V., Kalenyuk, G. O., & ??rtel, ?. ?. (2020). ???????????, ?????? ????????? ?? ???????????? ?????????? ???????. https://doi.org/10.15407/SURFACE.2020.12.193
Number of View :68
