Negara pengekspor batu bara utama
C. Cara Pengolahan Belerang dan Asam Sulfat
Cara pengolahan belerang tergantung dari jenis endapannya dan hasil yang diinginkan. Untuk belerang yang berbentuk kristal dapat langsung dimasukkan kedalam autiklat dimasukkan/ditambahkan solar, air dan NaOH, kemudian dipanaskan dengan memasukkan uap air panas dengan tekanan 3 atmosfer selama 30-60 menit. Pemisahan akan terjadi karena belerang mempunyai titik lebur yang lebih rendah dibandingkan dengan mineral-mineral pengotornya. Hasilnya yang berupa belerang cair dialirkan melalui filter dan kemudian dicetak.
Pengolahan
Ada beberapa cara yang dilakukan dalam pengolahan belerang, diantaranya
Belerang dihasilkan secara komersial dari sumber mata air hingga endapan garam yang melengkung sepanjang Lembah Gulf di Amerika Serikat. Menggunakan proses Frasch
Cara lain pelarutan dan penghabluran (solvent extraction and Crystalization) digunakan pelarut: karbon disulfida, dimethyl disulphide atau larutan hidrokarbon berat lainnya.
Belerang kristal dapat langsung dimasukan dalam autoclave, lalu ditambah solar, air NaOH kemudian dipanaskan dengan memasukan uap air panas dengan tekanan 3 atm selama 30-60 menit. Pemisahan tanur terjadi karena titik lebur belerang < min pengotor. Belerang disaring kemudian dicetak.
Belerang kadar tinggi diolah dengan sublimasi dan distilasi
Pengolahan sederhana dilakukan dengan wajan besi/alumunium dengan diameter 80- 100 cm, dipanaskan dalam tungku/kompor minyak. Belerang mencair, disaring kemudian dicetak dalam tabung bamboo.
Dalam pengambilan sulfur, terdapat beberapa proses yang lazim digunakan, yakni :
1. Proses Frasch
Diagram skema proses frasch
Dasar pengambilan sulfur menurut proses ini adalah pencairan sulfur di bawah tanah / laut dengan air panas, lalu mamompanya ke atas permukaan bumi. Untuk maksud itu digunakan 3 pipa konsentris 6”, 3”, dan 1”. Air panas (325oC) dipompakan ke dalam batuan S melalui bagian pipa 6”, sehingga S akan meleleh (235oF). Lelehan S yang lebih berat dari air akan masuk ke bagian bawah antara pipa 3” dan 1”, dan dengan tekanan udara yang dipompakan melalui pipa 1”, air yang bercampur dengan S akan naik ke atas sebagai “crude S”, untuk kemudian diolah menjadi “crude bright” atau “refined S”.
2. Pengambilan S dari batuan sulfida / sulfat
S dapat pula diambil dari batuan sulfida atau sulfat, seperti pyrite FeS2, chalcopyrite CuFeS2, covelita CuS, galena PbS, Zn blende ZnS, gips CaSO4, barire BaSO4, anglesite PbSO4, dan lain – lain.
Deposit S di gunung berapi dapat berupa batuan, lumpur sedimen atau lumpur sublimasi, kadarnya tidak begitu tinggi (30 – 60 %) dan jumlahnya tidak begitu banyak (600 – 1000 juta ton, total).
Di gunung Talaga Bodas di dapat dalam bentuk lumpur dengan kadar S (30 – 70 %) dan jumlah deposit 300 juta ton. Tempat – tempat lainnya adalah : kawah Ijen, Gunung Welirang, Gunung Dieng dan Gunung Tangkuban Perahu. Untuk pemanfaatan sumber alam ini diperlukan peningkatan kadar S terlebih dahulu, antara lain dengan cara flotasi dan benefication.
Dalam flotasi dilakukan penambahan air dan ‘frother’ sehingga S akan terapung dan dapat dipisahkan. Sedangkan dalam ‘benefication proses’ S setelah ditambahkan air dan reagen – reagen dipanaskan dalam autoclave selama ½ - ¾ jam pada 3 atm, setiap partikel – partikel kecil S terkumpul, kemudian dilakukan pencucian dengan air untuk menghilangkan tanah, lalu dipanaskan kembali dalam autoclave sehingga S terpisah sebagai lapisan S dengan kadar 80 – 90 %.
4. Pengambilan S dari gas buang
S diperoleh dari flue gas asal pembakaran batu bara atau penyilangan minyak bumi, yang tidak boleh dibuang ke udara karena dapat menimbulkan pencemaran. Gas – gas tersebut terlebih dahulu di absorpsi dengan menggunakan etanolamin dan sebagainya, kemudian dipanaskan kembali untuk mendapatkan gasnya kembali untuk diproses lebih lanjut.
Reaksi utama yang digunakan (proses claus)
i. 2 H2S(g) + 3 O2(g) → 2 SO2(g) + 2H2O(l) ΔHo = - 247,89 KJ ii. 4 H2S(g) + 2SO2(g) → S6(g) + 4H2O(l) ΔHo = - 42,24 KJ
Proses pembuatan asam sulfat
Ada 2 macam proses untuk membuat Asam Sulfat :
Pembuatan H2SO4 dengan proses timbale
Proses tersebut menggunakan ruang reaktor yang dindingnya dilapisi timbal ( Pb ) oleh sebab itu dinamakan proses kamar timbal / bilik timbal.
Reaksi yang terjadi:
2 SO2(g) + 2 NO2(g) → 2 SO3(g) + 2 NO(g)
Gas NO dialirkan ke suatu tempat reaksi ( reactor ) dan dioksidasi kembali menjadi NO2
2 NO(g) + O2(g) → 2NO2(g)
Gas SO3 di kamar timbal direaksikan dengan air yang disemprotkan SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(l)
Kepekatan H2SO4 yang dihasilkan kira-kira 62,5 % dan dipekatkan lagi hingga 77,6 %
Pembuatan H2SO4dengan proses kontak
Pada tahun 1831 seorang ahli kimia berkebangsaan Inggris, Philips telah berhasil mensintesis belerang menjadi H2SO4 sebagai katalis digunakan V2O5 Reaksi yang terjadi :
S(s) + O2(g) → SO2(g)
2 SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g) ΔH = - 98,3 KJ
Sulfur trioksida diserap ke dalam 97-98% H2SO4 menjadi oleum (H2S2O7), juga dikenal sebagai asam sulfat berasap. Oleum kemudian diencerkan ke dalam air menjadi asam sulfat pekat.
H2SO4 (l) + SO3(g) → H2S2O7 (l) H2S2O7 (l) + H2O (l) → 2 H2SO4 (l)
Asam Sulfat yang dihasilkan dari proses tersebut , mempunyai massa jenis 1,84 dan bersifat higroskopis. Apabila H2SO4 pekat dicampur dengan air , akan bersifat eksoterm dan bebbahaya. H2SO4 25 % banyak dijual di pasaran dengan nama accu zuur untuk mengisi aki. Sebenarnya, asam sulfat dapat dibuat dengan cara melarutkan gas SO3. Namun, perhatikan bahwa pelarutan langsung SO3 ke dalam air tidaklah praktis karena reaksi sulfur trioksida dengan air yang bersifat eksotermik. Reaksi ini akan membentuk aerosol korosif yang akan sulit dipisahkan.
SO3(g) + H2O (l) → H2SO4(l)
Ide penggunaan katalis dalam produksi asam sulfat, atau secara khusus dalam oksidasi belerang dioksida telah dikenali sejak kira-kira tahun 1830. Katalis platina terbuki efektif tetapi sangat mahal sehingga tidak digunakan secara meluas. Setelah setengah abad kemudian, ketika kebutuhan asam sulfat meningkat banyak, ide penggunaan katalis muncul kembali. Setelah masalah keracunan katalis diselesaikan, proses penggunaan katalis platina, yakni proses kontak, menjadi proses utama dalam produksi asam sulfat.
Proses kontak masih digunakan sampai sekarang walaupun katalisnya bukan platina, tetapi campuran termasuk vanadium oksida V2O5. Dari proses kontak ini lalu akan terbentuk asam sulfat pekat dgn kadar 98% .
Pada proses kontak digunakan suhu sekitar 500 C dengan katalisator V2O5 ,sebenarnya tekanan besar akan menguntungkan produksi SO3, tetapi penambahan tekanan ternyata tidak diimbangi penambahan hasil yang memadai. Oleh karena itu, pada proses kontak tidak digunakan tekanan besar melainkan tekanan normal, 1 atm.
Lokasi
Potensi dan penyebaran endapan belerang Indonesia saat ini baru diketahui di enam propinsi, dengan total cadangan sekitar 5,4 juta. Untuk tipe sublimasi, karena proses terjadinya didasarkan kepada aktivitas gunung berapi, maka selama gunung berapi aktif, belerang tipe ini dapat diproduksi. Dengan demikian sumber daya belerang sublimasi dapat dianggap tidak terbatas.
1. Jabar : Gunung Tangkuban perahu, Danau Putri, Galunggung, Ceremai, Telaga bodas 2. Jateng : Gunung Dieng
3. Jatim : Gunung Arjuno, welirang
4. Sumut : Gunung Namora
5. Sulut : Gunung Mahawu, Soputan
6. Maluku : Pulau Damar
