3.3. Prosedur Kerja Operasi Pot Tungku Reduksi
3.3.2. Operasi Start-up dengan Pemanasan Listrik
1) Kokas isolasi dikeluarkan dengan menggunakan ladel kokas.
2) PHS dimasukkan untuk menutup arus listrik, alat control Anode Current
Distribution Device (ACDD) dilepas dan diletakkan di tempat yang telah
ditentukan.
3) Posisi busbar diatur pada 280 mm kemudian anoda diangkat + 100 mm dan anoda diklem menggunakan ACC.
4) Dengan menggunakan motor jack posisi busbar dinaikkan ke posisi 100 mm. 5) Kokas dasar didorong ke bagian sisi arus masuk dengan menggunakan sapu
kokas yang dibantu dengan forklift putar dan kokas yang terdapat pada dasar dihisap dengan ladel kokas sampai habis.
6) Busbar diturunkan ke posisi 360 mm kemudian arus diturunkan sampai 130 kA.
7) Dipasang alat pencabut PHS.
8) Bath cair sebanyak 6 ton yang diambil dari pot penyedia bath dituang ke dalam
pot tungku reduksi.
9) PHS dicabut dan posisi busbar diatur hingga terjadi funken (AE) dan arus dinaikkan kembali hingga normal.
10) Dimasukkan alumina ke dalam pot.
11) Funken dipertahankan selama 10 – 15 menit dan setelah itu funken dimatikan
dengan jalan menyemprotkan udara kering ke dalam bath cair dengan menggunakan pipa AE.
12) Bath cair yang kedua sebanyak + 4 – 5 ton dimasukkan ke dalam pot.
13) Hood ditutup seluruhnya kemudian peralatan dikembalikan ke tempat yang telah
xxxviii
14) Setelah satu hari dilakukan metal charging yaitu pemasukkan metal cair ke dalam tungku sebanyak 12 ton.
xxxix
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Data
Data hasil pengamatan operasi harian pada Departemen Smelter Reduction and Casting (SRC) pada pabrik peleburan aluminium di PT INALUM, Kuala Tanjung, Kabupaten Batubara.
Tabel 4.1. Data Bath Material Bulan Desember 2009
No Item Jumlah Unit
1 Line current 190,784 kA
2 CE 92,32 %
3 PIO 504 pot
4 UC alumina 1900 kg/T.Al
5 Mixing ratio 210 kg/T.Al
6 S <--- 11,129 T/hari
7 Butt crust 338,594 kg/butt
8 S ---> 24,896 T/hari
xl
10 Crust AC + 1st fl. 41,449 kg/butt
11 Carbon tapping 3,0685 kg/pot.hari
Keterangan : T = ton T.Al = ton aluminium
butt = puntung anoda
Tabel 4.2. Data Sampling Alumina Pada Bulan Desember 2009
SAMPLING BY INALUM FOR YEAR 2009 Jumlah Unit pada 18
Desember 2009 ITEM UNIT LOI (300 ~ 1000) % 0,78 SiO2 % 0,016 Fe2O3 % 0,007 TiO2 % 0,005 Na2O % 0,33 CaO % 0,023 Al2O3 % 99,62
Specific Surface Area m2/g 75
Water Contens 110°C % 0,99
Total Water 44 % RH % 4,27
xli + 150 mesh % 11,6 + 200 mesh % 66,6 + 250 mesh % 73,4 + 325 mesh % 91,3 - 325 mesh % 8,7 Tamped Density gr/cc 1,17 Untamped Density gr/cc 1,04
Angle of Repose deg 32,8
xlii 4.2. Perhitungan 1. Produksi Metal P = 0,3354 . I . CE . t . n = 0,3554 x 190,784 x 92,32 % x 24 x 504 = 714566,385 kg/hari 2. Kebutuhan alumina = 714566,385 / 1000 x 1900 / 1000 = 1357,676 T/hari
3. Return crust dari mixing ratio = 714566,385 / 1000 x 210 / 1000 = 150 T/hari
Return crust terdiri dari 70 : 30 alumina dan bath material ; alumina = 70 / 100 x 150 = 105 T / hari
bath = 30 / 100 x 150 = 45 T / hari
xliii
Total alumina yang masuk
= 1357 + 105 = 1462 T / hari
Alumina yang efektif masuk ke dalam bath adalah 80 % dan 1,7 % loss karena gas hisap ;
alumina yang efektif masuk = 80 / 100 x 1462 = 1169,6 T / hari alumina yang loss karena gas hisap = 1,7 / 100 x 1462 = 24,854 T / hari
Alumina yang masuk dari AC adalah 200 kg, efektif masuk ke bath hanya 35 % (AC cycle = 28,0 hari) ;
= 18 / 28,0 x 504 x 200 / 1000 x 35 / 100 = 22,68 T / hari
Jadi total alumina feed per hari ; = 1462 – 24,859 + 22,68 = 1459,826 T / hari
5. Produksi bath di dalam pot
Reaksi : 3NaO2 + 4AlF3 2Na3AlF6 + Al2O3 Dari total feeding alumina masuk mengandung 0.33 % Na2O
Maka jumlah Na2O = 4,8 T / hari (asumsi habis bereaksi)
Maka Na3AlF6 yang diproduksi perhari ; = (4,8 / (2 x 23 + 16)) x 2 / 3 x 210 = 4,8 / 62 x 2 / 3 x 210
xliv
Diasumsikan Na3AlF6 yang terbentuk 90 % dan 10 % lagi berasal dari bath material lain :
Produksi bath perhari = 10,8 / 90 % = 12,04 T / hari = 0,0238 T / pot / hari = 23,8 kg / pot / hari
Tabel 4.2.1. Input Bath Material Balance
No Input ( T/hari )
Return crust Produksi bath Bath charging Total
1. 45 12,04 11,129 68,169
Tabel 4.2.2. Output Bath Material Balance
No Output ( T/hari )
Butt crust Bath tapping Dross ladle Crust AC + 1st fl. Carbon tapping Total 1. 111,408 24,8967 7,646 15,12 1,542 160,6127
Bath material = 40 % dari total output = 40/100 x 160,6127 T/hari
xlv
= 64,24508 T/hari
Kelebihan bath material perhari = 3,9239 T/hari
4.3. Pembahasan
Produksi bath di dalam pot tungku reduksi dipengaruhi oleh input material melalui beberapa tahap. Dengan memperhitungkan produksi metal akan diketahui kebutuhan alumina selama proses peleburan berlangsung, baik yang dimulai dari start-up maupun feeding alumina. Produksi metal 714566,385 kg/hari membutuhkan alumina sebanyak 1357,676 T/hari. Selain itu juga terjadi pemakaian return crust dari mixing ratio pada pot tungku reduksi sebanyak 150 T/hari. Dengan asumsi bahwa return crust terdiri dari 70% alumina dan 30% bath material, maka terdapat alumina 105 T/hari dan bath material 45 T/hari, sehingga diperoleh total alumina yang masuk adalah sebanyak 1462 T/hari.
Dari total alumina yang masuk, hanya 80% yang efektif masuk ke dalam bath sedangkan 1,7% loss karena gas hisap. Dengan demikian alumina yang efektif masuk ke dalam bath sebanyak 1169,6 T/hari dan yang loss karena gas hisap adalah 24,854 T/hari. Pada saat AC (anode changing) juga dilakukan penambahan alumina sebanyak 200 kg dan yang efektif masuk ke dalam bath hanya 35% dengan siklus AC selama 28 hari, diperoleh alumina yang efektif masuk dari AC sebanyak 22,68 T/hari. Jadi, total alumina feed perhari adalah 1459,826. Total alumina feed ini diperoleh dengan memperhitungkan total alumina yang efektif masuk ke dalam bath dan alumina yang
xlvi
efektif masuk dari AC, kemudian dikurangi dengan jumlah alumina yang loss karena gas hisap.
Sesuai dengan reaksi pembentukan kriolit yang dipengaruhi oleh Na2O dan AlF3, maka dapat diketahui banyaknya Na2O yang diasumsikan habis terpakai. Dengan kandungan 0,33% Na2O dari total feeding alumina maka diketahui bahwa Na2O yang habis terpakai sebanyak 4,8 T/hari. Berdasarkan reaksi yang terjadi dan banyaknya Na2O maka diperoleh banyak Na3AlF6 yang diproduksi adalah 10,8 T/hari. Bila diasumsikan Na3AlF6 yang terbentuk 90% dan 10% lagi berasal dari bath material lain maka produksi bath adalah 12,04 T/hari.
Untuk mencapai keseimbangan dalam bath material maka perlu juga untuk mengetahui banyaknya inpu dan output bath material, dimana diperoleh bahwa total input bath material adalah sebanyak 68,169 T/hari dan total output bath material adalah 64,24508 T/hari. Dengan demikian dapat diketahui kelebihan bath material perhari yaitu 3,9239.
xlvii
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan bahwa :
- Spesifikasi bahan baku alumina yang digunakan dalam proses peleburan aluminium harus selalu dikontrol dengan kadar Na2O maksimal 0,600 %. Hal ini dilakukan agar pot reduksi tetap dapat beroperasi dengan stabil.
- Na2O berpengaruh terhadap kriolit yang dihasilkan, dimana kriolit juga berpengaruh dalam hal input dan output material pada tungku reduksi.
- Apabila konsentrasi Na2O dalam bahan baku terlalu kecil, maka kriolit yang dihasilkan dari reaksi antara Na2O dengan AlF3 akan terlalu sedikit sehingga operasi pot tungku reduksi akan mengalami kekurangan kriolit yang mengakibatkan terganggunya kestabilan dalam pot tungku reduksi.
- Apabila konsentrasi Na2O dalam bahan baku terlalu besar, maka kriolit yang dihasilakan dari reaksi antara Na2O dengan AlF3 akan terlalu banyak sehingga operasi pot tungku reduksi akan mengalami kelebihan kriolit yang dapat melebihi kapasitas pot tungku reduksi dan mengganggu kestabilan pot tungku reduksi. - Kelebihan kriolit akan terlalu banyak menghasilkan output material, sehingga
dapat menimbulkan kesulitan dalam pengelolaan output material yang banyak ini di areal sekitar pabrik reduksi.
- Sebagaimana yang telah dipaparkan bahwa konsentrasi Na2O pada bulan Desember 2009 adalah 0,33 %. Dimana pada konsentrasi ini dapat menghasilkan kriolit dalam jumlah yang stabil. Hal ini dibuktikan dengan banyaknya input dan
xlviii
output material yang dihasilkan memiliki jumlah yang tidak berbeda terlalu jauh dan cenderung tidak mengganggu kestabilan pot tungku reduksi serta pengelolaan yang lebih baik lagi.
5.2. Saran
Untuk menjaga agar kriolit yang dihasilkan pada pot tungku reduksi tetap stabil, maka perlu adanya pengontrolan yang baik pada bahan baku alumina. Dalam bahan baku alumina diperlukan range konsentrasi Na2O yang lebih detail untuk mengetahui input dan output material yang lebih tepat, sehingga tidak ada masalah mengenai kekurangan dan kelebihan kriolit pada operasi pot tungku reduksi. Dari hasil perhitungan konsentrasi Na2O sebanyak 0,33 % termasuk merupakan konsentrasi yang baik dan menghasilkan output material yang tidak berbeda jauh dengan input material dalam pot tungku reduksi.
xlix
DAFTAR PUSTAKA
Austin, G. T., 1996. Industri Proses Kimia. Jilid 1. Edisi Kelima. Jakarta: Penerbit Erlangga.
Grjotheim, Kai and B. L. Welc. 1988. Aluminium Smelter Technology. Second
Edition. Desserldorf: Aluminum Verlag.
Jody, B, dkk. 1992. Recyling of Aluminium Salt Cake. London: J. Res Management
and Technology
Oxtoby, D. W., 2003. Prinsip-prinsip Kimia Modern. Jilid 2. Edisi Keempat. Jakarta: Penerbit Erlangga.
PT INALUM., 2009. Modul Pelatihan OJT Reduksi. PT INALUM: Kuala Tanjung.