PENGARUH PROSES PENGAYAKAN TERHADAP UKURAN KOKAS DI PT. INALUM KUALA TANJUNG
KARYA ILMIAH
LISIK WAHYUNI 072409015
PROGRAM DIPLOMA-3 KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENGARUH PROSES PENGAYAKAN TERHADAP KOKASDI PT.INALUM KUALA TANJUNG
KARYA ILMIAH
Digunakan untuk melengkai tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar ahli madya
LISIK WAHYUNI 072409015
PROGRAM DIPLOMA-3 KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : PENGARUH PROSES PENGAYAKAN TERHADAP UKURAN KOKAS
DI PT. INALUM KUALA TANJUNG
Kategori : TUGAS AKHIR
Nama : LISIK WAHYUNI
Nomor Induk Mahasiswa : 072409015
Program Studi : D3 KIMIA INDUSTRI Departemen : KIMIA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
(FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui di Medan, Juli 2010
Diketahui/Disetujui oleh :
Departemen KIMIA FMIPA USU
Ketua, Dosen Pembimbing
PERNYATAAN
PENGARUH PROSES PENGAYAKAN TERHADAP UKURAN KOKAS DI PT. INALUM KUALA TANJUNG
KARYA ILMIAH
Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2010
PENGHARGAAN
Puji syukur penulis panjatkan kehadiran Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat dan Rahmad-Nya hingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini sebagaimana mestinya.
Tujuan disusunnya tugas akhir ini adalah untuk memenuhi syarat dalam menyelesaikan studi pada program studi diploma tiga (III) Kimia Industri Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam di Universitas Sumatera Utara. Adapun Judul dari tugas akhir ini adalah ”Pengaruh Proses Pengayakan Terhadap Ukuran Kokas di PT. INALUM KUALA TANJUNG”.
Penulis menyadari banyak kekurangan dalam penulisan tugas akhir ini, karena itu dengan segala kerendahan hati penulis menerima saran yang bersifat membangun untuk penyempurnaan tugas akhir ini.
Akhir kata dengan segala kerendahan hati, penulis menyampaikan ucapan terimakasih sebesar-besarnya kepada :
1. Terkhusus buat Ayahanda Ikhwan,Ba dan Ibunda Hidayati,Ba yang telah mendukung penulis dalam doa yang tulus tiada henti, dan semangat hingga akhirnya penulis dapat menyelesaikan pendidikan di Kimia Industri.
2. Buat kakak Juwita Indah, abang Jadid Taqwa, dan adik saya Lukman Hakim terimakasih atas dukungan nya.
4. Bapak Prof.Dr. Harry Agusnar, M.Sc, M.Phil selaku koordinator Program Studi D3 Kimia Industri Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam USU
5. Ibu Cut Fatimah Zuhra,S.Si.M.Si selaku dosen pembimbing yang telah banyak membantu penulis dan memberikan saran-saran yang membangun sampai penyelesaian karya ilmiah ini
6. Bapak Akmal selaku pembimbing lapangan, dan karyawan PT. INALUM yang telah membimbing dan mengarahkan penulis selama melakukan kerja praktek 7. Buat sahabat saya Parni dan Gunawan Anshori yang selalu bersedia membantu
dalam penyelesaian karya ilmiah ini.
8. Gank d gilz 4 u happy Reni,Parni,Lia,dan Hendra semangat dan happy together. 9. Buat teman-teman Anza,Richad dan rekan-rekan stambuk 2007 Kimia Industri
USU.
Penulis menyadari bahwa isi dan cara penulisan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari para pembaca untuk kesempurnaan Tugas Akhir ini. Segala bentuk masukan yang diberikan akan penulis terima dengan senang hati dan penulis ucapkan terima kasih. Harapan penulis, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca khususnya buat penulis secara pribadi.
Medan, Juli 2010
ABSTRAK
Salah satu bahan baku yang digunakan untuk pembuatan anoda adalah sisa hasil
INFLUENCE OF SHIEVER WITH MEASURE OF COKE IN PT. INALUM KUALA TANJUNG
ABSTRACK
DAFTAR ISI
Halaman
PERSETUJUAN ii
PERNYATAAN iii
PENGHARGAAN iv
ABSTRAK vi
ABSTRACT vii
DAFTAR ISI viii
DAFTAR TABEL ix
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Permasalahan 2 1.3 Tujuan 2 1.4 Manfaat 3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sejarah Aluminium 4 2.2 Pengertian Aluminium 4 2.3 Mekanisme Proses Elektrolisa 6 2.4 Sifat-sifat dan Pemakaian Aluminium 8 2.5 Produksi Aluminium 9 2.5.1 Elektrolit 10 2.5.2 Alumina 10 2.5.3 Katoda 11 2.5.4 Anoda Karbon 12 2.6 Proses Pembuatan Anoda 15 2.6.1 Green Plant 15 2.6.2 Baking Plant 20 2.6.3 Roding Plant 23 2.7 Pengendalian Kualitas Anoda 25 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Alat 27 3.2 Bahan 27 3.3 Prosedur 27
BAB 4 DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Data 29
4.2 Perhitungan 30
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 35
5.2 Saran 35
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Sifat-sifat Fisik dan Kimia dari Alumunium 6 Tabel 2.2 Sifat-Sifat Fisik Material Karbon 7
Tabel 2.3 Spesifikasi minyak kokas 17
Tabel 2.4 Spesifikasi kokas pitch 18
ABSTRAK
Salah satu bahan baku yang digunakan untuk pembuatan anoda adalah sisa hasil
INFLUENCE OF SHIEVER WITH MEASURE OF COKE IN PT. INALUM KUALA TANJUNG
ABSTRACK
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam proses elektrolisa (peleburan) alumunium yang berlangsung di PT. INALUM bahan baku yang digunakan yaitu alumina, katoda dan juga anoda.
Anoda adalah elektroda dengan muatan listrik positif dalam proses elektrolisa (sebagai reduktor), anoda karbon yang digunakan berasal dari material karbon (C) yang terdiri dari kokas (coke), puntung anoda sisa (butt), dan skrap mentah sebagai filter serta hard picth sebagai pengikat sedangkan katoda adalah elektroda yang bermuatan listrik
dalam proses elektrolisa yang merupakan elektroda tempat terjadinya reaksi reduksi (sebagai oksidator). Kokas merupakan bahan pengisi (filter) anoda berasal dari sisa-sisa destilasi minyak bumi. Kokas (coke) yang biasa digunakan adalah kokas yang sudah dikalsinasi (calcinated coke).
bahan baku impor dan bahan baku ini cukup mahal sehingga diperlukan optimasi pemakaian anoda karbon pada saat proses elektrolisa.(Grjotheim,1988)
Untuk mencapai pemakaian anoda yang optimal, maka kualitas anoda karbon harus ditingkatkan terutama kualitas yang menyangkut ukuran anoda karbon terhadap kokas. Karena apabila ukuran kokas yang digunakan untuk anoda karbon besar maka porositas anoda karbon tinggi (permukaannya kasar) sedangkan apabila ukuran kokas yang digunakan untuk anoda karbon rendah maka akan menimbulkan keretakan dan pemakaian nya tidak sesuai dengan waktu yang ditentukan. Untuk meningkatkan kualitas anoda karbon terutama yang menyangkut ukuran kokas maka perlu diketahui persentasi ukuran kokas. Persentasi ukuran kokas adalah parameter yang menyatakan seberapa banyak kokas yang diperlukan untuk membuat anoda karbon.
Berdasarkan uraian diatas, penulis tertarik untuk mengetahui :Pengaruh Proses Pengayakan TerhadapUkuran Kokas DI PT. INALUM Kuala Tanjung
1.2Permasalahan
1. Bagaimana proses pengayakan mempengaruhi ukuran kokas.
2. Berapa jumlah butt yang ditambahkan agar sesuai dengan standart yang diterapkan oleh PT.INALUM.
1.Untuk mengetahui pengaruh proses pengayakan terhadap ukuran kokas di PT. INALUM.
2.Untuk mengetahui jumlah butt yang akan ditambahkan agar dihasilkan ukuran kokas dari proses pengayakan yang sesuai dengan standart yang di terapkan oleh PT.INALUM.
1.4 Manfaat
1. Memberikan informasi tentang cara proses pengayakan kokas di PT.INALUM Kuala Tanjung serta ukuran kokas yang di hasilkan sehingga dapat diketahui kualitas anoda.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sejarah Alumunium
Orang pertama yang telah berhasil memisahkan aluminium adalah H.Davy yaitu pada tahun 1808. Pada tahun 1825 Oersted dapat menghasilkan aluminium yang lebih murni dengan jalan memanaskan natrium amalgama dan natrium aluminium klorida. Pada tahun 1854, Henari Saint Clavil Deauville memproduksi aluminium dari natrium aluminium klorida dengan pemanasan menggunakan logam natrium sebagai katalisator. Proses ini telah berlangsung kurang lebih 35 tahun.
yang sama dengan Hall. Pada tahun 1983 kapasitas produksi aluminium dengan metode Hall-Heroult ini meningkat dan berkembang pesat (Grjotheim 1988).
2.2 Pengertian Aluminium
Aluminium ialah unsur melimpah ketiga terbanyak dalam kerak bumi (sesudah oksigen dan silicon), mencapai 8,2 % dari massa total. Bijih yang paling penting untuk produksi aluminium ialah bauksit, yaitu aluminium oksida terhidrasi yang mengandung 50 – 60 % Al2O3, 1 - 20 % Fe2O3, 1 - 10 % silika sedikit sekali titanium, zirconium, vanadium, dan oksida logam transisi yang lain, dan sisanya 20 -30 % adalah air. Bauksit dimurnikan melalui proses Bayer, yang mengambil manfaat dari fakta bahwa oksida alumina amfoter larut dalam basa kuat tetapi besi (III) oksida tidak. Bauksit mentah dilarutkan dalam natrium hidroksida
Al2O3 (s) + 2 OH (aq) + 3 H2O (l) 2 Al(OH)4 (aq)
Dan dipisahkan dari besi oksida terhidrasi serta zat asing tak larut lainnya dengan penyaringan (Oxtoby, 2003).
– 2,7 dengan titik cair sebesar 659 oC. Aluminium adalah logam lunak, dan lebih keras dari pada timah putih, tetapi lebih lunak dari pada seng. Warna dari aluminium adalah putih kebiru-biruan.
Aluminium dapat dihasilkan melalui proses elektrolisis. Proses elektrolisis yang dikembangkan untuk produksi industrial adalah proses elektrolisis Hall-Heroult. Proses tersebut merupakan elektrolisis larutan alumina (Al2O3) di dalam lelehan kriolit (Na3AlF6) pada temperature 960oC sehingga dihasilkan aluminium cair.
Tabel 2.1 Sifat-sifat Fisik dan Kimia dari aluminium
(Sumber : PT INALUM, 1988)
2.3 Mekanisme Proses Elektrolisa
Item Kualifikasi
Nomor atom 13
Nomor massa 26,9815
Bentuk Kristal (25oC) Kubus pusat muka Density 2,699 g/cm3
Elektrolisis adalah peristiwa kimia yang melibatkan dua atau lebih spesies kimia yang berbeda, yang terjadi pada kedua elektroda (anoda dan katoda), dan berlangsung bila aliran listrik searah DC (Direct Current), dialirkan kedalam suatu pelarut elektrolit. Reaksi yang terjadi pada persamaan adalah reaksi sebagai berikut :
2Al2O3 (s) + 3C (s) 4Al (l) + 3CO2 (g)
Mekanisme yang terjadi dalam proses tersebut adalah alumina diumpankan ke dalam elektrolit dan terpisah ion alumunium yang bermuatan positif (Al3+) dan ion oksigen yang bermuatan negatif (O2-). Arus searah dialirkan ke dalam tia-tiap sel, sehingga menggerakkan ion-ion menuju arah yang berlawanan. Ion oksigen bergerak kearah anoda, lalau bereaksi dengan karbon membentuk karbondioksida (CO2), sedangkan ion alumunium bergerak kearah katoda, lalu akan kehilangan muatannya membentuk alumunium (Al).
Reaksi alumina yang terjadi pada saat proses elektrolisa adalah sebagai berikut:
2Al2O3(s) 4Al3+ (l) + 6O2+9g)
Reduksi (katoda) :4Al3+ + 12e 4Al
Oksidasi (anoda) : 6O2- 3O2 + 12e
3C + 3O2 3CO2 +
Total : 2Al2O3 (s) + 3C (s) 4Al (l) + 3CO2 (g)
bahan baku alumina dalam proses elektrolisis yang digerakkan oleh arus searah yang mengalir dari anoda ke katoda dengan kriolit sebagai elektrolit. Kedua elektroda yang digunakan terbuat dari bahan karbon.
Tabel 2.2 Sifat-sifat Fisik Material Karbon
Sifat Fisik Satuan Nilai
Nomor atom Nomor massa Titik cair Titik didih Densitas Kecepatan Kekerasan Isomer - - K K Gr/cm3 m/s - - 6 12,001 3823 4098 2,267 18350 0,5 2
(Sumber : Donnet, 1976) 2.4 Sifat – Sifat dan Pemakaian Aluminium
Titik cair aluminium 6600C dan titik didihnya 18000C. Untuk bahan penghantar kemurniannya mencapai 99,5 % dan sisanya terdiri dari unsur besi, silicon dan tembaga. Aluminium murni sangat lemah dan lunak ( tembaga lebih kuat dibanding aluminium), Untuk menambah kekuatan biasanya digunakan dengan menggunakan logam campuran.
penampangnya sama) dibutuhkan penampang 60 % lebih besar namun demikian beratnya sangat ringan dibanding tembaga.
Aluminium adalah logam yang sangat ringan (berat jenis aluminium 2,56 atau 1/3 berat jenis tembaga) dan tahanan jenis 2 X 10-8 atau 1,25 kali tahanan jenis tembaga, sifat tahan tarik aluminium dalam keadaan dingin 17-20 kg / mm2. Oleh sebab itu aluminium hanya dapat dipakai untuk lebar tegangan yang pendek, Untuk tegangan yang panjang dipakai kabel aluminium (beberapa kawat yang dipilih) dengan kawat baja sebagai intinya. Aluminium tidak baik untuk dipatri, tetapi dapat dilas, las dapat menyebabkan tegangan tariknya menjadi turun karena panas yang ditimbulkan. Oleh karena itu hantaran tegangan aluminium dengan sambungan patri atau las harus diberikan jepitan.
Aluminium yang tipis sekarang dapat menggantikan kertas perak (yang dipakai antara lain pada kondensor). Aluminium juga biasanya dipakai untuk chasis pesawat radio. Barang-barang aluminium dapat terlapis oleh oksida aluminium. Dalam udara terbuka dapat melindungi bagian bawah aluminium dari zat asam dan mencegah oksidasi lebih lanjut. Lapisan ini merupakan tahanan yang sangat tinggi. (Sumanto, 1994)
2.5 Produksi Aluminium
seperti yang digunakan untuk memproduksi besi, karena aluminium zat lebih kuat yang digunakan untuk mengurangi karbon.
Aluminium oksida memiliki titik lebur sekitar 20000C. Oleh karena itu, pemisahannya harus melalui proses elektrolisa. Dalam proses ini, aluminium oksida ditaburkan dan mencair di dalam larutan kriolit dan kemudian jumlah aluminium oksida dikurangi dengan menggunakan logam murni. Operasional suhu pengurangan sel adalah sekitar 950-9800C. Kriolit (Na3Alf6) adalah senyawa kimia dari aluminium, sodium, dan kalsium fluorides.
Dalam produksi Aluminium digunakan bahan baku, yaitu : 2.5.1. Elektrolit
Kriolit adalah elektrolit yang banyak dipilih karena kriolit kapasitasnya yang khas sebagai pelarut dari alumina. Elektrolit tidak bereaksi selama proses elektrolisis tetapi beberapa hilang karena proses penguapan dan hidrolisa. Temperatur elektrolit selama operasi pot normal adalah antara 9550C dan 9650C. (Thinstad, 1932).
2.5.2. Alumina
Alumina mempunyai morfologi bubuk berwarna putih dengan berat molekul 102, titik lelehnya pada suhu 20500C dan specific gravity 3,5 - 4,0 gr/cm3.
Alumina diproduksi dalam jumlah besar setiap tahun akan digunakan untuk membuat logam aluminium. Alumina (Al2O3) merupakan senyawa oksida dari aluminium yang diperoleh dari proses pemurnian bauksit (Al2O3. x H2O) yang disebut sebagai Proses Buyer. Proses ini terbagi ke dalam 3 tahap yaitu :
1. Proses ekstraksi memakai sodium hidroksida (NaOH) 2. Proses pengendapan (presipitasi) alumina trihidrat 3. Proses kalsinasi pada temperature 12000C
Di dalam industri peleburan aluminium pada proses elektrolisa, alumina dipakai sebagai : 1. Bahan baku utama produksi aluminium
2. Insulasi untuk menjaga suhu proses sehingga panas yang hilang pada permukaan elektrolit dapat dikurangi
3. Bahan untuk menyelubungi anoda dari oksidasi udara panas 4. Penyerap emisi gas-gas Florida dari elektrolit
2.5.3. Katoda
1. Blok katoda amorphous, bahan bakunya antrasit, dipanggang pada temperatur 12000C
2. Blok katoda semigraphiti, bahan bakunya grafit, dipanggang pada temperatur 12000C
3. Blok katoda semigraphit, bahan bakunya grafit, mengalami proses heat treatment sampai temperatur 23000C.
4. Blok katoda graphit, bahan bakunya kokas, mengalami proses grafitasi sampai temperatur 30000C
Pemilihan jenis katoda ditentukan oleh desain pot dan arus listrik yang digunakan. Pada pot jenis PAF (Prebaked Anoda Furnace) dengan arus listrik yang tinggi, biasanya digunakan blok anoda graphit.
Reaksi utama yang terjadi di dalam katoda adalah reaksi penangkapan elektron oleh ion aluminium (Al3+) menjadi aluminium (Al), ini diperlihatkan menurut persamaan reaksi sebagai berikut :
Al3+(s) + 3e- Al (l)
2.5.4. Anoda Karbon
elektrolisis alumina menjadi alumunium, anoda karbon juga berfungsi sebagai penghantar arus listrik menuju katoda melalui elektrolit.
Karbon merupakan bahan baku pembuatan anoda yang terdiri dari coke, butt, dan green scrap sebagainfilter serta hard pitch sebagai binder. Material karbon dipilih sebagai anoda dengan alasan sebagai berikut :
1. Memiliki daya panas yang tinggi dimana titik Sublimasi mencapai 4200 oC pada 1 atm dan titik leleh mencapai 3700 oC pada tekanan 100 atm. Kekuatan mekanik bahan lebih tinggi pada temperatur yang tinggi dibandingkan pada temperatur yang rendah
2. Konduktifitas elektrik yang tinggi (4-10. 10-3 ohm/cm)
3. Konduktifitas panas yang tinggi (sama dengan logam rata-rata) 4. Ekspansi panas yang rendah (0,5 kali tembaga)
5. Ketahanan yang tinggi terhadap perubahan panas yang mendadak
6. Densitas yang rendah yaitu apprent density : 1,4-1,7, Spesific grafity max 2,6 7. Ketahanan yang tinggi terhadap bahan-bahan kimia
8. Harga relatif murah, namun demikian material karbon memiliki kelemahan, karena karbon mudah teroksidasi oleh perlakuan sebagai berikut :
a. Oksigen pada temperatur 500 oC
b. Karbon dioksida pada temperatur 900 oC
Block), adapun komosisi anoda yaitu coarse 1 (kokas dengan ukuran
5-18 mm) sebanyak 5-18 %, coarse 2 (kokas dengan ukuran 1-5 mm) sebanyak 29 %, coarse 3 (kokas dengan ukuran 0,5-1 mm) sebanyak 18 % atau dapat disebut juga medium, Fine (kokas dengan ukuran 0-0,2 mm) atau disebut juga dengan dash.
Tujuan pembuatan anoda di PT. INALUM adalah untuk menyediakan kebutuhan sumber anoda karbon bagi keperluan proses peleburan alumunium dimana anoda sangat mempengaruhi kualitas alumunium yang dihasilkan. Anoda yang digunakan pada peleburan alumunium sesuai dengan proses Hall-Heroult merupakan material karbon. Berdasarkan keperluan anoda untuk proses peleburan alumunium, jenis pot reduksi dibagi menjadi dua jenis yaitu :
1. Sodenberg Anode Furnace (SAF) 2. Prebaked Anode Furnace (PAF)
SAF adalah sistem pot yang menggunakan anoda pasta tercetak dalam bentuk briket. Anoda pada sistem ini secara berkesinambungan dan pemanggangan pasta anoda berasal dari panas yang ditimbulkan oleh bath dan dialiri arus listrik pada anoda jenis ini mengalir secara vertikal.
Keuntungan SAF adalah :
1. Tidak diperlukannya adanya proses pemanggangan anoda dan proses penangkaian anoda
PAF adalah sistem pot yang menggunakan anoda pasta yang dicetak dan dipanggang (baked) di Anode Baking Furnace pada temperatur 1100-1200 oC. Anoda panggang (Baking Block), kemudian diberi tangkai (rod) yang berfungsi sebagai penyangga dan penghantar arus listrik dalam proses elektrolisa.
Keuntungan PAF adalah :
1. Dapat dibuat dalam ukuran besar
2. Kemudian pelaksanaan operasi yaitu dengan mekanisasi dan otomisasi 3. Pemakaian listrik yang lebih kecil dibandingkan dengan SAF
4. Kondisi ruangan kerja lebih baik
5. Konsumsi karbon lebih rendah dibandingkan dengan SAF
(Grjotheim,1988)
2.6. Proses Pembuatan Anoda
Anoda adalah bahan yang digunakan untuk memisahkan aluminium dari alumina dengan proses elektrolisa.
2.6.1. Green Plant
Green plant adalah pabrik pembuatan anoda mentah (green anoda block) untuk
kebutuhan proses elektrolisa di pot reduksi. Proses pembuatan anoda mentah menggunakan beberapa bahan baku, antara lain:
a. Kokas (coke)
Kokas adalah bahan yang digunakan untuk membuat anoda yang berasal dari sisa-sisa destilasi batu bara dan minyak bumi. Dalam pembuatan anoda dilakukan pengayakan sehingga kokas terbagi atas ukuaran fisiknya yaitu:
a. Kokas dengan ukuran 5-18 mm disebut kokas kasar 1(C1) 18% b. Kokas dengan ukuran 1-5mm disebut kokas kasar 2 (C2) 29% c. Kokas dengan ukuran 0,2-1 mm disebut kokas medium 18% d. Kokas dengan ukuran dibawah 0,2 mm disebut fine 35%
Kokas yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan anoda tersusun dari beberapa material. Pemakaian kokas ini dicampur dengan presentase yang tepat agar kualitasnya bagus.
M (medium) dengan ukuran yang berbeda akan ditempatkan secara terpisah dalam bak penampung bin (B).Bak B-201untuk kokas C1,B-202 untuk kokas C2 dan B-203 untuk kokas M.bila persedian dalam ketiga bak berlebih ,maka kokas yang masuk di alihkan sementara ke silo (S-201).sebagian kokas M dari B-203 akan dimasukkan ke silo (S-202) untuk di umpamakan pada sistem penggilingan kokas.
b. Coal Tar Pitch (CTP)
[image:30.612.117.534.575.702.2]CTP disebut juga dengan binder yang berfungsi sebagai perekat hingga terbentuk pasta. Kualitas CTP yang rendah akan menurunkan kualitas Block anoda yang menyebabkan berkurangnya efisiensi, terganggunya operasi reduksi aluminium,bertambahnya pengotor (impurities).
Tabel 2.4 Spesifikasi minyak kokas
NO Parameter unit Guaranted Value
HS LS
1 Real Density g/cc - 2,06 - 2,06
2 Fixed Carbon % - 99,60 - 99,30
3 As Content % + 0,25 + 0,25
5 Mousture Content % + 0,3 + 0,3 6 Chemical Analysis
Sulfur % 2-3 0,5 -1
Panadium ppm + 225 + 100
Nikel ppm + 250 + 250
Silikon ppm + 250 + 250
Iron ppm + 250 + 300
Sodium ppm +200 + 250
Calcium ppm + 125 + 125
7 Bulk Density
1. Vibrated Bulk Density
Chaiser Methode (8-14 mesh) g/cc - 0,80 - 0,80 GLCC Methode (20-48 mesh) g/cc - 0,84 - 0,84 2. Tapped Bulk Density
(0,84-1,41 mesh)
g/cc - 0,85 - 0,85
8 Particle size 4 mesh over % 30-45 30-45 9 CO2 Reactivity lose (1000 oC) % + 15 + 15 10 Air Reactivity at 525 oC %/min + 0,30 + 0,2
11 Grand Stability % - 84 - 84
12 Spesific Electrical Resistant Micro ohm meter
+ 500 + 500
[image:31.612.116.535.635.720.2].
Tabel 2.5 Spesifikasi kokas pitch
NO Parameter Unit Guaranted Value
LS
1 Real Density g/cc - 0,2
3 As Content % + 0,4
4 Collatile Meter % + 0,5
5 Mousture Content % + 0,3
6 Chemical Analysis
Sulfur % + 1
Panadium ppm + 50
Nikel ppm + 20
Silikon ppm + 450
Iron ppm + 200
Sodium ppm + 200
Calcium ppm + 150
7 Bulk Density
1. Vibrated Bulk Density
Chaiser Methode (8-14 mesh) g/cc - 0,85 GLCC Methode (20-48 mesh) g/cc - 0,9 2. Tapped Bulk Density (0,84-1,41
mesh)
g/cc - 0,9
8 Particle size 4 mesh over % 30-45
9 CO2 Reactivity lose (1000 oC) % + 10 10 Air Reactivity at 525 oC %/min + 0,52
11 Grand Stability % 85
12 Spesific Electrical Resistant Micro ohm meter
[image:32.612.115.533.82.575.2]+ 50
Tabel 2.3 Spesifikasi dari CTP (Coal Tar Picth)
Value
1 Softening Oil oC 111-117
2 Fixed Carbon % - 60
3 As Content % + 0,30
4 Toluen Insoluble % - 36
5 Quiline Insoluble % 8-15
6 Spesific Grafity g/cc - 1,30
7 Distillation test
F.D 0-369oC % + 6
8 Chemical Analysis
Sodium Ppm + 180
Calcium Ppm + 80
Silikon Ppm + 400
Iron Ppm + 400
c. Butt ( Puntung anoda )
Butt adalah sisa anoda setelah digunakan dalam proses reduksi peleburan aluminium ditungku reduksi. Setelah mengalami proses pengayakan butt terbagi atas dua ukuran fisiknya, yaitu:
a. Butt dengan ukuran 18-3 mm didalam B-207 b. Butt dengan ukuran < 3mm didalam B-208
d.Green skrap
Green skrap adalah hasil daur ulang dari produk-produk yang tidak memenuhi standart mutu anoda yang digunakan untuk proses elektrolisa.
a. Pasta yang belum layak dicetak karena tidak memenuhi spesifikasi.
b.GB yang rejected misalnya porosity, retak,tinggi yang tidak sesuai,sompel,dan pecah.
Selain menggunakan bahan baku diatas pembuatan anoda juga menggunakan minyak. Minyak yang digunakan antara lain:
a.Minyak Marlotherm
Minyak Marlotherm adalah minyak yang digunakan untuk memanaskan CTP. Minyak marlotherm juga digunakan sebagai media pemanas preheater,dan kneader.
b.Minyak Heavy Oil
Minyak ini digunakan untuk memanaskan minyak Marlotherm. Selain itu juga digunakan untuk bahan bakar pada saat proses pemanggangan GB(Green Block)
2.6.2 Baking Plant
Baking plant adalah tempat untuk memanggang green block (anoda mentah) yang berasal dari green plant. Tujuan pemanggangan untuk mengkalsinasi pitch yang ada didalam green block (GB) yang kemudian pitch tersebut akan membentuk ikatan dengan kokas dan butt. Bahan baku utama anoda panggang (BB) adalah blok anoda mentah yang dihasilkan oleh green plant.
terdiri dari 2 bagian yaitu gedung B1 dan B2. Jumlah seluruh tungku pemanggangan dibaking plant adalah 106 tungku. Gedung pemanggangan(Baking Plant) mempunyai 7 rantai bakar :
1. Gedung A1 terdiri dari 2 rantai bakar 2. Gedung A2 terdiri dari 2 rantai bakar 3. Gedung B1 terdiri dari 2 rantai bakar 4. Gedung B2 terdiri dari 1 rantai bakar
Dimana 1 rantai bakar tediri dari 15 Furnace (tungku) dan khusus di B2, 1 rantai bakar untuk 16 furnace. Sistem pengaturan operasi firing adalah sebagai berikut :
1. 4 tungku tertutup : mengalami preheating 2. 3-4 tungku tertutup: mengalami firing 3. 2-3 tungku tertutup: mengalami cooling
4. 4 tungku terbuka : mengalami pengeluaran BB dan pemasukan GB serta perawatan tungku.
Proses pemanggangan anoda meliput i tiga tahap penting : 1. Preheating ( pemanasan awal )
Preheating merupakan pemanasan awal dengan temperatur yang dimulai pada temperatur (150-250 ºC) hingga temperatur (800-900ºC). Setelah mencapai temperatur tersebut, proses berlanjut ke tahap berikutnya.
2. Firing ( pembakaran ) and Soaking
Tabel 2.6 Standar mutu Karakteristik anoda
Item Satuan Standar
Apprent Density Tahanan Jenis Tahan Energi Listrik Kekuatan Bengkok Kekuatan Tekan
Reaktivitas Residu CO2 Reaktivitas Residu O2 Density In Xylene
g/cc µΩm J / m Kg / cm2 Kg / cm2
% % g/cc 1,575 (minimum) 58 (maksimum) 250 (minimum) 110 (minimum) 370 (minimum) 90 (minimum) 88 (minimum) 2,02 (minimum)
3. Cooling ( pendinginan )
Pada tahap ini BB (baked block) yang telah dipanggang mengalami pendinginan dari temperatur (1225–1250 ºC) sampai temperatur (300-400 ºC).
Pada proses firing, tungku pemanggangan mendapatkan panas 1225 - 1250 ºC dengan bantuan alat pembakaran Bosch Pump. Didalam Bosch Pump terdapat minyak berat (Heavy oil) yang akan membantu proses pemanggangan GB. Jumlah produksi anoda (BB) yang dihasilkan dapat dihitung dengan formula sederhana.
BB production = H/Fp x n x Y x € Dimana : H adalah waktu (jam) dalam satu hari
Y adalah rantai bakar yang beroperasi
€ adalah efisiensi operasi pemanggangan (0,995%) Fire Progression 36 jam
BB production = 24/36 x 75 x 30 x 2 x 0,995% = 2985 anoda panggang
2.6.3 Rodding Plant
Rodding plant adalah pabrik penangkaian anoda, dimana anoda baked block (BB) dirakit dengan dengan menggunakan cast iron hingga menjadi Anoda Assembly. Ditungku reduksi, anoda merupakan elektroda positif dalam proses elektrolisa sedangkan rod berfungsi sebagai penghantar listrik dari busbar ke anoda.
Pabrik penangkaian terletak pada tahap akhir produksi anoda untuk digunakan di tungku reduksi. Proses produksi di rodding Plant terdiri dari beberapa operasi yaitu :
1 . Casting
Casting adalah proses penuangan besi tuang atau cast iron untuk menyambung rod dengan Baked Block (BB).
2 . Induction Furnace
Induction Furnace merupakan dapur untuk memproduksi cast iron. Cast iron
3 . Aluminium Spray
Anoda Assembly akan dilapisi aluminium spray. Pelapisan ini bertujuan agar tidak terjadi kontak dengan udara yang mengakibatkan terjadinya oksidasi. Jumlah aluminium yang digunakan ± 12 kg/anoda assembly.
4 . Anode Transport Car (ATC)
Anode Transport Car (ATC) adalah kendaraan khusus yang digunakan untuk
mengirimkan anoda assembly ke gedung reduksi dan mengambil butt assembly dari gedung reduksi.
5 . Crust dan Butt System
Crust dan butt system adalah proses daur ulang crust dan butt yang diterima dari gedung reduksi. Pemecahan Crust berfungsi untuk memecah crust menjadi ukuran 50mm dan 30mm sedangkan pemecahan Butt berfungsi untuk memecah butt menjadi ukuran 150 mm dan 8 mm.
Press Sysem berfungsi untuk membersihkan crust yang masih lengket di butt dengan bantuan tembakan shot particle selama tiga kali putaran.
Kategori Rod Reject terdiri dari :
a. Deformasi, kerusakan pada dimensi tangkai
b. Sticking, kerusakan akibat lengketnya thimble terlalu kuat
c. Erosi (melt away), kerusakan akibat pengikisan
d. Crack, kerusakan yang diakibatkan oleh retaknya daerah yoke dan stub.
e. Spark, pengikisan pada tangkai
f. Bengkok, bila bagian tangkai tidak simetris.
g. Mig Welding, kerusakan akibat retaknya las-lasan antara BA clad dan Rod
h. BA Clad, putusnya sambungan material aluminium dengan besi
i. Elongation, kerusakan pada stub yang disebabkan oleh faktor usia
(PT.INALUM,2003).
2.7 Pengendalian Kualitas Anoda
1. Apprent Density
Kerapatan diukur dari sampel kokas dengan ukuran 0,84 – 1,41 mm. Kerapatan dihitung dengan membandingkan massa sampel dan volume kokas setelah digetarkan.
2. Daya hantar listrik
Daya hantar listrik mempengaruhi unjuk kerja anoda dalam proses elektrolisa alumina. Semakin kecil hambatan listrik yang dimiliki oleh anoda, kehilangan arus listrik akan semakin kecil.
3. Daya Hambat listrik
Daya hambat listrik mempengaruhi unjuk kerja anoda dalam proses elektrolisa alumina. Semakin kecil hambatan listrik yang dimiliki blok anoda, kehilangan arus listrik semakin kecil. Pengukuran kekuatan lentur anoda dilakukan dengan mengukur berat beban yang dapat ditahan oleh anoda hingga anoda tersebut patah. Kekuatan tekan diukur dengan menggunakan gaya anoda hingga anoda pecah. Nilai kekuatan tekan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut :
Cs = P/A
dimana : Cs = kekuatan tekan P = berat beban,
A = Luas penampang (cm2)
Reaktivitas terhadap O2 adalah parameter yang menyatakan seberapa banyak anoda karbon yang hilang karena bereaksi dengan gas O2. Dengan adanya reaksi ini maka konsumsi anoda karbon akan meningkat sehingga menurunkan efisiensi proses elektrolisa.
Reaktivity Residu (RR) O2 adalah parameter yang menyatakan seberapa banyak anoda karbon yang tinggal karena bereaksi dengan gas O2. Reaktivity Residu (RR) O2 harus diatas 88 % karena apabila dibawah 88 % akan mengakibatkan banyak anoda menghasilkan debu karbon sehingga proses peleburan akan terganggu. (Hume, 1999)
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Alat
1. Belt Compeyer (BC)
2. Bucked Elevator (BE)
3. Bult Skill (BS)
4. Magnet Sprator (MS)
6. Shiver (SR)
7. Scrup Compeyer (SC)
8. Bin (B)
9. Silo (S)
3.2Bahan
- Kokas (coke)
3.3 Prosedur
1. Kokas yang berada dalam Coke Silo, diangkut dengan Bucked Elevator (BE) dan dialirkan dengan Belt Compeyer (BC) untuk dimasukkan ke dalam Magnet Sprator (MS).
2. Setelah kokas dipisahkan dari logam-logam di Magnet Sprator (MS), diarahkan ke Dumper (DP) untuk dimasukkan ke dalam Shiver (SR). 3. Setelah dilakukan pengayakan kokas di Shiver (SR).ayakan pertama
BAB 4
DATA DAN PEMBAHASAN
4.1.Data
memperoleh data dari komposisi kokas. Adapun data yang diperoleh dapat dilihat pada tabel berikut ini :
Tabel 4.1 Data hasil pengayakan komposisi kokas
Keterangan :
CF 201 : Kokas kasar 1 (C1) CF 202 : Kokas kasar 2 (C2) CF 203 : Kokas medium CF 204 : fine
CF 205 : Butt
1. Untuk CF 201
Dimana : A = Standar CF (18%)
B = Jumlah % Actual butt ukuran 18-5 C = Jumlah sampel CF 201 (dalam kg)
= 6,6 % Untuk Butt = A – CF 201
= 18 % – 6,6 % = 11,4 %
Jadi, % CF 201 + % Butt = 6,6 % + 11.4 % = 18 %
2. Untuk CF 202
Dimana : A = Standar CF 202 (29%)
D = Jumlah sampel CF 202 (dalam kg)
= 20,84 % Untuk Butt = A – CF 202
= 29 % – 20,84 % = 8,16 %
Jadi, % CF 202 + % Butt = 20,84 % + 8.16 % = 29 % 3. Untuk CF 203
Dimana : A = Standar CF 203 (18 %)
D = Jumlah sampel CF 203 (dalam kg)
= 11,4 %
Untuk Butt = A – CF 203 = 18 % – 11,4 % = 6,6 %
Jadi, % CF 203 + % Butt = 11,4 % + 6,6 % = 18 %
Jadi untuk mencari % Fine = 100 % - (% CF201 + % CF202 + % CF 203) = 100 % - ( 18 % + 29 % + 18 %)
= 100 % - 65 % = 35 %
4.2 Pembahasan
dilakukan agar diperoleh ukuran kokas yang sesuai.proses pengayakan terjadi beberapa kali yang nantinya akan menghasilkan kokasdengan berbagai ukuran yaitu : kokas kasar 1 (C1), kokas kasar 2 (C2), kokas medium (M), dan Fine. Ukuran kokas yang dihasilkan harus sesuai dengan standart yang telah diterapkan karena ukuran kokas akan mempengaruhi kualitas dari suatu anoda. Untuk mencapai hasil yang sesuai dengan standart maka kokas yang diperoleh dari hasil pengayakan ditambahkan dengan butt, hal ini dilakukan untuk mengurangi penggunaan kokas yang terlalu besar.
Komposi kokas untuk C1 (CF-201) 6,6%, C2 (CF202) 20,84% , M (CF-203) 11,4% dan F (CF204) 35% maka untuk mendapatkan kokas yang sesuai dengan standart maka kokas ditambah dengan butt yaitu untuk C1(CF-201) 11,4%, C2(CF-202) 8,16% dan M (CF-203) 6,6%.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
- Ukuran kokas yang dihasilkan pada proses pengayakan yaitu : C1 kasar 1 (CF-201) 6,6 % , C2 kasar 2 (CF-202) 20,84% dan Medium (CF-203) 11,4%.
- Jumlah butt yang ditambahkan agar di hasilkan ukuran kokas yang sesuai dengan PT.INALUM yaitu : C1 kasar 1 (CF-201) 11,4% , C2 kasar 2 (CF-202) 8,16%, Medium (CF-203) 6,6% dan Fine(CF-204) 35 %.
5.2 Saran
- Untuk mendapatkan kualitas alumunium yang baik maka perlu ditingkatkan kualitas anoda yang dihasilkan.
DAFTAR PUSTAKA
Donet, J. B. 1970. Carbon Black, Physics, Chemistry, and Reinforcemenr, Marcel Dekker: New York.
Grjotheim, K. and B.L. Welc. 1988. Aluminium Smelter Technology. Second Edition. Aluminium Verlag: Dusseldorf. Carbon Ltd
Hume, M. S. 1999. Anode Reactivity Influence of Row Material Properties. R & D: Switzerland.
Oxtoby, J. H. 2003. Prinsip-Prinsip Kimia Modern. Penerbit Erlangga: Jakarta.
PT INALUM. 1988. Produksi Aluminium dengan Proses Elektrolisa, PT INALUM: Asahan.
Sumanto, M. A. 1994. Pengetahuan bahan untuk mesin dan listrik. Edisi pertama. Andi offset: Yogyakarta.
Thinstad, J. 1932. Aluminium Electrolysis Fundamental of The Hall-Heroult Process. Third Edition. USA: Aluminium Verlag Marketing and Communication.
