Pengaruh Temperatur Skimming Off Pada Penambahan Dross Treatment Flux Untuk Mengetahui Jumlah Metal Dalam Dross Di PT Inalum

(1)

Rina Zahara Hasibuan : Pengaruh Temperatur Skimming Off Pada Penambahan Dross Treatment Flux Untuk Mengetahui Jumlah Metal Dalam Dross Di PT Inalum, 2009.

PENGARUH TEMPERATUR SKIMMING OFF PADA

PENAMBAHAN DROSS TREATMENT FLUX UNTUK

MENGETAHUI JUMLAH METAL DALAM DROSS

DI PT INALUM

KARYA ILMIAH

RINA ZAHARA HASIBUAN

062409032

DEPARTEMEN KIMIA

PROGRAM STUDI D III KIMIA INDUSTRI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

PENGARUH TEMPERATUR SKIMMING OFF PADA PENAMBAHAN DROSS TREATMENT FLUX UNTUK MENGETAHUI

JUMLAH METAL DALAM DROSS DI PT INALUM

KARYA ILMIAH

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar ahli madya

RINA ZAHARA HASIBUAN 062409032

DEPARTEMEN KIMIA

PROGRAM STUDI D III KIMIA INDUSTRI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

PERSETUJUAN

Judul : PENGARUH TEMPERATUR SKIMMING OFF PADA PENAMBAHAN DROSS TREATMENT FLUX UNTUK MENGETAHUI JUMLAH METAL DALAM DROSS DI PT INALUM

Kategori : KARYA ILMIAH

Nama : RINA ZAHARA HASIBUAN

Nomor Induk Mahasiswa : 062409032

Program Studi : DIPLOMA (D-3) KIMIA INDUSTRI Departemen : KIMIA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) SUMATERA UTARA

Disetujui di

Medan, Juli 2009

Diketahui

Departemen KIMIA FMIPA USU Dosen Pembimbing Ketua,

(Dr Rumondang Bulan,MS) (Dra Yuniarti Yusak,MS)

(4)

PERNYATAAN

PENGARUH TEMPERATUR SKIMMING OFF PADA

PENAMBAHAN DROSS TREATMENT FLUX UNTUK MENGETAHUI JUMLAH METAL DALAM DROSS

DI PT INALUM

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 2009

(5)

PENGHARGAAN Bismillahirrahmanirrahim

Alhamdulillahirabbil’alamin penulis haturkan kehadirat ALLAH SWT yang telah melimpahkan nikmat, berkah, rahmat dan hidayah-Nya, serta kesehatan kepada penulis, dan selawat dan salam penulis hadiahkan keharibaan junjungan alam Nabi besar Muhammad Saw sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar Ahli Madya pada program Studi Diploma 3 Kimia Industri di Fakultas Matematika dan IlmuPengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa karya ilmiah ini jauh dari kesempurnaan karena keterbatasan penulis baik segi pengetahuan, waktu, dan kemampuan penulis. Penulis berharap karya ilmiah ini dapat berguna bagi penulis sendiri dan semua pihak yang membaca karya ilmiah ini serta bermanfaat pula bagi Universitas Sumatera Utara.

Karya ilmiah ini penulis persembahkan kepada kedua orang tua tercinta, Mama Anisah Tarigan, Papa Jaharuddin Hasibuan serta Paman Kawasi Taufik Tarigan. Yang selalu memberikan doa, cinta dan kasih sayang serta dukungan sepenuhnya kepada penulis

Selama penulisan karya ilmiah ini penulis banyak mendapatkan dukungan, bantuan dan petunjuk dari semua pihak, maka pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati penulis sampaikan penghargaan dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Keluarga Besar, Kakek (Alm) Ishaq Tarigan, Nenek Satiah, Paman Ingan Tarigan, Paman Saiful Tarigan, dan mami, Ibu Lela Tarigan, mami Fitriani. Abang Dedi Perdana, adik Hendra Yanda Sakti Hsb, Zakiah Azhari Hsb, yang selalu memberikan doa, kasih sayang dan dukungan kepada penulis.

(6)

3. Ibu Dr. Yuniarti Yusak,MS, selaku dosen pembimbing yang dengan sabar memberikan pengarahan dan bimbingan kepada penulis.

4. Ibu Dr. Rumondang Bulan, M.S, selaku Ketua Departemen Kimia FMIPA USU.

5. Bapak Prof. Dr. H. Harry Agusnar M.Sc,M.Phil,selaku Koordinator Program Studi D3 Kimia Industri FMIPA USU.

6. Ibu Dr. Marpongahtun, M.Sc, selaku Dosen Wali penulis.

7. Seluruh staf pengajar D3 Kimia Industri FMIPA USU, yang telah membagikan ilmu selama penulis di bangku perkuliahan.

8. Bapak Mukayat.I.S, dan Bapak H. Rahmat Roib, selaku pembimbing PKL di PT.INALUM.

9. Bapak Imam Subiyono, Bapak Raynaldi, Bapak Ridwan, selaku Manajer dan Junior Manajer di seksi Penuangan PT.INALUM.

10. Seluruh staf pegawai di PT. INALUM, yang telah membantu penulis selama PKL.

11. Seluruh staff Pegawai Kimia FMIPA USU, yang telah membantu memperlancar segala urusan akademik.

12. Sahabat penulis Wulan, yang telah banyak membantu dan memberikan masukan dalam penyelesaian Karya ilmiah ini, serta Aci, Indri, Afri, Dewi,yang telah memberikan dukungan, semangat, kebersamaan sehingg hari-hari penulis lebih berwarna.

13. Kak Diana,yang dengan sabar membagikan ilmunya kepada penulis, dillah ,Anta, Bang Pandi, Bang Alam, yang banyak membantu penulis dengan memberikan semangat dan dukungan.

14. Sahabat penulis Saat PKL Bang Fikri, Bang Doni, Yudhis,Yudi, Eka, Dwina, Ulpa, Siti.R. dan yang di UISU, UNAND, UNSYIAH, PTKI, Yang telah sama-sama berjuang di PT.INALUM.

(7)

16. Anak – anak sipirok genk kost16 f, Bang iqbal, Irda, Ani, Ida, Ega, Leni, Mira, Wulan, Rahma, Fiza, yang telah memberikan hari-hari yang penuh warna.

Penulis

(8)

ABSTRAK

Bauksit mengandung alumina (Al2O3) sebagai bahan baku dalam peleburan

(9)

SKIMMING OFF TEMPERATURE EFFECT TO ADDING THE DROSS TREATMENT FLUX TO KNOW THE QUANTITY OF METAL AT DROSS IN

PT INALUM.

ABSTRACT

(10)

DAFTAR ISI

2.2.2. Pemurnian Aluminium 7

2.3. Proses Peleburan 8

2.4. Campuran Aluminium 15

2.4.1. Cara Memperoleh Aluminium Murni 16

2.4.2. Paduan Aluminium 18

2.4.3. Perlakuan Terhadap Permukaan Aluminium 18

2.5. Sifat - sifat Aluminium 18

2.6. Kegunaan Aluminium 20

2.7. Peralatan Yang Digunakan Dalam Pencetakan Aluminium 21

BAB 3 METODOLOGI 24

BAB 4 DATA, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 29

4.1. Data 29

4.2. Perhitungan 31

4.3. Pembahasan 33

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 34

5.1. Kesimpulan 34

5.2. Saran 34

(11)

DAFTAR TABEL

(12)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Logam aluminium murni diproses dari alumina (Al2O3), bahan alumina diperoleh dari

bauksit yang merupakan bijih logam aluminium. Proses produksi aluminium dilakukan dengan menggunakan proses elektrolisa (Hall –Heroult).

Aluminium cair yang dihasilkan pada tungku reduksi kemudian dibawa ke ruang pencetakan (cast house) menggunakan mobil pengangkut aluminium cair (Metal Transport Car). Di ruang pencetakan aluminium cair dimasukkan ke dapur penampung (holding furnace) dan dapur pelebur (melting furnace), setelah itu aluminium cair dituang ke mesin pencetak (casting machine) untuk dicetak menjadi aluminium batangan (aluminium ingot) dengan berat masing-masing ± 22,7 kg.

Sebelum aluminium cair (molten) dimasukkan ke dalam dapur (furnace) terlebih dahulu dimasukkan logam dingin (cold metal) seperti logam yang akan dilebur kembali (recovery metal), logam sisa (scrap), busa logam dalam ingot sisa-sisa cetakan yang berupa produk gagal (out product). Jumlah logam dingin (cold metal) yang dimasukkan kedalam dapur penampung (holding furnace) yaitu 3.33%

(13)

Aluminium cair sebagai bahan baku utama yang diambil secara langsung dari pot reduksi pabrik pelebur, bercorak alkali yang mengandung logam-logam seperti Na, Li, Ca, disamping gas hidrogen.

Setelah proses pengisian selesai, selanjutnya dilakukan proses fluks treatment menggunakan fluks 827 HS yang terdiri dari : 45 % NaCl, 30 % KCl, 15 % NaF, 10 % Na2SiF6. Setelah pemberian fluks treatment maka dilakukan pengadukan selama 2

menit agar fluks dapat bercampur homogen dengan aluminium cair.

Masa penampungan (holding time) aluminium cair dimulai dari sesudah pemberian fluks (flux treatment) sampai saat pengeluaran zat-zat pengotor (skimming off) dari dalam dapur. Proses ini dilakukan selama ± 2 jam. Pada proses penahanan

(holding time) ini zat-zat pengotor akan terpisah dari aluminium cair. Dross yang mengapung di atas aluminium cair ditarik keluar dari dalam dapur dan diusahakan agar suhunya tetap tinggi yaitu diatas 8000 C. Jika suhu pada saat pengeluaran zat-zat pengotor (skimming off) di bawah 8000 C maka harus ditambahkan dross treatment flux secara berlapis-lapis. Hal ini bertujuan untuk menaikkan temperatur zat-zat

pengotor agar aluminium yang terikut di dalam zat-zat pengotor tetap cair.

(14)

yakni ±47%. Aluminium cair (Molten) yang tertampung didalam cawan penampung (crucible) penampung tersebut disebut dengan logam yang akan dilebur kembali (recovery metal). Pada proses peleburan selanjutnya, recovery metal ini dimasukkan kedalam dapur untuk dicetak kembali.

Setelah diproses dengan peralatan untuk mengolah dross (Dross Process Equipment), dross dibawa ke ruangan pendingin (dross cooling room). Didalam dross

cooling room ini, dross disebarkan untuk didinginkan. Tujuannya yaitu untuk

mengambil kembali logam yang masih tersisa dan memungkinkan untuk diambil secara manual yang disebut dengan sisa logam kutip (pick up scrap). Sama halnya dengan logam yang akan di lebur kembali (recovery metal), logam sisa (scrap) juga dilebur kembali bersama-sama dengan aluminium cair di dalam dapur. (PT.INALUM, 2003)

Berdasarkan uraian diatas, penulis tertarik untuk mengambil judul :

PENGARUH TEMPERATUR SKIMMING OFF PADA PENAMBAHAN DROSS TREATMENT FLUX UNTUK MENGETAHUI JUMLAH METAL DALAM DROSS DI PT INALUM.

1.2.Permasalahan

(15)

1.2. Tujuan

Untuk mengetahui temperatur dross optimum ≤ 800oC pada proses skimming off sehingga dapat dilakukan penambahan dross treatment flux.

1.3. Manfaat

(16)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Sejarah

Sumber aluminium terdapat di dalam bauxites yang mengandung oksida aluminium tidak murni, silika dan oksida besi yang merupakan kotoran-kotoran utama. Bauksit ditemukan di seluruh dunia terutama di daerah tropis dan subtropis. Proses Bayer umumnya digunakan untuk menyuling alumina dari bauksit yang telah dihancurkan lebih dahulu dan dibersihkan dengan larutan kaustik soda panas, hal ini dilakukan untuk memisahkan alumina sebagai sodium aluminat. Kotoran-kotoran itu kemudian disaring dan cairan aluminium diolah lagi untuk mendapatkan aluminium yang lebih baik. (Harun A.R, 1983)

Untuk memproduksi aluminium diperlukan bahan baku, antara lain:

1. Alumina, yang diperoleh dari bauksit yang merupakan bijih logam aluminium. 2. Kriolit, digunakan sebagai elektrolit dalam proses elektrolisa alumina.

3. Anoda, yang merupakan elektroda bermuatan listrik positif. 4. Katoda, yang merupakan elektroda bermuatan listrik negatif.

(17)

alumina (Al2O3) dilarutkan dalam kriolit (Na3AlF6). Alumina akan mendekomposisi

menjadi Al3+ dan O2-. Dengan mengelektrolisis larutan ini menghasilkan aluminium

murni pada katoda dan oksigen pada anoda. Kriolit dilelehkan dalam tangki dan alumina dimurnikan.

Bila arus dialirkan melalui sel, aluminium yang meleleh terbentuk pada dinding dan dasar tangki (katoda). Pada dasarnya , semua oksigen dibebaskan pada anoda. Bahan mentah untuk proses Hall – Heroult adalah bauksit, sebuah mineral yang terdiri dari aluminium oksida terhidrasi, yaitu Al2O3 . H2O.

Produk sampingan yang utama dari elektrolisis Al2O3 adalah karbon dioksida

yang terjadi pada anoda. Namun ada flourida dalam jumlah kecil didalam gas yang dihasilkan dalam sel-sel elektrolisis Hall. Alumina (Al2O3) yang siap masuk kedalam

sel elektrolisis merupakan sebuah penyerapan yang efektif untuk gas-gas flourida. (Keenan,1984)

2.2. Larutan Elektrolit

Pada pembuatan logam aluminium dengan proses elektrolisis alumina yang dilarutkan dalam leburan kriolit disebut dengan proses Hall-Heroult. Pelarut yang digunakan dalam proses penyaringan elektrolisis aluminium dengan proses Hoopes terdiri dari NaF (25%-30%), AlF3 (30%-35%), dan BaF2 (33%-38%), digunakan sebagai

(18)

Selain itu perlu dilakukan pemberian fluks. Hal ini bertujuan untuk memisahkan pengotor-pengotor yang bukan logam seperti senyawa oksida, juga untuk menaikkan temperatur logam-logam yang akan dilebur. (Lovering David G.,dan Robert J, 1987)

2.2.1. Pemurnian Bauksit

Bauksit (Al2O3. 2H2O) merupakan sumber bijih aluminium yang utama. Karena sulit

untuk mendapatkan aluminium murni, oleh karena itu dibutuhkan bijih bauksit murni selama proses elektrolisis. Langkah pertama dalam ekstraksi aluminium adalah pemurnian bauksit dengan elektrolisis dan pemurnian pengotor aluminium.

Bauksit yang mengandung besi oksida dimurnikan dengan proses Bayer atau proses Hall. Sementara itu bauksit yang mengandung silika dimurnikan dengan proses Serpek.

2.2.2. Pemurnian Aluminium

(19)

dalam lapisan garam. Pengotor yang ada dalam lapisan tengah tidak larut dalam elektrolit fluorida, lalu aluminium kasar terdapat pada lapisan bawah. (Balwant Rai Satija, 1997)

2.3. Proses Peleburan

Proses peleburan menggunakan sel elektrolisis yang terdiri atas wadah dari besi berlapis grafit yang sekaligus berfungsi sebagai katoda (-) sedang anoda (+) adalah grafit. Campuran Al2O3 dengan kriolit dipanaskan hingga mencair dan pada suhu 9500

C kemudian dielektrolisis. Aluminium yang terbentuk berupa zat cair dan terkumpul di dasar wadah lalu dikeluarkan secara periodik ke dalam cetakan untuk mendapatkan aluminium batangan (ingot).

Beberapa bijih aluminium yang utama :

1. Bauksit (Al 2O3. 2H2O)

2. Mika (K-Mg-Al-Slilkat)

3. Tanah liat (Al2Si2O7 .2H2O).

aluminium/)

a. Proses Pencampuran (Alloying)

Pada proses alloying bertujuan menghasilkan produk yang sesuai. Pemberian material tambahan (alloying) bertujuan meningkatkan sifat mekanis dari material. Biasanya material yang ditambahkan pada aluminium seperti Cu, Zn, Mg, P, Si, Sr, dan Na.

(20)

Pada temperatur tinggi gas hidrogen cenderung berdifusi kedalam logam cair. Gas-gas hidrogen harus dikeluarkan dari aluminium cair karena akan menyebabkan cacat pada produk akhir. Proses pengeluaran gas ini disebut proses degassing. Umumnya bahan yang digunakan untuk mengeluarkan gas (degasser) berbentuk tablet atau gas, contohnya gas argon dan gas nitrogen.

Mekanisme pengeluaran gas pada logam aluminium cair adalah sebagai berikut : tablet yang dimasukkan ke dalam Aluminium cair menghasilkan gas dalam bentuk gelembung yang hampir hampa udara (kurang dari 1 atm).

Gas hidrogen yang terlarut dalam aluminium tidak dapat keluar karena tekanan di dalam aluminium cair lebih kecil dari 1 atm sedangkan tekanan dari luar sebesar 1 atm. Akibatnya gelembung udara yang dihasilkan tablet masuk ke dalam gas hidrogen dan terangkat bersama dengan kotoran lain yang terlarut di dalam aluminium cair. Gas-gas atau gelembung udara tersebut sebagian akan menjadi zat-zat pengotor (dross) dan akan dibuang melalui proses pengeluaran zat-zat pengotor (skimming off).

c. Pengisian Dapur Pelebur

(21)

Untuk mendapatkan peleburan yang baik diperlukan dapur yang baik untuk pengisisan logam. Cawan penampung dan pot reduksi sebaiknya dibersihkan dari sisa-sisa dross dan logam yang masih menempel. Kontaminasi antara logam dengan unsur besi tidak diinginkan karena akan menurunkan kadar logam.

d. Zat-zat Pengotor (Dross)

Peleburan terjadi lebih cepat jika aluminium cair masih memiliki panas yang tinggi ketika dilakukan proses pengisian. Cairan akan turun dan dross yang terbentuk akan minimum. Dross merupakan bentuk dari aluminium oksida dan oksida-oksida lain yang terkumpul pada permukaan leburan. Dross dan logam akan terpisah berdasarkan perbedaan gaya berat masing-masing. Beberapa oksida yang mengapung pada permukaan leburan selanjutnya dikeluarkan dalam bentuk pengotor.

e. Penyerapan Gas

Logam aluminium akan di serap atau terlarut dalam sejumlah gas hidrogen yang berbahaya. Oleh karena itu temperatur diusahakan agar tetap tinggi, sehingga akan berpengaruh terhadap banyaknya hidrogen yang larut dalam aluminium. Pada titik lebur yang tinggi terjadi penambahan daya larut. Jika sudah mencapai batas daya larut pada temperatur penuangan, selanjutnya adalah pembekuan dan pengerasan yang akan menyerap gas dalam jumlah kecil. (Heine,R.W.,1967)

(22)

Setelah aluminium cair (molten) dimasukkan ke dalam dapur (furnace) kemudian dilanjutkan dengan pemberian flux (de-inclusion flux). Proses penambahan flux (fluxing) dilakukan dengan cara menaburkan flux diatas permukaan dari molten

melalui pintu samping furnace dengan menggunakan sekop (scratcer). Kemudian dilakukan pengadukan secara merata, agar aluminium cair dan flux dapat tercampur dengan homogen. Perbandingan antara fluks dengan aluminium cair adalah 0,64 kg fluks untuk setiap ton aluminium cair. Pengadukan dilakukan secara manual selama lebih kurang 5 menit. Jenis fluks yang digunakan adalah 827 HS dengan komposisi senyawa yang ada didalamnya, yaitu 45 % NaCl, 30 % KCl, 10 % Na2SiF6, 15 %

NaF.

Tujuan dari pemberian fluks ke dalam dapur yang telah berisi aluminium cair adalah

a. Untuk menarik gas-gas yang terlarut dalam aluminium cair.

b. Untuk mengikat zat-zat pengotor (impurities) yang terdapat di dalam dapur yang dapat membuat kualitas aluminium batangan menjadi kotor dan kusam.

Adapun fungsi dari masing-masing komponen fluks adalah :

1. NaCl dan KCl berfungsi untuk menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam aluminium cair, khususnya H2. Didalam dapur terdapat gas H2 yang terionasi.

Ion-ion tersebut beraksi : H+ + Cl- →HCl

2. Na2SiF6 berfungsi untuk melepaskan aluminium cair yang terjebak dalam

gumpalan dross.

(23)

3SiF6 4AlF3 + 3Si

AlF3 larut dalam cairan aluminium.

3. NaF berfungsi untuk mengikat Al2O3 dalam aluminium cair membentuk dross.

g. Pengadukan (stirring)

Stirring merupakan proses pengadukan aluminium cair didalam dapur setelah

dimasukkan fluks dengan menggunakan alat pengaduk dross (dross scratcher ) selama ± 5 menit.

Tujuan dari pengadukan sebagai berikut :

1. Menyempurnakan reaksi fluks dengan aluminium cair, 2. Menghomogenkan campuran yang ada di dalam dapur.

Leburan aluminium mudah mengalami oksidasi membentuk senyawa oksida dipermukaan leburan logam membentuk lapisan film yang disebabkan karena senyawa oksida ini memiliki berat jenis yang hampir sama dengan aluminium cair. Selain itu aluminium cair yang dibawa dari seksi reduksi mengandung gas H2 yang

dapat mengakibatkan cacat pada produk akhir seperti berwarna kusam sehingga kualitas aluminium batangan rendah.

h. Masa Penampungan (holding time)

Masa penampungan (holding time) aluminium cair dimulai dari sesudah fluks treatment sampai saat pengeluaran zat-zat pengotor (skimming off) dari dapur. Proses

(24)

Selama holding time, temperatur dijaga pada 730 oC dengan alat pengontrol (control room). Pengaturan temperatur ini bertujuan untuk mengoptimalkan reaksi antara fluks dengan pengotor yang terdapat di dalam dapur.

i. Pengeluaran Zat-Zat Pengotor (skimming off )

Pengeluaran zat-zat pengotor (skimming off) dilakukan secara manual dengan menggunakan mobil untuk membantu proses pengeluaran zat-zat pengotor (forklift) yang dilakukan dengan menarik zat-zat pengotor (dross) dari dalam dapur dengan menggunkan forklift.

Zat-zat pengotor (dross) yang mengapung pada permukaan aluminium cair dikeluarkan melalui pintu bagian depan dapur dan di tampung dalam cawan penampung. Kemudian dross ditaburi dengan fluks (dross treatment flux) 711 HS secara berlapis-lapis agar fluks tercampur secara merata. Hal ini dilakukan untuk mempertahankan atau menaikkan temperatur dross sehingga aluminium cair (molten) yang terikut didalam dross tetap cair.

j. Proses Pencetakan (casting)

(25)

langsung dengan udara, maka pada bagian atas aluminium cair (molten) terbentuk buih (scum) yang harus dihilangkan karena dapat menurunkan mutu aluminium batangan (ingot) yang dihasilkan. Buih (scum) yang dihasilkan sedapat mungkin dikembalikan lagi kedalam alat penuang (pouring device).

Dibagian bawah mesin pencetak (casting machine) terdapat air pendingin yang berguna untuk mendinginkan aluminium batangan (ingot) yang telah dicetak. Selanjutnya ingot tersebut diberi nomor lot (nomor seri ingot yang telah dicetak oleh PT. Inalum).

Selain air pendingin yang ada dibawah mesin pencetak (casting machine), aluminium batangan (ingot) juga didinginkan dengan penyemprotan air pada ruang pendingin (cooling chamber). Kemudian dalam kondisi ini, ingot dideteksi karena jika ingot kekecilan, kebesaran, cacat atau kotor maka dilakukan penggantian aluminium batangan (ingot discharger) sebagai produk gagal (out product).

Selanjutnya produk aluminium batangan yang sesuai standart (ingot in product) ditumpuk dengan menggunakan alat penerima (servo arm) lalu di bawa ke

(26)

Secara fisik aluminium batangan (ingot) yang baik adalah :

1. Permukaannya rata dan tidak berpori-pori atau tidak bergelembung gas. 2. Tidak banyak mengandung busa logam atau zat pengotor (impurities). 3. Tidak terdapat warna lain selain warna aluminium batangan (warna putih) 4. Bentuknya sesuai dengan cetakannya.

5. Beratnya tidak melewati batas yang ditetapkan, yaitu : 22,7 ± 1,5 kg.

k. Proses Pengikatan (Bundling)

Ingot yang telah didinginkan kemudian diikat dengan menggunakan baja perekat yang kuat (strapping band), yang merupakan material pengepakan terbuat dari baja. selanjutnya disatukan dengan menggunakan bahan penyambung (seal). Proses ini dinamakan proses pengikatan (bundling). Setiap bundling terdiri dari 44 batang aluminium batangan (ingot). Selanjutnya ingot yang telah diikat dibawa ke lapangan penyimpanan (storage yard ) dan siap untuk dikapalkan. (PT.INALUM,2003)

2.4. Campuran Aluminium

Campuran aluminium biasanya digunakan untuk pencetakan atau pembuatan beberapa produk dengan cara dilebur secara elektrik. Peleburan dilakukan pada berbagai tingkat dengan pemberian fluks sesuai jenis logam yang akan diproses.

(27)

Campuran aluminium yang kaya akan tembaga dikenal sebagai perunggu, dengan sifat sebagai berikut:

1. Mempunyai sifat kerja yang baik. 2. Tahan terhadap karat dan tahan lama. 3. Warna keemasan yang bagus.

Salah satu cara untuk pembuatan logam adalah dengan melakukan penuangan logam cair dari dapur pelebur ke dalam cetakan yang terbuat dari logam. Pencetakan ini dilakukan untuk membentuk logam, hasil yang terbentuk dari pencetakan logam disebut sebagai batangan.

Penguapan gas selama peleburan dikembangkan setelah proses pencetakan dikembangkan. Hidrogen biasanya bersumber dari gas yang tidak kuat didapat dari pori-pori dalam campuran aluminium. Gas dapat masuk pada leburan melalui bentuk yang terkorosi pada permukaan bahan mentah, tekanan dapur, uap fluks, cawan penampung (crucible) juga dari cetakan.

Banyaknya gas yang larut dalam campuran aluminium dipengaruhi adanya unsur lain. Sebagai contoh penambahan timah, seng, pengurangan kelarutan aluminium dari hidrogen dalam tembaga, penambahan nikel, dan sedikit pengaruh dari perak. (E. C. Rollanso,1973)

2.4.1. Cara Memperoleh Aluminium Murni

(28)

jenisnya 2,702 gram cm-3 dan titik leburnya 6600C. Bahan dasar terpenting dalam pembuatan aluminium ialah bauksit yang mengandung mineral alumina (Al2O3).

Cara untuk memperoleh aluminium murni ialah melalui cara : 1. Penyiapan bauksit.

2. Penjernihan bauksit menjadi alumina (Al2O3) melalui proses Bayer.

3. Penyerapan zat asam (reduksi) tanah tawas hingga menjadi aluminium mentah melalui elektrolisa lebur dengan kriolit (Na3AlF6) sebagai bahan pelarut.

4. Peleburan menjadi aluminium murni (99,5 – 99,8%).

Aluminium tidak tahan terhadap alkali dan garam. Karena kekerasannya rendah, aluminium kurang baik digunakan untuk penyerpihan dan lebih cenderung digunakan untuk melumas. Oleh karena itu diperlukan kecepatan sayat tinggi dan bahan pelumas yang cocok. Aluminium benar-benar lunak dan mudah direnggangkan sehingga mudah diubah bentuknya dalam keadaan dingin atau panas.

Aluminium tidak magnetis dan merupakan pemantul balik (reflektor) yang baik untuk panas, cahaya dan gelombang-gelombang elektromagnetis. Aluminium memiliki ketahanan terhadap sifat kimia sesuai dengan tingkat kemurniannya.

2.4.2. Paduan Aluminium

(29)

kesempatan untuk penggunaan aluminium lebih banyak. Terutama untuk meningkatkan kekokohan mekanis aluminium, maka dicoba dengan jalan pemaduan. Tetapi sifat aluminium murni tetap dipertahankan, seperti berat jenisnya yang rendah, ketahanan karatnya, daya hantar panas yang baik, kemudahannya untuk diubah bentuk dengan baik.

2.4.3. Perlakuan Terhadap Permukaan Aluminium

Logam ringan dapat dilindungi terhadap pengaruh atmosfer dengan jalan membentuk lapisan oksid setipis selaput (ikatan logam-zat asam). Lapisan oksid ini melindungi logam yang ada di bawahnya terhadap pengaruh logam lain, tetapi tidak berlaku terhadap asam, larutan soda serta zat lainnya. Untuk masalah ini permukaan aluminium harus dibubuhi suatu lapisan pelindung tambahan sehingga tampak lebih menarik. (Alois Schonmetz dam Karl Gruber, 1985)

2.5. Sifat - sifat Aluminium

Aluminium merupakan unsur priode ketiga dengan nomor atom 13, nomor massa 27, bersifat amfoter dan mudah teroksidasi. Sifat-sifat dasar aluminium sehingga dapat digunakan dalam mesin atau kerangka kendaraan adalah :

(30)

2. penghantar panas yang baik, sehingga digunakan untuk bahan tambahan pada kabel. Jika ditambahkan inti baja tipis, maka akan mempunyai kekuatan yang lebih besar.

3. Aluminium mempunyai konduktivitas panas yang sangat tinggi sebagai komponen penukar panas pada piston.

4. Tidak beracun, sehingga banyak digunakan dalam pabrik-pabrik kimia dan dalam industri makanan, untuk keperluan rumah tangga, untuk bangunan, dan peralatan kapal, selain itu dalam bentuk aluminium foil digunakan untuk pengepakan dan tutup botol.

5. Mempunyai daya tarik yang besar terhadap oksigen, yang bersifat memungkinkan logam digunakan sebagai pengoksidan dalam baja, sebagai campuran oksida besi dan serbuk aluminium digunakan untuk mengelas rel kereta api.

Untuk mendapatkan kekuatan yang lebih baik dan anti korosi biasanya aluminium dipadukan dengan jenis logam lain. (E.C.Rollanso, 1973)

(31)

Aluminium murni lunak dan kenyal, tetapi bila dicampur dengan sejumlah kecil elemen-elemen lain, kekerasan dan kekuatanya akan naik, beberapa paduan mempunyai kekuatan sama atau lebih dari baja lunak.

Untuk menjaga kestabilan aluminium agar tidak terjadi korosi maka aluminium harus dicat atau dipernis dan agar tidak terpengaruh terhadap asam. Anodizing yaitu terbentuknya oksidasi pada permukaan aluminium dalam bak elektrolisa, dimana pada saat arus dilewatkan melalui logam dan elektrolit ke suatu katoda, maka akan menambah lapisan oksida normal berupa lapisan yang hampir transparan dan ketebalannya bisa diatur. Lapisan ini keras dan sedikit berpori sehingga memungkinkan untuk pewarnaan permanen dengan bahan-bahan dasar cat organik dalam warna-warna yang sangat atraktif. Permukaan-permukaan yang dianodise biasanya ditutup rapat dan bisa di pernis.

2.6. Kegunaan Aluminium

(32)

Dapur peleburan aluminium terdiri dari baja yang dilapisi bahan tahan api dan bagian dalamnya adalah karbon yang merupakan katoda (elektroda negatif). Anoda (elektroda positif) terdiri dari batangan-batangan karbon yang ditancapkan pada aluminium cair dan merupakan alat reduksi, aluminium yang meleleh berkumpul di bagian bawah dari dapur, dan dipindahkan ke wadah pengangkut secara berangsur. Kemurnian logam tersebut adalah 99 sampai 99,8 persen dan untuk mencapai kemurnian yang tinggi harus diolah lagi dan akan menghasilkan kemurnian 99,99 persen.

Penggunaan dari aluminium itu bermacam-macam, terutama untuk barang-barang keperluan sehari-hari, misal perabotan rumah tangga, kertas-kertas perak untuk pembungkus makanan, tutup botol susu, juga sebagai pembungkus tembakau. Dalam kemurnian yang tinggi digunakan untuk suatu medium dekorasi, yaitu hiasan pada roda mobil. Digunakan juga dalam bidang kelistrikan, yaitu untuk rel-rel kereta api dan dalam kabel-kabel untuk sistem jaringan, untuk kekuatan tertentu yaitu rentangan-rentangan panjang digunakan kawat baja yang tegangan tariknya tinggi. Selain itu juga digunakan sebagai bahan pembuatan angkutan darat dan laut.

Industri bahan-bahan bangunan untuk barang-barang yang tahan terhadap cuaca menggunakan aluminium dalam bentuk pembungkus untuk panel pada dinding (cladding), penghias, pelindung atap, macam-macam sambungan dan tarikan. Serbuk aluminium digunakan sebagai cat dasar yang sangat efektif. (Harun A.R,1983)

(33)

a. Dapur (Furnace)

Furnace berfungsi sebagai penampung aluminium cair (molten) yang akan

dicetak. Furnace ini dilapisi oleh susunan bata tahan api dan tahan terhadap temperatur yang tinggi dari molten. Jenis furnace yang terdapat pada seksi pencetakan (Casting Section) terdiri dari :

1. Dapur pelebur (melting furnace).

Seksi pencetakan memiliki satu melting furnace, disini aluminium batangan yang merupakan produk gagal (ingot out product) dan logam dingin (cold metal) kembali dilebur (remelt) didalam melting furnace karena dapat menaikkan suhu lebih tinggi daripada dapur penampung (holding furnace).

2. Dapur Penampung (Holding furnace).

Aluminium cair (molten) ditampung dengan menggunakan dapur penampung, tujuannya untuk mempertahankan temperatur aluminium cair (molten) sesuai dengan yang diinginkan. Dapur ini dilengkapi dengan elemen-elemen pemanas (element heater). Tenaga listrik dari elemen pemanas ini dikontrol secara otomatis.

b. Mesin Pencetak (Casting Machine)

Mesin pencetak terdiri dari bagian-bagian sebagai berikut :

(34)

b. Cetakan (mould) adalah tempat atau cetakan yang membentuk aluminium cair menjadi aluminium batangan. Mould terbuat dari besi tuang khusus (tipeFCD-40) yang tersussun dari unsur-unsur Mg 0,03 %, Cr 0,15 %, Si 2,5 %, S 5 %, P 0,4 %, Mn 0,5 %, C 3,5 % dan Fe merupakan komponen utamanya. Sifatnya tahan terhadap korosi, temperatur tinggi dan tahan aus.

c. Alat pemberi nomor (Marking Device) adalah alat untuk memberi nomor pada aluminium batangan setiap batang.

d. Alat pemukul aluminium batangan (Hammering ingot) adalah alat untuk memukul aluminium batangan agar longgar dalam cetakan.

e. Alat penekan aluminium batangan (ingot pusher) adalah alat yang berfungsi untuk menekan aluminium batangan agar tidak jatuh pada saat berada diujung mesin pencetak.

f. Lengan penerima (Receiving Arm) adalah alat yang berfungsi untuk menerima aluminium batangan dan meneruskannya ke mesin penyusun.

c. Mesin Penyusun (Stacking Machine)

Mesin penyusun terdiri dari :

1. Unit pendingin (cooling chamber) berfungsi untuk mendinginkan aluminium batangan secara langsung dengan penyemprot air.

2. Alat pemindahan aluminium batangan (turning over device) berfungsi sebagai alat untuk membalikkan aluminium batangan agar tersusun dengan baik.

(35)

4. Lengan Servo (Servo Arm), berfungsi untuk memindahkan aluminium batangan dari mesin penyusun keatas tempat pengumpul dan penumpuknya.

5. Konveyor Pengumpul (Stock Conveyor) Adalah alat untuk menumpuk aluminium batangan yang disusun dengan menggunakan servo arm. (PT.INALUM, 2003)

BAB 3 METODOLOGI

3.1. Alat

1. Pendorong zat-zat pengotor (Dross pusher) 2. Penarik zat-zat pengotor (Dross scratcher)

3. Mobil untuk membantu mengeluarkan zat-zat pengotor (Forklift) 4. Cetakan untuk contoh (Sampling Mould)

5. Cawan penampung (Crucible) 6. Timbangan 40 ton

7. Mesin untuk memproses zat-zat pengotor (Dross Processing Equipment machine)

(36)

9. Sekop

10.Alat penghubung dari dapur ke ruang pengontrol (Thermocople)

3.2. Bahan

1. Dross Treatment Flux 711 HS

2. Dross Skimming Off

3. Kao wool

3.3. Prosedur Kerja

3.31. Proses Pengeluaran Dross (Skimming Off)

1. Zat-zat pengotor (Dross) yang mengapung dipermukaan aluminium cair didorong dengan menggunakan dross pusher yang dipasang pada forlift.

2. Zat-zat pengotor (Dross) ditarik dengan menggunakan dross scatcher yang dipasang pada forklift.

3. Dross yang telah dikeluarkan dari furnace ditampung dalam cawan

penampung (crucible).

4. Proses skimming off dilakukan 30 menit sebelum pencetakan, selama ± 15 menit.

(37)

Pada saat skimming off dross yang tertampung dalam crucible ditaburi dengan Dross Treatment Flux 711 HS secara berlapis-lapis, hal ini dilakukan agar flux

tercampur secara merata.

3.3.3 Operasi penimbangan

a. Penimbangan dross

1. Cawan penampung (crucible) yang berisi dross hasil pekerjaan skimming off ditimbang pada timbangan 40 ton dengan menggunakan forklift.

2. Hasil penimbangan dicatat.

b. Penimbangan logam yang akan dilebur kembali (Recovery Metal) dan logam sisa (scrap)

1. Cawan penampung (crucible) berisi logam yang akan dilebur kembali (recovery metal) di timpang pada timbangan 40 ton dengan menggunakan forklift.

2. Kotak berisi logam sisa ditimbang pada timbangan 2 ton dengan menggunakan forklift.

3. Hasil penimbangan dicatat.

3.3.4 Operasi pengolahan

(38)

1. Cawan penampung (crucible) zat-zat pengotor di bawa ke mesin pengolahan zat-zat pengotor

2. Crucible diletakkan pada mesin pengolahan zat-zat pengotor

3. Lubang kuping crucible dipastikan dapat dimasuki oleh pin pendukung.

4. Poros utam mesin pengolahan diturunkan dengan menekan tombol down. (Batas penurunan sampai ujung impeller dalam menembus lubang saluran aluminium cair ).

5. Impeller dalam diputar dengan menekan tombol pada bagian depan. (Sampai ujung impeller dalam menyentuh permukaan dross). 6. Kecepatan putar impeller dalam diatur dengan tingkat kecepatan

1-4

7. Impeller luar diputar dengan menekan tombol cadangan. 8. Kedua putaran impeller tersebut harus berlawanan arah. 9. Pemutaran kedua impeller dilakukan selama ± setengah menit. 10.Poros utama mesin pengolahan dinaikkan dengan menekan tombol

up. (Ujung impeller lepas dari lubang saluran aluminium cair). 11.Putaran kedua impeller tersebut dihentikan dengan menekan

tombol stop.

12.Poros utama mesin pengolahan diturunkan kembali, dengan menekan tombol down, setelah aluminium cair habis mengalir. 13.Langkah kerja di ulang hingga aluminium cair habis mengalir ke

(39)

14.Putaran kedua impeller dihentikan dengan menekan tombol stop, jika aluminium cair sudah habis mengalir.

15.Poros utama mesin pengolahan dinaikkan dengan menekan tombol up.

16.Cawan penampungzat pengotor di angkut dengan forklift. 17.Cawan penampung dibawa ke ruang pendingin dross.

b. Pengolahan Di Ruang Pendingin (Dross Room)

1. Zat-zat pengotor (dross) yang ada di dalam cawan penampung dituang secara perlahan-lahan hingga habis.

2. Permukaan dross yang telah dituang diratakan dengan dross pusher.

3. Logam yang sudah membeku dari proses mesin pengolahan dikeluarkan dari cawan penampung.

4. Logam sisa yang telah dingin dikutip.

5. Logam sisa kutip dimasukkan ke dalam kotak yang telah disediakan.

c. Akhir operasi pengolahan dross

1. Kedua impeller yang terdapat pada mesin pengolahan dan cawan penampung dibersihkan dari sisa-sisa aluminium cair dan zat-zat pengotor yang menempel di permukaannya.

2. Lubang saluran aluminium cair pada cawan penampung dross di sumbat dengan kao wool secukupnya.

(40)

4. Diangkat kedua cawan penampung dengan forklift.

5. Dikeringkan kedua cawan penampung tersebut dengan memanfaatkan panas dross dalam ruang pendingin dross.

6. Dikembalikan kedua crucible dengan forklift pada tempat penyimpanannya.

7. Diperiksa kondisi mesin pengolahan zat-zat pengotor yang telah digunakan.

8. Dikembalikan peralatan yang digunakan ketempatnya semula.

BAB 4

DATA, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Data

Data hasil pengamatan operasi harian pencetakan pada pabrik peleburan aluminium di PT.INALUM, Kuala Tanjung, Asahan.

Tabel 4.1. Data Pengolahan Dross Pada Bulan Februari 2009 a. Temperatur ≥ 8000C (Tidak Menggunakan Fluks)

(41)

Tanggal Temperatur

b. Temperatur < 8000C (Menggunakan Fluks)

(42)

11 784 956 380 39,74 0

Tabel 4.2. Hasil Analisa Dalam Proses Pengolahan Dross

(43)

Keterangan : To : SCA From : SQA

% metal average = persentase rata-rata jumlah logam dalam dross yang di dapat dari dross dingin.

Tabel 4.2.1. Hasil Untuk Temperatur ≥ 8000C (Tidak Menggunakan Fluks) 1. Dross dingin = Dross Skimming Off – (Recovery Metal + Scarp)

= 2517–( 640 + 92) = 1785 kg

2. Metal = Dross dingin x % metal average = 1785 kg x 25,84 %

= 461,24 kg No Dross Skimming Off Recovery

Metal (kg)

3. Jumlah aluminium dalam dross skimming off = jumlah metal x 100 %

(44)

1. Dross dingin = Dross Skimming Off – (Recovery Metal + Scarp) = 1249 – (307 + 58)

= 884 kg

2. Metal = Dross Dingin x % metal average = 884 kg x 25,84 %

= 228,42 kg

No Dross Skimming Off Recovery Metal (kg)

Scrap (kg) Dross Dingin (kg)

Metal (kg)

1. 1249 307 58 884 228,42

3. Jumlah aluminium dalam dross skimming off = jumlah metal x 100 %

jumlah dross skimming off =

(45)

dilakukan. Dross yang mengapung pada permukaan aluminium cair dikeluarkan melalui pintu bagian depan dapur dan di tampung dalam cawan penampung.

Dross yang ditampung didalam cawan penampung pada saat proses skimming off

ditaburi dengan flux (dross treatment flux) secara berlapis-lapis. Adapun tujuan pemberian flux yang bertahap-tahap atau berlapis-lapis ini yaitu agar flux tercampur secara merata. Pada proses ini digunakan flux jenis 711 HS dengan kandungan senyawa yang ada didalamnya, yaitu :

NaNO3 : 60 %

NaCl : 30 % Na2SiF6 : 10 %

Adapun tujuan dari dross treatment flux adalah untuk menaikkan temperatur dross tersebut sehingga aluminium cair yang terikut didalam dross tetap cair. Konsumsi flux tersebut adalah 0,11 kg/T-Al. Pengolahan dross lebih lanjut dilakukan karena di dalam dross masih terdapat kandungan aluminium yang cukup yakni ±47%.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

(46)

temperatur dross yang dikeluarkan juga akan tinggi. Jika temperatur dross di bawah 8000C, maka aluminium cair yang terikut pada saat skimming off akan cepat membeku dan susah untuk diproses pada mesin pengolahan dross. Oleh karena itu dross yang ditampung dalam cawan penampung perlu ditambahkan fluks (dross treatment flux) 711 HS secara berlapis-lapis. Hal ini dilakukan agar fluks tercampur merata dan aluminium cair yang terikut dalam dross tetap cair. Konsumsi fluks tersebut adalah 0,11 kg/T-Al.

5.2. Saran

Untuk menjaga agar temperatur dross maksimal 8000C, perlu adanya pengontrolan yang baik. Sehingga akan mengurangi pengeluaran biaya untuk penggunaan fluks. Dari hasil perhitungan dapat diketahui jumlah metal dalam dross selama bulan februari 2009 adalah sebesar 228,42 kg.

DAFTAR PUSTAKA

PT INALUM., (2003), “Proses Produksi Aluminium”, Bahan Bacaan untuk OJT, PT INALUM, Kuala Tanjung, Asahan.

Harun. A. R., (1983), “Teori dan Praktek Kerja Logam”, Edisi Kedua, Erlangga, Jakarta.

Keenan. K. W., (1984), “Kimia Untuk Universitas”, Edisi Keenam, Jilid 2, Erlangga, Jakarta.

(47)

Satija. B. R., (1997),” A Text Book of Inorganic Chemistry”, Volume II, Har-Anand Publications Pvt Ltd, New Delhi.

http:/cepiar.wordpress.com/proses-peleburan-aluminium/2 April 2009.

Heine, R. W., (1967), “Principles of Metal Casating”, Second Edition, Mc Grow Hill, America.

Rollanso, E. C., (1973), “Metallurgy For Engineers”, Fourth Edition, Edward Arnold Publishers, London.