Pengaruh Temperatur Bath Terhadap Alumina Solubility Pada Tungku Reduksi Di PT Inalum Kuala Tanjung

38 

Teks penuh

(1)

PENGARUH TEMPERATUR BATH TERHADAP ALUMINA SOLUBILITY PADA TUNGKU REDUKSI

DI PT INALUM KUALA TANJUNG

KARYA ILMIAH

SYAHRI RAHMAN 072409013

DEPARTEMEN KIMIA

PROGRAM STUDI DIPLOMA III KIMIA INDUSTRI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

PENGARUH TEMPERATUR BATH TERHADAP ALUMINA SOLUBILITY PADA TUNGKU REDUKSI

DI PT INALUM KUALA TANJUNG

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya

SYAHRI RAHMAN 072409013

DEPARTEMEN KIMIA

PROGRAM STUDI DIPLOMA III KIMIA INDUSTRI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

PERSETUJUAN

Judul : PENGARUH TEMPERATUR BATH TERHADAP ALUMINA SOLUBILITY PADA TUNGKU REDUKSI

DI PT INALUM KUALA TANJUNG

Nama : SYAHRI RAHMAN Nomor Induk Mahasiswa : 072409013

Program Studi : KIMIA INDUSTRI D-3 Departemen : KIMIA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU

PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di Medan, Mei 2010

Diketahui / Disetujui

Departemen KIMIA FMIPA USU Dosen Pembimbing Ketua,

(4)

PERNYATAAN

PENGARUH TEMPERATUR BATH TERHADAP ALUMINA SOLUBILITY PADA TUNGKU REDUKSI

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, Juni 2010

(5)

PENGHARGAAN

Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan

rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah yang

berjudul PENGARUH TEMPERATUR BATH TERHADAP ALUMINA SOLUBILITY PADA TUNGKU REDUKSI DI PT INALUM KUALA TANJUNG.

Karya ilmiah ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Ahli Madya pada program studi Kimia Industri D-3 Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada :

1. Kedua orang tua beserta seluruh keluarga tercinta yang banyak memberikan

dukungan moril dan materil serta doa yang tidak henti-hentinya untuk penulis

2. Bapak Drs. Darwin Yunus Nasution, MS selaku dosen pembimbing yang

bersedia meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membantu penulis

menyelesaikan karya ilmiah ini

3. Bapak Prof. Dr. Eddy Marlianto, MSc selaku dekan Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

4. Ibu DR. Rumondang Bulan, MS selaku ketua Departemen Kimia Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

5. Bapak Prof. Dr. Harry Agusnar, MSc, Mphill selaku ketua program studi DIII

Kimia Industri Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas

Sumatera Utara

6. Seluruh staff pengajar dan pegawai Fakultas Matematika dan Ilmu

(6)

7. PT. INALUM atas kesempatan yang diberikan keepada penulis untuk

melaksakan Praktek Kerja Lapangan

8. Pimpinan managerial, staff dan seluruh karyawan PT. INALUM, khususnya

Bapak Ahmad Sabran dan Bapak Suyanto yang bersedia membimbing penulis

selama melaksakan Praktek Kerja Lapangan

9. Sahabat-sahabat penulis khususnya Ani, Arif, Agus, Dian MP, Riza, Hamzah

yang telah memberikan motivasi kepada penulis untuk menyelesaikan karya

ilmiah ini

10.Rekan-rekan di Kimia Industri stambuk 2007 yang telah memberikan

informasi dan dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini

11.Kak wati yang selalu memberi nasehat dan inspirasi untuk menulis karya

ilmiah ini.

12.Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah

ini yang tidak mungkin penulis sebutkan satu persatu

Penulis menyadari bahwa Karya Ilmiah ini masih terdapat kekurangan dan

masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karea itu penulis mengharapkan kritikan

dan saran yang membangun demi kesempurnaan Karya Ilmiah ini. Semoga

Karya Ilmiah ini bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Juni 2010

Penulis

(7)

ABSTRAK

Alumina solibility adalah konsentrasi maksimum alumina yang dapat diisikan ke dalam kriolit. Beberapa faktor yang mempengaruhi kuantitas alumina solubility adalah temperatur kriolit (Na3AlF6), %AlF3 dan %CaF2 di dalam kriolit.

(8)

Effect Bath Temperature Toward Alumina Solubility At Reduction Stove In PT INALUM-KUALA TANJUNG

ABSTRACT

Alumina solubility is maximum aluminium oxide concentration of the cryolite electrolyte depend on its composition. The factors that affect to the quantity of alumina solubility are cryolite temperature (NA3AlF6), %AlF3, and %CaF2 in cryolite.

(9)

DAFTAR ISI

Halaman

PERSETUJUAN ii

PERNYATAAN iii

PENGHARGAAN iv

ABSTRAK vi

ABSTRACT vii

DAFTAR ISI viii

DAFTAR TABEL x

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1Latar Belakang 1

1.2Permasalahan 2

1.3Tujuan 3

1.4Manfaat 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 4

2.1 Aluminium 4

2.2 Sejarah Aluminium 6

2.3 Proses pengolahan alumina 7

2.4 Jenis Sel yang digunakan dalam proses Hall-Heroult 8 2.5 Pengendalian komposisi kriolit 9

2.6 Pengendalian gas HF 10

2.7 Kebutuhan Alumina 11

2.8 Anode effect 11

BAB III METODE PERCOBAAN 14

3.1 Alat-alat yang digunakan 14

3.2 Bahan-bahan 14

3.3 Prosedur Kerja 14

(10)

4.1 Data Percobaan 17

4.2 Perhitungan 17

4.3 Pembahasan 22

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 24

5.1 Kesimpulan 24

5.2 Saran 25

(11)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1 Data Operasi Pot PT INALUM 17

(12)

ABSTRAK

Alumina solibility adalah konsentrasi maksimum alumina yang dapat diisikan ke dalam kriolit. Beberapa faktor yang mempengaruhi kuantitas alumina solubility adalah temperatur kriolit (Na3AlF6), %AlF3 dan %CaF2 di dalam kriolit.

(13)

Effect Bath Temperature Toward Alumina Solubility At Reduction Stove In PT INALUM-KUALA TANJUNG

ABSTRACT

Alumina solubility is maximum aluminium oxide concentration of the cryolite electrolyte depend on its composition. The factors that affect to the quantity of alumina solubility are cryolite temperature (NA3AlF6), %AlF3, and %CaF2 in cryolite.

(14)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

PT INALUM adalah perusahan patungan antara pemerintah Indonesia dengan

12 perusahaan Jepang yang tergabung dalam NAA (Nippon Asahan Aluminium),

dengan perbandingan saham 41,12% untuk pemerintah Indonesia dan 59,88% untuk

NAA. PT INALUM adalah satu-satunya perusahaan peleburan aluinium di Indonesia

bahkan di Asia Tenggara.

PT INALUM memproduksi aluminium melalui proses elektrolisa yang

menggunakan prinsip Hall-Heroult. Bahan baku yang digunakan untuk memproduksi

aluminium ini adalah alumina yang diperoleh dari biji-biji bauksit melalui proses

Bayer.

Aluminium mempunyai titik lebur 2000oC, namun dengan proses elektrolisa

metode Hall-Heroult yang menggunakan larutan kriolit (Na3AlF6), aluminium dapat

diperoleh pada temperatur 1000oC , dan dengan memasukkan zat additif seperti AlF3,

CaF2 dan bahan-bahan lain yang mungkin terdapat di dalam bahan baku, maka

aluminium dapat diperoleh pada temperatur 960oC sampai 970oC.

Pengaturan konsentrasi alumina dalam larutan kriolit adalah salah satu bagian

yang terpenting dalam berlangsungnya proses elektrolisa, konsentrasi alumina di

dalam kriolit harus dijaga antara 2-4%. Jika konsentrasi alumina di dalam kriolit

terlalu rendah (di bawah 2%), maka akan terbentuk lumpur di dalam tungku reduksi

(15)

tinggi (di atas 4%), maka akan terjadi anode effect yang dapat merusak

kesetimbangan pot dan menambah penggunaan arus listrik.

Ada dua hal yang bisa dilakukan untuk menjaga keseimbangan konsentrasi

alumina di dalam kriolit , yaitu dengan mengatur temperatur kriolit dan dengan

mengatur pemasukan alumina ke dalam kriolit.

Meningkatnya temperatur kriolit, akan memperbesar alumina solubility, maka

akan meningkatkan produktivitas aluminium. Namun banyak efek negatif yang akan

ditimbulkan dengan meningkatkan temperatur kriolit. Oleh karena itu, penulis tertarik

untuk mengetahui Pengaruh Temperatur Bath Terhadap Alumina Solubility Pada

Tungku Reduksi di PT INALUM Kuala Tanjung (Anonymous,2007).

1.2. Permasalahan

Pengaturan temperatur kriolit merupakan bagian yang sangat penting dalam

proses elektrolisa agar mendekati elektrolisa yang sempurna, karena temperatur

kriolit mempengaruhi jumlah alumina solubility. Namun terlalu kecil atau terlalu

besar temperatur kriolit akan merusak kesetimbangan di dalam pot dan menimbulkan

efek negatif terhadap proses elektrolisa. Masalahnya adalah berapa temperatur yang

(16)

1.3. Tujuan

Untuk mengetahui pengaruh temparatur terhadap alumina solubility

1.5. Manfaat

a. Dapat menentukan temperatur kriolit yang paling optimal untuk digunakan

pada pot operasi di PT.INALUM

b. Dapat mengetahui cara menjaga temperatur yang optimal pada pot operasi

PT.INALUM

c. Dapat menjaga kestabilan pot dan dapat memperpanjang umur pot operasi

(17)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Aluminium

Aluminium adalah logam ringan yang cukup penting peranannya dalam

kehidupan manusia. Aluminium merupakan unsur kimia golongan IIIA dalam sistem

periodik unsur. Aluminium memiliki nomor atom 13 dan berat atom 26,9815 sma.

Dalam udara bebas aluminium mudah teroksidasi membentuk lapisan tipis oksida

yaitu Al2O3 yang tahan karat. Aluminium bersifat amfoter yang terkorosi dalam

larutan asam maupun basa, tetapi pada pH 4-8 bersifat stabil. (Anton J Hartono,1992)

Di dalam dunia usaha logam, ada dua logam ringan yang digunakan secara

tersendiri : aluminium dan magnesium. Aluminium adalah logam yang paling banyak

digunakan setelah baja. Logam ini ditemukan pada tahun 1827 oleh seorang

kimiawan Jerman Friedrich Wohler.

Aluminium umumnya ditemukan di atas bumi dalam bentuk senyawa kimia,

dan tidak pernah ditemukan dalam keadaan murni.

Bahan dasar terpenting untuk pembuatan aluminium ialah bauksit, Bauksit

ditemukan dalam bermacam-macam warna, antara lain putih, merah, kuning dan

lain-lain. Di Eropa, bauksit banyak ditemukan di Prancis Italia, Rusia dan Hongaria.

Bauksit juga banyak ditemukan di Afrika, Amerika, Asia, dan Australia. Melalui

proses elektrolisa diperoleh derajat kemurnian sebesar 99,8%. Dari aluminium murni

ini dihasilkan aluminium 99,998% melalui suatu elektrolisa khusus (elektrolisa tiga

(18)

Beberapa sifat dari aluminium murni yaitu berat jenisnya rendah sekitar 2,7

kg/dm3, berwarna putih seperti perak, mengkilap, memiliki daya hantar panas listrik

yang baik, ketahanan karatnya tinggi. Aluminium menyelaputi diri di udara dengan

sebuah lapisan oksida (pelindung) yang tidak mudah dirusak. Aluminium tidak tahan

terhadap alkali dan asam. Karena kekerasannya rendah, aluminium kurang baik untuk

diubah bentuk dengan penyerpihan dan cederung untuk melumas. Untuk ini

diperlukan sudut serpih yang besar, kecepatan sayat yang tinggi dan bahan pelumas

yang cocok.

Aluminium sangat lunak dan mudah diregangkan sehingga mudah diubah

bentuk dalam keadaan dingin dan panas. Dengan penggilingan dapat dihasilkan

selaput setebal 0,004mm. Melalui pemartilan bahkan dapat dicapai ketebalan

0,0005mm. aluminium dapat disolder dan dilas begitu saja. Untuk ini diperlukan

bahan pelumer dan bahan las.

Aluminium tidak beracun dan tidak magnetis, merupakan reflektor (pemantul

balik) yang baik untuk panas, cahaya dan gelombang-gelombang elektromagnetis.

Di dalam elektroteknik, disamping berbagai macam paduan aluminium dalam

bentuk lembaran, pipa, batang, benda tuangan, dan profil untuk bahan konstruksi dan

sambungan, aluminium dipakai pula dalam jumlah besar sebagai bahan penghantar

aluminium. Dalam bentuk tali baja-aluminium digunakan untuk transmisi tegangan

tinggi dengan pembebanan mekanis tertinggi. Kawat baja yang dilapis seng dan

dipersatukan secara kokoh dengan aluminium dapat menghasilkan penghantar arus

yang memiliki ketahanan yang tinggi.. Di dalam perakitan kabel, aluminium

(19)

yang digabungkan dengan tembaga berpenampang menghasilkan lebih panas yang

baik, dan biayanya dapat dihemat hingga 50%.

Lilitan dari aluminium di dalam mesin listrik pada umumnya membutuhkan

penmpang yang lebih besar daripada yang terbuat dari tembaga. Tetapi oksidasi

anodis menghasilkan lapisan luar yang sangat menyengat, tahan panas dan tipis.

Dengan selubung oksid ini penghantar aluminium mencapai tebal yang sama dengan

tebal sebuah penghantar tembaga beserta penyekatnya pada nilai hantaran yang

setara. (Gruber, K.,1977)

2.2. Sejarah Aluminium

Aluminium pertama sekali ditemukan sekitar 160 tahun yang lalu dan mulai

diproduksi secara industri sekitar 90 tahun yang lalu. Sejarah penemuan aluminium

dapat diuraikan sebagai berikut :

1. Pada tahun 1782, seorang ilmuwan Prancis bernama Lavoiser telah menduga

bahwa aluminium merupakan logam yang terkandung dalam alumina

2. Pada tahun 1807, seorang ahli kimia Inggris bernama Humphrey Davy

berhasil memisahkan alumina secara elektrokimia. Logam yang diperoleh dari

pemisahan ini adalah aluminium

3. Pada tahun 1821, bauksit ditemukan di kota Lesbaux wilayah Prancis Selatan.

4. Pada tahun 1825, seorang ahli kimia Denmark, Orsted berhasil memisahkan

aluminium murni dan stabil dengan cara memanaskan aluminium klorida

dengan kalium amalgam dan kemudian memisahkan merkurinya dengan

(20)

5. Pada tahun 1886, seorang mahasiswa dari Oberlin Collage di Ohio Amerika

Serikat yang bernama Charles Martin Hall menemukan bahwa aluminium

dapat dihasilkan dengan cara melarutkan alumina (Al203) dalam larutan kriolit

(Na3AlF6) pada temperatur 960oC dalam bentuk kotak yang dilapisi logam

karbon dan kemudian melewatkan arus melalui rung tersebut. Pada tahun

yang sama seorang ahli kimia berkebangsaan Prancis bernama Paul Heroult

menemukan proses yang sama dengan penemuan Charles Martin Hall,

sehingga cara menghasilkan aluminium seperti ini disebut proses Hall-Heroult

6. Pada tahun 1888, seorang ahli kimia Jerman yang bernama Karlf Josept

Bayern menemukan cara menghasilkan alumina dari bauksit dengan cara

pelarutan kimia, cara menghasilkan alumina seperti ini disebut dengan Proses

Bayer (Jodi B J .,1992)

2.3. Proses Pengolahan alumina

Bauksit merupakan sumber utama alumina dengan kadar sekitar 40-60% dan

sisanya berupa silikon, titania, oksida, besi dan pengotor lainnya. Alumina

merupakan bahan baku utama dalam bentuk bubuk putih untuk memproduksi

aluminium. Alumina diperoleh dari bauksit melalui proses bayer, alumina yang

diperoleh dari proses bayer ini mempunyai kemurnian yang tinggi dan dengan

konsumsi energi yang rendah.

Proses pengolahan alumina dari bauksit dengan proses bayer dilakukan

dengan proses kimia. Proses ini diawali dengan melarutkan bauksit ke dalam natrium

hidroksida

(21)

Selanjutnya dilakukan pengendapan, sehingga

2NaAlO2 + 4 H2O + kalor  Al203 + 3 H2O

dengan temperatur kalsinasi sekitar 1250oC

Alumina yang telah diperoleh dari proses bayer tersebut selanjutnya diproses

untuk memperoleh aluminium. Proses yang dilakukan merupakan proses

Hall-Heroult. Prinsipnya adalah mereduksi alumina dengan melalui proses elekrolisa.

Karena alumina sangat sulit untuk dilarutkan dalam pelarut biasa, maka kriolit

(Na3AlF6) digunakan sebagai elektrolitnya.

Peleburan aluminium melalui reduksi alumina yang dilakukan secara

elektrolisis dalam larutan elektrolit pada temperatur 960oC. Dengan mengalirkan arus

searah ke dalamnya melalui dua elektroda yaitu anoda dan katoda sehingga akan

terjadi proses elektrolisa yang akan menghasilkan aluminium cair.

(Burkin A R.,1987)

2.4 Jenis Sel yang digunakan dalam proses Hall-Heroult

Ada dua jenis sel yang digunakan dalam proses Hall-Heroult, yaitu sel yang

menggunakan seperangkat anoda yang telah dipanggang terlebih dahulu

(prapanggang) dan anoda yag memanggang sendiri (swapanggang) atau sering

disebut anoda Soderberg. Pada kedua jenis anoda ini, anodanya disuspensi dari

superstruktur yang menjulur keluar melalui lubang sel dan dihubungkan dengan

batangan penghantar anoda yang dapat bergerak sehingga sisi vertikalnya dapat

diukur. Blok-blok anoda yang prapanggangg dibuat dari campuran kokas migas

kalsinasi berkadar abu rendah dengan pitch atau ter dan dicetak dalam press

(22)

Sel anoda soderberg mempunyai anoda tunggal yang besar yangmengisi

sebagian besar lubang sel. Anoda itu ditempatkan di dalam rumahan baja yang

terbuka, yang mempunyai dinding vertical.Anoda itu dipasangkan melalui rumahan

tersebut ke dalam kriolit. Pada waktu sel itu dioperasikan untuk pertama kali,

suhunya dinaikkan dengan menggunakan pemanasan tahanan listrik sampai mencapai

suhu operasi., anoda itu kemudian dihubungkan dengan lapisan partikel kokas pada

dasar lubang sel. Arus listrik kemudian dilewatkan melalui sel yang mengalami

hubungan singkat itu sampai mencapai suhu yang dikehendaki. Bahan elektrolit

ditambahkan melalui lubang sel disekitar anoda. Pada waktu bahan ini

berangsur-angsur melebur, anoda itu dinaikkan sehingga selnya beroperasi. Biasanya jarak

anoda dan katoda kira-kira 5cm. Elektrolit lebur itu terdiri terutama dari kriolit (3

NaF.AlF3) dan sisanya AlF3 serta CaF 6% sampai 10% berat dan Al2O3 2% sampai

6%. Sebagian kriolit diimpor ke Amerika serikat dari Greenland, tetapi sebagian

besar dibuat secara sintetis AlF3 juga dibuat secara sintetis dari hidrogen fluorida dan

aluminium hidroksida.

2.5 Pengendalian Komposisi Kriolit

Pengendalian komposisi elektrolit merupakan hal yang sangat penting dalam

proses produksi aluminium. Oleh karena itu titik leleh kriolit adalah 1009oC,

elektrolit itu mengandung AlF3 dan sisanya fluorida (CaF2) yang bersama alumina

yang terlarut, dapat menurunkan titik leleh cukup rendah sehingga sel itu dapat

beroperasi pada suhu sekitar 940oC sampai 980oC. Kelebihan AlF3 juga dapat

meningkatkan efisiensi. Perbandingan berat NaF/AlF3 di dalam kriolit adalah 1,50;

(23)

NaF/AlF3 sekitar 1,10 sampai 1,40. dalam beberapa minggu pertama setelah sel yang

baru diberi pelapis itu beroperasi, elektrolit itu diserap dengan cepat ke dalam pelapis

dan isolasi. Absorpsi itu terutama terjadi pada bagian yang mengandung natrium

tinggi, sehingga menyebabkan terjadinya penurunan rasio NaF/AlF3 sampai dibawah

rasio yang di bawah rasio yang dikehendaki. Hal ini diatasi dengan menambahkan

bahan alkali seperti soda abu :

3Na2CO3 + 4AlF3 2(3NaF.AlF3) + Al2O3

Setelah sel beroperasi selama beberapa minggu, elektrolit itu menjadii

kekurangan AlF3 karena senyawa-senyawa yang mengandung banyak AlF3 menguap

dan karena reaksi dengan sisa soda kaustik di dalam alumina dan hidrolisis dari udara

atau bahan yang ditambahkan

3Na2O + 4 AlF3 2(3NaF.AlF3) + Al2O3

3H2O + 2 AlF3 = Al2O3 + 6HF

2.6 Pengendalian gas HF

Fluorida yang menguap serta gas hidrogen fluorida yang keluar dikumpulkan,

bersama dengan gas-gas lain yang keluar dari sel, di dalam sangkok atau manifol

pengumpul gas dan dilewatkan melalui talang ke suatu fasilitas terpusat untuk

pengolahan dan pengumpulan gas. Bahan-bahan butiran dipulihkan di dalam

pembasuh kering kemudian HF bereaksi dengan Al2O3 dan kemudian diumpankan ke

dalam sel. Pemulihan ini harus edektif sekali, karena sisa fluorida sedikit saja di udara

dapat menyebabkan kerusakan pada tumbuh-tumbuhan. Oleh karena ada bagian yang

(24)

komposisi. Gamping yang terdapat sebagai ketidakmurnian sedikit di dalam alumina

biasanya sudah cukup untuk menjaga konsentrasi fluorspar karena adanya reaksi :

3CaO + 2AlF3 3CaF2 + Al2O3

2.7 Kebutuhan Alumina

Selama beroperasinya sel, terjadi pembentukan kerak di atas permukaan

penangas lebur. Alumina ditambahkan ke atas kerak ini dan alumina akan mengalami

pemanasan selanjutnya melepaskan kandungan airnya. Kerak itu dipecahkan secara

berkala dan alumina itu diaduk ke dalam penangas agar konsentrasinya tetap berada

di sekitar 2% sampai 6%. Kebutuhan teoritis alumina adalah 1,89 per kilogram

aluminium. Tetapi dalam prakteknya, angkanya kira-kira 1,91. bila kadar alumina di

dalam penangas itu sudah berkurang dan efek anoda berlangsung pada anoda itu

terbentuk suatu lapisan tipis karbon tetrafluorida di penangas itu tidak dapat lagi

membatasi permukaan anoda. Dalam hal ini voltase sel akan naik dan ini terlihat dari

lampu peringatan atau lonceng yang dihubungkan dengan sel dan hanya bekerja jika

sel beroperasi tidak normal. Bila ini terjadi, alumina kemudian diadukkan ke dalam

sel, walaupun waktunya bukanlah waktu penambahan berkala yang direncanakan.

Mengenai mekanisme yang sebenarnya dari pelarutan alumina di dalam penangas

dan bagaimana mekanisme dekomposisi elektrolitnya masih belum jelas. Tetapi pada

akhirnya ialah pembebasan oksigen pada anoda dan pengendapan logam aluminium

pada katoda. Oksigen itu bergabung dengan anoda karbon menghasilkan CO dan CO2

(25)

2.8 Anode effect

Anode effect adalah peristiwa naiknya tegangan listrik pot secara tiba-tiba

karena kandungan alumina di dalam elektrolit sangat rendah. Anode effect dapat

dihentikan dengan menambahkan alumina ke dalam elektrolit sambil menaik

turunkan anoda sehingga gas-gas di bawah anoda dapat keluar. Pekerjaan seperti ini

dapat dilakukan dengan kompoter maupun secara manual bila program kompoter

tidak berhasil menghentikannya. Selain itu, menurunya kadar alumina di dalam kriolit

akan menyebabkan kriolit berhenti membasahi anoda dan gelembung gas akan

berkumpul di permukaan anoda., dan bila lapisan ini pecah, maka akan menimbulkan

percikan bungan api atau funkenentladung (bahasa German), sehingga anode effect

disebut para operatur juga sebagai funken.

Anode effect dapat menyebabkan terhambatnya aliran arus dari anoda ke

katoda. Anosda effect dapat menyebabkan peningkatkan tegangan permukaan pada

anoda atau lapisan elektrolit yang berada pada kerapatan arus kritis. Selain itu

kekntalan juga mempengaruhi terjadinya Anode effect karena gelembung gas pada

anoda sulit bergerak ke luar. Kekentalan yang tinggi terjadi karena rendahnya

temperatur operasi.

Jika selama proses elektrolisa kandungan alumina dalam kriolit rendah, maka

akan menyebabkan sudut pembasahan anoda oleh kriolit besar. Akibatnya

gelembung-gelembung gas mudah berkumpul pada permukaan anoda yang berada

dalam kriolit. Jika hal tersebut sering terjadi dalam pot, maka operasi tidak akan stabil

(26)

Anode effect dihasilkan jika kandungan alumina yang terlarut dalam kriolit

rendah atau sekitar 1-1,5% dari kriolit.. selama berlangsungnya anode effect tegangan

sel meningkat karena intensitas arus listrik dijaga konstan dalam sel-sel yang

terhubung dalam satu rangkaian. Tegangan dapat bervariasi dari 10-50 volt,

tergantung pada kondisi operasi dari sel terutama di bagian anoda. Walaupun

memberikan banyak dampak negatif terhadap proses elektrolisa maupun kondisi pot,

namun anode effect juga sangat penting untuk operasi tungku reduksi. Semua alumina

yang ditambahkan terkonsumsi dan pot tersebut tidak mengalami overfeeding atau

pemasukan alumina yang berlebihan.

(Alcan Alesa Engineering Ltd, 2007)

(27)

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1. Alat-alat

- Round bar

- Corong untuk bath

- Case bath

- Batang besi

- Kereta alat

- Alat pengukur temperatur

- Gate

- AlF3 car

- Sanisistor

- Blue box

- Colector bar

- Alat pelindung diri

3.2 Bahan-bahan

- Larutan bath (Na3AlF6)

- Alumina (Al2O3)

- AlF3

3.3 Prosedur Percobaan

a). Penentuan komposisi bath

- Dibuka pintu pot bagian tap

(28)

- Ambil bath dari dalam kriolit dengan round bar

- Lepaskan bath dari round bar dan masukkan ke cast bath melalui

corong(sesuai nomor cast bath dengan nomor pot dari contoh bath yang

diambil)

- tutup kembali pintu pot bagian tap

- bawa contoh bath ke bagian analisa

- tentukan komposisi bath dengan metode X-Ray

b). Penentuan temperatur bath

- Buka pintu pot bagian tap

- Bebaskan permukaan bath dari kerak, alumina atau lumpur dengan batang besi

- Celupkan alat pengukur temperatur bath ke dalam bath

- Tentukan temperatur bath dan dicatat hasilnya

- Tutup kembali pintu pot bagian tap

c). Pengaturan temperatur bath

1. Jika temperatur di bawah 960oC

A. Dengan menambahkan bahan-bahan ke dalam bath

- Buka pintu pot bagian tap

- Taburkan alumina ke permukaan bath dan dinding samping dengan ACC

sampai terbentuk kerak

- Tutup kembali pintu pot bagian tap

B. Dengan meningkatkan arus listrik

- Menambahkan arus listrik dengan Power supply

(29)

- Hentikan pemasukan bahan-bahan ke dalam bath, seperti alumina, AlF3 dan

lain-lain pada saat tertentu sampai temperatur optimal

2. Jika temperatur di atas 965oC

A. Dengan membebaskan kerak pada permukaan bath

- Buka pintu pot bagian tap

- Breaker kerak pada permukaan bath dengan ACC atau secara manual dengan

batang besi

- Tutup kembali pintu pot bagian tap

B. Dengan menggunakan sanisistor

- Pasangan sanisistor pada collector bar

- Turunkan arus listrik dengan sanisistor

- Buka kembali sanisistor

C. Dengan menambahkan bahan-bahan ke dalam bath

- Buka pintu pot bagian tap

- Masukkan AlF3 dengan kadar tertentu atau masukkan alumina dari gate secara

manual dengan menggunakan blue box

(30)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Percobaan

Tabel. 4.1 Data operai pot PT INALUM

Tgl Npot BT Sa CaF2

tgl potnum bt sa caf2

27-Oct-09 175 938 10.8 5.3

27-Oct-09 172 942 10.8 5.3

2-Nov-09 112 962 9.3 4.8

1-Nov-09 533 965 9.3 4.8

3-Nov-09 527 961 9.6 5.1

19-Oct-09 282 963 9.6 5.1

11-Oct-09 316 970 6.5 4.4

12-Oct-09 479 978 6.5 4.4

15-Oct-09 169 971 8.6 5.1

17-Oct-09 169 977 8.6 5.1

4.2 Perhitungan

1) Keperluan alumina untuk menghasilkan aluminium

Reaksi Umum elektrolisa aluminium

2Al2O3 + 3C  4Al + 3CO2

Ar C = 12

Ar Al = 27

Mr Al2O3 = 102

Mr CO2 = 44

(31)

mol Al2O3 =

2) Alumina solubility

A = 11,9-(0,062 x

2 = konsentrasi maksimum alumina (%)

3 AlF

C = konsentrasi aluminium fluoride (%)

2 CaF

C = konsentrasi kalsium fluoride (%)

(32)
(33)
(34)
(35)

Tabel 4.2 Data Referensi alumina solubility

Npot BT Sa CaF2 A B Csat MTpr 175 938 10.8 5.3 9,808816 4,2816 7,45762 1963

172 942 10.8 5.3 9,808816 4,2816 7,59474 2061

112 962 9.3 4.8 10,09528 4,3536 8,528436 1834

533 965 9.3 4.8 10,09528 4,3536 8,644831 2131

527 961 9.6 5.1 10,08328 4,3488 8,636035 1575

282 963 9.6 5.1 9,999104 4,3392 8,413843 1542

316 970 6.5 4.4 10,48603 4,488 9,146237 1664

479 978 6.5 4.4 10,48603 4,488 9,489682 1252

169 971 8.6 5.1 10,11752 4,3872 8,892061 1666

169 977 8.6 5.1 10,11752 4,3872 9,135655 1550

4.2 Pembahasan

Temperatur bath yang paling optimal untuk digunakan dalam proses

elektrolisis yaitu antara 960-965oC, dengan temperatur sebesar itu akan menghasilkan

alumina solubility antara 8,0-8,5%, dan 2-4% alumina sangat optimal untuk

dimasukkan dan dielektrolisis di dalam pot operasi.

Temperatur bath di bawah 960oC akan mengakibatkan pembentukan lumpur,

karena dengan suhu seperti itu akan memperkecil alumina solubility, sedangkan

alumina yang dimasukkan telah diatur sedemikian rupa secara berkala untuk

konsentrasi 2-4%, sehingga proses elektrolisa berlangsung tidak seimbang.

Temperatur bath di atas 965oC akan meningkatkan pembentukan anode effect,

hal ini disebabkan karena konsentrasi alumina yang terdapat di dalam bath terlalu

(36)

pembentukan gas-gas seperti CO, CO2, CF4 dan lain-lain yang menyebabkan

pembentukan anode effect.

Dengan temperatur bath di atas 965oC, selain menimbulkan anode effect, juga

dapat merusak pot, karena kereaktifan bahan-bahan akan meningkatkan pergerakan

metal di dalam pot yang dapat mengikis cell pot, sehingga dapat menimbulkan

(37)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Temperatur bath berbanding lurus dengan alumina solubility, Semakin tinggi

temperatur bath, maka semakin besar alumina solubility yang dihasilkan.

5.2 Saran

a. Untuk penulis berikutnya, sebaiknya lebih banyak melakukan kunjungan

industry ke perusahaan-perusahaan, agar memiliki pemahaman tentang

perusahaan sebelum melakukan praktek kerja lapangan

b. Untuk penulis berikutnya, sebaiknya diberikan waktu yang lebih lama

untuk melaksanakan praktek kerja lapangan agar memperoleh wawasan yang

lebih luas tentang perusahaan terutama di PT.INALUM yang mempunyai

cakupan yang lebih luas.

c. Sebaiknya perusahaan membuat suatu pot percobaan, agar produktivitas

aluminium lebih maksimal

(38)

DAFTAR PUSTAKA Alcan Alesa Engineering.,Ltd,2007.Electrolysis Seminar

Anonymous.2007.

.Max-Hogger.Switzerland

Modul Pelatihan Operasi Tungku Reduksi

Anton,J.H.,1992.

.Edisi II.PT INALUM

Mengenal Lapisan Logam

Austin,G,T,.1990.

.Andi Offset.Yogyakarta

Industri Proses Kimia

Burkin,A,R.,1987.

.Erlangga.Jakarta

Production of Aluminium and Alumina

Gruber,K.,1977.

.Jhon Willey.New York

Pengetahuan Bahan Dalam Pengerjaan Logam

Jodi,B.J.,1992.

.Angkasa.Bandung

Recycling of Aluminium Salt Cake.J Res Management and

Figur

Tabel. 4.1 Data operai pot PT INALUM
Tabel 4 1 Data operai pot PT INALUM . View in document p.30
Tabel 4.2 Data Referensi alumina solubility
Tabel 4 2 Data Referensi alumina solubility . View in document p.35

Referensi

Memperbarui...