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
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
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,
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
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
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
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.
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.
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
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
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 4.1 Data Operasi Pot PT INALUM 17
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.
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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;
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
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
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
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)
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
- 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
- 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
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
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 (%)
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
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
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
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
