ANALISA KUANTITATIF KOKAS DAN PUNTUNG ANODA SISA (BUTT) TERHADAP PERSENTASE KASAR SATU (C1) DENGAN METODE
PENGAYAKAN UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS ANODA DI PT. INALUM KUALA TANJUNG
KARYA ILMIAH
GUNAWAN ANSHORI 072409031
PROGRAM DIPLOMA-3 KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ANALISA KUANTITATIF KOKAS DAN PUNTUNG ANODA SISA (BUTT)
TERHADAP PERSENTASE KASAR SATU (C1) DENGAN METODE
PENGAYAKAN UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS ANODA DI PT. INALUM KUALA TANJUNG
KARYA ILMIAH
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya
GUNAWAN ANSHORI 072409031
PROGRAM DIPLOMA-3 KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : ANALISA KUANTITATIF KOKAS DAN PUNTUNG
ANODA SISA (BUTT) TERHADAP PERSENTASE
KASAR SATU (C1) DENGAN METODE
PENGAYAKAN UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS ANODA DI PT. INALUM
KUALA TANJUNG
Kategori : TUGAS AKHIR
Nama : GUNAWAN ANSHORI
Nomor Induk Mahasiswa : 072409031
Program Studi : D3 KIMIA INDUSTRI
Departemen : KIMIA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
(FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui di Medan, Juli 2010
Diketahui/Disetujui oleh :
Departemen KIMIA FMIPA USU
Ketua, Dosen Pembimbing
(Dr. Rumondang Bulan Nst, MS) (Drs. Abdi Negara Sitompul)
PERNYATAAN
ANALISA KUANTITATIF KOKAS DAN PUNTUNG ANODA SISA (BUTT) TERHADAP PERSENTASE KASAR SATU (C1) DENGAN METODE
PENGAYAKAN UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS ANODA DI PT. INALUM KUALA TANJUNG
KARYA ILMIAH
Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2010
PENGHARGAAN
Puji syukur penulis panjatkan kehadiran Allah SWT, atas berkat, rahmad dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini sebagaimana mestinya.
Tujuan disusunnya karya ilmiah ini adalah untuk memenuhi syarat dalam menyelesaikan studi pada program studi diploma tiga Kimia Industri (D3 KIN) Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam di Universitas Sumatera Utara. Karya ilmiah ini disusun berdasarkan hasil kerja praktek yang dilaksanakan di PT. INALUM dari tanggal 21 Desember 2009 sampai dengan 29 Januari 2010. Adapun Judul dari karya ilmiah ini adalah ”Analisa Kuantitatif Kokas dan Puntung Anoda Sisa (Butt) Terhadap
Persentase Kasar Satu (C1) Dengan Metode Pengayakan Untuk Meningkatkan Kualitas Anoda di PT. Inalum Kuala Tanjung.”
Penulis menyadari banyak kekurangan dalam penulisan karya ilmiah ini, karena itu dengan segala kerendahan hati penulis menerima saran yang bersifat membangun untuk penyempurnaan tugas akhir ini.
Selama penulisan karya ilmiah ini, banyak kendala yang penulis hadapi. Berkat bantuan dari berbagai pihak akhirnya penulisan dapat diselesaikan tepat waktu. Oleh karena itu, tiada kata yang patut untukpenulis sampaikan kecuali ucapan terima kasih yang setulusnya kepada :
1. Terkhusus buat Ayahanda Suyono dan Ibunda Supartik yang telah mendukung
penulis dalam doa yang tulus tiada henti, dana dan semangat hingga akhirnya penulis dapat menyelesaikan pendidikan di Kimia Industri.
2. Bapak Drs. Abdi Negara Sitompul selaku dosen pembimbing tugas akhir yang
telah banyak membantu penulis dan memberikan saran-saran yang membangun sampai penyelesaian tugas akhir ini
3. Bapak Akmal selaku pembimbing lapangan, dan karyawan PT. INALUM yang
telah membimbing dan mengarahkan penulis selama melakukan kerja praktek
4. Ibu Dr. Rumondang Bulan Nst, MS selaku ketua jurusan Kimia Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam USU
5. Bapak Prof. Harry Agusnar, MPIL selaku koordinator Kimia Industri Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam USU
6. Bapak Prof. Dr. Jamaran Kaban, MSc selaku dosen pembimbing akademik selama
saya di Kimia Industri
7. Buat Kakanda Rafi’i dan Anang Suhairi.
10.Buat sahabat dan teman-teman saya yang selalu bersedia membantu dalam penyelesaian karya ilimiah ini yang tidak dapat saya sebut satu per satu
Akhir kata penulis menyadari sepenuhnya bahwa penulisan karya ilmiah ini, baik dari segi penulisan maupun substansinya, masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis tidak menutup kemungkinan bagi para pihak untuk memberikan saran maupun kritik yang bersifat membangun guna penyempurnaan karya ilmiah ini.
Medan, Juli 2010 Penulis
ABSTRAK
Kokas merupakan bahan baku untuk pembuatan anoda yang merupakan sisa hasil
fraksinasi minyak bumi dengan batu bara. Komposisi kasar satu (C1) dari kokas dan
puntung anoda sisa (butt) merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kualitas suatu anoda. Apabila persentase komposisi kasar satu (C1) dari kokas yang dihasilkan lebih
besar dari butt maka porositas anoda karbon tinggi (permukaannya kasar) dan sebaliknya, apabila persentase komposisi kasar satu (C1) dari kokas yang dihasilkan lebih kecil dari butt maka akan menimbulkan keretakan dan pemakaiannya tidak sesuai dengan waktu
yang ditentukan sehingga anoda akan lebih mudah terkikis (retak) sehingga anoda akan jatuh ke bawah. Dari hasil pengamatan diperoleh komposisi kasar satu (C1) untuk 23.220
ANALYSIS QUANTITATIVE OF COKE AND BUTT ABOUT PERCENTAGE OF ONE COARSE (C1) WITH SHIVER METHOD TO INPROVE THE
QUALITY OF ANODE ON PT. INALUM KUALA TANJUNG
ABSTRACT
The coke is material for making anode is residu of fractination product crude oil and coal.
Compotition of one coarse (C1) from coke and butt is one of the factors effecting the
quality of anode. If the percentage compotition of one coarse (C1) from coke result be
over from butt so that porosity of anode carbon highly (caorse its surface) and its contrary, If the percentage compotition of one coarse (C1) from coke result be less from
butt so that will be cracked and its application not agree with time certained so that the anode will be scraped (craked) so the anode will be fall. For the observation obtained the compotition of one coarse (C1) to 23.220 kg from coke 13,81 % (3.206 kg) and butt 3,19
DAFTAR ISI
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Sifat-sifat Fisik dan Kimia dari Alumunium 10
Tabel 2.2 Spesifikasi Minyak Kokas 12
Tabel 2.3 Spesifikasi Kokas Pitch 14
Tabel 2.4 Spesifikasi dari CTP (Coal Tar Picth) 15
Tabel 4.1 Data Hasil Pengamatan Komposisi Kasar Satu (C1)
dari Kokas dan Butt untuk Kapasitas 23.220 kg 26
Tabel 4.1 Data Hasil Perhitungan Komposisi Kasar Satu (C1)
ABSTRAK
Kokas merupakan bahan baku untuk pembuatan anoda yang merupakan sisa hasil
fraksinasi minyak bumi dengan batu bara. Komposisi kasar satu (C1) dari kokas dan
puntung anoda sisa (butt) merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kualitas suatu anoda. Apabila persentase komposisi kasar satu (C1) dari kokas yang dihasilkan lebih
besar dari butt maka porositas anoda karbon tinggi (permukaannya kasar) dan sebaliknya, apabila persentase komposisi kasar satu (C1) dari kokas yang dihasilkan lebih kecil dari butt maka akan menimbulkan keretakan dan pemakaiannya tidak sesuai dengan waktu
yang ditentukan sehingga anoda akan lebih mudah terkikis (retak) sehingga anoda akan jatuh ke bawah. Dari hasil pengamatan diperoleh komposisi kasar satu (C1) untuk 23.220
ANALYSIS QUANTITATIVE OF COKE AND BUTT ABOUT PERCENTAGE OF ONE COARSE (C1) WITH SHIVER METHOD TO INPROVE THE
QUALITY OF ANODE ON PT. INALUM KUALA TANJUNG
ABSTRACT
The coke is material for making anode is residu of fractination product crude oil and coal.
Compotition of one coarse (C1) from coke and butt is one of the factors effecting the
quality of anode. If the percentage compotition of one coarse (C1) from coke result be
over from butt so that porosity of anode carbon highly (caorse its surface) and its contrary, If the percentage compotition of one coarse (C1) from coke result be less from
butt so that will be cracked and its application not agree with time certained so that the anode will be scraped (craked) so the anode will be fall. For the observation obtained the compotition of one coarse (C1) to 23.220 kg from coke 13,81 % (3.206 kg) and butt 3,19
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Bahan yang digunakan dalam proses elektrolisa (peleburan) alumunium yang berlangsung
di PT. INALUM yaitu anoda, katoda, dan juga alumina (bahan dasar dalam proses
elektrolisis).
Anoda adalah elektroda dengan muatan listrik positif dalam proses elektrolisa
(sebagai reduktor) sedangkan katoda adalah elektroda yang bermuatan listrik negatif
dalam proses elektrolisa yang merupakan elektroda tempat terjadinya reaksi reduksi
(sebagai oksidator). Anoda karbon yang digunakan berasal dari material karbon (C) yang
terdiri dari kokas (coke), puntung anoda sisa (butt), dan skrap mentah sebagai filter serta
hard picth sebagai pengikat. Kokas merupakan bahan pengisi (filter) anoda yang berasal
dari sisa-sisa hasil fraksinasi minyak bumi dengan batu bara. Kokas (coke) yang biasa
digunakan adalah kokas yang terkalsinasi (calcinated coke).
Anoda karbon yang diproduksi oleh PT. INALUM harus memenuhi standar mutu
dicetak sendiri oleh PT. INALUM. Bahan baku yang digunakan untuk memproduksi
anoda karbon merupakan bahan baku impor dan bahan baku ini cukup mahal sehingga
diperlukan optimasi pemakaian anoda karbon pada saat proses elektrolisa.
Kualitas anoda karbon harus ditingkatkan untuk mencapai pemakaian anoda yang
optimal, terutama kualitas yang menyangkut komposisi anoda karbon dari kokas dan butt
terhadap kasar satu (C1). Untuk meningkatkan kualitas anoda karbon terutama yang
menyangkut komposisi kasar satu (C1) kokas dan butt maka perlu diketahui persentasi
komposisi kasar satu (C1) kokas dan butt dengan perbandingan 1 : 5. Karena apabila
komposisi kasar satu (C1) dari kokas yang digunakan untuk anoda karbon lebih besar dari butt maka porositas anoda karbon tinggi (permukaannya kasar) sedangkan apabila
komposisi kasar satu (C1) dari kokas yang digunakan untuk anoda karbon lebih rendah
dari butt maka akan menimbulkan keretakan dan pemakaiannya tidak sesuai dengan
waktu yang ditentukan.
Oleh karena itu, komposisi kasar satu (C1) kokas dan butt harus tetap diperhatikan
untuk mencapai pemakaian anoda yang optimal. Berdasarkan latar belakang diatas,
penulis tertarik untuk mengangkat masalah ini sebagai pembahasan dalam tugas akhir
dengan judul :
”ANALISA KUANTITATIF KOKAS DAN PUNTUNG ANODA SISA (BUTT)
TERHADAP PERSENTASE KASAR SATU (C1) DENGAN METODE
1.2. Permasalahan
Berapa persentase komposisi kasar satu (C1) dari kokas dan butt yang dibutuhkan oleh
suatu anoda dan apa pengaruhnya terhadap kualitas anoda.
1.3. Tujuan
1. Untuk mengetahui secara tepat berapa persentase komposisi kasar satu (C1) dari kokas
dan butt suatu anoda yang diproduksi PT. INALUM.
2. Untuk mengetahui pengaruh komposisi kasar satu (C1) dari kokas dan butt terhadap
kualitas anoda di PT. INALUM.
1.4. Manfaat
1. Dapat mengetahui kualitas anoda yang sesuai dengan standart PT. INALUM
terutama terhadap komposisi kasar satu (C1) dari kokas dan butt.
2. Dapat dipergunakan sebagai studi perbandingan bagi mahasiswa/i FMIPA USU yang
akan melaksanakan Praktek Kerja Lapangan (PKL) dimasa mendatang.
3. Sebagai salah satu sarana menjalin hubungan dan kerjasama yang baik antara
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Anoda
Anoda adalah elektroda dengan muatan listrik positif dalam proses elektrolisa. Anoda
merupakan elektroda tempat terjadinya reaksi oksidasi (sebagai reduktor). Anoda yang
digunakan pada proses Hall-Heroult adalah anoda karbon. Karbon yang merupakan
bahan dasar pembentuk anoda akan diubah menjadi karbon dioksida selama proses
elektrolisis alumina menjadi alumunium.
Anoda karbon berfungsi sebagai reduktor dalam proses eletrolisis alumina. Anoda
karbon diproduksi pada pabrik karbon (Carbon plant). Komposisi anoda karbon terdiri
dari 60% kokas minyak, 15% coal tar pitch (binder), dan 20% butt (puntung anoda).
Sifat-sifat anoda karbon yang dipakai adalah sebagai berikut :
1. Tahan terhadap perubahan panas (heat shock) sehingga sulit retak saat beroperasi
pada temperatur tinggi
2. Angka muai panas yang rendah agar anoda sulit terlepas dari tangkai anoda (rod)
3. Konduktivitas panas tinggi agar segera mencapai temperatur tinggi pada proses
pemanasan (baking)
4. Konduktivitas listrik yang tinggi (0,0036 – 0,0091 Ohm.cm) agar aliran listrik
efektif
Anoda juga berfungsi untuk menghantarkan arus listrik dari sumber arus listrik
menuju katoda melalui elektroda. Green Plant adalah proses pembuatan anoda mentah
(Green Anode Block), adapun komposisi anoda yaitu coarse 1 (kokas dengan ukuran 5-18
mm) sebanyak 18 %, coarse 2 (kokas dengan ukuran 1-5 mm) sebanyak 29 %, coarse 3
(kokas dengan ukuran 0,5-1 mm) sebanyak 18 % atau dapat disebut juga medium, fine
(kokas dengan ukuran 0-0,2 mm) atau disebut juga dengan dash.
Tujuan pembuatan anoda di PT. INALUM adalah untuk menyediakan kebutuhan
sumber anoda karbon bagi keperluan proses peleburan alumunium dimana anoda sangat
mempengaruhi kualitas alumunium yang dihasilkan. Anoda yang digunakan pada
peleburan alumunium sesuai dengan proses Hall-Heroult merupakan material karbon.
Berdasarkan keperluan anoda untuk proses peleburan alumunium, jenis pot reduksi dibagi
menjadi dua jenis yaitu :
1. Sodenberg Anode Furnace (SAF)
2. Prebaked Anode Furnace (PAF)
SAF adalah sistem pot yang menggunakan anoda pasta tercetak dalam bentuk
berasal dari panas yang ditimbulkan oleh bath dan dialiri arus listrik pada anoda jenis ini
mengalir secara vertikal.
Keuntungan SAF adalah :
1. Tidak diperlukannya adanya baking plant dan rodding plant
2. Radiasi sinar panas bagian atas anoda lebih kecil dibandingkan PAF
3. Tidak diperlukan penggantian anoda
PAF adalah sistem pot yang menggunakan anoda pasta yang dicetak dan
dipanggang (baked) di Anode Baking Furnace pada temperatur 1100-1200 oC. Anoda
panggang (Baking Block), kemudian diberi tangkai (rod) yang berfungsi sebagai
penyangga dan penghantar arus listrik dalam proses elektrolisa.
Keuntungan PAF adalah :
1. Dapat dibuat dalam ukuran besar
2. Kemudian pelaksanaan operasi yaitu dengan mekanisasi dan otomisasi
3. Pemakaian listrik yang lebih kecil dibandingkan dengan SAF
4. Kondisi ruangan kerja lebih baik
5. Konsumsi karbon lebih rendah dibandingkan dengan SAF
Karbon merupakan bahan baku pembuatan anoda yang terdiri dari coke, butt, dan
green scrap sebagai filter serta hard pitch sebagai binder. Material karbon dipilih sebagai
anoda dengan alasan sebagai berikut :
1. Memiliki daya panas yang tinggi dimana titik sublimasi mencapai 4200 oC
mekanik bahan lebih tinggi pada temperatur yang tinggi dibandingkan pada
temperatur yang rendah
2. Konduktifitas elektrik yang tinggi (4-10. 10-3 Ohm/cm)
3. Konduktifitas panas yang tinggi (sama dengan logam rata-rata)
4. Ekspansi panas yang rendah (0,5 kali tembaga)
5. Ketahanan yang tinggi terhadap perubahan panas yang mendadak
6. Densitas yang rendah yaitu apprent density : 1,4-1,7, Spesific grafity max 2,6
7. Ketahanan yang tinggi terhadap bahan-bahan kimia
8. Harga relatif murah, namun demikian material karbon memiliki kelemahan,
karena karbon mudah teroksidasi oleh perlakuan sebagai berikut :
a. Oksigen pada temperatur 500 oC
b. Karbon dioksida pada temperatur 900 oC c. Air pada temperatur 700 oC
2.2. Katoda
Katoda adalah elektroda dengan muatan listrik negatif pada proses elektrolisis. Ditinjau
dari bahan baku dan proses pembuatannya, blok katoda dibagi dalam empat jenis yaitu :
1. Blok katoda amorphous, bahan bakunya antrasit, dipanggang pada temperatur
1200 oC
2. Blok katoda semigraphiti, bahan bakunya grafit, dipanggang pada temperatur
1200 oC
3. Blok katoda semigraphitized, bahan bakunya grafit, mengalami proses heat
4. Blok katoda graphitized, bahan bakunya kokas, mengalami proses grafitasi
sampai temperatur 3000 oC
Pemilihan jenis katoda ditentukan oleh design pot dan arus listrik yang digunakan.
Pada pot jenis PAF (Prebaked Anoda Furnace) dengan arus listrik yang tinggi, biasanya
digunakan blok anoda graphitized.
Reaksi utama yang terjadi di dalam katoda adalah reaksi penangkapan elektron
oleh ion alumunium (Al3+) menjadi alumunium (Al), ini diperlihatkan menurut persamaan
reaksi sebagai berikut :
Al3+ (s) + 3e- Al (l)
2.3. Alumina
Alumina (Al2O3) merupakan material keramik non silikat yang paling penting. Material
ini meleleh pada suhu 2051 oC dan mempertahankan kekuatannya bahkan pada suhu 1500
sampai 1700 oC. Alumina mempunyai ketahanan listrik yang tinggi dan tahan terhadap
kejutan termal dan korosi. Sifat ini membuatnya menjadi material yang baik untuk
isolator busi, dan sebagaian besar busi sekarang menggunakan alumina 94 %. Alumina
kerapatan tinggi difabrikasikan sedemikian rupa sehingga pori terbuka di antara butir-
butirnya nyaris tertutup sempurna, butir-butirnya kecil. Tidak seperti keramik lain,
keramik ini memiliki kekuatan mekanis penahan dampak yang baik, yang
menyebabkannya digunakan sebagai pelapis baja. Alumina dengan kerapatan tinggi juga
Jika Al2O3 yang didadah (doped) dengan sedikit MgO dibakar dalam vakum atau
atmosfer hidrogen (bukan udara) pada suhu 1800 sampai 1900 oC, pori yang sangat kecil
sekalipun yang membaurkan cahaya dan membuat material tampak putih dapat
dihilangkan. Keramik yang dihasilkan jadi bening.
Alumina (Al2O3) diperoleh dari pengolahan biji bauksit dengan proses Bayer.
Proses Bayer terdiri dari tiga tahap reaksi yaitu :
1. Proses Ekstraksi
Pada proses kalsinasi akan dihasilkan jenis alumina sandy jika operasi
berlangsung pada temperatur rendah, jenis alumina floury untuk operasi pada temperatur
tinggi. PT. INALUM tidak menghasilkan alumina sendiri tetapi diperoleh dari Negara
lain terutama dari Australia.
2.4. Alumunium
Alumunium diperoleh dari jenis-jenis tanah liat tertentu (bauksit). Bauksit mula-mula
oksida alumunium cair itu dilaksanakan suatu prosedur elektrik. Oleh karena suhu lumer
oksida-alumunium sangat tinggi yaitu 2050 oC maka pengolahan alumnium sangat sukar.
Logam alumunium mempunyai rumus kimia Al, mempunyai berat jenis 2,6-2,7 dengan
titik cair sebesar 659 oC. Alumunium adalah logam lunak. Alumunium lebih keras dari
pada timah putih, tetapi lebih lunak dari pada seng. Warna dari alumunium adalah putih
kebiru-biruan.
Tabel 2.1. Sifat-sifat Fisik dan Kimia dari Alumunium
Item Kualifikasi
Nomor atom 13
Nomor massa 26,9815
Bentuk kristal (25 oC) Kubus pusat muka
Densitas 2.699 g/cm3
Struktur atom terluar 3s2p1
Titik leleh (1 atm) 660,1 oC
Titik didih (1 atm) 2327 oC
Panas peleburan 94,6 kal/g
Panas jenis 0,280 kal/g oC
(PT. INALUM, 1998)
Orang pertama yang telah berhasil memisahkan alumunium adalah H. Davy yaitu
pada tahun 1808. Pada tahun 1825, H. C. Oersted dapat menghasilkan alumunium yang
lebih murni. Pada tanggal 23 April 1886, P. L. T. Heroult dan secara terpisah pada
tanggal 9 Juli pada tahun yang sama, C. M. Hall di Amerika, berhasil memproduksi
Alumunium dapat dihasilkan melalui proses elektrolisis. Proses elektrolisis yang
dikembangkan untuk produksi industrial adalah proses elektrolisis Hall-Heroult. Proses
tersebut merupakan elektrolisis larutan alumina (Al3O2) di dalam lelehan kriolit
(Na3AlF6) pada temeratur 960 oC sehingga dihasilkan alumunium cair.
2.5. Proses Pembuatan Anoda
Anoda adalah bahan yang digunakan untuk memisahkan aluminium dari alumina dengan
proses elektrolisa.
Pembuatan anoda dilakukan dengan beberapa tahap :
1. Proses pencetakan anoda (Green plant)
2. Proses pemanggangan anoda (Baking plant)
3. Proses penangkaian anoda (Rodding plant)
2.5.1. Green Plant
Green plant adalah pabrik pembuatan anoda mentah (green anoda block) untuk
kebutuhan proses elektrolisa di pot reduksi. Proses pembuatan anoda mentah
menggunakan beberapa bahan baku, antara lain :
1. Kokas (coke)
Kokas adalah bahan yang digunakan untuk membuat anoda yang berasal dari
sisa-sisa destilasi batu bara dan minyak bumi. Kokas yang digunakan sebagai bahan baku
Tabel 2.2. Spesifikasi minyak kokas
NO Parameter unit Guaranted Value
HS LS
1. Vibrated Bulk Density
Chaiser Methode (8-14 mesh) g/cm3 - 0,80 - 0,80
GLCC Methode (20-48 mesh) g/cm3 - 0,84 - 0,84 2. Tapped Bulk Density
(0,84-1,41 mesh)
18 Spesific Electrical Resistant Micro ohm
meter
+ 500 + 500
Tabel 2.3. Spesifikasi kokas pitch
NO Parameter Unit Guaranted Value
LS
1. Vibrated Bulk Density
Chaiser Methode (8-14 mesh) g/cm3 - 0,85
GLCC Methode (20-48 mesh) g/cm3 - 0,9 2. Tapped Bulk Density (0,84-1,41
mesh)
18 Spesific Electrical Resistant Micro
ohm meter
+ 50
Catatan : * (-) = tidak diperbolehkan dibawah nilai yang ditetapkan
Pemakaian kokas yang tepat harus sesuai persentase antara High Sulfur (HS)
dengan Low Sulfur (LS) agar anoda yang dihasilkan kualitasnya bagus. Dalam
pembuatan anoda dilakukan pengayakan sehingga kokas terbagi atas ukuran fisiknya,
yaitu :
a. Kokas dengan ukuran 18-5 mm disebut kokas kasar 1 (C1)
b. Kokas dengan ukuran 5-1 mm disebut kokas kasar 2 (C2)
c. Medium adalah kokas dengan ukuran 1-0,2 mm
d. Fine adalah kokas dengan ukuran dibawah 0,2 mm
2. Butt (Puntung anoda sisa)
Butt adalah sisa anoda setelah digunakan dalam proses reduksi peleburan
aluminium ditungku reduksi. Jika butt yang dihasilkan setelah proses elektrolisis banyak,
ini menandakan bahwa kualitas anoda tersebut baik karena anoda yang terpakai dalam
proses elektrolisis tersebut sedikit, dan sebaliknya jika butt yang dihasilkan setelah
proses elektrolisis sedikit, ini menandakan bahwa kualitas anoda buruk. Butt terbagi atas
dua ukuran fisiknya, yaitu :
a. Butt dengan ukuran 18-3 mm
b. Butt dengan ukuran < 3 mm
3. Coal Tar Pitch (CTP)
CTP disebut juga dengan binder yang berfungsi sebagai perekat hingga terbentuk
pasta. Kualitas CTP yang rendah akan menurunkan kualitas blok anoda yang
Tabel 2.4. Spesifikasi dari CTP (Coal Tar Picth)
No Parameter Unit Guaranter Value
1 Softening Oil oC 111-117
7 Distillation test
F.D 0-369oC % + 6
8 Chemical Analysis
Sodium ppm + 180
Calcium ppm + 80
Silikon ppm + 400
Iron ppm + 400
Catatan : * (-) = tidak diperbolehkan dibawah nilai yang ditetapkan
* (+) = tidak diperbolehkan diatas nilai yang ditetapkan
4. Green skrap
Green skrap adalah hasil daur ulang dari produk-produk yang tidak memenuhi
standar mutu anoda yang digunakan untuk proses elektrolisa. Green skrap ada dua
jenis, yaitu :
a. Pasta yang belum layak dicetak karena tidak memenuhi spesifikasi
b. Green Block (GB) yang rejected misalnya porositas, retak, tinggi yang tidak
Selain menggunakan bahan baku diatas pembuatan anoda juga menggunakan
minyak. Minyak yang digunakan antara lain :
1. Minyak Marlotherm
Minyak Marlotherm adalah minyak yang digunakan untuk memanaskan CTP.
Minyak Marlotherm juga digunakan sebagai media pemanas preheater dan kneader.
2. Minyak Berat (Heavy Oil)
Minyak ini digunakan untuk memanaskan minyak Marlotherm. Selain itu juga
digunakan untuk bahan bakar pada saat proses pemanggangan GB (Green Block)
2.5.2. Baking Plant
Baking plant adalah tempat untuk memanggang Green block (anoda mentah) yang berasal
dari Green plant. Tujuan pemanggangan untuk mengkalsinasi pitch yang ada didalam
Green block (GB) yang kemudian pitch tersebut akan membentuk ikatan dengan kokas
dan butt. Bahan baku utama anoda panggang (Baked block) adalah blok anoda mentah
yang dihasilkan oleh Green plant.
Pabrik pemanggangan terdiri dari 2 gedung yaitu gedung A dan gedung B.
Gedung A terdiri dari 2 bagian yaitu gedung A1 dan gedung A2. Demikian juga gedung B
terdiri dari 2 bagian yaitu gedung B1 dan B2. Jumlah seluruh tungku pemanggangan di
Baking plant adalah 106 tungku. Gedung pemanggangan (Baking plant) mempunyai 7
rantai bakar :
3. Gedung B1 terdiri dari 2 rantai bakar
4. Gedung B2 terdiri dari 1 rantai bakar
Dimana 1 rantai bakar tediri dari 15 furnace (tungku) dan khusus di B2, 1 rantai bakar
untuk 16 furnace. Sistem pengaturan operasi firing adalah sebagai berikut :
1. 4 tungku tertutup : mengalami preheating
2. 3-4 tungku tertutup : mengalami firing
3. 2-3 tungku tertutup : mengalami cooling
4. 4 tungku terbuka : mengalami pengeluaran BB dan pemasukan GB serta
perawatan tungku.
Proses pemanggangan anoda meliput i tiga tahap penting :
1. Preheating (pemanasan awal)
Preheating merupakan pemanasan awal dengan temperatur yang dimulai pada
temperatur (150-250 ºC) hingga temperatur (800-900 ºC). Setelah mencapai
temperatur tersebut, proses berlanjut ke tahap berikutnya.
2. Firing (pembakaran) dan Soaking
Tahap firing dimulai pada temperatur (800-900 ºC) hingga mencapai temperatur
(1225-1250 ºC) . Tahap soaking yaitu menjaga temperatur (1225-1250 ºC).
3. Cooling (pendinginan)
Pada tahap ini BB (Baked block) yang telah dipanggang mengalami pendinginan
dari temperatur (1225-1250 ºC) sampai temperatur (300-400 ºC)
Pada proses firing, tungku pemanggangan mendapatkan panas 1225-1250 ºC
(Heavy Oil) yang akan membantu proses pemanggangan GB. Jumlah produksi anoda
(BB) yang dihasilkan dapat dihitung dengan formula sederhana.
H
M = n.Y.€ Fp
Dimana : M adalah BB production dalam anoda panggang
H adalah waktu (jam) dalam satu hari
Fp adalah fire progression (laju pembakaran dalam jam)
n adalah jumlah anoda dalam 1 tungku
Y adalah rantai bakar yang beroperasi
€ adalah efisiensi operasi pemanggangan (0,995 %) Fire Progression 36 jam
24
M (BB production) = x 75 x 30 x 2 x 0,995% = 2985 anoda panggang 36
2.5.3. Rodding Plant
Rodding plant adalah pabrik penangkaian anoda, dimana anoda Baked block (BB) dirakit
dengan dengan menggunakan cast iron hingga menjadi Anoda Assembly. Ditungku
reduksi, anoda merupakan elektroda positif dalam proses elektrolisa sedangkan rod
berfungsi sebagai penghantar listrik dari busbar ke anoda.
Pabrik penangkaian terletak pada tahap akhir produksi anoda untuk digunakan di
1. Casting
Casting adalah proses penuangan besi tuang atau cast iron untuk menyambung
rod dengan Baked block (BB).
2. Induction Furnace
Induction Furnace merupakan dapur untuk memproduksi cast iron. Cast iron
merupakan paduan besi dan karbon. Dimana persentase dari karbon tersebut mencapai
3-4 %.
3. Aluminium Spray
Anode Assembly akan dilapisi Aluminium spray. Pelapisan ini bertujuan agar tidak
terjadi kontak dengan udara yang mengakibatkan terjadinya oksidasi. Jumlah aluminium
yang digunakan kira-kira 12 kg/anode assembly.
4. Anode Transport Car (ATC)
Anode Transport Car (ATC) adalah kendaraan khusus yang digunakan untuk
mengirimkan Anoda assembly ke gedung reduksi dan mengambil Butt assembly dari
gedung reduksi.
5. Crust dan Butt System
Crust dan Butt system adalah proses daur ulang crust dan butt yang diterima dari
gedung reduksi. Pemecahan crust berfungsi untuk memecah crust menjadi ukuran 50 mm
dan 30 mm sedangkan pemecahan butt berfungsi untuk memecah butt menjadi ukuran
150 mm dan 8 mm.
6. Press System
Press system berfungsi untuk membersihkan crust yang masih lengket di butt
Kategori Rod reject terdiri dari :
a. Deformasi, kerusakan pada dimensi tangkai
b. Sticking, kerusakan akibat lengketnya timbel terlalu kuat
c. Erosi (melt away), kerusakan akibat pengikisan
d. Crack, kerusakan yang diakibatkan oleh retaknya daerah yoke dan stub
e. Spark, pengikisan pada tangkai
f. Bengkok, bila bagian tangkai tidak simetris
g. Mig welding, kerusakan akibat retaknya las-lasan antara BA clad dan rod
h. BA Clad, putusnya sambungan material aluminium dengan besi
i. Elongation, kerusakan pada stub yang disebabkan oleh faktor usia
2.6. Proses Elektrolisis Alumunium
Logam alumunium adalah logam kedua yang dikomersilkan setelah besi didunia.
Produksi logam adalah 1,5 x 1010 kg (16 juta ton) tiap tahun. Bahan dasar yang penting dari alumunium adalah Bauksit (bauxite), bauksit tidak sepenuhnya terdiri dari alumina
(aluminium oksida), tetapi juga terdiri dari oksida besi, silikon dan titanium serta
beberapa material silika yang bervariasi. Selain itu Al juga terdapat hidrat oksida yaitu
Al2O3. xH2O. Dimana nilai x bervariasi tergantung pada partikel mineral yang ada dan
digunakan sebagai produksi alumunium. Elektrolisis adalah peristiwa kimia yang
melibatkan dua atau lebih spesies kimia yang berbeda, yang terjadi pada kedua elektroda
(anoda dan katoda), dan berlangsung bila aliran listrik searah, DC (Direct Current),
2Al2O3 (s) + 3C (s) 4Al (l) + 3CO2 (g)
Mekanisme yang terjadi dalam proses tersebut adalah alumina diumpankan ke
dalam elektrolit dan terpisah ion alumunium yang bermuatan positif (Al3+) dan ion
oksigen yang bermuatan negatif (O2-). Arus searah dialirkan ke dalam tia-tiap sel,
sehingga menggerakkan ion-ion menuju arah yang berlawanan. Ion oksigen bergerak
kearah anoda, lalau bereaksi dengan karbon membentuk karbondioksida (CO2),
sedangkan ion alumunium bergerak kearah katoda, lalu akan kehilangan muatannya
membentuk alumunium (Al).
Reaksi alumina yang terjadi pada saat proses elektrolisa adalah sebagai berikut :
2Al2O3(s) 4Al3+ (l) + 6O2+9g)
Reduksi (katoda) :4Al3+ + 12e 4Al
Oksidasi (anoda) : 6O2- 3O2 + 12e
3C + 3O2 3CO2 +
BAB 3
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1. Alat
1. Belt Comveyer (BC)
2. Bucked Elevator (BE)
3. Bult Skill (BS)
4. Magnet Seprator (MS)
5. Dumper (DP)
6. Shiver (SR)
7. Scrup Comveyer (SC)
8. Bin (B)
9. Constant Feedweigher (CF)
10. Crush (CR)
11. Rotari Vurp (RV)
3.2. Bahan
1. Kokas (coke)
2. Puntung anoda sisa (butt)
3.3. Prosedur
3.3.1. Kokas (coke)
1. Kokas yang berada dalam Coke Silo, diangkut dengan Bucked Elevator
(BE-201) dan dialirkan dengan Belt Comveyer (BC-201) untuk
dimasukkan ke dalam Magnet Seprator (MS-201).
2. Setelah kokas dipisahkan dari logam-logam di Magnet Seprator (MS-201),
diarahkan ke Dumper (DP-201) untuk dimasukkan ke dalam Shiver
(SR-201)
3. Setelah dilakukan pengayakan kokas di Shiver (SR-201) untuk
memperoleh ukuran 18-5 mm, kokas digetarkan di Scrup Comveyer
(SC-201) untuk memasukkan ukuran 18-5 mm ke dalam Bin (B-(SC-201) dan
ditimbang di Contant Feedweigher (CF-201) sedangkan untuk ukuran
kokas yang lebih besar dari 18 mm dimasukkan kedalam Silo (S-201)
untuk dilakukan pengolahan kembali.
3.3.2. Puntung Anoda Sisa (butt)
1. Butt yang berada dalam Butt Silo, dialirkan dengan Belt Comveyer
2. Setelah butt dipisahkan dari logam-logam di Magnet Seprator (MS-202),
diarahkan ke Crusher (CR-202) untuk dilakukan pemecahan terhadap
butt kemudian diangkut dengan Bucked Elevator (BE-204) dan diarahkan
ke Dumper (DP-208) untuk dimasukkan ke dalam Shiver (SR-203)
3. Setelah dilakukan pengayakan butt di Shiver (SR-203) untuk memperoleh
ukuran 18-3 mm, dimasukkan ukuran 18-3 mm ke dalam Bin (B-207) dan
butt diantarkan dengan cara pemutaran dengan Rotari Vurp (RV-206)
untuk ditimbang di Contant Feedweigher (CF-205) sedangkan untuk
ukuran kokas yang lebih besar dari 18 mm dialirkan kedalam Crusher
BAB 4
DATA DAN PEMBAHASAN
4.1. Data
Tabel 4.1. Data hasil pengamatan komposisi kasar satu (C1) dari kokas dan butt untuk kapasitas 23.220 kg
4.2. Perhitungan
Berikut ini contoh perhitungan komposisi kasar satu (C1) dari kokas dan butt yang
diperlukan untuk membuat anoda karbon.
Komposisi kasar satu (C1) kokas
A - B
C1 kokas = x 100
C
Dimana : A adalah standar C1
B adalah jumlah % Actual Butt ukuran 5,66-15,9
C adalah jumlah kokas kasar satu (C1) ukuran 5,66-15,9
17 % – 6,7 %
Kokas yang diperlukan adalah 13,81 % x 23.220 kg = 3.206 kg
Komposisi kasar satu (C1) butt
C1 butt = Standar C1 – C1 kokas
C1 butt = 17 % – 13,81 %
Butt yang diperlukan adalah 3,19 % x 23.220 kg = 741 kg
Dari perhitungan diatas, maka hasil perhitungan komposisi kasar satu (C1) di
kokas dan komposisi kasar satu (C1) di butt dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 4.2. Data hasil perhitungan komposisi kasar satu (C1) dari kokas dan butt untuk kapasitas 23.220 kg
No Kasar satu (C1) Komposisi C1 (%) Komposisi C1 (Kg)
1 Kokas 13,81 3.206
2 Butt 3,19 741
Total 17 3.947
4.3. Pembahasan
Salah satu faktor yang mempengaruhi kualitas dari suatu anoda yaitu komposisi kasar
satu (C1) dari kokas dan butt.
Apabila persentase komposisi kasar satu (C1) dari kokas yang dihasilkan lebih
apabila persentase komposisi kasar satu (C1) dari kokas yang dihasilkan lebih kecil dari
butt maka akan menimbulkan keretakan dan pemakaiannya tidak sesuai dengan waktu
yang ditentukan. Sehingga apabila komposisi kasar satu (C1) dari kokas yang dihasilkan
lebih kecil dari butt maka anoda akan lebih mudah terkikis (retak) sehingga anoda akan
jatuh ke bawah. Hal ini mengakibatkan konsumsi anoda akan meningkat sehingga PT.
INALUM akan mengalami kerugian dalam biaya produksi dan proses elektrolisa di pot
reduksi juga tidak akan berjalan dengan baik, karena dapat mengakibatkan naiknya
tegangan listrik di dalam pot reduksi.
Dari hasil perhitungan diatas, dihasilkan komposisi kasar satu (C1) untuk 23.220
kg dari kokas 13,81 % (3.206 kg) dan butt 3,19 % (741 kg). Hal ini menandakan bahwa
anoda yang dihasilkan di PT. INALUM, komposisi kasar satu (C1) anodanya masih sesuai
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
- Nilai komposisi kasar satu (C1) yang dihasilkan dari 23.220 kg kokas dan butt
adalah 13,81 % (3.206 kg) untuk kokas dan 3,19 % (741 kg) untuk butt.
- Nilai komposisi kasar satu (C1) dari kokas lebih kecil dari butt maka anoda akan
lebih mudah terkikis (retak) sehingga anoda akan jatuh ke bawah, nilai komposisi
kasar satu (C1) dari kokas lebih besar dari butt maka anoda akan tinggi
porositasnya (kasar permukaannya), maka komposisi kasar satu (C1) harus sesuai
dengan standart mutu karakteristik anoda yaitu 17 % dengan perbandingan 1 : 5
agar pemakaian anoda lebih optimal.
5.2. Saran
- Untuk mendapatkan kualitas alumunium yang baik maka perlu ditingkatkan
kualitas anoda yang dihasilkan.
- Untuk mendapatkan anoda yang sesuai dengan standart mutu maka harus lebih
DAFTAR PUSTAKA
Beumer, B. J. M. 1978. Ilmu Bahan Logam. Jilid Satu. Jakarta: Bratara Karya Aksara.
Grjotheim, Kai and B. L. Welc. 1988. Alumunium Smelter Technology. Second
Edition. Dusseldorf: Alumunium Verlag.
Hulse, K. L. 2000. Anode Maufacture. Switzerland: R & D Carbon Ltd.
Hume, M. S. 1996. Anode Reactivity Influence of Raw Material Properties. Switzerland:
R & D Carbon Ltd.
PT INALUM. 1998. Produksi Alumunium dengan Proses Elektrolisa. Asahan:
PT INALUM.
Oxtoby, D. W. 2003. Prinsip-prinsip Kimia Modern. Jakarta: Erlangga.
Flow Chart of Anode Block Production
COKE BUTT GS CTP
MOULDING
RODDING
REDUCTION KNEADING
Material Consumption for A-5 Granulometric Small Scale Anode
Material Consumption for A-5 Granulometric Small Scale Anode
(Pasta = 20 kg, butt 20 %, picth 15,0 %)
GOT – GLCC Argentina (G - 10)
Standard A-5 Dry Agregate (%) Dry Agregate (g)
Size % Acc Coke Coke Size Butt Butt Size Coke Butt
Material Consumption for A-5 Granulometric Small Scale Anode
(Pasta = 20 kg, butt 20 %, picth 16,0 %)
GOT – GLCC Argentina (G - 10)
Standard A-5 Dry Agregate (%) Dry Agregate (g)
