Pengaruh α - Resin Dalam Ctp (Coal Tar Pitch) Terhadap Mutu Anoda Di PT. Inalum Kuala Tanjung

PENGARUH - RESIN DALAM CTP (

COAL TAR PITCH

)

TERHADAP MUTU ANODA DI PT. INALUM

KUALA TANJUNG

KARYA ILMIAH

RUSDALIA NINGSI

072409011

PROGRAM STUDI D 3 KIMIA INDUSTRI

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2010

PERNYATAAN

KARYA ILMIAH

Saya mengakui bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, 26 Mei 2010

PERSETUJUAN

Judul : PENGARUH RESIN DALAM CTP (COAL TAR

PICH) DI PT. INALUM KUALA TANJUNG

Kategori : KARYA ILMIAH

Nama : RUSDALIA NINGSI

Nomor Induk Mahasiswa : 072409011

Program Studi : D-3 KIMIA INDUSTRI Departemen : KIMIA

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

Disetujui di

Medan, Juli 2010

Diketahui

Departemen KIMIA FMIPA USU

Ketua, Pembimbing

PENGHARGAAN

Syukur alhamdulillah penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia- Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Karya Ilmiah ini dengan baik. Penyusunan Karya Ilmiah ini adalah untuk memenuhi salah satu syarat untuk meraih gelar Ahli Madya pada program Diploma-3 Kimia Industri di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Medan.

Karya Ilmiah ini disussun berdasarkan hasil dari praktek kerja lapangan yang dilaksanakan penulis di PT. Indonesia Asahan Aluminium Kuala Tanjung dengan judul:

PENGARUH - RESIN DALAM CTP (COAL TAR PITCH) TERHADAP MUTU ANODA DI PT. INALUM KUALA TANJUNG

Dalam melaksanakan Praktek Kerja Lapangan sampai pada Penyusunan Karya Ilmiah ini, penulis telah banyak mendapatkan bantuan , bimbingan, dorongan, dan masukan yang berguna sehingga Praktek Kerja Lapangan dapat terlaksana dengan baik dan Karya Ilmiah ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya.

Maka dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada:

1. Yang teristimewa, Bunda dan Ayah penulis, terima kasih atas curahan kasih sayang dalam setiap lembar kehidupam penulis.

2. Bapak Prof. Dr. H. Harry Agusnar, Msc. M. Phil, selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis selama penyelesaian Karya Ilmiah ini.

3. Bapak Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc, selaku Dekan FMIPA USU. 4. Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS, selaku Ketua Jurusan Program Studi

D3 Kimia Industri USU

5. Seluruh staf Pengajar Program D-3 Kimia Industri yang telah mendidik penulis di bangku perkuliahan.

6. Bapak Akmal A.R, Bapak P. Simbolon, Bapak Kusnandar dan

Bapak Khudri A.O, selaku pembimbing Praktek Kerja Lapangan yang telah banyak memberikan bimbingan maupun petunjuk saat berlangsungnya Praktek Kerja Lapangan di PT. Indonesia Asahan Aluminium.

7. Seluruh staf karyawan PT. Indonesia Asahan Aluminium, khususnya staf di Seksi Karbon yang telah membantu penulis dalam pengumpulan data.

Kaban, M. Emir Aulia, yang memberikan semangat kepada penulis sehingga Karya Ilmiah ini dapat diselesaikan.

10. Teman-Teman satu Praktek Kerja Lapang : Lisik Wahyuni, Parni, Syahleni, Hendra Y, Gunawan Anshori, yang sama-sama berjuang dalam pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan.

11. Seluruh Rekan mahasiswa/i seperjuangan di D-3 Kimia Industri USU angkatan 2007 yang tak mungkin disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Karya Ilmiah ini masih banyak kekurangan di dalamnya, baik dalam pengumpulan data maupun penyajiannya. Oleh karena itu, penulis dengan senang hati menerima saran dan kritik yang sifatnya membangun dari pembaca sekalian.

Harapan penulis semoga Karya Ilmiah ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan juga dapat dipergunakan dengan sebaik-baiknya.

Medan, Juli 2010 Penulis

ABSTRAK

Dalam proses pengolahan bahan baku menjadi anoda sering terjadi masalah yang dapat merugikan perusahaan. Masalah tersebut diantaranya terlalu lembeknya anoda yang dihasilkan sehingga akan mempengaruhi kualitas anoda pada saat digunakan di tungku reduksi. Hal tersebut disebabkan oleh banyaknya pitch yang digunakan.

Pitch berfungsi sebagai binder ( perekat ) dari bahan kering atau bahan pengisi ( filler ) berupa kokas dan butt. Pada saat pencampuran bahan baku diharapkan pasta yang dihasilkan dalam keadaan baik agar pada saat pencetakan blok anoda tidak terjadi penurunan kualitas anoda itu sendiri. Ternyata didalam pitch ada beberapa komponen yang dapat mempengaruhi kualitas anoda tersebut. - resin merupakan komponen yang paling banyak pengaruhnya terhadap kualitas anoda. Hal ini dapat dibuktikan dengan semakin berlemaknya pitch dan akan mempengaruhi secara nyata fluiditas pasta sehingga semakin fluid pasta, semakin tinggi GB AD ( Green Block Apperent Density ).

Adapun cara untuk menjaga agar kualitas anoda tetap baik yaitu dengan mencampur pitch yang - resinnya tinggi dengan - resinnya rendah dengan rasio 50% : 50% dan dengan menetapkan target GB AD yang telah diuji coba secara pengalaman sesuai standard anoda yang berkualitas baik untuk digunakan di tungku reduksi.

ABSTRACT

In the proceaa of processing raw materials into anode common problems that can harm the company. Problems among the anode weakly to product so that can influenced quality of anode on the used in the reduction furnace. The situation owing to much pitch to use.

Pitch fungtion as binder ( glue ) from dry materials or filler materials to appear coke and butt. In the process this raw material is mixed be hoped that paste to product in the good situation so that printed anode block not to down quality of anode. Revealed in the pitch to be much komponens can be influenced to quality of anode.

resin is componen can be influenced to quality of anode. This situation can be proof with so much the fat pitch and as influenced manner fact fluiditas paste so that so much the fluid paste so that the high GB AD ( Green Block Apperent Densitty ).

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL

Halaman

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1. Sel elektrolitik yang digunakan dalam proses Hall-Heroult

untuk memproduksi aluminium Gambar 2.2. Skema penghasilan Coal tar Gambar 2.3. Skema pembuatan Pitch

ABSTRAK

Dalam proses pengolahan bahan baku menjadi anoda sering terjadi masalah yang dapat merugikan perusahaan. Masalah tersebut diantaranya terlalu lembeknya anoda yang dihasilkan sehingga akan mempengaruhi kualitas anoda pada saat digunakan di tungku reduksi. Hal tersebut disebabkan oleh banyaknya pitch yang digunakan.

Pitch berfungsi sebagai binder ( perekat ) dari bahan kering atau bahan pengisi ( filler ) berupa kokas dan butt. Pada saat pencampuran bahan baku diharapkan pasta yang dihasilkan dalam keadaan baik agar pada saat pencetakan blok anoda tidak terjadi penurunan kualitas anoda itu sendiri. Ternyata didalam pitch ada beberapa komponen yang dapat mempengaruhi kualitas anoda tersebut. - resin merupakan komponen yang paling banyak pengaruhnya terhadap kualitas anoda. Hal ini dapat dibuktikan dengan semakin berlemaknya pitch dan akan mempengaruhi secara nyata fluiditas pasta sehingga semakin fluid pasta, semakin tinggi GB AD ( Green Block Apperent Density ).

Adapun cara untuk menjaga agar kualitas anoda tetap baik yaitu dengan mencampur pitch yang - resinnya tinggi dengan - resinnya rendah dengan rasio 50% : 50% dan dengan menetapkan target GB AD yang telah diuji coba secara pengalaman sesuai standard anoda yang berkualitas baik untuk digunakan di tungku reduksi.

ABSTRACT

In the proceaa of processing raw materials into anode common problems that can harm the company. Problems among the anode weakly to product so that can influenced quality of anode on the used in the reduction furnace. The situation owing to much pitch to use.

Pitch fungtion as binder ( glue ) from dry materials or filler materials to appear coke and butt. In the process this raw material is mixed be hoped that paste to product in the good situation so that printed anode block not to down quality of anode. Revealed in the pitch to be much komponens can be influenced to quality of anode.

resin is componen can be influenced to quality of anode. This situation can be proof with so much the fat pitch and as influenced manner fact fluiditas paste so that so much the fluid paste so that the high GB AD ( Green Block Apperent Densitty ).

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

PT. Indonesia Asahan Aluminium (PT. INALUM) merupakan sebuah perusahaan patungan antara pemerintah Indonesia dan Nippon Asahan Aluminium Co., Ltd (NAA) dengan perbandingan saham 41,12% untuk pemerintah Indonesia dan 58,88% untuk NAA. NAA sendiri terdiri dari 12 perusahaan penanam modal Jepang. PT. INALUM merupakan pelopor dan perusahan pertama di Indonesia yang bergerak dalam bidang Industri peleburan aluminium dengan investasi sebesar 411 milyar Yen.

PT. INALUM memiliki Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) yng terdiri dari stasiun pembangkit listrik Siguragura dan Tangga yng terkenal dengan nama Asahan 2 yang terletak di Paritohan, Kabupaten Toba Samosir, Propinsi Sumatera Utara. Stasiun pembangkit ini dioperasikan dengan memanfaatkan aur Sungai Asahan yang mengalirkan air danau Toba ke Selat Malaka. Tenaga listrik yang dihasilakan sangat bergantung pada kondisi permukaan air danau Toba. Listrik yang dihasilkan digunakan untuk pabrik peleburan di Kuala Tanjanjung.

Pabrik Penuangan, serta fasilitas penunjang seperti 3 buah dermaga.Pada tanggal 14 Oktober 1982, kapal Ocean Prima memuat 4.800 ton aluminium batangan (ingot) meninggalkan Kuala Tanjung untuk diekspor ke Jepang seabai produk pertama PT. INALUM dan membuat Indonesia sebagai salah satu negara pengekspor aluminium di Dunia.

PT. INALUM tidak hanya memproduksi Aluminium, tetapi juga memproduksi blok-blok Anoda Karbon yang berfungsi sebagai elektroda di Pabrik Reduksi. Blok anoda ini diproduksi di Pabrik karbon yang bakan bakunya yaitu Kokas, CTP(Coal Tar Pitch)sebagi perekat / pengikat (Binder), Puntung anoda (butt) dan Green Scrap.

Kokas merupakan bahan pengisi (filler) anoda yang berasal dari sisa-sisa destilasi minyak bumi.Green Scrap merupakan pasta yang rusak pada proses pembuatan anoda mentah atau blok blok anoda mentah yang tidak sesuai spesifikasi.Puntung anoda (butt) adalah anoda sisa setelah digunakan di pot reduksi.

CTP (Coal Tar Pitch) merupakan bahan perekat/ pengikat anoda yang berasal dari sisa-sisa destilasi batubara.

Pabrik karbon sebagai tempat pembuatan anoda terdiri dari tiga pabrik, yaitu :

Di pabrik anoda mentah, bahan baku pembuatan anoda yakni kokas, butt, green skrap da pitch cair dicampurkan dan diaduk secara merata untuk menghasilkan pasta yang siap untuk dicetak menjadi blol-blok anoda mentah.Prosen pencampuran dan pengadukan ini disebut dengan proses pengadonan pasta yang dilakukakan pada mesin pengadonan atau Ko-Kneader (KN 201 dan KN 202) yang bekerja secara kontinu untuk menghasilkan pasta anoda dengan kualiatas yang stabil. Pitc cair yang digunakan berasal dari CTP (Coal Tar Pitch)yang dicairkan dengan gabungan antara CTP yang -resinnya tinggi dengan CTP yang -resinnya rendah.Sehingga penulis tertarik untuk mengambil judul:

PENGARUH RESIN DALAM CTP (COAL TAR PITCH) TERHADAP

MUTU ANODA DI PT. INALUM .

I.2. Identifikasi Masalah

PT. INALUM merupakan satu-satunya perusahaan yang memproduksi aluminium di Indonesia bahkan di Asia Tenggara.Selain memproduksi aluminium perusahaan ini juga memproduksi anaoda untuk keperluan proses peleburan aluminium.Dengan demikian perlu dipelajari, apakah anoda yang dihasilkan telah sesuai dengan spesifikasi.

I.3. Tujuan

b) Untuk mengetahui pengaruh -resin terhadap mutu anoda yang dihasilkan. I.4. Manfaat

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Aluminium

Aluminium ialah unsur melimpah ketiga terbanyak dalam kerak bumi (sesudah oksigen dan silikon), mencapai 8,2% dari massa total. Keberadaannya umumnya bersamaan dengan silikon dalam aluminosilikat dari feldspar dan mika dan di dalam lempung, yaitu produk pelapukan batuan tersebut. Bijih yang paling penting untuk produksi aluminium ialah bauksit, yaitu aluminium oksida terhidrasi yang mengandung 50 samapai 60% Al2O3; 1 sampai 20% Fe2O3; 1 sampai 10% silika;

sedikit sekali titanium, zirkonium, vanadium, dan oksida logam transisi yang lain; dan sisanya (20 sampai 30%) adalah air. Bauksit dimurnikan melalui proses Bayer, yang mengambil manfaat dari fakta bahwa oksida alumina amfoter larut dalam basa kuat tetapi besi(III) oksida tidak. Bauksit mentah dilarutkan dalam natrium hidroksida

AL2O3(s) + 2 OH (aq) + 3 H2O(l)- 2 Al(OH) 4(aq)

dan dipissahkan dari besi oksida terhidrasi serta zat asing terlarut lainnya dengan penyaringan. Aluminiun oksida terhidrasi murni mengendap bila larutan didinginkan sampai lewatjenuh dan dipancing menjadi kristal dari produk:

2 Al(OH)¯4(aq) Al2O3.3H2O(s) + 2 OH (aq)

Air hidrasi dibuang melalui kalsinasi pada suhu tinggi (1200ºC).

sejak zaman kuno, aluminium relatif merupakan pendatang baru. Sir Humphry Davy menemukannya sebagai aloi besi dan membuktikan sifat-sifat logamnya pada tahun 1809. Materi ini pertama kali dibuat dalam bentuk relatif murni oleh H. C. Oersted pada tahun 1825, melalui reduksi aluminium klorida dengan amalgam kalium yang dilarutkan dalam merkurium,

AlCl3(s) + 3 K(Hg)x(l) 3 Kcl(s) + Al(Hg)3x(l)

sesudah itu merkurium dipisahkan dengan penyulingan. Aluminium terutama masih sekadar menjadi bahan penelitian di laboratorium sampi tahun 1886, ketika Charles Hall di Amerika Serikat (lulusan Oberlin College yang berusia 21 tahun) da Paul Heroult (berkebangsaan Prancis, berusia sama) secara sendiri-sendiri menemukan proses yang efisien untuk memproduksinya. Pada tahun 1990-an produksi aluminium di seluruh dunia yang menggunakan proses Hall-Heroultmencapai sekitar 1,5 × 107 ton metrik.

Proses Hall-Heroult melibatkan pengendapan aluminium secara katodik, dan leleha kriolit (Na3AlF6) yang mengandung Al2O3terlarut, dalam sel elektrolisis. Setiap

Kerak +

Gambar 2.1. Sel elektrolitik yang digunakan dalam proses Hall-Heroult untuk memproduksi aluminium

Lelehan kriolit, yang berdisosiasi semputna menjadi ion-ion Na+ _{dan AlF} 63-,

merupakan pelarut yang baik untuk aluminium oksida, menghasilkan distribusi kesetimbangan dari ion-ion seperti Al3+_{, AlF}2+_{, AlF}

2+,..., AlF63-, dan O2- dalam

elektrolit. Kriolit meleleh pada suhu 1000°C, tetapi titik lelehnya turun dengan adanya aluminium oksida terlarut, sehingga suhu operasi sel hanya sekitar 950°C. Dibandingkan dengan titik leleh Al2O3murni (2050°C), suhu tersebut merupakan suhu

yang rendah, dan inilah sebabnya proses Hall-Heroult bisa berhasil. Lelehan aluminium memiliki kerapatan yang sedikit lebih besar dari pada lelehannya pada suhu 950°C sehingga materi ini mengumpul di dasar sel, untuk selanjutnya disadap secara berkala. Oksigen merupakan produk anode yang utama, tetapi zat ini bereaksi dengan elektrode grafit menghasilkan karbon dioksida. Reaksi sel secara keseluruhan ialah

2 Al2O3+ 3 C 4 Al + 3 CO2

antaranya memanfaatkan kerapatan aluminium yang rendah (2,702 g cm-3 _pada

kondisi kamar), suatu keunggulan dibandingkan besi atau baja jika diinginkan materi yang lebih ringan seperti untuk industri transportasi, yang menggunakan aluminium untuk kendaraan mulai dari mobil samapi satelit. Konduktivitas listrik aluminium yang tinggi dan kerapatannya yang rendah membuatnya sangat berguna untuk digunakan dalam kabel transmisi listrik. Untuk penggunaannya dalam bangunan dan gedung, ketahanannya terhadap korosi merupakan sifat yang penting, seperti halnya kenyataan bahwa materi ini menjadi lebih kuat pada suhu di bawah nol. (Baja dan besi adakalanya menjadi rapuh pada kondisi tersebut.) Produk rumah tangga yang mengandung aluminium antara lain foil, kaleng minuman ringan, dan perabot dapur. (Oxtoby.,G.,N., 2003)

kaleng alat pembungkus juga digunakan di dalam industri mesin dan alat untuk industri kimia dan mettallurgi. ( Lindbeck, J.R., 1990)

Bahan pembuat aluminium banyak terdapat di Indonesia, yaitu Bauksit. Biji bauksit perlu ditambang. Biji bauksit kalau diproses dengan proses Bayer, maka akan menghasilkan alumina. Dari alumina inilah logam aluminium itu dibuat. Alumina yang dielektrolisa di dalam bejana cryolit cair, akan meghasilkan logam aluminium. Alumina yang berasal dari bauksit itu banyak kegunaannya juga. Sealain alumina digunakan untuk pembuatan aluminium, alumina juga digunakan untuk ampelas (abrasive), sebagai bahan yang tahan api (refractory), juga digunakan untuk bahan pada industri kimia. Yang pasti sekitar 65,8% alumina digunakan sebagai bahan untuk membuat logam.

Kata bauksit berasal dari nama tempat di Perancis, yaitu Beaux, yang terletak dekat St. Remi. Berdasarkan hasil penelitian atau penyelidikan sebetulnya bauksit bukan suatu mineral. Ia hasil campuran colloidal oksida Al dan Fe yang mengandung air. Kata bauksit digunakan untuk biji yang mengandung oksida aluminium monohidrat atau trihidrat. Berupa mineral gibsit (Al2.3H2O), ochmit (Al2O3.H2O) atau

diaspor (AlO (OH) ).

(Bachrawi Sanusi, SE., 1984) 2.2. Pitch dan Pembuatannya

Secara umum dapat dikatakan bahwa senyawa-senyawa organik dibentuk dari unsur-unsur S.COHN dan jika dibakar/dioksidasi akan berurai mengikuti persamaan reaksi kimia sebagai berikut :

S.COHN + O2 SO2+ CO2+ NMOX + H2O

Pitch tersusun dari senyawa organik dan karenanya jika dibakar/teroksidasi dengan fungsi temperatur akan terurai menurut reaksi seperti diatas.Mungkin muncul suatu pertanyaan, mengapa pitch di tangki pencairan yang mencapai suhu sapai 200°C atau blok di tungku pemanggangan dengan suhu tinggi 1.200°C tidak habis terbakar ?

Pitch diperoleh melalui proses polimerisasi dan polikondensasi dari gas coal tar. Gas coal tar sendiri didapat dengan proses destilasi destruktip sewaktu pembuatan kokas dari batu bara.Lebih jelasnya proses adalah seperti ilustrasi berikut :

Batu Bara

Coal Tar (Gas)

Phusher Oven

Destilasi

Thermal treatment

Coal

Dehydrasi Cooling Granulation Gambar 2.3. Skema Pembuatan Pitch

Demikian secara prinsip pembuatan pitch. Tentu saja metode yang dilakukan bervariasi coraknya dari satu pabrik ke pabrik lain, tergantung dari teknologi yang dipakai, kondisi dan sifat bahan mentah serta mutu produk yang ingin dicapai.

Selanjutnya perlu diketahui lebih lanjut tentang sifat dan pengaruh pitch itu sendiri dalam pembuatan anoda untuk keperluan industri aluminium.

Pitch dan sifatnya

Pitch tersusun dari bejuta-juta senyawa organik aromatis dengan berat molekul yang besar. Disamping itu, pitch kadang-kadang mengandung mengandung senyawa anorganik seperti Na, K, Ca, Zn, Fe dan Si. Dari segi pembagian menurut jenis senyawa pembentuk pitch sangat sulit untuk mengklasifikasikannya, oleh karena itu para ahli sepakat membagi bagian-bagian pitch menurut daya larutnya terhadap pelarut-pelarut organik untuk keperluan analisa sebagai berikut :

Pitch

Ekstraksi dengan Toluena

Larut Tidak Larut

TS TI

Ekstraksi oleh Aceton Eks. Quinoline Larut Tidak-Larut Larut Tidak-Larut

AC . S TS . Ac I TI . QS QI - fraction

Berat Molekul

- fraction TS.

AcI TI.QS QI 55 % 70 %

resin = BS resin resin

Gambar 2.4. Ilustrasi pembagian komponen pitch

Dari pembagian diatas jelas bahwa pitch terdiri dari beberapa fraksi, yaitu : 1. resin atau sering disebut dengan Benzene soluble.

2. resin

3. resin atau Quinoline insiluble

sifat-1. - resin atau Quinoline insoluble (QI)

Kandungan - resin dalam pitch tergantung dari sumber coal tar, densitas pemuatan coal tar dalam oven, suhu oven dan siklus proses. Dari hasil analisa diperoleh bahwa

-resin dapat digolongkan sebagai berikut :

Peranan masin-masing organik -resin dapat diringkaskan sebagai berikut :

 Semakin banyak kandungan Carbon black dalam -resin akan menghsilkan

anoda dengan mutu yang lebih baik.

 Semakin banyak mesiphase, semakin tidak baik kwalitas pitch.

 Dalam proses mixing antara binder dan filer, sebagai mesophase dirusak.

 Mesophase biasanya terdapat pada interfase antara filler dan binder dan

menurunkan wettabilitas partikel kokas oleh pitch.

 Dalam proses pemanggangan, mesophase mengarah terhadap pembentukan

permukaan bepori-pori.

 Dirt atau dust berasal dari atap atau dinding oven tidak diinginkan dalam

kandungan yang besar.

-resin

Organik -resin Anorganik -resin

Primary/True

QI = Carbon Black Secondary(Mesophase)

QI = Carbonaceus QI

Anorganik resin adalah bagian dalam bentuk debu yang berasal dari kontaminasi anorganik coal dari kotoran pabrik dan dari peralatan oven yang terbuat dari besi/steel.

Tanpa adanya kandungan - resin, pitch akan dengan cepat merembes kedalam pori-pori kokas (dalam pembuatan anoda), yang akan mengurangi ketebalan efektif dari binder atau melemahkan kekuatan elektroda dan akan memungkinkan terbentuknya banyak pori antar ikatan kokas.

Fungsi - resin antara lain adalah :

 Mempunyai pengaruh besar terhadap coking proses dari coal tar pitch di

antara partikel kokas dalam anoda karbon.

 Memperbesar kekuatan mekanik anoda.

 Menurunkan tahanan listrik anoda.

 Membantu pembentukan ikatan sesama kokas dalam struktur anoda.

 Menurunkan tegangan permukaan fraksi cairan.

Penentuan kadar -resin dalam pitch membutuhkan pengalaman operasi dan penyelidikan laboratoris yang teliti.Masingmsing pabrik menentukan kandungan -resin dalam pitch dengan harga yang bervariasi.Namun akhir-akhir ini kelihatan ada kecendrungan peralihan memilih pitch dengan kadar -resin yang lebih rendah. Trend ini terutama dipelopori oleh pabrik anoda di luar Jepang.

Dari hasil percobaan diperoleh fakta bahwa dengan - resin yang rendah :

 Pitch akan semakin berlemak.

Fluiditas diartikan sebagai kemampuan pasta mengalir dalam bidang horizontal menurut beratnya sendiri. Dari hasil yang dilakukan oleh Koppers didapat kenyataan bahwa pitch dengan kadar - resin yang rendah menghasilkan anoda panggang (Baked Block) dengan :

 Densitas lebih rendah.

 Coking Value lebih rendah.

 Kekuatan kompressip yang lebih rendah.

 Tahanan reaktifitas terhadap CO2yang lebih tinggi (less RCO2)

Hasil ini bersesuaian dengan hasil test aplikasi yang baru-baru ini dilaksanakan khususnya tentang densitas, kekuatan mekanik dan RCO2anoda.

2. - resin

Tidak banyak diketahui tentang peranan fraksi ini dalam pitch. Namun ada juga peneliti yang menetapkan bahwa - resin berfungsi sebagai pengikat (binder) dalam pasta. Karena alasan ini telah pula ditetapkan bahwa konsentrasi paling ideal untuk prebake anoda adalah berkisar 17% 20%. - resin mempengaruhi secara nyata softening point dari pitch dan dalam proses polimerisasi dan polikondensasi malah berubah menjadi fraksi -resin.

3. resin

Demikianlah tentang fungsi dan peranan dari masing-masing fraksi pitch. Dari uraian ini jelas bahwa resin adalah fraksi yang paling berpengaruh dan karenanya yang paling diperhatikan dalam penentuan spesifikasi pitch dalam fungsinya sebagai binder dalam proses pembuatan anoda.

Hal-hal lain yang juga harus diperhatikan dalam penentuan pitch yang hendak digunakan adalah :

- Softening point - Impurity

- Coking value/Fixed Carbon - Spesifik grafity

- Destilasi

Tabel 2.1. Spesifikasi standard CTP yang digunakan di PT. INALUM

1 Softening Point °C 115 113.2 113.0 114 ± 3

2 Ash % 0.2 0.15 0.15 0.30Max.

3 Fixed Carbon % 62.30 63.2 63.5 60Min.

4 Toluene Insoluble % 34.89 34.9 34.3 34Min.

5 Quinoline Insoluble

% 12.51 13.5 13.5 8 ~ 15

6 Specific Gravity g/cc 1.32 1.319 1.328 1.30Max.

7 Destilation Test :

11 Untamped Density g/cc - 0.71 0.83

12 Angel of Repose

Penggumpalan bahan kimia batubara Campuran gas yang keluar dari tanur terdiri dari gas permanen yang menjadi gas batubara tanur kokas murni yang dijadikan bahan bakar, bersama uap air yang dapat di kondensasi, ter, minyak ringan, partikel padat debu batubara, hidrokarbon berat dan senyawa karbon kompleks. Produk-produk penting yang dapat diambil dari uap, seperti: benzena, tuluena, xilena, minyak kreosot, kresol, asam kresilat, naftalena, fenol, xilol. Piridina, kuinolina dan pitch sedang dan keras yang dapat digunakan sebagai bahan perekat (binder) elektrode, ter jalan, atau pitch untuk atap. Masih banyak lagi bahan kimia yang terkandung dalam jumlah besar dan menunggu penggunaan yang pengumpulannya memungkinkan secara ekonomis. ( Austin, G.T., 1996)

2.3. 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)

Green Plant

1. Kokas (coke)

Kokas adalah bahan yang digunakan untuk membuat anoda yang berasal dari sisa-sisa destilasi batu bara dan minyak bumi. Dalam pembuatan anoda dilakukan pengayakan sehingga kokas terbagi atas ukuaran fisiknya yaitu:

a. Kokas dengan ukuran 18-5 mm disebut kokas kasar 1(C1) b. Kokas dengan ukuran 5-1mm disebut kokas kasar 2 (C2) c. Kokas dengan ukuran 1-0,2 mm disebut kokas medium d. Kokas dengan ukuran dibawah 0,2 mm disebut fine

Kokas yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan anoda tersusun dari beberapa material.

2.Coal Tar Pitch(CTP)

CTP disebut juga dengan binder yang berfungsi sebagai perekat hingga terbentuk pasta. Kualitas CTP yang rendah akan menurunkan kualitas Block anoda yang menyebabkan berkurangnya efisiensi, terganggunya operasi reduksi aluminium ,bertanbahnya pengotor (impurities). CTP yang dipakai dicairkan terlebih dahulu dengan menggunkan minyak marlotherm pada temperatur 200-215°C sebelum dicampurkan dengan bahan baku yang lain. Penambahan CTP yang terlalu banyak akan menyebabkan kelembekan begitu juga sebaliknya penambahan CTP yang sedikit akan menyebabkan porosity pada Green block yang terbentuk sehingga akan mudah patah.

3. Butt ( Puntung anoda )

Butt adalah sisa anoda setelah digunakan dalam proses reduksi peleburan aluminium ditungku reduksi. Butt yang berasal dari reduksi dibawa ke rodding plant kemudian dibawa ke green plant disimpan dalam silo. Setelah itu butt tersebut dipecah denagan alat Crusher CR-202, lalu dialirkan ke Siever SR-203 untuk dipisahkan berdasarkan ukurannya. Setelah mengalami proses pengayakan butt terbagi atas dua ukuran fisiknya, yaitu:

a. Butt dengan ukuran 18-3 mm didalam B-207 b. Butt dengan ukuran < 3mm didalam B-208

4. Green skrap

a. Pasta yang belum layak dicetak karena tidak memenuhi spesifikasi.

b. GB yang rejected misalnya porosity, retak,tinggi yang tidak sesuai,sompel,dan pecah.

Selain menggunakan bahan baku diatas pembuatan anoda juga menggunakan minyak. Minyak yang digunakan antara lain:

 Minyak Marlotherm

Minyak Marlotherm adalah minyak yang digunakan untuk memanaskan CTP. Minyak marlotherm juga digunakan sebagai media pemanas preheater, dan kneader.

 Minyak Heavy Oil

Minyak ini digunakan untuk memanaskan minyak Marlotherm. Selain itu juga digunakan untuk bahan bakar pada saat proses pemanggangan GB(Green Block). Proses produksi Green Anoda Block terdiri dari beberapa operasi,antara lain:

Receiving and Sieving Coke Sistem( Sistem penerimaan dan pengayakan kokas ) Kokas yang terdapat dalam silo A,B,C,D yang berjumlah 20 buah dialirkan dengan menggunakan Belt Conveyer dan Bucket Elevator ke green plant hingga ke lantai 8. Hal ini bertujuan untuk mengayak kokas dengan bantuan gaya gravitasi bumi. Kokas ini diayak dengan siever SR 201 yang bergetar secara vertical hingga diperoleh ukuran kokas yaitu:

a. kokas ukuran diatas 18mm akan dialirkan ke Silo S-201 untuk di crusher CR-201, hasil penghancuran dibawa kembali ke Siever SR-201 untuk diayak

b. kokas dengan ukuran 18-5 mm akan ditampung di Bin B- 201

Kokas yang berukuran dibawah 5 mm yang berasal dari Siever SR-202 yang bergetar secara horizontal dan hasil pengayakan Siever SR-202 menghasilkan kokas dengan ukuran:

a. kokas dengan ukuran 5-1 mm akan ditampung didalam Bin-202 b. kokas dengan ukuran 1-0,2 mm akan ditampung di dalam Bin 203

Kokas dibawah 0,2 akan disimpan sementara di Silo S-202 yang nantinya di grinding untuk menghasilkan Fine (kokas halus) didalam Tube mill TM-201. Selanjutnya Air SeperatorAS -201 kokas yang halus akan dihisap oleh Cyclone 201 dan kokas yang kasar akan kembali ke TM-201. Kokas halus yang dihisap CC-201 akan dialirkan di Bin B-204.

Receiving and crushing Butt system( Sistem penerimaan dan penghancuran Butt) Butt yang berasal dari silo dialirkan melaluiBelt conveyerkelantai 8. butt yang terlalu kasar akan di crushing dengan Crusher CR 202.Lalu Butt ini akan diayak dengan

SieverSR-203 hingga diperoleh ukuran butt:

a. Butt dengan ukuran diatas 18 mm akan dicrushing kembali di Crusher CR-202 dan kembali diayak oleh siever SR-203.

b. Butt dengan ukuran 3-18 akan ditampung pada Bin B-207

Cr-202 untuk dihancurkan. Green scrap yang berukuran diatas 20 mm akan kembali dicrushing dengan Crusher CR-202. Green scrap yang berukuran 20 mm akan ditampung di dalam Bin B-206.

Receiving and Heating CTP system( system penerimaan dan pemanasan CTP)

CTP yang ada di Storage house dibawa denganShovel Car lalu dimasukkan ke dalam

Skip Hoist SK-201 untuk dipanaskan sehingga CTP mencair. Dalam pemanasan CTP

menggunakan minyak marlotherm. CTP yang sudah cair disimpan dalam tangki TK-204 dan TK-206, lalu CTP yang cair tadi dialirkan menuju ketangki TK-205 dengan menggunakan pompa. Suhu binder dijaga pada temperature 200ºC ± 5ºC.

Pre-Heating(Pemanasan awal)

Kokas yng disimpan didalam Bin B-201,202,203,204 dan butt dari B-207 dan B-208 dimasukkan ke dalam Pre- Heater PH-201 untuk dilakukan pemanasan awal agar kokas dapat tercampur secara sempurna. Kokas yang dimasukkan ke dalam

Pre-Heater ditimbang terlebih dahulu dengan Constant feed Weiger (CF). Pemanasan diatur 150-160ºC. pemanasan di dalam Pre-Heater menggunakan panas dari minyak marlotherm.

Kneading( pengadonan)

PencetakanGreen Block

Pasta yang keluar dari Ko-Kneader KN0-202 akan dikirim ke daerah pencetakan melalui Belt Conveyor. Biasanya pasta yang keluar pada awal (15 menit pertama) belum layak untuk dicetak . Pasta ini akan di by pass oleh Dumper DP-212 dan didinginkan di lapangan untuk selanjutnya dijadikan green scrap. Pasta yang layak ditimbang seberat 1350 kg dengan Scale Hoppers masuk kedalam mould dan kemudian berpindah posisi keproses shaking (pencetakan) dimana sebelum proses

shaking, pasta terlebih dahulu dilakukan proses penvakuman yang bertujuan untuk menghisapfiumdimanafiumselanjutnya akan dibuang ke udara melalui stack. Prinsip kerja dengan cara bergetar (vibrating force) ini dilakukan selama 40 55 detik. Setelah proses shaking maka anoda akan berubah posisi dan dikeluarkan dengan menggunakan Conveying Machine sambil didinginkan dengan water spray selama 50 menit. GB yang telah didinginkan disusun di storage house dan didinginkan secara alami selama 8 jam. Setelah dingin GB dapat ditumpuk sebanyak enam lapis.

2.4. Elemen-elemen penting yang mempengaruhi kualitas anoda

Kualitas anoda dan oleh sebab itu tindakan anoda adalah sangat penting dipengaruhi oleh beberapa faktor dibawah ini :

 kualitas kokas petrolium

 kualitas Pitch

 penjagaan ke konstanan debu yang sangat halus

 pencampuran yang bagus dari kering total dengan perekat (binder) pitch

 kemampuan untuk optimasi pencampuran dan penampilan temperatur yang

sangat khusus

 tekanan rendah dan gradien rendah pada apperent density di dalam body

anoda mentah

BAB 3

BAHAN DAN METODE

3.1. Alat Dan Bahan

3.1.1. Alat

 Ko-kneader 1 dan Ko-kneader 2

 Preheater

 Shaking machine

 Belt conveyor

 Mesin pengebor(boring machine)

 Alat pemotong

 Penggaris

 Neraca(Scale Balance Califers)

3.1.2. Bahan

 Kokas

3.2. Prosedur

 Bahan baku kokas dan butt dimasukkan kedalam preheater untuk pemanasan

awal dengan temperatur optimum pengadonan antara 145-155°C.

 Setelah dari preheater kokas dan butt dialirkan ke Ko-kneader 1(KN-201),

sementara pitch dari tangki (TK-205) dipompakan langsung keKN-201 dan green scrap juga masuk keKN-201.

 Setelah semua bahan tercampur untuk pencampuran pertama lalu dialirkan ke

Ko-kneader 2 (KN-202) untuk pencampuran yang kedua, gunanya agar semua bahan tercampur lebih homogen untuk memperoleh kualitas yang baik. Temperatur yang digunakan di KN-201 dan KN-202 yaitu 160-170°C.

 Setelah adonan tercampur homogen, pasta anoda tersebut dikirim ke Shaking

machine untuk dicetak menjadi blok anoda mentah (Green Blok).

 Blok anoda mentah yang telah dicetak dibawa dengan belt conveyor kegedung

transport dimana setiap 150 pcs blok anoda yang dicetak diambil 1 sampel.

 Blok anoda dibor dengan diameter 50 mm dan panjang 250 mm (Sampel

dinamakan Core).

 Sampel kemudian dipotong menjadi 3 bagian dengan bagian atas dan bagian

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil

4.1.1. Data

Dari pengamatan yang telah dilakukan di PT. INALUM diperoleh data seperti pada tabel berikut :

Tabel 4.1. Data Hasil Pengamatan

CTP

No High -resin

(kg) Low -resin(kg) Rasio (Apperent Density)AD (gr/cc)

1 43.524 43.524 50/50 1.671

2 45.852 45.852 50/50 1.669

3 18.119 18.119 50/50 1.663

4 17.517 17.517 50/50 1.675

5 47.184 47.184 50/50 1.671

6 46.838 46.838 50/50 1.666

4.2. Pembahasan

Data hasil pengamatan diatas diperoleh dari data hasil produksi anoda mentah awal bulan Desember 2009.Dari data tersebut tampak jelas bahwa penggunaan Coal Tar Pitch (CTP) untuk memproduksi anoda mentah dicampur antara yang memiliki -resin tinggi dengan --resin rendah dengan Rasio 50 : 50.Hal ini dilakukan untuk mencapai target Apperent Density (AD) yaitu 1,64-1,68.

Maka dari data diatas tidak terjadi penyimpangan dari target yang telah ditetapkan.Hal itu berarti anoda Mentah yang telah diproduksi telah memenuhi standard mutu yang baik. Anoda Karbon sendiri dibentuk dari adonan kokas dan pitch melalui proses penyaringan, pencampuran, pemanasan, pengadonan, pencetakan dan pemanggangan. Campuran adonan terdiri atas 85 65 % filler (bahan pengisi) dan 15 35 % binder (perekat) dalam hal ini adalah pitch.

Sifat anoda akan tidak baik jika kadar pich terlalu kecil atau terlalu banyak. Dengan kenyataan ini hampir semua teknologi pembuatan anoda menekankan akan optimisasi pencampuran antara filler dan binder dalam batas-batas yang tersedia.

PT. INALUM harus menghadapi dan mempelajari penyelesaian tantangan ini. Walaupun berbagai rangkaian test telah pernah dilakukan dengan tujuan memperbaiki kondisi anoda agar konsumsi anoda dapat turun, kiranya test optimisasi ini belum sepenuhnya dilaksanakan.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

a) Dari data hasil pengamatan yang telah dilakukan, maka penggunaan CTP antara yang -resinnya tinggi dengan -resinnya rendah dengan rasio 50% : 50%.

b) Dari hasil percobaan diperoleh fakta bahwa dengan - resin yang rendah : Akan mempengaruhi secara nyata fluiditas pasta. Semakin fluid pasta

5.2. Saran

 PT. INALUM harus bisa membuat perkembangan baru untuk meningkatkan

kualiatas anoda dengan tekhnologi yang lebih canggih pula.

 PT. INALUM harus lebih sering lagi melakukan peninjauan ulang pada

DAFTAR PUSTAKA

Austin, G.T., (1996),Industri Proses Kimia,Edisi Kelima, Penerbi Erlangga, Jakarta.

Fischer, W.K., dkk., (1995),Development of Anode Quality Criteria for the Aluminium Industri,R & D Carbon Ltd, Switzerland.

Lindbeck, J.R., (1990),Manufacturing Technology,Prentice Hall, New Jersey.

Oxtoby, G.N., (2003),Prinsip-Prinsip Kimia Modern,Edisi Keempat, Penerbit Erlangga, Jakarta.

PT. INALUM., 2009,Pitch dan Operasi Pabrik Anoda Mentah,SBA, Green Plant, Kuala Tanjung.

Sanusi, B., (1984),Mengenal Hasil Tambang Indonesia,Universitas Gajah Mada Press, Yogyakarta.