PENGARUH Fe, Si DAN Cu DIDALAM DAPUR PENAMPUNG TERHADAP MUTU ALUMINIUM DI PT. INALUM KUALA TANJUNG
TUGAS AKHIR
RIO KARNAWAN S. 082409033
PROGRAM STUDI D3 KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENGARUH Fe, Si DAN Cu DIDALAM DAPUR PENAMPUNG TERHADAP MUTU ALUMINIUM PT. INALUM KUALA TANJUNG
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya
RIO KARNAWAN S. 082409033
PROGRAM STUDI D3 KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : PENGARUH Fe, Si DAN Cu DIDALAM DAPUR PENAMPUNG TERHADAP MUTU ALUMINIUM
DI PT. INALUM KUALA TANJUNG
Nama : RIO KARNAWAN S.
Nomor Induk Mahasiswa : 082409033
Program Studi : KIMIA INDUSTRI D-3 Departemen : KIMIA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU
PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui di Medan, Mei 2011
Diketahui / Disetujui
Koordinator D3 Kimia Industri Dosen Pembimbing Ketua,
Dra. Emma Zaidar Nst, M.Si Drs. Syamsul Bahri Lubis. MSi NIP : 195512181987012001 NIP : 195108181980031002
Departemen KIMIA FMIPA USU Ketua,
PERNYATAAN
PENGARUH Fe, Si DAN Cu DIDALAM DAPUR PENAMPUNG TERHADAP MUTU ALUMINIUM DI PT. INALUM KUALA TANJUNG
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya
Medan, Mei 2011
PENGHARGAAN
Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah yang berjudul PENGARUH Fe, Si DAN Cu DIDALAM DAPUR PENAMPUNG TERHADAP MUTU ALUMINIUM 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. Syamsul Bahri Lubis. Msi selaku dosen pembimbing yang bersedia
meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membantu penulis menyelesaikan karya ilmiah ini
3. Ibu DR. Rumondang Bulan, MS selaku ketua Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
4. Ibu Dra Emma Zaidar,MSc selaku ketua program studi DIII Kimia Industri Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara 5. Seluruh staff pengajar dan pegawai Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universitas Sumatera Utara
6. PT. INALUM atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk melaksakan Praktek Kerja Lapangan
8. Teman dekat bagi penulis Nalendro kertiyoso, Larissa lala dan Dian putri ariantini yang telah memberikan motivasi, pikiran, perhatian dan waktunya selama pengerjaan tugas ahir ini
9. Teman – teman satu PKL penulis yaitu dinna, jana, tami, ayu, annona, anugrah dan deni yang mana sama – sama menimba ilmu di PT.INALUM dan memberikan semangat kepada penulis untuk menyelesaikan tugas akhir.
10.Rekan-rekan di Kimia Industri stambuk 2008 yang telah memberikan informasi dan dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini
11.Adik – adik di Kimia Industri stambuk 2009 dan 2010, terus semangat untuk menyelesaikan studinya
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, Mei 2011 Penulis
ABSTRAK
Aluminium merupakan salah satu unsur di alam yang sangat banyak kegunaannya bagi manusia. Aluminium batangan (ingot) diperoleh dari pencetakan aluminium cair (molten). Bahan baku yang digunakan antara lain adalah alumina (Al2O3), anoda, katoda, kliorit (Na3AlF6),soda abu (Na2CO3) dan aluminium florida (AlF3). Aluminium batangan yang dihasilkan banyak mengandung zat pengotor, seperti Fe dan Si. Karena unsur besi (Fe) dapat menyebabkan korosi (pengkaratan), sedangkan unsur silikon (Si) menyebabkan warna aluminium menjadi kuning. Apabila kadar besi dan silikon banyak terdapat dalam aluminium maka harus dikendalikan dengan cara melakukan re-stirring (pengadukan ulang), penambahan molten, pencetakan sebagian molten (speak out), dan penurunan grade. Hasil dari pengamatan yang dilakukan ditemukan bahwa aluminium yang
EFFECT OF Fe, Si AND Cu IN KITCHEN CONTAINERS ON QUALITY OF ALUMINUM IN PT. INALUM KUALA TANJUNG
ABSTRACT
DAFTAR ISI
Halaman
PERSETUJUAN ii
PERNYATAAN iii
PENGHARGAAN iv
ABSTRAK vi
ABSTRACT vii
DAFTAR ISI viii
DAFTAR TABEL x
BAB 1 PENDAHULUAN 1
1.1Latar Belakang 1
1.2Permasalahan 4
1.3Tujuan 4
1.4Manfaat 4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 5
2.1 Sejarah Aluminium 5
2.2 Alumina dan Aluminium 7
2.3 Pemurnian bauksit 9
2.4 Elektrolisa reduksi alumina 12
2.5 Proses pengolahan alumina 13
2.6 Produksi dan Kegunaan 14
BAB 3 BAHAN DAN METODE 17
3.1 Alat 17
3.2 Bahan 17
3.3 Prosedur Kerja 17
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 17
4.1 Data Percobaan 21
4.3 Pembahasan 23
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 24
5.1 Kesimpulan 24
5.2 Saran 24
DAFTAR TABEL
ABSTRAK
Aluminium merupakan salah satu unsur di alam yang sangat banyak kegunaannya bagi manusia. Aluminium batangan (ingot) diperoleh dari pencetakan aluminium cair (molten). Bahan baku yang digunakan antara lain adalah alumina (Al2O3), anoda, katoda, kliorit (Na3AlF6),soda abu (Na2CO3) dan aluminium florida (AlF3). Aluminium batangan yang dihasilkan banyak mengandung zat pengotor, seperti Fe dan Si. Karena unsur besi (Fe) dapat menyebabkan korosi (pengkaratan), sedangkan unsur silikon (Si) menyebabkan warna aluminium menjadi kuning. Apabila kadar besi dan silikon banyak terdapat dalam aluminium maka harus dikendalikan dengan cara melakukan re-stirring (pengadukan ulang), penambahan molten, pencetakan sebagian molten (speak out), dan penurunan grade. Hasil dari pengamatan yang dilakukan ditemukan bahwa aluminium yang
EFFECT OF Fe, Si AND Cu IN KITCHEN CONTAINERS ON QUALITY OF ALUMINUM IN PT. INALUM KUALA TANJUNG
ABSTRACT
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
PT. Indonesia Asahan Aluminium (PT. Inalum) merupakan proyek kerjasama antara
pemerintah Indonesia, swasta jepang dan pemerintah Jepang yang bergerak dibidang
industri aluminium. PT. Inalum berlokasi si Kuala Tanjung, Kecamatan Sei Suka,
Kabupaten Batubara Sumatera Utara. PT. Inalum adalah satu-satunya pabrik peleburan
aluminium yang ada di Indonesia. Dengan kapasitas produksi 250.000 ton/tahun.
Bahan baku pembuatan aluminium cair (molten) adalah alumina (Al2O3), kriolit
(Na3AlF6), anoda dan katoda. Molten yang dihasilkan di pot reduksi dibawa ke pabrik
penuangan (casting plant) dengan menggunakan Metal Transport Car (MTC) kemudian
molten tersebut dituang kedalam holding furnace (dapur penampung) dan selanjutnya
dialirkan ke casting machine (mesin pencetak) untuk dicetak menjadi aluminium
batangan (ingot) dengan berat masing-masing ingot 22,7 ± 1,5 kg.
Aluminium cair (molten) yang dibawa dari pabrik reduksi ke pabrik penuangan
banyak mengandung zat pengotor (dross), seperti Fe, Si, Cu, Ti, Mn, V, Ga, Mg, Na, Ni,
Zn, Cr, B. Zat pengotor tersebut dapat mempengaruhi kualitas dari aluminium batangan
(ingot). Oleh karena itu dilakukan proses pengolahan dross. sebelum molten dicetak
menjadi ingot. Molten yang dituang di dalam holding furnace (dapur penampung)
ditambahkan De Inclusion Flux 827 HS yang berfungsi untuk mengikat zat pengotor yang
ada pada molten. Setelah itu dilakukan proses pengadukan (strirring) selama ± 5 menit
selama ± 2,5 jam yang bertujuan agar De Inclusion Flux dan molten dapat bereaksi secara
sempurna. Maka zat pengotor yang terkandung didalam molten dapat terpisah.
Selanjutnya dilakukan proses skimming off, yaitu proses pengeluaran dross yang
mengapung dipermukaan molten.
TPM merupakan proses pengujian kadar atom yang terdapat didalam molten
terutama kadar Fe-nya, apakah molten yang akan dicetak sesuai dengan kadar Fe yang
diinginkan. Analisa TPM ini dilakukan oleh seksi SQA (Smelter Quality Ansurance)
sebelum proses pencetakan dilakukan. Pencetakan dilakukan apabila kadar Fe yang
dinginkan sudah sesuai yang diinginkan.
Adapun yang menjadi perhatian utama dalam TPM adalah kandungan Fe-nya. Hal
ini disebabkan kerena kandungan Fe yang sering berubah untuk setiap analisa. Sehingga
kadar Fe inilah yang menentukan grade dari suatu ingot produk. Kandungan utama
molten adalah Fe, Si dan Cu.
Apabila hasil TPM tidak memenuhi standar yang diinginkan, maka dilakukan
langkah penanggulangan, diantaranya:
1. Melakukan pengadukan ulang (re-stirring) dan dilakukan pengambilan sample
TPM kembali yang disebut TPM emergency. Hal ini dilakukan karena ada
kemungkinan molten belum homogen sehingga kadar Fe disetiap bagian tidak
merata.
2. Jika hasil evaluasi emergency diatas tetap tidak sesuai dengan grade yang
a. Penambahan molten dengan kadar Fe yang sesuai sehingga hasil perhitungan
sesuai dan juga kapasitas furnace masih memungkinkan. Kapasitas maksimum
Furnace yaitu 35 ton.
b. Bila volume furnace tidak memungkinkan untuk ditambah molten
penanggulangan (melebihi kapasitas maksimum) maka dilakukan pencetakan
sebagian (maksimum 1/3 volume furnace) yang disebut spect out dan kemudian
ditambahkan molten dengan kadar Fe sesuai dengan yang diinginkan kemudian
dilakukan proses holding time.
Dari uraian diatas, maka penulis merasa tertarik untuk memilih judul :
1.2 Permasalahan
1. Sejauh mana kadar kemurnian aluminium batangan yang dapat dihasilkan oleh
PT.INALUM Kuala Tanjung
2. pengaruh Fe, Si dan Cu yang dapat menurunkan kualitas dari aluminium
batangan
1.3 Tujuan
Untuk mengetahui pengaruh Fe, Si dan Cu didalam aluminium batangan yang ada
di PT.INALUM Kuala Tanjung
1.4 Manfaat
Untuk memberikan informasi yang akurat terhadap kadar kemurnian aluminium
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sejarah aluminium
Logam aluminium pertama kali dipersiapkan pada tahun 1825, tetapi baru dalam
jumlah sedikit sebagai logam yang berharga. Kesulitan yang belum teratasi sampai waktu
yang lama adalah daya pengikatnya yang besar untuk elemen-elemen tertentu, terutama
oksigen, dan suatu hal yang tidak mungkin pada saat itu untuk membersihkan logam
tersebut dalam jumlah yang begitu banyak. Masalah ini tetap tidak terpecahkan sampai
ada perkembangan teknologi dan teknik kelistrikan sehngga memungkinkan dengan
proses reduksi secara elektrolisa bias menyuling sejumlah banyak logam alumina (oksida
aluminium) yang disuling dari bijih aluminium. Produksi aluminium sekarang ini sangat
tergantung pada sumber listrik yang murah dan ini adalah merupakan alasan bahwa
pabrik – pabrik pengolahan aluminium kepunyaan Inggris ditemukan didaratan tinggi
Skotlandia dimana telah dikembangkan sejumlah sumber listrik hidro yang besar.
Sumber aluminium terdapat didalam apa yang disebut bauxites, yang mana
mengandung oksida aluminium yang tidak murni, bebas air, dan dengan silika juga oksida
besi yang merupakan kotoran – kotoran utama. Bauksit ditemukan diseluruh dunia
terutama didaerah tropis dan subtropics, kebanyakan diolah dengan proses penuangan
terbuka. Proses alumina bayer umumnya digunakan untuk menyuling alumina dari
bauksit yang telah dihancurkan yang terlebih dahulu dibersihkan dengan larutan kaustik
dengan soda panas. Ini memisahkan alumina sebagai sodium aluminat. Kotoran – kotoran
lebih baik. Dalam elektrolisa oksida, arus searah dengan satuan ampere yang tinggi
dilewatkan melalui aluminium lebur dengan suhu sekitar 10000C, aksida aluminium
tersebut (alumina) terpisah dari fluks yang terutama terdiri dari criolite.
Dapurnya terdiri dari sebuah kotak baja yang dilapisi bahan tahan api dengan
lapisan bagian dalamnya adalah karbon yang merupakan katoda (elektroda negatif).
Anoda (elektroda positif) terdiri dari batang-batang karbon yang tertancap pada
aluminium lebur dan merupakan alat reduksi, aluminium yang meleleh berkumpul
dibagian bawah daripada dapur, dipindahkan ke ember – ember pengangkut secara
berangsur. Kemurnian logam tersebut adalah 99 sampai 99,8 persen dan untuk mencapai
kemurnian yang super harus diolah lagi dan akan menghasilkan kemurnian 99,99 persen
atau lebih.
Sifat yang paling penting adalah keringanannya, berat jenisnya adalah sepertiganya
dari berat baja. Logam ini merupakan penghantar penghantar panas dan listrik yang baik,
setelah tembaga. Biasa ditempah, dituang, dikerjakan dengan mesin, disolder, dikeraskan
dengan dilas, dicap, ditarik dan diekstruksi tekan.dibuat juga menjadi bentuk yang
bervariasi untuk proses pembuatan atau pengolahan selanjutnya yaitu : lembaran plat,
strip, batangan, pipa kawat dan profil-profil.
Aluminium murni itu lunak dan kenyal, tetapi bila dicampur dengan sejumlah kecil
eleman – elemen lain, kekerasan dan kekuatannya akan naik, beberapa paduan memiliki
kekuatan yang sama atau lebih dari baja lunak. Paduan ini digunakan untuk komponen –
komponen yang dibebani, hasilnya cukup memuaskan dan beberapa diantaranya juga
tahan terhadap karat diudara.
2.2. Alumina dan Aluminium
a. Alumina
Alumina merupakan bahan baku di dalam proses elektrolisa dan digunakan sesuai
dengan kesetimbangan stiokiometri, yang banyaknya mencapai 1,89 kg dalam suatu
massa, sebagai contoh : 1,89 kg Al2O3 akan menghasilkan 1000 kg aluminium. Alumina
pertana kali ditemukan oleh orang Perancis tahun 1921. Alumina mempunyai morfologi
bubuk berwarna putih dengan berat molekul 102, titik lelehnya pada suhu 20500C.
Alumina (Al2O3) merupakan senyawa oksida dari aluminium yang diperoleh dari proses
pemurnian bauksit (Al2O3 x H2O) yang disebut dengan proses Bayer, yang dilakukan
pada tekanan 3 atm dan temperatur 1600C yang didasarkan kelarutan alumina. Proses
Bayer terdiri dari tiga tahap reaksi, yaitu:
1. Pelarutan terhadap bauksit dengan menggunakan NaOH (proses Ekstraksi)
Al2O3.xH2O + 2 NaOH 2 NaAlO2 + (x +1) H2O
2. Selanjutnya dilakukan proses Dekomposisi
2 NaAlO2 + 4 H2O 2 NaOH + Al2O3. 3 H2O
3. Alumina trihidrat yang terbentuk selanjutnya dikalsinasi menjadi alumina
Al2O3.3H2O + kalor Al2O3 + H2O
Alumina yang diperoleh dari proses Bayer di atas, kemudian diproses lanjut untuk
mendapatkan aluminium. Proses yang digunakan pada saat ini adalah proses
Hall-Heroult. ( PT.INALUM,2003)
b. aluminium
Aluminium adalah logam lunak dan liat. Karena sifat – sifat ini aluminium sangat
mudah untuk diolah dengan berbagi bentuk. Kekuatan tarik aluminium adalah kira – kira
100 N/mm2, aluminium mempunyai massa jenis rendah ( 2,7 x 103kg/m3 ). Oleh sebab itu
aluminium merupakan bahan penting dalam pembuatan pesawat terbang, bangunan kapal,
teknik-mobil, dan bangunan koroseri. Oleh karena massa jenisnya rendah, aluminium
mendapat tempat yang penting pula dalam teknik listrik, bangunan mesin dan teknik
proses. Untuk meningkatkan kekuatan tariknya aluminium umumnya harus dipadukan.
Aluminium tahan korosi berkat lapisan kuat oksida – aluminium. Oleh sebab itu
aluminium digunakan untuk penutup baja dan logam lain. Hal ini dapat dilakukan dengan
jalan melapis ( skoper ) disepuh timah dan diberi pelat stempel. Aluminium tahan
terhadap proses kimiawi. Oleh karena itu aluminium digunakan dalam teknik kimia.
Sama halnya seperti tembaga, aluminium mempunyai daya hantar panas yang
baik dan sekaligus mempunyai refleksi panas yang besar. Oleh karena refleksi panas yang
besar aluminium dapat digunakan sebagai bahan isolasi. Aluminium mempunyai daya
hantar yang baik. Sehingga aluminium banyak digunakan sebagai bahan penghantar
listrik. Untuk keperluan itu aluminium harus dimurnikan semurni mungkin. Untuk
meningkatkan kekuatan tariknya, aluminium untuk kabel rentang harus diubah bentuknya
Aluminium sukar dituang, aluminium cair – kental. Oleh karena daya hantar panas
yang baik dan daya oksidasi yang besar aluminium sukar dipateri. Seluruh panas yang
dimasukkan cepat keluar. Sedangkan pekerjaan las sukar dapat dipertahankan bebas
oksidasi.
Aluminium sebagai bahan baku digunakan untuk bahan pembuatan cat antara lain
cat aluminium.Dari paduan aluminium ini kita sebut silumin dan duralumin sebagai unsur
paduan aluminium terakhir digunakan dalam paduan nonferro.(Beumer , 1994)
2.3 Pemurnian bauksit
Pemurnian bauksit dilakukan apabila ada zat pengotor terdapat didalam bauksit.
Bauksit merah mengandung besi oksida sebagai pengotor yang kemudian dimurnikan
menggunakan proses baeyer atau proses hall dan apabila bauksit mengandung silika
sebagai pengotor maka bauksit tersebut dimurnikan dengan menggunakan proses serpek.
Pemurnian ada 2 jenis yaitu:
a. Proses baeyer
proses baeyer dilakukan dengan cara mengubah ferro oksida menjadi ferri oksida
didalam sebuah autoclave kemudian ditambahkan soda kaustik pekat. Proses ini
dilakukan selama beberapa jam. Maka akan dihasilkan larutan aluminium.
Larutan alumina tersebut kemudian disaring. Ferri oksida tidak dapat larut maka filtrat
masih mengandung sodium meta alumina (NaAlO2) yang dapat dihilangkan dengan
menggunakan asam lemah. Sodium meta aluminium (NaAlO2) dapat dibah menjadi
Al2O32H2O + 2NaOH 2NaAlO2 + 3H2O
NaAlO2 + 2H2O NaOH + Al(OH)3
2Al(OH)3 + Al2O3 2Al2O3 + 3H2O
Endapan aluminium hidroksida dipisahkan secara filtrasi kemudian dibakar maka
endapan aluminium hidroksida tersebut berubah menjadi alumina (Al2O3). Filtratnya
mengandung soda kaustik pekat dan dapat digunakan lagi untuk proses pengolahan bijih
besi.
b. Proses Hall
Dalam proses Hall bijih besi disatukan dengan menggunakan sodium karbonat
maka akan dihasilkan sodium meta alumina (NaAlO2). Proses ini dilakukan dengan
menggunakan air dimana karbondioksida menjadi residu.
Al2O3 + Na2CO3 2NaAlO2 + CO2
Pengolahan air dilakukan dengan cara memanaskan air pada suhu 50-60 0C dan
karbondioksida dilewatkan. Aluminium hidroksida (Al(OH)3) dipisahkan secara hidrolisis
kemudiana dipanaskan untuk memperoleh alumina (Al2O3).
2NaAlO2 + 3H2O + CO2 2Al(OH)3 + Na2CO3
2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O
(Satija, 1997)
Aluminium (Al) mempunyai masa atom 27 (hanya ada satu isotop alam), nomor
atom 13, densitas 2,79 g/cm3, titik lebur 660,40C, dan titik didih 2476 0C. aluminium
adalah logam berwarna putih silver. Memiliki potensial redoks -1,66 V, bilangan oksidasi
Aluminium adalah senyawa hidrolisis kuat dan umumnya tidak larut dalam
keadaan pH netral antara ( 6,0 – 8,0), di bawah asam ( pH < 6,0) atau alkali ( pH < 8,0),
dan dalam anorganik atau ligan organik (contoh OH-, F-, SO42-, asam sitrat) kelarutan Al3+
meningkat. Reaksi jenis ini meningkatkan jumlah Al3+ dalam keadaan encer. Berikut ion
yang dibentuk dalam larutan aluminium hidroksida pada pH dibawah 5,5: Al (OH)2+,
Al(OH)2+, dan Al3+.
Aluminium murni tidak stabil dalam proses oksidasi. Dalam keadaan
berhubungan dengan udara aluminium membentuk lapisan tipis oksida diatas permukaan
serta membentuk lapisan pelindung yang tahan terhadap korosi. Aluminium oksida
(Al2O3) adalah logam kasar yang digunakan selama produksi industi logam aluminium.
Aluminium oksida membentuk dua buah isomer α - (Al2O3) dan γ - (Al2O3).
(Seiler, 1994)
Aluminium adalah logam putih yang liat dan dapat ditempa, bubuknya berwarna
abu-abu. Ia melebur pada suhu 6590C. apabila terkena udara permukaan unsur aluminium
teroksidasi tetapi lapisan oksida ini melindungi aluminium dari oksida lebih lanjut. Asam
klorida encer dengan mudah melarutkan logam aluminium. Pelarutan lebih lambat dalam
asam sulfat encer atau asam nitrat encer :
2Al + 6H+ 2Al3+ + 3H2
Proses pelarutan dapat dipercepat dengan menambah sedikit merkurium (II)
klorida pada campuran. Asam klorida pekat juga melarutkan :
2Al + 6HCl 2Al3+ + 3H2 + 6Cl
-Asam sulfat pekat melarutkan aluminium dengan membebaskan belerang dioksida :
Asam nitrat pekat membuat logam menjadi pasif. Dengan hidroksida – hidroksida alkali
terbentuk larutan tetrahidroksoaluminat :
2Al + 2OH- + 6H2O 2[Al(OH)4]- + 3H2
Aluminium adalah tervalen dalam senyawa-senyawanya. Ion-ion aluminium (Al3+)
membentuk garam-garam yang tak berwarna dengan anion anion yang tak berwarna.
Halida, nitrat dan sulfatnya larut dalam air. Larutan ini memperlihatkan reaksi asam
karena hidrolisis. Aluminium sulfide dapat dibuat hanya dalam keadaan padat saja.
Dalam larutan air aluminium terhidrolisis dan membentuk aluminium hisroksida
Al(OH)3. aluminium hidroksida membentuk garam-garam rangkap dengan sulfat dari
kation-kation monovalen dengan bentuk-bentuk kristal yang menarik, yang disebut tawas
(alum, aluin).
(vogel, 1990)
2.4 Elektrolisa reduksi alumina
Reduksi langsung alumina dengan karbon tidak dapat dilakukan pada temperatur
yang tinggi. Pada proses reduksi dihasilkan uap karbon monoksida. Uap karbon
monoksida tersebut tidak dapat dikondensasikan dengan cara pendinginan. Pada
temperatur yang rendah terjadi reaksi timbal balik antara karbon monoksida dan alumina.
Al2O3 + 3C 2Al + 3CO
Metode yang sebenarnya dilakukan adalah elektrolisa reduksi alumina murni
yang dilarutkan dalam satuan kriolit. Reaksi dilakukan didalam sel karbon (sebagai
katoda) dan sejumlah rangkaian karbon yang digantung (sebagai anoda). Reaksi yang
terjadi adalah :
Al +3 + 3e- Al (pada katoda) (ii)
3O-2 3O + 2e- (pada katoda) (iii)
Oksigen dibebaskan dalam reaksi (iii) digabungkan dengan karbon dari anoda,
membentuk karbon monoksida, yang mana pada satu kali pembakaran menjadi karbon
dioksida. Beberapa karbondioksida juga dibentuk secara langsung pada anoda.
(Satija, 1997)
2.5 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
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
dalamnya melalui dua elektroda yaitu anoda dan katoda sehingga akan terjadi proses
elektrolisa yang akan menghasilkan aluminium cair.
(Burkin A R.,1987)
2.6Produksi dan kegunaan
Aluminium bukan merupakan jenis logam berat, namun merupakan elemen yang
berjumlah sekitar 8% dari permukaan
terdapat dalam penggunaan aditif makanan,
Aluminium merupakan konduktor
konduktor yang baik juga buat panas. Dapat ditempa menjadi lembaran, ditarik menjadi
kawat dan d
Aluminium digunakan dalam banyak hal. Kebanyakan darinya digunakan dalam
kabel bertegangan tinggi. Juga secara luas digunakan dalam bingkai jendela dan badan
BAB 3
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1. Alat
1. Sendok sampel
2. Cawan pendingin sampel
3. Mesin Bubut (Lathe Machine)
4. Optical Emission Spectrometry (OES) tipe ARL 3460
5. Pembersih elektroda
6. Pengasah pisau bubut
3.2. Bahan
1. Sampel logam aluminium
2. Alkohol teknis 96%
3. Minyak pelumas/pelicin
3.3. Prosedur kerja
3.3.1. Tahap pengambilan sampel
1. Sampel diambil dengan cara membuka tutup furnace lalu diambil cairan
aluminium dengan menggunakan sendok sampel
2. Sampel yang sudah diambil didinginkan didalam cawan pendingin yang berisi air
3. Setelah dingin sampel diberi tanda sesuai dengan No lot dan No furnace dari
4. Kemudian sampel dibawa ke bagian SQA
3.3.2. Tahap persiapan sampel
1. Sampel diratakan permukaannya dengan menggunakan mesin bubut
2. Setelah rata sampel dioleskan alcohol 96% untuk mencegah terjadinya
kontaminasi
3.3.3. Tahap analisis sampel
1. Sampel yang sudah siap dimasukkan kedalam cawan sampel
2. Mengalirkan gas argon UHP ke instrument OES dengan memutar “keran/katup”
berlawanan arah jarum jam.
3. Klik dua kali icon “OE” pada “desktop”/layar computer, kemudian ketik nama dan
password petugas pada kolom “name” dan “password”, lalu tekan “enter” atau klik “log
in”.
4. Klik “production/analysis”, klik “concentration analysis [F2]”, lalu klik “change Task”.
pilih/klik “task” sesuai jenis sampel yang akan dianalisis.
a. CHK_SPL : untuk analisis Cek Sampel
b. INGOT : untuk analisis Sampel “product metal”
c. KALB’TOR : untuk analisis Standar Sampel/Kalibrator/CRM
d. POT_CU : untuk analisis Sampel “Pot Metal Quantity”(Pot “Cu”)
e. POT_LN_I : untuk analisis Sampel “Pot Metal”
f. TPM : untuk analisis sampel “Test Product Metal’’
5. Mengeklik “OK”
6. Mengetik identitas sampel, seperti : No. Lot, No. Pot, standar sampel/ kalibrator/ CRM
dll sesuai sampel yang akan dianalisis pada kolom yang sesuai.
7. Mengetik tanggal/bulan/tahun sesuai waktu percetakan/pengambilan sampel dengan
format “DD//MM//YYYY”.
8. Membuka pintu chamber Spark, letakan ampel pada meja spark dengan posisi
permukaan sampel yang dibubut/ akan dianalisis kearah bawah, pasang clamp sampel,
tutup pintu chamber spark.
9. Tekan “enter” untuk analisis, nilai hasil analisis akan tampil pada layar computer.
10. Melakukan pekerjaan (No.7) diatas dan tekan “enter” untuk analisis sampel yang sama
pada titik spark yang berbeda. jumlah spark tergantung pada jenis sampel yang dianalisis
:
a. Cek sampel : 3x spark / sampel
b. Sampel “product Metal” : 6x spark / 3 sampel Lot
c. Sampel “pot metal quantity”(Pot “Cu”) : 6x spark / 3 sampel / pot
d. Sampel “pot metal” : 1x spark / sampel / pot
e. Sampel “test product metal” : 3x spark / sampel / lot
f. Standar sampel/kalibrator/CRM : tergantung kebutuhan
11. Klik “ Analyse Complete”, Klik “Continue”, data secara otomatis akan tersimpan
didalam “database Win OE” / HardDisk computer; dan instrument siap untuk analisis
sampel berikutnya.
(Jika data ingin langsung di cetak ke printer, klik “Print” kemudian klik “Continue”).
BAB 4
DATA, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN
[image:32.612.140.510.238.427.2]4.1. Data Percobaan
Tabel 4.1 Data Analisa Fe, Si dan Cu untuk grade produk G1 di PT.Inalum
Tanggal No lot Hasil analisa (%)
Fe Si Cu
10-01-2011 192824 0,165 0,044 0,0005 11-01-2011 192839 0,187 0,047 0,0005 12-01-2011 192854 0,171 0,043 0,0005 13-01-2011 192877 0,177 0,043 0,0005 14-01-2011 192895 0,180 0,044 0,0004 15-01-2011 192919 0,187 0,046 0,0005 16-01-2011 192937 0,183 0,046 0,0004 17-01-2011 192955 0,184 0,055 0,0004 18-01-2011 192976 0,174 0,057 0,0005 19-01-2011 192999 0,173 0,046 0,0004 20-01-2011 193017 0,189 0,047 0,0004
Tabel 4.2 Data Analisa Fe, Si dan Cu untuk grade produk S1-B di PT.Inalum
tanggal No lot Hasil Analisa (%)
Fe Si Cu
[image:32.612.139.509.491.679.2]4.2. Perhitungan
Pehitungan % Aluminium untuk grade G1 di PT.INALUM
% Al untuk No Pot 192919 = 100 - (Fe + Si + Cu) %
= 100 - (0,187 + 0,046 + 0,0005) %
= 100 - (0,2335) %
= 99,77 %
Pehitungan % Aluminium untuk grade S1-B di PT.Inalum
% Al untuk No Pot 192934 = 100 - (Fe + Si + Cu) %
= 100 - (0,055 + 0,041 + 0,0004) %
= 100 - (0,0964) %
= 99,90 %
[image:33.612.146.506.498.688.2]Untuk lebih lanjut hasilnya dapat dilihat didalam table dibawah ini
Tabel 4.3 % Aluminium untuk grade G1 di PT. Inalum
Tanggal No lot Hasil analisa (%) % Aluminium
Fe Si Cu
Table 4.4 % Aluminium untuk grade S1-B di PT.Inalum
tanggal No lot Hasil Analisa (%) % Aluminium
Fe Si Cu
10-01-2011 192815 0,055 0,042 0,0004 99,90 11-01-2011 192826 0,056 0,040 0,0004 99,90 12-01-2011 192852 0,059 0,042 0,0004 99,90 13-01-2011 192883 0,059 0,039 0,0004 99,90 14-01-2011 192894 0,054 0,042 0,0004 99,90 15-01-2011 192934 0,055 0,041 0,0004 99,90 16-01-2011 192945 0,055 0,043 0,0004 99,90 17-01-2011 192961 0,058 0,041 0,0004 99,90 18-01-2011 192984 0,042 0,055 0,0004 99,90 19-01-2011 193000 0,054 0,042 0,0004 99,90 20-01-2011 193011 0,052 0,043 0,0004 99,90
4.3. Pembahasan
Dari tabel % Aluminium untuk grade G1 diketahui bahwa pada No Lot 192824 dan
192854 memiliki % Aluminium yang lebih tinggi yakni 99,79 %, hal ini dikarenakan
pada Aluminium tersebut memiliki kadar Fe, Si dan Cu yang lebih kecil yakni 0,165,
0,044, 0,0005 dan 0,171, 0,043, 0,0005. Serta dari tabel % Aluminium untuk grade S1-B
dimana untuk setiap No Lot memiliki % Aluminium yang sama yakni 99,90 %. Hal ini
jelas bahwa untuk grade produk Aluminium S1-B lebih dijaga kualitasnya dibandingkan
dengan grade G1, yang mana pada Grade G1 memiliki % Aluminium yang lebih
bervariasi didalam pencetakannya. Naik turunnya kadar Fe, Si dan Cu ini dikarenakan
pada saat pembersihan furnace tidak dilakukan secara maksimal sehingga masih
meninggalkan zat pengotor yang cukup banyak, ini sangat jelas terlihat pada pencetakan
aluminium pada tanggal 20-11-2011 diamana kadar Fe sangatlah tinggi yaitu 0,185
dilihat bahwa semakin tinggi % Aluminium maka semakin bagus pula produk yang
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari data yang dihasilkan dapat diketahui bahwa pengaruh Fe, Si dan Cu adalah semakin
tinggi kadar Fe, Si dan Cu didalam aluminium batangan maka kemurnian dari aluminium
batangan yang dihasilkan semakin kecil yakni terdapat pada No lot 193017 yang memiliki
kadar Fe, Si dan Cu yang lebih kecil yakni 0,189, 0,047, 0,0004. Hal itu mungkin
dikarenakan oleh masih banyaknya zat pengotor yang terdapat didalama furnace sehingga
kadar Fe, Si dan Cu menjadi tinggi. Sebaliknya jika kadar Fe, Si dan Cu semakin rendah
maka kemurnian aluminium batangan yang dihasilkan akan semakin tinggi yang terdapat
didalam setiap No lot untuk produk S1-B. Hal ini sangat mempengaruhi kualitas
aluminium batangan yang dihasilkan yang sesuai dengan kualitas standart dari PT.
Indonesia Asahan Aluminium (PT.INALUM).
5.2 Saran
Untuk menjaga kualitas aluminium batangan di PT.INALUM sebaiknya dalam setiap
pencetakan aluminium batangan perlu dilakukan pembersihan furnace yang lebih pendek
priodenya misalkan yang seharusnya dibersihkan setiap 9-12 kali pemakaian sebaiknya
dipersingkat menjadi lebih pendek dalam jumlah pemakaiannya. Sehingga akan
mengurangi pengotor yang dapat menggangu kadar kandungan aluminium itu sendiri.
Dari hasil pengamatan dapat diketahui bahwa setiap kadar aluminium untuk grade G1
memilki variasi persentase kadar aluminium yang bervariasi yakni berkisar diantara 99,76
Daftar pustaka
Beumer, B.J.M.,(1994), Ilmu Bahan Logam, Jilid Satu, Bharatara Karya Aksara, Jakarta.
Burkin,A,R.,1987.Production of Aluminium and Alumina.Jhon Willey.New York
Love george.1986,kerja logam, Edisi ketiga, penerbit erlangga, Jakarta.
PT.INALUM, (2003), Proses Produksi Aluminium, PT.INALUM, Asahan.
Satija,B.R., (1997), “ A TextBook Of Inorganic Chemistry”, Har-Anand Publications Pvt
Ltd, New Delhi
Seiler H.G, (1994),”Handbook On Metal In Clini snd Analytical Chemistry”, Marcel
Dekker Inc, New York
Vogel, A.I., (1990), “Buku Teks Analisa Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro”,
