Bahan Baku Proses Pembuatan Besi Baja

(1)

BIJIH BESI & AGLOMERISASI

Prof. Dr.-Ing. Bambang Suharno

Metallurgy and Materials Engineering Department

University of Indonesia

2010

University of Indonesia

Bahan Baku Proses Pembuatan Besi

Baja

 Iron Ore

 Reduktor

 Coke (Blast Furnace)

 Coal (Reduksi Langsung dan Smelting

Reduction)

 Natural Gas (CH4) (Reduksi Langsung)

Metallurgy and Materials Engineering Department UI

 Scrap

(2)

Jenis Bijih Besi (Iron Ore)

 Jenis oksida (terbanyak)

(

Fe O

= Magnetit 

Fe

≈

72 4 %

(

Fe

3

O

4

= Magnetit 

Fe

≈

72,4 %

Fe

2

O

3

= Hematit

Fe

≈

70 %

 Jenis Hidroksida 

Fe ≈

50 % ‐ 55 %

Fe

2

O

3

.nH

2

O

= Hydrohematite/Laterit

Fe

2

O

3

*H

2

O

= Goethit

Fe

2

O

3*

3 H

2

O = Limonit

 Jenis karbonat

FeCO

Siderit 

Fe

≈

48 2 %

FeCO

3

= Siderit 

Fe

≈

48,2 %



Jenis Titanious Ferrous

FeO.TiO

2

= Pasir Besi/Ilmenit 

Fe

≈

36,8 %, Ti

≈

5‐13 %

 Jenis Sulfit

(

FeS

2

= Sulfit 

Fe

≈

46,7 %

Jenis Bijih Besi

Goethite

Limonite

Magnetite

(3)

Karakteristik Mineral Iron Ores

Chemicals composition of iron ores

from various countries (wt %)

(4)

Iron ore production

million metric tons

(2004)

(5)

Persyaratan Bijih Besi

 High Iron content

Minim m imp rities (S P As Zn Pb Na K )

 Minimum impurities (S, P, As, Zn, Pb, Na, K,)

 High content of basic oxides in gangue (self fluxing

ore)

 Minimum derivation in chemicals composition

 High reducability

 High strength

g

 Minimum of fines and narrow size distribution (for a

uniform gas flow)

Sebaran Bijih Besi Lokal

(6)

Jenis Deposit Bijih Besi

Sumber Daya Terukur

11

Deposit Bijih Besi Indonesia

Besi

Ton Lokasi

Methasomatic Ore 320.462.611 Lampung, West of Sumatera, Belitung, west of Kalimantan, Tanalang, Plaihari, dll.

Lateritic 1 391 246 630 South of Kalimantan, Pomalaa,

Lateritic 1.391.246.630 _{Halmahera, dll.} , ,

Iron Sand 382.000.000 South of Java Island Coast, Sumbar, Bengkulu, NTB, Sulsel dll.

Sumber : Direktorat Mineral Batubara ESDM

Bijih Besi Sekitar Lampung

(7)

Sebaran Batu Bara Lokal

1.000 juta ton 3.000 juta ton 10.000 juta ton

20.000 juta ton _{“Batubara kualitas Bituminous banyak terdapat di Kalimantan}

Timur”

Deposit Batubara

(sumber C atau CO sebagai zat pereduksi)

(8)

800

PENINGKATAN NILAI JUAL MULAI BAHAN BAKU SAMPAI PRODUK JADI PADA INDUSTRI BESI BAJA

200 300 400 500 600 700 $ / T O N

KONS

PELET

PIG IRON

SLAB

HRC

0 100 1 2 3 4 5 6

ORE

KONS

PT KRAKATAU STEEL University of Indonesia

Bijih besi

Fe tinggi

Fe rendah

Pemurnian

> 6 mm

_{konsentrat ( Fe tinggi )}

ukuran rendah

Aglomerisasi

(Pellet , Sinter)

> 6 mm

< 6 mm

Lump ore

Blast Furnace = Pig Iron (Hot Metal)

Reduksi Langsung = Sponge Iron

Ukuran 6 mm  batas undersize yang masih dapat diolah Umumnya berukuran 12 – 30 mm

Export

(9)

Proses pemurnian Bijih Besi

 Meningkatkan kandungan Fe pada ‘low grade raw

ore”

 Memisahkan senyawa yang tidak diinginkan

 Penghalusan ukuran bijih besi (< 2 mm) untuk dapat

dibuat pellet

 Proses yang dilakukan antara lain:

 Washing of ore

 Crushing/ grinding

 Gravimetry (Classifier)

Gravimetry (Classifier)

 Magnetic separator

 Flotation

 Iron ore yang sudah dimurnikan disebut

“KONSENTRAT”

Crushing dan Screening

(10)

Milling dan Spiral Classifier

Magnetic Separator Process

(11)

Bahan Baku Pasir Besi (Raw

Material)

• Sumber bahan baku Cipatujah, Tasikmalaya berada di

lokasi: Cidadap, Ciheras, Cimanuk, Cikaung Gading.

p

g

Ciheras

Cidadap

• Kandungan

• Fe = 35-40%

• TiO2 = 5 – 15%

Cikaung Gading

Cimanuk

Konsentrat Pasir Besi (Ore

Treatment)

Pasir Besi

Magnetic Separator

Konsentrat

(12)

Spiral

Classifier

Iron Ore Dressing

(13)

Pengolahan Latheritic Ore di Indonesia

 Proses penambangan dan pemurnian dari bijih besi muda

(bijih besi laterit) di Indonesia telah dilakukan oleh 2 (dua)

perusahaan, yaitu :

1. PT. KRAKATAU STEEL (Persero)

- Project began : Oktober 2006

- Kapasitas : 100 ton per hari

2 PT SILO (Sebuku Iron Lateritic Ores)

2. PT. SILO (Sebuku Iron Lateritic Ores)

- Project began : 2000 (actual start-up 2003)

- Kapasitas : 2,000 – 2,500 ton per hari

(14)

Mining & Processing Operations

of Latheritic Ore in Indonesia

(15)

BIJIH BESI KARUNGAN

(16)

Pengolahan Bijih Besi

Sinter

Iron ore

Lump ore

Pellet

Blast F’ce

Foundry

Pig Iron

Fe tinggi

Ukuran halus Fe rendah

Red Lgsng Steel Plant

Sponge Iron

First Step : Tentukan

Kualitas dan Kuantitas

Cadangan Bijih Besi

 Tidak semua bijih besi memiliki kadar Fe

tinggi untuk diolah di tanur tinggi atau tanur

Alasan Aglomerisasi

tinggi untuk diolah di tanur tinggi atau tanur

lainnya

 Ukuran yang seragam diperlukan agar :

 optimum rate of gas flow

 uniform gas flow , with a minimum of

channeling

 Ukuran partikel kecil , menyebabkan adanya

sejumlah fine material yang keluar tanur dan

masuk ke ‘gas recovery’ system

(17)

Proses Aglomerisasi

 Kriteria pemilihan

 ukuran partikel > 2 mm 

sinter

 ukuran partikel < 0,2 mm 

pellet

 Lokasi Pembuatan

 Sinter  biasanya dekat TT

P ll t

 bi

d k t

 Pellet  biasanya dekat

penambangan

Penggunaan Pellet dan Sinter

 Europa Union : 65% sinter, 24% pellet, 13%

llump ore

 Brazil, Japan, Korea Selatan: > 70% sinter

 Canada, USA: 91 dan 81% pellets

 Penggunaan Lump ore pada blast furnace

dibatasi tak lebih dari 10 – 15%

 Pada blast furnace sebetulnya

memungkinkan untuk mengolah bijih besi

dengan berbagai kadar Fe. Namun semakin

tinggi kadar Fe akan semakin ekonomis

(18)

Proses Pembuatan Pellet

 Dikembangkan dalam rangka pemanfaatan bijih besi

yang halus

 Green pellet (pellet mentah)

 Partikel bijih besi halus yang dicampur oleh air dan

bentonit, digumpalkan melalui proses rotasi sehingga

terjadi bola-bola aglomerat (kekuatan 20 – 50 N/ pellet)

 Burn pellet (pellet bakar)

 bola-bola aglomerat dikeraskan dengan cara dibakar

pada:

conveyor belt, grate kiln atau shaft furnace

 (kekuatan hingga 2500 N/ pellet)

Pellet Mentah (Green Pellet)

Bijih besi halus dengan campuran

Bentonit

:

8 3 - 10 kg/ ton of feed

Bentonit

:

8,3 10 kg/ ton of feed

% air

:

(4-7%)

β

ukuran pellet : ± 8 – 30 mm

 biasanya 10 – 15 mm

Kekuatan Green pellet :

20 – 50 N / pellet

(19)

Pelletasi



Faktor penentu



kadar air harus optimal

 jika kekuatan green pellet rendah  dibakar (T = 1000

o

_C)



kehalusan partikel



penambahan bentonit



kadar bahan sampingan



diameter , kecepatan piringan

 agar kekuatan : 2500 N/pellet

 Alat :

_{Shaft furnace}

Grate kiln

Traveling gate / conveyor belt

Proses Pelletasi

(20)

Parameters of the discs for

production of green pellet

Pellet Bakar (Burn Pellet)

 Dibakar 1000

O

_C,

_{kekuatan : 2500 N/pellet}

T

li

t /

b lt

Grate Kiln

Traveling gate / conveyor belt

(21)

Campuran Sinter

 Iron bearing fines ( 560% of raw mix, grain sixe

0-10 mm, incl. 70%> 0,2mm)

10 mm, incl. 70% 0,2mm)

 Solid fuel (3-4% coke breeze 0-3mm)

 Flux (10-15%, grain size <3mm, limestone, lime,

dolomite)

 Circulating materials (4.5 – 5%, mill scale, BF and

BOF dusts)

 Return sinter fines (25-35%, grain size < 6.3 mm)

 Moisture (water 5-9%)

Proses Sinter

Dalam proses ini bijih besi < 5 mm dicampur dengan

cokes breeze

: 8 %

(bahan bakar)

(

)

air

: 5-9 %

(kemampuan ikat Fe tinggi)

Bahan sirkulasi : 25 – 35 %

Additiv

: 10-15 %

(CaO , Dolomit)

Dicampur (mixing drum)

Sinter machine

( lebar : ± 4 m )

kecepatan : 5 – 9 m/menit

(panjang : ± 100 m)

(22)

Sinter Machine

Proses Sinter

(23)

Produk Sinter

Requirements on physical and

metallurgical properties of sinter

(24)

Operation Data of Sinter Plant in

Germany

European

sinter plants

(25)

Mesin Sinter di China

Annular Sinter Maschine

(26)

Proses Sinter

Umpan sinter diletakkan dalam alat panggang & dibakar

permukaannya (1300 – 1480

o

_C)

Setelah terbakar  udara panas dihisap dari atas ke bawah

zona pembakaran bergerak dari atas ke bawah

h = 40-45 cm

dihisap

Terbentuk sinter  pemecah  ukuran 6 – 25 mm (didinginkan)

(27)

Proses Sinter

Lay Out

Sinter Plant

(28)

Sinter capacities (million t/a)

Material Batu Besi daerah Garut

(29)

Material Batu Besi yang diangkut dari lokasi

penambangan

Mesin penghancur Bijih Besi

(30)

Mesin Crushing/ Ball Mill

Mesin Penghancur Bijih Besi

(31)

Mesin Pencampur

Mesin Pelletasi

(32)

Dapur pembakaran pellet mentah

Generator Listrik

(33)

Iron Ore

Low Grade High Grade

Beneficiation

SOLUSI TEKNOLOGI PENGOLAHAN BIJIH BESI LOKAL

Size: 0.08-0.17mm

Screen

Rute proses PIBB

Crushing Crushing Concentrate (Fe>65%) Grinding Binder Pelletizer _Pellet Coal Grate-Rotary Kiln

Indurator Natural Gas

Lump 6-25mm Screen Coke Sintering <6mm Binder Mixer

Rotary Kiln Coal Fasmet, ITMK3,Inmetco, Comet Direct Reduction Blast Furnace

Coal Base Gas Base

Pelletizer