C 3 S C 2 S C 3 A C 4 AF

(1)

INDUSTRI SEMEN

Khamdi Mubarok, M.Eng

Definisi

Semen merupakan komoditi strategis yang

memanfaatkan potensi sumber daya alam

bahan galian non logam berupa batu

kapur, tanah liat, pasir besi dan gipsum

(2)

2 Peta Industri Semen

Peta Industri Semen

di Indonesia

Semen Gresik Group (Semen Gresik Semen Padang

Semen Gresik Group (Semen Gresik, Semen Padang,

Semen Tonasa)

Lafarge (Perancis)

PT. Indocement Tunggal Prakasa Tbk

Heidelberg Cement (Jerman)

PT. Holcim Indonesia Tbk

Holcim Cement (Swiss)

PT. Bosowa

PT. Semen Baturaja

(3)

I. Komponen

Komponen utama

Komponen utama : Oksida silika

: Oksida silika

Dengan penambahan air

g

p

mampu

pp

mengikat bahan lain

Campuran terpenting :

1.

Tricalcium silicat

3CaO.SiO

₂₂

atau C

₃₃

SS

2.

(4)

4 II. Bahan Baku

II. Bahan Baku

1.

Batu kapur

CaCO

₃₃

22

Tanah liat

Al

Al O

O 2SiO

2SiO xH

xH O

O

2.

Tanah liat

Al

₂₂

O

₃₃

.2SiO

₂₂

.xH

₂₂

O

3.

Pasir besi

Fe

₂₂

O

₃₃ 4.

4.

Pasir kwarsa

SiO

₂₂

Reaksi

CaCO

33

+ Al

22

O

33

.2SiO

22

.xH

22

O + Fe

22

O

3 3

+ SiO

2 2

3CaO.SiO

₂₂

+ 2CaO.SiO

₂₂

+ 3CaO.Al

₂₂

O

₃₃

+ 4CaO.Al

₂₂

O

₃₃

.Fe

₂₂

O

₃₃

C

₃

S

C

2

S

C

₃

A

C

4

AF

Kebutuhan Bahan Baku

(5)

III. P

III. Produk

roduk

1.

Bahan bangunan :

Mortar (campuran semen kapur pasir)

Mortar (campuran semen, kapur, pasir)

Beton (campuran semen, pasir, kerikil)

Beton bertulang (beton + besi)

2.

Bahan bangunan setengah jadi

Eternit (campuran asbes & semen)

(

p

)

Tegel (campuran semen & pasir)

IV. Proses Pembuatan

(6)

6

Secara umum proses produksi semen terdiri dari beberapa Secara umum proses produksi semen terdiri dari beberapa tahapan :

tahapan :

1.

1. Tahap penambangan bahan mentah (quarry). Bahan dasar semen Tahap penambangan bahan mentah (quarry). Bahan dasar semen

adalah Batu Kapur, Tanah Liat, Pasir Besi dan Pasir Silica. Bahan adalah Batu Kapur, Tanah Liat, Pasir Besi dan Pasir Silica. Bahan--bahan bahan ini ditambang dengan menggunakan alat

ini ditambang dengan menggunakan alat--alat berat kemudian di kirim ke alat berat kemudian di kirim ke pabrik semen.

pabrik semen.

22 Bahan mentah ini di teliti di laboratorium kemudian di campur denganBahan mentah ini di teliti di laboratorium kemudian di campur dengan 2.

2. Bahan mentah ini di teliti di laboratorium, kemudian di campur dengan Bahan mentah ini di teliti di laboratorium, kemudian di campur dengan

proporsi yang tepat dan di mulai tahap penggilingan awal bahan mentah proporsi yang tepat dan di mulai tahap penggilingan awal bahan mentah dengan mesin penghancur sehingga berbentuk serbuk.

dengan mesin penghancur sehingga berbentuk serbuk.

3.

3. Bahan kemudian dilakukan pemanasan awal di preheaterBahan kemudian dilakukan pemanasan awal di preheater 4.

4. Pemanasan lanjut di dalam kiln sehingga bereaksi membentuk kristal Pemanasan lanjut di dalam kiln sehingga bereaksi membentuk kristal

clinker clinker

5.

5. Kristal klinker ini kemudian di dinginkan di cooler dengan bantuan angin. Kristal klinker ini kemudian di dinginkan di cooler dengan bantuan angin.

Panas dari proses pendinginan ini di alirkan lagi ke Preheater untuk Panas dari proses pendinginan ini di alirkan lagi ke Preheater untuk Panas dari proses pendinginan ini di alirkan lagi ke Preheater untuk Panas dari proses pendinginan ini di alirkan lagi ke Preheater untuk menghemat energi

menghemat energi

6.

6. Clinker ini kemudian dihaluskan lagi dalam tabung yang berputar yang Clinker ini kemudian dihaluskan lagi dalam tabung yang berputar yang

bersisi bola

bersisi bola--bola baja sehingga menjadi serbuk semen yang halus.bola baja sehingga menjadi serbuk semen yang halus.

7.

7. Clinker yang telah halus ini disimpan dalam silo (tempat penampungan Clinker yang telah halus ini disimpan dalam silo (tempat penampungan

semen mirip tangki minyak pertamina) semen mirip tangki minyak pertamina)

8.

(7)

Proses Pembuatan

Dapat dilakukan dengan proses kering

atau proses basah

Perbedaannya hanya terletak pada proses

penggilingan dan homogenisasi.

(8)

8 Proses Kering

Proses Kering

Crusher (penghancuran) Raw Material storage Lime stone sand Crusher

(penghancuran) Clay dryer

storage

Roller Mill

Kiln silo d

Suspension

Preheater Rotary kiln Clinker/Gypsum

clay

gypsum

Feed Preheater kiln _cooler Gypsum _Silo

Clinker

Grinding Cement silos

Proses Basah

Crusher Grinding

(giling) Clay _{t k} Clay _h

Lime stone

sand

clay

(giling) _tank _washer

Slurry feed tank Slurry blending tank stone Rotary

Kiln Clinker/gypsum storage

Clinker

grinding Cement silos

(9)

1. QUARRY ( PENAMBANGAN

1. QUARRY ( PENAMBANGAN ))

Bahan tambang berupa batu kapur, batu silika,tanah liat,

dan

material

material--material

material

lain yang mengandung kalsium,

silikon,alumunium,dan besi oksida yang diekstarksi

menggunakan drilling dan blasting.

2. Crushing

Pemecahan material material

hasil penambangan menjadi

ukuran yang lebih kecil

dengan menggunakan

crusher.

(10)

10 3.CONVEYING

3.CONVEYING

Bahan mentah

ditransportasikan

dari area

penambangan ke

lokasi pabrik untuk

diproses lebih lanjut

dengan

menggunakan

belt conveyor.

4. RAW MILL

( PENGGILINGAN BAHAN BAKU )

Proses Basah

Penggilingan dilakukan dalam raw mill dengan

menambahkan sejumlah air kemudian dihasilkan

slurry dengan kadar air 34

slurry dengan kadar air 34--38 %. Material

38 %. Material--material

material

ditambah air diumpankan ke dalam raw mill.

Karena adanya putaran, material akan bergerak

dari satu kamar ke kamar berikutnya.Pada kamar 1

terjadi proses pemecahan dan kamar 2/3 terjadi

gesekan sehingga campuran bahan mentah

menjadi slurry.

(11)

Proses KeringProses Kering

Terjadi di Duo dan Mill yang Terjadi di Duo dan Mill yang terdiri dari Drying Chamber, Compt terdiri dari Drying Chamber, Compt 1 dan Compt 2 Material

1 dan Compt 2 Material materialmaterial 1, dan Compt 2. Material

1, dan Compt 2. Material--material material dimasukkan bersamaan dengan dimasukkan bersamaan dengan dialirkannnya gas panas yang berasal dialirkannnya gas panas yang berasal dari suspension preheater dan dari suspension preheater dan menara pendingin. Pada ruangan menara pendingin. Pada ruangan pengering terdapat filter yang pengering terdapat filter yang berfungsi untuk mengangkut dan berfungsi untuk mengangkut dan menaburkan material sehingga gas menaburkan material sehingga gas e abu ae abu a ate a seate a se gga gasgga gas panas dan material berkontaminasi panas dan material berkontaminasi secara merata sehingga efisiensi secara merata sehingga efisiensi dapat tercapai. Terjadi pemisahan dapat tercapai. Terjadi pemisahan material kasar dan halus dalam material kasar dan halus dalam separator.

separator.

5. HOMOGENISASI

Proses Basah

Slurry dicampur di mixing

basin,kemudian slurry

dialirkan ke tabung

koreksi; proses

pengoreksian.

(12)

12 6. Pembakaran/ Pembentukan Clinker

6. Pembakaran/ Pembentukan Clinker

Terjadi di dalam kiln. Kiln

adalah alat berbentuk

tabung yang di dalamnya

terdapat semburan api.

Kiln di design untuk

memaksimalkan efisiensi

dari perpindahan panas

yang berasal dari

pembakaran bahan

bakar.

Proses Utama pada Rotary Kiln (T : 1643

oo

_K)

Drying

: penguapan air

Calcination

: disosiasi

CaCO

₃₃

CaO + CO

₂₂

Al

Al O

O 2SiO

2SiO xH

xH O

O

Al

Al O

O + SiO

+ SiO + H

+ H O

O

Al

22

O

33

.2SiO

22

.xH

22

O

Al

22

O

33

+ SiO

22

+ H

22

O

Sintering

: mulai melelehnya bahan baku

Reaksi utama

Reaksi utama : terbentuk C

: terbentuk C

₃₃

S, C

₂₂

S, C

₃₃

A, C

₄₄

AF

Gypsum (4 – 5 %)

(Tanah liat)

Hasil

Hasil :

:

klinker

semen

Fungsi gypsum : untuk memperlambat pengerasan

(13)

V. Penggolongan semen berdasarkan

kadar Ca silikat/aluminat

Semen Portland Tipe I :

Regular type

CC

₃₃

S (40

S (40 –– 60 %), C

60 %), C

₂₂

S (10

S (10 –– 30 %), C

30 %), C

₃₃

A (7

A (7 ––

13 %)

28 hari keras

Semen Portland Tipe II

Moderate heat & hardening

CC

₂₂

S > tipe I

Semen Portland Tipe III

High early strength

Partikel lebih halus

CC

₃₃

S > tipe I

CC

₃₃

S > tipe I

3 hari keras

Semen Portland Tipe IV

(14)

14 KEUNTUNGAN & KERUGIAN

KEUNTUNGAN & KERUGIAN

PROSES BASAH

KEUNTUNGAN

KEUNTUNGAN KERUGIANKERUGIAN

Kadar alkalisis,klorida,dan Kadar alkalisis,klorida,dan

sulfat tidak menimbulkan sulfat tidak menimbulkan gangguan penyempitan gangguan penyempitan dalam saluran material dalam saluran material masuk kiln.

masuk kiln.

Deposit yang tidak Deposit yang tidak

homogen tidak homogen tidak berpengaruh karena berpengaruh karena

Proses basah baik Proses basah baik

digunakan hanya bila digunakan hanya bila kadar air bahan bakunya kadar air bahan bakunya cukup tinggi

cukup tinggi

Pada waktu pembakaran Pada waktu pembakaran

memerlukan banyak memerlukan banyak panas, sehingga konsumsi panas, sehingga konsumsi bahan bakar lebih banyak bahan bakar lebih banyak p g

p g

mudah untuk mencampur mudah untuk mencampur dan mengoreksinya. dan mengoreksinya.

Pencampuran dan koreksi Pencampuran dan koreksi

slurry lebih mudah karena slurry lebih mudah karena berupa larutan.

berupa larutan.

Fluktuasi kadar air tidak Fluktuasi kadar air tidak

berpengaruh pada proses. berpengaruh pada proses.

yy

Kiln yang dipakai lebih Kiln yang dipakai lebih

panjang karena proses panjang karena proses pengeringan yang terjadi pengeringan yang terjadi dalam kiln menggunakan dalam kiln menggunakan 22 % panjang kiln.

22 % panjang kiln.

KEUNTUNGAN & KERUGIAN

PROSES KERING

KEUNTUNGAN

KERUGIAN

KEUNTUNGAN

Kiln yang digunakan

relatif pendek

Kebutuhan panas

lebih rendah

KERUGIAN

Rata

Rata--rata kapasitas

rata kapasitas

kiln lebih besar

Fluktuasi kadar air

menganggu operasi,

karena materail

l

k t di i l t kil

l

k t di i l t kil

lengket di inlet kiln

Terjadipenebalan/pen

yempitan pada

saluran pipa kiln.

(15)

Polution Controlling Device

Polusi yang dihasilkan berupa polusi udara dalam

bentuk:

debu

sisa pembakaran tidak sempurna (CO)

Pemisahan Debu

Filtrasi (Fabric Filter)

Electrostatic (Precipitator)

CO

Penggunaan Catalytic converter (Mengoksidasi

CO menjadi CO

₂₂

))

VI. Peran tiap komponen

CC

₃₃

SS ::

¾

memberi kekuatan pada saat permulaan

P

b h

k k t

k ti

P

b h

k k t

k ti

¾

Penambahan kekuatan secara kontinyu

CC

₂₂

SS ::

¾

Memberi kekuatan sedikit sampai 28 hari

¾

Memberi efek kekuatan yang besar

(16)

16 Jenis Semen menurut

Jenis Semen menurut

Kegunaannya

Peta Tenaga Kerja (2008)

(17)

Kurva Pertumbuhan Semen

Tahun 2000

Tahun 2000 -- 2009

2009

Permasalahan

1. Mulai terbatasnya potensi batu kapur di lokasi pabrik di Jawa yang 1. Mulai terbatasnya potensi batu kapur di lokasi pabrik di Jawa yang

mengkonsumsi semen paling banyak (lebih dari 60 persen); mengkonsumsi semen paling banyak (lebih dari 60 persen);

2. Kontinuitas pasokan batubara yang tidak terjamin untuk waktu jangka 2. Kontinuitas pasokan batubara yang tidak terjamin untuk waktu jangka

panjang; panjang;

3 Kem ngkinan mas kn a impo semen da i RRC dalam j mlah besa 3 Kem ngkinan mas kn a impo semen da i RRC dalam j mlah besa 3. Kemungkinan masuknya impor semen dari RRC dalam jumlah besar; 3. Kemungkinan masuknya impor semen dari RRC dalam jumlah besar; 4. Masih terdapatnya masalah pengamanan bahan baku jangka menengah 4. Masih terdapatnya masalah pengamanan bahan baku jangka menengah

dan jangka panjang; dan jangka panjang;

5. Efisiensi energi pada proses pembuatan klinker belum optimal; 5. Efisiensi energi pada proses pembuatan klinker belum optimal; 6. Terdapat beberapa pabrik yang sudah tua dan perlu pembaruan 6. Terdapat beberapa pabrik yang sudah tua dan perlu pembaruan

teknologi yang disesuaikan dengan ketersediaan kualitas bahan baku , teknologi yang disesuaikan dengan ketersediaan kualitas bahan baku ,

(18)

18 Industri Pendukung

Industri Pendukung

1. Yang menjadi industri pendukung adalah industri pengolahan bahan 1. Yang menjadi industri pendukung adalah industri pengolahan bahan gg jj pp gg p gp g

baku yang sebenarnya sudah terintegrasi dalam satu unit proses baku yang sebenarnya sudah terintegrasi dalam satu unit proses produksi semen. Bahan baku dan bahan penolong yang digunakan produksi semen. Bahan baku dan bahan penolong yang digunakan adalah batu kapur, tanah liat, pasir silika, pasir besi dan gipsum. adalah batu kapur, tanah liat, pasir silika, pasir besi dan gipsum. Khusus gipsum sampai saat ini masih diimpor dari Thailand; Khusus gipsum sampai saat ini masih diimpor dari Thailand; 2. Sebagai bahan bakar digunakan batubara kalori tinggi (6.000 2. Sebagai bahan bakar digunakan batubara kalori tinggi (6.000

kkal/kg), namun telah mengalami inovasi menjadi batubara kalori kkal/kg), namun telah mengalami inovasi menjadi batubara kalori rendah (4.000 kkal/kg) bahkan sebagian sudah disubstitusi oleh ban rendah (4.000 kkal/kg) bahkan sebagian sudah disubstitusi oleh ban bekas;

bekas;

3. Bahan penolong lain adalah kertas kraft yang dulu sepenuhnya 3. Bahan penolong lain adalah kertas kraft yang dulu sepenuhnya dipasok oleh PT. Kertas Kraft Aceh, namun tidak beroperasi lagi dipasok oleh PT. Kertas Kraft Aceh, namun tidak beroperasi lagi sehingga pemenuhan kebutuhan kertas kraft adalah melalui impor. sehingga pemenuhan kebutuhan kertas kraft adalah melalui impor.