BAB IV PROSES OPERASI PABRIK
4.1. Bahan Baku, Bahan Koreksi dan Bahan Pembantu Pembuatan Semen
4.1.1. Bahan Baku
4.1.1.1. Batu Kapur /Limestone (CaCO3)
Batu Kapur merupakan bahan yang dihasilkan dari batuan sedimen yang mengandung mineral kalsium. Terdapat tiga senyawa dalam batu kapur yaitu kalsium karbonat, kalsium oksida dan kalsium hidroksida. Batu kapur merupakan bahan utama dalam pembuatan semen, karena dalam batu kapur banyak mengandung kalsium karbonat (CaCO3) (Amalia, 2014). Berdasarkan kandungan CaCO3, batu kapur dapat dibagi menjadi 4 kelompok, antara lain :
a. Batu kapur Kadar Tinggi (High Grade Limestone) yaitu batu kapur batu kapur dengan kadar CaCO3 >90% dan bersifat rapuh.
b. Batu Kapur Kadar Menengah (Medium Grade Limestone) yaitu batu kapur dengan kadar CaCO3 54-90% dan bersifat kurang keras.
c. Batu Kapur Kadar Rendah (Low Grade Limestone) yaitu batu kapur dengan kadar CaCO3 30-53% dan bersifat keras.
d. Batu kapur jenis Dolomit yaitu batu kapur dengan kadar CaCO3 < 30%, memiliki tambahan kadar MgO diatas 5%, sebagai alternative perwarnaan pada semen, berwarna sedikit hitam.
Sifat fisika dan sifat kimia batu kapur ditunjukkan pada Tabel 4.1 dan tabel 4.2, penjelasannya sebagai berikut :
Tabel 4. 1 Sifat Fisika Batu Kapur (Perry & Green, 1997)
Karakteristik Sifat Fisika
Fase Padat
Warna Putih abu-abu
Ph 9,4 in saturated water solution at 25 °C (77 °F)
Berat Molekul 100,09 g/mol
Densitas Relative 2,93 g/mol
Titik Leleh 800°C
Titik Didih 1851°C
Tabel 4. 2 Sifat Kimia Batu Kapur (Perry & Green, 1997)
Karakteristik Sifat Kimia
Rumus Kimia CaCO3
Berat Molekul 100,09
Dan sifat kimia batu kapur lainnya yaitu dapat mengalami kalsinasi (pada suhu 600-850°C)
Reaksi : CaCO3(s) → CaO (s) + CO2(g)
Warna batu kapur adalah putih dan akan berwarna agak kecokelatan apabila terkontaminasi dengan tanah liat atau senyawa besi. Komponen terbanyak dalam batu kapur adalah CaCO3 (Perry & Green, 1997). Batu kapur memiliki komposisi tertentu untuk diaplikasikan dalam pembuatan semen, berikut komponen batu kapur pada pembuatan semen portland.
Tabel 4. 3 Komposisi Batu Kapur pada Pembuatan Semen Portland (QC Semen Gresik Rembang, 2023)
Komponen Penyususn %Berat
CaO 54,78
SiO2 2,92
SO3 0,01
Al2O3 1,25
Fe2O3 0,24
MgO 0,39
Na2O 0,13
K2O 0,06
Pengambilan batu kapur dilakukan dengan proses penambangan. Menurut (Kurniawan, 2018), terdapat 6 langkah dalam penambangan batu kapur yaitu :
a. Pembersihan (Clearing), proses pembersihan permukaan tanah dari kotoran yang dapat mengganggu proses penambangan seperti semak- semak dan rerumputan. Tujuan pembersihan agar kotor-kotoran tidak terikut dalam proses.
b. Pengupasan (Stripping), proses menghilangkan lapisan tanah paling atas setebal 1-2 meter dari permukaan tanah yang dapat mengurangi kandungan kapur.
c. Pengeboran (Drilling), proses pembuatan lubang pada batu kapur sebagai tempat bahan peledak. Dimana diameter lubang yaitu 3 inch, dengan kedalaman 6-9 m dan jarak antar lubang yaitu 1,5-3 meter.
d. Peledakan (Blasting), proses pelepasan batuan dari batuan induknya.
Peledak yang digunakan adalah ANFO (Amonium Nitrat Oil Fuel),
yang mempunyai sifat seperti urea dengan getaran tidak besar dan tidak mempengaruhi kualitas material.
e. Pengerukan dan Pemuatan (Hauling and Loading), proses penggerukan batu kapur yang telah di ledakan yang kemudian diangkut dengan dump truck.
f. Penghancuran (Crushing), proses penghancuran batu kapur dilakukan di limestone crusher dengan type alat Hammer Mill. Crusher menyebabkan batu kapur mengalami size reduction dari ukuran 1200 mm menjadi 90 mm. Pengecilan ukuran bertujuan agar memperlancar proses selanjutnya.
4.1.1.2. Tanah Liat / Clay (Al2O3.SiO2.2H2O)
Tanah Liat adalah bahan yang penting dalam pembuatan semen karena merupakan sumber utama senyawa silikat yang mengandung senyawa penting lainnya yaitu alumina dan besi serta merupakan hasil pelapukan kimia yang disebabkan adanya pengaruh air dan gas CO2 dari batuan-batuan silika yang kaya akan mineral. Tanah liat terbentuk dari pelapukan alkali dan alkali tanah yang mengandung silikat aluminium.
Tanah liat merupakan sumber aluminat (Al2O3) dan oksida silica (SiO2). Sifat dari tanah liat itu sendiri jika dipanaskan / dibakar akan berkurang sifat keliatannya dan menjadi keras bila ditambah air. Warna tanah liat adalah putih tanpa adanya zat pengotor, tetapi bila ada senyawa besi organik tanah liat berwarna coklat kekuningan. Komposisi tanah liat pada pembuatan Semen Portland dapat dilihat pada Tabel 4.4. Sedangkan untuk sifat fisika dan kimia ditunjukkan pada Tabel 4.5 dan 4.6.
Tabel 4. 4 Komposisi Tanah Liat pada Pembuatan Semen Portland (QC Semen Gresik Rembang, 2023)
Komponen Penyusun % Berat
CaO 0,80
SiO2 67,29
SO3 16,83
AL2O3 4,28
Fe2O3 1,97
MgO 1,13
Na2O 0,65
K2O 1,89
Tabel 4. 5 Sifat fisika tanah liat (Perry & Green, 1997) Karakteristik Sifat Fisika
Fase Padat
Warna Putih, merah dan coklat
pH 6-8
Titik Leleh >1200 °C (>2150°F Titik Beku < 0 °C (<32°F)
Spesific Gravity 2.6 gm/cc
Tabel 4. 6 Sifat kimia tanah liat (Perry & Green, 1997) Karakteristik Sifat Fisika Rumus Kimia Al2O3.K2O.6SiO2.2H2O Berat Molekul 796,40 g/gmol
salah satu sifat kimia tanah liat yaitu dapat mengalami pelepasan air hidrat bila dipanaskan pada suhu 500°C
Reaksi : Al2Si2O7.2H2O(s) → Al2O3 (s) + 2SiO2 (s) + xH2O (g) (Bereaksi pada suhu 400-750°C)
Pengambilan tanah liat dilakukan dengan proses penambangan. Menurut (Kurniawan, 2018), terdapat 4 langkah dalam penambangan batu kapur yaitu sebagai berikut :
a. Pembersihan (Clearing), proses pembersihan permukaan tanah dari kotoran yang dapat mengganggu proses penambangan seperti semak- semak dan rerumputan dengan menggunakan buldozer. Tujuan pembersihan agar kotoran-kotoran tidak terikut dalam proses.
b. Pengupasan (Stripping), proses pengupasan tanah bagian atas yang merupakan tanah humus dengan kedalaman 20-30 cm. Tujuan pengupasan adalah membersihkan lapisan tanah tidak berguna yang dapat mengurangi persentase tanah liat.
c. Penggerukkan (Digging) dan Pemuatan (Loading), proses pengambilan tanah liat dengan cara digali atau dikeruk menggunakan drag line setebal 2 meter, kemudian dimasukkan ke dump truck yang berkapasitas 20-30 ton dengan bantuan alat angkut shovel lalu dibawa ke clay crusher dan storage.
d. Penghancuran (Crushing), Proses pengecilan ukuran tanah liat hasil penambangan di clay crusher sampai diameter maksimal 90 mm.
4.1.2. Bahan Koreksi