BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.9. Proses Umum Pembuatan Semen
Gambar 2. 1 Proses Umum Pembuatan Semen (Kurniawan, 2018) 2.9.1. Penyediaan Bahan Baku
Dalam proses produksi semen diperlukan tiga komponen yaitu bahan baku utama, bahan koreksi, dan bahan pembantu. Bahan baku utama adalah batu kapur dan tanah liat yang diambil dari tambang semen Gresik Rembang yang terletak sekitar 4-5 km dari pabrik. Sedangkan untuk batu kapur, selain tambangnya sendiri, Semen Gresik Rembang juga membeli batu kapur dari penambang lokal di
kawasan Rembang. Bahan koreksi yang digunakan adalah copper slag dan pasir silika. Copper slag diperoleh dari PT Smelting dan pasir silika diperoleh dari pedagang lokal di Cilacap. Bahan pembantu yang digunakan adalah gipsum berkualitas tinggi, trass, fly ash dan batu kapur. gipsum diperoleh dari PT.
Petrokimia Gresik dan PLTU Tanjungjati Jepara. Trass diambil dari pantai utara pulau jawa. Fly ash diperoleh dari limbah PLTU. Dan batu kapur berkualitas tinggi diperoleh dari tambang milik PT. Semen Gresik Rembang berjarak 4-5 km dari pabrik.
2.9.1.1. Persiapan Batu Kapur / Limestone (CaCO3)
Batu kapur diperoleh dari pertambangan milik PT. Semen Gresik Rembang yang berjarak 4-5 km dari plant site. Selain itu PT. Semen Gresik Indonesia juga membeli batu kapur dari penambang local di wilayah Rembang. PT. Semen Gresik Rembang menggunakan batu kapur yang diperoleh dengan cara penambangan, yaitu:
a) Pembersihan (Clearing)
Pembersihan merupakan proses pembersihan permukaan tanah dari kotoran yang dapat mengganggu proses penambangan seperti semak- semak dan rerumputan. Tujuan pembersihan agar kotoran-kotoran tidak terikut dalam proses
b) Pengupasan (Stripping)
Pengupasan merupakan proses menghilangkan lapisan tanah paling atas setebal 1-2 meter dari permukaan tanah yang dapat mengurangi kandungan kapur.
c) Pengeboran (Driling)
Pengeboran merupakan proses pembuatan lubang pada batu kapur sebagai tempat menanam bahan peledak. Jarak dan kedalaman lubang bor adalah : Diameter lubang = 3 inchi
Kedalaman = 6-9 meter
Jarak antar lubang = Depan belakang = 2 meter Kanan kiri = 4 meter d) Peledakan (Blasting)
Peledakan merupakan proses yang dilakukan untuk melepaskan batuan dari batuan induknya. Bahan peledak yang digunakan yaitu ANFO
(Campuran 96% Amonium Nitrat dan 4% Fuel Oil). Peledakan dilakukan satu kali dalam sehari.
e) Penggerukan (Digging) dan Pemuatan (Loading)
Penggerukan dan Pemuatan merupakan proses penggerukkan dan pemuatan batu kapur yang telah diledakkan dengan alat shovel dan loader dan kemudian diangkut menggunakan dump truck
f) Penghancuran (Crushing)
Penghancuran merupakan proses penghancuran batu kapur dengan menggunakan alat type Hammer Mill di limestone crusher. Dimana pada proses terebut batu kapur mengalami size reduction dari ukuran 800 mm menjadi 90 mm. Pengecilan ukuran bertujuan untuk memperlancar proses selanjutnya.
2.9.1.2. Persiapan Tanah Liat / Clay
Proses penambangan tanah liat diperoleh dengan cara sebagai berikut : a) Pembersihan (Clearing)
Pembersihan merupakan proses pembersihan permukaan tanah dari kotoran yang dapat mengganggu proses penambangan seperti semak- semak dan rerumputan dengan menggunakan buldozer. Tujuan pembesihan dilakukan agar kotoran tidak terikut dalam proses.
b) Pengupasan (Stripping)
Pengupasan yaitu 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. Dimana humus tersebut akan dikumpulkan dan digunakan kembali untuk proses reklamasi lahan tambang yang telah selesai digunakan.
c) Penggerukan (Digging) dan Pemuatan (Loading)
Penggerukan dan pemuatan yaitu proses pengambilan tanah liat dengan cara digali atau dikeruk menggunakan drag line setebal 2 meter, kemudian dimasukkan ke dump truck.
d) Penghancuran (Crushing)
Penghancuran yaitu tanah liat yang diambil dari area penambangan berdiameter maksimal 500 mm, kemudian dilakukan penghancuran tanah
liat di Clay Crusher sampai diameter maksimal 90 mm dan kandungan air 25 – 30%.
2.9.2. Pengolahan Bahan
Bahan semen antara lain batu kapur, tanah liat, copper slag dan pasir silika dengan komposisi tertentu yang dimasukkan ke dalam raw mill. Di pabrik bahan baku, bahan-bahan tersebut mengalami penggilingan, pencampuran dan pengeringan hingga diperoleh produk mentah dengan kehalusan 90% melewati saringan 90 mikron dan kadar air maksimal kurang dari 1%. Dari raw mill, material dimasukkan ke dalam blending silo. Fungsi blending silo adalah untuk menyimpan sementara bahan baku sebelum dimasukkan ke dalam kiln, dan juga sebagai alat untuk menghomogenisasi produk raw mill agar komposisi kimia produk lebih seragam dan siap untuk diumpankan dalam kiln (Kurniawan, 2018).
2.9.3. Pembakaran dan Pendinginan
Unit pembakaran merupakan bagian terpenting, karena terjadi pembentukan komponen utama semen. Unit ini terdiri dari suspension preheater, kiln dan cooler.
Menurut (Deolalkar, 2007), proses yang terjadi pada unit ini adalah:
1) Proses air hidrat clay Terjadi pada suhu 100℃. Reaksi : H2O (l) → H2O (g) 100℃ 2) Pelepasan air hidrat clay
Air kristal akan menguap pada suhu 500℃. Pelepasan kristal ini terjadi pada kristal hidrat dari tanah liat.
Reaksi : Al2Si2O7.xH2O(s) → Al2O3(s) + 2SiO2(s) + xH2O(g)
3) Terjadi proses kalsinasi
Tahapan penguapan CO2 dari limestone dan mulai kalsinasi terjadi pada suhu 700-900℃.
Reaksi : MgCO3(s) → MgO(l) + CO2(g)
4) Reaksi pembentukan senyawa semen C2S
Pada suhu 800-900℃ terjadi pembentukan calsium silikat, sebenarnya sebelum suhu 800℃ sebagian kecil sudah terjadi pembentukan garam calsium silikat terutama C2S.
Reaksi : 2CaO(l) + SiO2(l) → 2CaO.SiO2(l) (C2S)
5) Reaksi pembentukan senyawa semen C3A dan C4AF
Pada suhu 1095-1205℃ terjadi pembentukan calsium aluminan dan calcium alumina ferrit.
Reaksi : 3CaO(l) + Al2O3(l) → 3CaO.Al2O3(l) (C3A)
4CaO(l) + Al2O3(l) + Fe2O3(l) → 4CaO.Al2O3.Fe2O3(l) (C4AF) 6) Reaksi Pembentukan Semen C3S
Pada suhu 1260-1455℃ terjadi pembentukan calsium silikat terutama C3S yang mana presentase C2S mulai menurun karena membentuk C3S.
Reaksi : 2CaO.SiO2 (l) + CaO(l) → 3CaO.SiO2(l) (C3S) 2.9.4. Penggilingan Semen
Setelah didinginkan dalam cooler, klinker akan digiling di finishing mill. Pada proses ini ditambahkan gipsum dengan kandungan 91% dengan perbandingan 96:4 yang mempunyai fungsi menghambat proses pengeringan semen. Proses penggilingan dilakukan dalam dua tahap, yaitu penggilingan awal dengan menggunakan hidraulic roll crusher (HRC), dilanjutkan dengan penggilingan lanjutan pada Vertical raw mill hingga diperoleh produk semen yang diinginkan.
Secara khusus, ukuran semen berkurang dari 100 mesh menjadi 325 mesh dan lolos ayakan 90% (Kurniawan, 2018).
2.9.5. Pengisian dan Pengantongan
Semen dari produk finish mill kemudian diangkut dengan air slide ke dalam silo semen. Semen melewati vibrating screen untuk memisahkan semen dari kotoran-kotoran pengganggu seperti logam, kertas, plastik atau bahan lain yang ada di dalam semen, kemudian dikirim ke tangki semen (bin). Semen curah diangkut langsung ke tangki semen curah kemudian diangkut dengan truk untuk didistribusikan ke konsumen. Semen dalam kantong dipindahkan ke bagian pengemasan untuk diisi dan dikantongi semen. Kapasitas harian atau jumlah karung semen yang diproduksi per hari berbeda-beda tergantung pada rencana anggaran operasional perusahaan (RKAP), kebijakan pemerintah dan kapasitas pabrik, oleh karena itu sifatnya tergantung pada kebutuhan berjalan. PT Semen Gresik Rembang.
2.10. Alat Utama Pembuatan Semen