1
BAB 1
PENDAHULUAN
Dalam bab ini menguraikan secara singkat tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian, serta kerangka penelitian.
1.1. Latar Belakang
Refraktori adalah bahan anorganik bukan logam yang sukar leleh pada temperatur tinggi dan material yang mampu mempertahankan sifatnya terhadap tegangan mekanik maupun serangan kimia dari gas-gas panas, cairan logam dan slag. Material refraktori sangat diperlukan untuk banyak industri proses dan industri pengecoran logam. Material refraktori ini melapisi furnace, tundish, ladle dan sebagainya. Material ini juga digunakan sebagai nozzle, spout, dan sliding gate. Dalam aplikasinya refraktori digunakan sebagai pelapis tungku atau dapat dikatakan sebagai dinding batu tahan api, refraktori salah satu komponen yang menunjang dalam pengoperasian tungku karena sifatnya yang tahan terhadap suhu tinggi untuk melindungi material tungku agar tidak meleleh pada saat pengoperasian, maka dibutuhkanlah material refraktori. Berdasarkan komposisi kimia penyusunnya, material refraktori dapat dibedakan menjadi beberapa jenis yaitu refraktori asam (SiO2) seperti silika, refraktori basa (MgO) seperti magnesit, refraktori netral (Al2O3) seperti alumina, serta refraktori khusus seperti karbon, silikon karbida, sulfida dan lainnya (Suyatna, 2016). Refraktori yang paling populer yaitu fireclay bricks karena daya tahan terhadap suhu tinggi dan ketahan terhadap korosi yang cukup baik. Fire bricks terbuat dari tanah liat sebagai pengikat dan silika (SiO2) dan alumina (Al2O3) sebagai bahan utamanya (Sukkae, 2018).
Industri refraktori di Indonesia telah mengalami perkembangan yang pesat.
Kementerian Perindustrian (2019) menyatakan bahwa saat ini kebutuhan produksi diperkirakan mencapai 50.000 ton, dengan total kapasitas produksi reftraktori nasional mencapai 200.000 ton. Peningkatan produksi refraktori menyebabkan bahan baku pembuatan fireclay bricks juga meningkat, salah satunya yaitu tanah
2 liat. Penggunaan tanah liat yang meningkat berdampak pada kerusakan lingkungan bagi masyarakat yang ada disekitarnya. Di sisi lain, proses produksi atau pembentukan tanah liat menjadi batu bata pada proses pembakarannya menghasilkan atau melepaskan sebuah gas yaitu gas karbon dioksida (CO2) dan CO dimana gas tersebut dapat mengakibatkan peningkatan global warming atau pemanasan global. Dan produksi yang semakin meningkat akan membuat biaya lebih mahal dari proses pembuatan tersebut, maka pengurangan biaya produksi sangat penting dilakukan. Salah satu cara menurunkan biaya produksi adalah dengan menggunakan penambahan bahan baku yang lebih murah.
Ada macam-macam pembuatan refraktori yaitu, menggunakan fly ash dan fireclay (Otero, 2004), fly ash sebagai bahan utama (Sukkae, 2018), abu sekam padi (Sari dan Rusiyanto, 2019), fly ash dan bottom ash. Pemanfaatan fly ash sebagai bahan tambahan batu bata telah dilakukan oleh Otero (2004). Hasil penelitiannya menyatakan bahwa batu bata ringan tahan api yang menggunakan 20% berat tanah liat dan 15% berat natrium silikat. Proporsi air adalah 40, 42 dan 45 wt-% dan campuran cairan hidrogen peroksida (H2O2) 5, 7 dan 9 mL.
Menghasilkan batu bata dengan pori-pori kecil memiliki ketahanan kompresi yang lebih tinggi. Ukuran pori tergantung pada jumlah air dan peroksida. Hasil terbaik diperoleh untuk 5 mL peroksida dan 40-42% berat air. Oleh karena itu, perlu dikaji lebih lanjut mengenai penentuan konsentrasi larutan cairan hidrogen peroksida (H2O2) dengan variasi konsentrasi pada campuran fireclay dan fly ash.
Adapun fly ash yang digunakan pada penelitian ini merupakan hasil sisa proses pembakaran batu bara pada industri Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Kaltim Teluk merupakan suatu hal yang menarik untuk diteliti lebih lanjut. Dimana setiap hari produksi limbah fly ash dari tahun ke tahun meningkat sebanding dengan konsumsi penggunaan batubara sebagai bahan baku pada industri PLTU. Penggunaan batubara pada PLTU Kaltim Teluk mencapai 3.360 ton per hari dan menyisakan limbah abu sebanyak 150 ton per hari. Menurut PP Nomor 101 Tahun 2014 Tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (B3), dari PLTU Kaltim Teluk digolongkan kedalam limbah B3 karena terdapat kandungan oksida logam berat yang akan mengalami pelindihan secara alami dan mencemari lingkungan (Rini dkk, 2018).
3 Limbah fly ash yang terdapat dari hasil pengolahan PLTU Kaltim Teluk memiliki jumlah yang cukup banyak, sehingga memerlukan pengelolaan limbah B3 agar tidak menimbulkan masalah lingkungan, seperti pencemaran udara atau perairan dan penurunan kualitas ekosistem. Namun, untuk mengolah limbah B3 tersebut membutuhkan biaya yang cukup besar, sehingga diperlukan pemanfaatan terhadap limbah fly ash untuk mengurangi biaya yang harus dikeluarkan. Oleh sebab itu, salah satu bentuk pemanfaatan fly ash adalah menggunakannya sebagai bahan dasar untuk membuat material refraktori. Penambahan fly ash pada campuran fireclay bersifat pozzolan, sehingga bisa menjadi additif mineral yang baik untuk batu bata tahan api (Adibroto dkk, 2018).
1.2. Perumusan Masalah
Adapun perumusan masalah yang dapat dikaji dalam penelitian ini yaitu sebagai berikut:
1. Bagaimana karakterisasi Fly ash dari PLTU Kaltim Teluk Balikpapan?
2. Berapa komposisi terbaik hidrogen peroksida sebagai foaming agent terhadap sifat batu bata ringan tahan api?
3. Berapa komposisi terbaik fly ash terhadap batu bata ringan tahan api?
1.3. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini yang ingin dicapai yaitu sebagai berikut:
1. Untuk mengkaji karakteristik fly ash dari PLTU Kaltim Teluk Balikpapan.
2. Untuk menentukan konsentrasi larutan Hidrogen Peroksida (H2O2) yang menghasilkan nilai densitas rendah pada batu bata ringan tahan api.
3. Untuk mendapatkan komposisi fly ash yang menghasilkan batu bata yang ringan pada batu bata tahan api.
1.4. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Sebagai upaya pemanfaatan limbah fly ash dari pembakaran batu bara pada PLTU Kaltim Teluk untuk bahan baku pembuatan batu bata ringan tahan api.
4 2. Sebagai suatu bentuk inovasi mahasiswa dalam memajukan riset dan teknologi di Indonesia dalam bidang industri refraktori yaitu bahan baku pembuatan batu bata tahan api di wilayah Kalimantan Timur.
3. Penelitian ini dapat memberikan kontribusi data sebagai rujukan untuk penelitian dan pengembangan variasi Fly ash untuk pembuatan batu bata ringan tahan api.
5 1.5. Kerangka Pemikiran Penelitian
Batu Bata Ringan Tahan Api Berbahan Fly Ash
PLTU Kaltim Teluk Konsumsi Sumber Daya Alam
Untuk Bahan Refraktori
Abu Sekam Padi
Clays
Bahan Refraktori Tanah Liat
& Semen
Jenis Refraktori
Basa
Netral
Larutan Foaming Agent Fly Ash
Asam
Terdapat dalam industri Plastik
Hidrogen Peroksida Magnesit
Alumina
Silika
Menghasilkan nilai densitas rendah pada batu bata ringan tahan
api (Otero,2004) (Otero, 2004)
Abu Sekam Padi
(Sari dan Rusiyanto, 2019)
(Wijtjaksana, 2016) Polyethylene
Uji Refraktori
Uji Karakterisasi
Uji Fisik
X-ray flourescence dan X- ray diffraction
Porositas, Densitas, Penyusutan, Water absorpsi, uji kekuatan Fireclay
Gambar1.1 Kerangka Pemikiran Penelitian
