BAB I PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG MASALAH

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG MASALAH Pengolahan konsentrat tembaga menjadi tembaga blister di PT. Smelting dilakukan menggunakan proses Mitsubishi. Setelah melalui tiga tahapan proses secara sinambung, dihasilkan tembaga blister yang berkadar tembaga sekitar 98,5% (Gambar 1.1). Pada tahap awal konsentrat tembaga kering masuk ke dalam tanur peleburan (Smelting Furnace) untuk dilelehkan menjadi matte. Tanur berikutnya adalah Tanur Pembersih Terak (Slag Cleaning Furnace) yang di dalamnya terjadi pemisahan terak dari matte. Tanur terakhir adalah Tanur Konversi (Converting Furnace). Di sini terjadi proses perubahan matte menjadi tembaga blister. Gambar 1.1 Proses Mitsubishi 5) BAB I PENDAHULUAN 1

2 Untuk menurunkan kadar pengotor dan meningkatkan kadar tembaga menjadi sekitar 99,5%, tembaga blister diproses lagi dalam Tanur Anoda (anode furnace). Prosess yang terjadi di dalam tanur anoda ini adalah proses pemurnian oksidasi (fire refining) yang mencakup dua macam proses secaraa berurutan, yaitu proses oksidasi yang kemudian diikuti proses reduksi. Oksidasi dilakukan dengan tujuan mengikat pengotor yang adaa di dalam blister supaya menjadi oksida dan masuk ke dalam terak. Kadar sulfur diturunkan dengan mengoksidasinya menjadi gas SO 2 yang akan keluar bersama gas buang. Proses oksidasi ini dilakukan dengan meniupkan udara yang diperkaya oksigen (oxygen enriched air) ke dalam tanur. Reduksi dilakukan dengann tujuan menurunkan kadar oksigen berlebih hasil oksidasi sebelumnya. Reduksi dilakukan dengan cara mereaksikan oksigen yang terlarutt dalam lelehan dengan bahan bakar mengandung karbon seperti gas alam atau bahan bakar minyak RUMUSAN MASALAH Di PT. Smelting Gresik, pada kondisi konsentrat yang normal dengan kadar Pb di bawah ppm di dalam tanur anoda secara umum cukup ditambahkan silika (SiO 2 ) sekitar 400 kg untuk menjagaa kandungan Pb tetap pada daerah yang aman dan memungkin nkan supayaa anoda tembaga hasil tanur anoda dapat diproses dengan cara pemurnian elektrolitik (electrorefining). Tetapi apabila kadar Pb berada di atas ambang batas, maka silika yang ditambahkan harus semakin banyak juga. Reaksi pengikatan Pb oleh fluks SiO 2 (fluks asam) Pb O SiO 2 PbO O.SiO 2 terak (1.1) BAB I PENDAHULUAN 2

3 Menurut Goto dan Hayashi 14), silika memiliki viskositas tinggi yang didalam lelehan bersifat sebagai pembentuk jejaring (network former) sehingga meningkatkan viskositas terak secara keseluruhan. Dengan penambahan silika tadi maka terak akan menjadi semakin viscous dan semakin susah untuk dipisahkan dari fasa lebur lainnya (skimming) Untuk menurunkan viskositas terak ditambahkan bahan yang berfungsi sebagai penstabil terak (slagging) yaitu oksida basa (basic oxide) seperti CaO, FeO atau MgO. FeO banyak terdapat dalam Cl-slag (terak dari tanur ke- 2/pembersih), sehingga dapat digunakan sebagai penstabil terak. Proses penambahan silika dan Cl-slag inilah yang disebut proses de-leading yang bertujuan untuk mengurangi kadar Pb dan memisahkannya ke dalam terak. Jika kadar Pb dalam tanur anoda harus dikurangi, sebaliknya kadar arsen justru harus dijaga pada kondisi tertentu menyesuaikan dengan kadar Pb yang masih tersisa dalam anoda tembaga karena arsen memiliki peranan tersendiri dalam proses pemurnian tembaga selanjutnya. Menurut Demaerel 9), dalam proses electrorefining keberadaan As dalam jumlah yang cukup di dalam anoda tembaga dapat mencegah gejala pasivasi anoda. Gejala pasivasi adalah suatu keadaan yang menyebabkan ion tembaga (Cu 2+ ) tidak dapat melewati lapis difusi untuk masuk ke fasa ruah yang disebabkan oleh tingginya kandungan Pb yang ada di dalam tembaga ruah. Selain itu arsen juga membentuk lapisan Cu 3 As yang dapat meningkatkan potensial anoda sebesar 50 sampai 80 mv. Di PT. Smelting Gresik, kadar arsen ditentukan dengan perbandingan 1/5 atau 1/6 dari kadar Pb yang ada di anoda tembaga. Karena kadar Pb di dalam anoda tembaga berkisar antara ppm, maka kadar arsen di dalam anoda tembaga diharapkan sekitar 1000 ppm. Dengan penambahan fluks berupa silika dan Cl-slag pada proses di dalam tanur anoda maka kadar arsen di dalam blister tembaga akan mengalami perubahan. Untuk mengimbangi kehilangan arsen, ditambahkan logam arsen ke dalam tanur BAB I PENDAHULUAN 3

4 anoda. Pada dewasa ini setiap proses de-leading dalam tanur anoda memerlukan penambahan logam arsenik sebanyak 410 kg MAKSUD DAN TUJUAN PENELITIAN Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari : 1. Korelasi antara jumlah fluks dengan kandungan unsur arsen di dalam tembaga anoda dan terak tanur anoda, 2. Pengaruh tingkat oksidasi terhadap kandungan arsen di dalam tanur anoda, 3. Pengaruh komposisi terak pada proses pemurnian anoda 1.4. RUANG LINGKUP PEMBAHASAN Ruang lingkup penelitian dibatasi pada perilaku arsen dalam proses pemurnian anoda pada proses Mitsubishi. Variabel-variabel jumlah silika, jumlah oksigen, temperatur akhir oksidasi, dan variabel lain dipelajari untuk kemudian ditentukan pengaruhnya terhadap proses kandungan arsen SISTEMATIKA PENULISAN Penulisan penelitian ini disajikan dalam beberapa bab yang dapat dijelaskan sebagai berikut : Pendahuluan. Bab ini menguraikan latar belakang, rumusan masalah, maksud dan tujuan penelitian, ruang lingkup pembahasan dan sistematika penulisan laporan Tinjauan pustaka. Pada bab ini diuraikan teori-teori dasar mengenai proses pemurnian oksidasi, teknologi proses pemurnian oksidasi yang diterapkan dalam industri peleburan tembaga dan penelitian penelitian yang telah dilakukan dari literatur. Bab ini juga BAB I PENDAHULUAN 4

5 menjelaskan model kinetika yang menjelaskan mekanisme reaksi pemurnian oksidasi Metodologi penelitian. Dimulai dari diagram alir metoda penelitian kemudian deskripsi proses de-leading pada tanur anoda dan prosedur percobaan. Prosedur percobaan terbagi atas penjelasan mengenai pengambilan dan preparasi sampel serta analisis kimia yang bertujuan untuk mengetahui komposisi kimia dari sampel Hasil Percobaan dan Pembahasan. Bab ini menguraikan interpretasi hasil percobaan, pembahasan aspek termodinamika dan kinetika proses pemurnian oksidasi terhadap variasi parameter yang telah ditetapkan dari awal penelitian Kesimpulan dan saran. Bab ini menguraikan kesimpulan yang didasari atas hasil percobaan dan penyampaian saran-saran untuk perusahaan maupun penelitian berikutnya. BAB I PENDAHULUAN 5