Jurusan Teknik Material dan Metalurgi Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2013

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "Jurusan Teknik Material dan Metalurgi Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2013"

Farida Jayadi
6 tahun lalu
Tontonan:

1 Girindra Abhilasa Dosen Pembimbing : Sungging Pintowantoro S.T., M.T., Ph.D Jurusan Teknik Material dan Metalurgi Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2013

3 PENDAHULUAN

4 Indonesia membutuhkan penelitian dalam bidang metalurgi ekstraksi pengolahan mineral tambang Produksi tembaga Indonesia metrik ton (United States Geological Survey, 2011) Produksi hasil smelting Indonesia metrik ton Peraturan Menteri ESDM Nomor 07 Tahun 2012 dan UU MNERBA No. 4 Tahun 2009

5 Smelting Converting Tembaga hasil smelting : 80 90% Sulfur Batubara, Kokas, dan Minyak Converting : O 2 + SiO 2 + slag magnetite padat Converting : Slag + CaO FeO Fe 2 O 3 CaO Ca reaktif terhadap Sulfur

6 Rumusan Masalah Bagaimana pengaruh variasi komposisi penambahan CaCO 3 pada proses converting pada matte menjadi tembaga blister Tujuan Penelitian Pengaruh penambahan CaCO 3 pada proses converting pada matte menjadi tembaga blister Manfaat Penelitian Membantu pengolahan mineral tembaga dengan deposit kecil di Indonesia Memberikan informasi empirik dari pengaruh penambahan CaCO 3 pada proses converting yang optimal

7 Batasan Masalah Temperatur dan tekanan o ksigen dianggap konstan. Jumlah o ksigen yang digunakan konstan. Waktu proses converting konstan. Muffle Furnace hanya dapat mencapai temperatur 1300 o C. Unsur yang diteliti adalah Cu, Fe dan S.

8 TINJAUAN PUSTAKA

9 Simbol Cu Konduktifitas Termal dan Elektrik Tinggi Struktur Kristal pada temperatur kamar Face Centered Cubic (FCC) Mineral berupa oksida (cuprite), sulfida (chalcopyrite, covelite, calcosite), karbonat (azurite dan malachite) Titik lebur 1083 o C Densitas 8.96 gr/cm 3

Lebih dari 200 mineral mengandung unsur tembaga dengan variasi jumlah yang berbeda, tetapi hanya terdapat 20 jenis mineral yang penting sebagai bijih tembaga Mineral Rumus Kimia %Cu Native Copper Cu

10 Lebih dari 200 mineral mengandung unsur tembaga dengan variasi jumlah yang berbeda, tetapi hanya terdapat 20 jenis mineral yang penting sebagai bijih tembaga Mineral Rumus Kimia %Cu Native Copper Cu Chalcosite Cu 2 S 79.9 Diegnite Cu 9 S Covellite CuS 66.5 Chalcopyrite CuFeS Bornite Cu 5 FeS 4 /Cu 3 FeS Tennanite Cu 12 As 4 S Tetraedrite Cu 12 Sb 4 S Energite Cu 3 AsS Bournonite CuPbSbS Cuprite Cu 2 O 88.8 Tenorite CuO 79.9 Malachite CuCO 3.Cu(OH) Azurite 2CuCO 3.Cu(OH) Chrysocolla CuSiO 3.nH 2 O Dioptase Cu 6 [Si 6 O 18 ].6H 2 O 40.3 Brochantite CuSO 4.3Cu(OH) Anlerite CuSO 4.2Cu(OH) Chalcanthite CuSO 4.5H 2 O 25.5 Atacarnite CuCl 2.3Cu(OH)

11 Terdiri dari Kalsium Karbonat (CaO) dan Magnesium sebagai komponen sekundernya Berwarna putih Nama : Calcite, Dolomite, Aragonite Aplikasi : pengontrol polusi dan manufaktur baja sebagai flux

12 Oksidasi Cu-Fe-S matte cair tembaga blister cair. Material utama : matte (dari smelting) Material tambahan : silika, udara, dan oksigen Menghasilkan Tembaga Blister dan Slag Proses ototermal Tembaga Blister dengan komposisi 99%Cu, 0.02%S, 0.6%O, Slag Besi-Silikat (4-8%Cu), Gas SO 2 T = 1200 o C 1300 o C

T = 1220 o C Proses Cu, Fe 3+, Fe 3 O 4 solid.

(tembaga cair) + SO 2 FeS (dalam matte) + O 2 F e O + S O 2

13 T = 1220 o C Proses Cu, Fe 3+, Fe 3 O 4 solid. Magnetite akan terikat oleh CaO Slag m em iliki kom posisi 14-16%Cu, 40-55%Fe, dan 15-20%CaO Reaksi yang terjadi : Oksidasi langsung dengan udara : CuS (dalam matte) + O 2 C u o (tembaga cair) + SO 2 FeS (dalam matte) + O 2 F e O + S O 2 3FeS (dalam matte) + 5O 2 F e 3 O 4 + 3SO 2 CaCO 3 CaO +CO 2 CaO + Fe 3 O 4 F e O Fe 2 O 3 CaO

14 Smelting slag Converting slag : 1-2%Cu : 4-8%Cu Menurunkan tembaga dalam slag dapat dilakukan dengan cara : Fe 3 O 4 (s) dalam slag dan menahan slag tetap panas. Menyediakan SiO 2 yang cukup untuk memisahkan slag dan m atte Menghindari ketebalan lapisan yang terlalu tinggi pada slag Menjaga tapping matte dengan slag

15 Tembaga : 80-90% sulfur didapat dari kokas, batu bara, dan minyak Transfer sulfur dari logam menjadi slag dapat bereaksi membentuk sulfida dari Mn, Mg, Ca yang diserap oleh slag. Kalsium merupakan agen desulfuriasasi utama Contoh reaksi desulfurisasi dengan CaO : FeS + CaO FeO + CaS

setimbang) G > 0 (reaksi tidak spontan /

16 Tahapan reaksi pada proses reaksi dapat ditinjau dengan hukum termodinamika, salah satunya energi bebas Gibbs. G < 0 (reaksi spontan) G = 0 (reaksi setimbang) G > 0 (reaksi tidak spontan / berkebalikan) Diagram Ellingham menunjukkan hubungan antar G -T pada beberapa reaksi kim ia

17 Reaksi kimia membutuhkan penyeimbangan rumus molekul untuk senyawa kimia Rumus kimia menunjukan jumlah elemen yang dibutuhkan untuk membuat senyawa Reaksi kimia memberikan informasi pada jumlah relatif setiap elemen yang bereaksi. Jumlah relatif dari reaktan dan produk diberikan dengan koefisien dalam koefisien kesetimbangan Contoh reaksi : 2MoO 2 + 6CO M o 2 C + 5CO 2

18 No Penelitian Oleh (Tahun) 1 Refining Tembaga Walter O. Snelling (1932) 2 Refining Tembaga dan Penambahan Flux Canning, Jr (1982) 3 Permodelan Injkesi Gas pada Pierce Smith Converter Jussi Vaarno (1997) 4 Permodelan Kinetik pada Elemen Utama saat Proses Converting A.K Kylo (1998) 5 Slag Ferrous Calcium Silicate (FCS) untuk Continous Converting Tembaga Rajneet Kaur (2007) 6 Kesetimbangan Fasa Dalam Paduan Slag Kalsium Silikat: edisi IV Temperatur Liquid dan Solubility Stanko Nikolic dkk pada Cu 2 O-FeO-Fe 2 O 3 -CaO-SiO 2 Slag pada (2008) Temperatur 1250 o C dan 1300 o C serta Tekanan Oksigen 10-6 atm 7 Efek Kadar Magnesium Oksida pada fluiditas slag Jia Shyan Shiao (2008) di blast furnace 8 Permodelan Computational Fluid Dinamics (CFD) pada Parameter Proses Pencampuran pada Pierce Smith Converter dengan Perbandingan Permodelan Fisika 9 Meminimalisir Kehilangan Tembaga pada Slag Dengan Penambahan Colemanite (2CaO.3B 2 O 3.5H 2 O) Deside K. Chibwe dkk (2011) Aydin Rusen dkk (2012) 10 Oksidasi Desulfurisasi pada Slag Tembaga LI Lei dkk (2012) 11 Permodelan Computational Fluid Dinamics (CFD) pada Aliran Fluida pada Pierce Smith Converter Dengan Menggunakan Lebih Dari Satu Poin Injeksi Aaron Almaraz (2013)

19 METODOLOGI

Tapping logam Tembaga Blister 34,33 gr Dolomite 54,96 gr Dolomite 91,61 gr Dolomite Tanpa

20 Start Flux Dolomite Logam Tembaga & Matte A Blowing Oksigen Uji XRF Uji XRF & XRD Mengambil Slag Preparasi Flux Dolomite Preparasi Logam Tembaga & Matte (1,07 :1) Slag Tapping logam Tembaga Blister 34,33 gr Dolomite 54,96 gr Dolomite 91,61 gr Dolomite Tanpa penambah an Uji XRF & XRD Melelehkan Logam & Matte Analisa Data Menambahkan Flux Dolomite A Kesimpulan End

21 Palu Batu O beng C etakan K ompresor dan Lance Muffle Furnace Timbangan Digital Termometer Infrared M esin XRD Mesin XRF

22 M atte Batu Kapur (Dolomite) Logam Tembaga Batu Kapur Oksigen Gas LPG

23 HASIL DAN PEMBAHASAN

24 Tabel hasil uji XRF logam tembaga dan matte unsur Cu, Fe, dan S %Cu %Fe %S %Ca Logam Tembaga 73,65 12,37 5,16 - Matte 41,01 10,93 9,89 1,60 Grafik hasil uji XRD logam tembaga Grafik hasil uji XRD m atte

25 Blister 1 1:10 85,15%Cu 6,53%Fe 4,15%S Blister 2 1:8 92,23%Cu 0,13%Fe 3,82%S Blister 3 1:5 94,39%Cu 0,075%Fe 0,83%S Blister 4 1:3 97,39%Cu 0,098%Fe 3,94 %S Grafik peningkatan kadar Cu pada tembaga blister Grafik hasil uji XRD tembaga blister

26 Slag 1 1:10 7,47%Cu 20,24%Fe 0%Ca Slag 2 1:8 6,19%Cu 27,64%Fe 4,7%Ca Slag 3 1:5 4,13%Cu 27,76%Fe 4,83 %Ca Slag 4 1:3 3,99%Cu 30,55%Fe 8,84%Ca Grafik penurunan kadar Cu pada slag

27 Grafik kenaikan kadar Fe pada slag Grafik hasil uji XRD tembaga blister

28 Kadar Cu meningkat dengan penambahan flux Dolomite Rasio 1:3 yang terbaik 97,37%Cu Kadar tembaga dalam slag menurun hingga 3,99% pada rasio 1:3 Slag yang terbentuk adalah slag calcium-ferrite Penambahan Dolomite yang terbaik dengan rasio 1:3

dokumen-dokumen yang mirip

PENGARUH PENAMBAHAN FLUX DOLOMITE PADA PROSES CONVERTING PADA TEMBAGA MATTE MENJADI BLISTER

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. x, No. x, (2014) ISSN: xxxx-xxxx (xxxx-xxxx Print) 1 PENGARUH PENAMBAHAN FLUX DOLOMITE PADA PROSES CONVERTING PADA TEMBAGA MATTE MENJADI BLISTER Girindra Abhilasa dan Sungging