Bahan Baku Proses Pembuatan Besi Baja

Transkripsi

1 BIJIH BESI & AGLOMERISASI Prof. Dr.-Ing. Bambang Suharno Metallurgy and Materials Engineering Department 2010 Bahan Baku Proses Pembuatan Besi Baja Iron Ore Reduktor Coke (Blast Furnace) Coal (Reduksi Langsung dan Smelting Reduction) Natural Gas (CH4) (Reduksi Langsung) Scrap Additive (Flux): CaO 1

2 Jenis Bijih Besi (Iron Ore) Jenis oksida (terbanyak) (Fe 3 O 4 = Magnetit Fe 72,4 % Fe 2 O 3 = Hematit Fe 70 % Jenis Hidroksida Fe 50 % 55 % Fe 2 O 3.nH 2 O = Hydrohematite/Laterit Fe 2 O 3 *H 2 O = Goethit Fe 2 O 3* 3 H 2 O = Limonit Jenis karbonat FeCO 3 = Siderit Fe 48,2 % Jenis Titanious Ferrous FeO.TiO 2 = Pasir Besi/Ilmenit Fe 36,8 %, Ti 5 13 % Jenis Sulfit (FeS 2 = Sulfit Fe 46,7 % Jenis Bijih Besi Goethite Limonite Magnetite Metallurgy Hematite and Materials Engineering Department Hematite UI Hematite 2

3 Karakteristik Mineral Iron Ores Chemicals composition of iron ores from various countries (wt %) 3

4 Iron ore production million metric tons (2004) 4

5 Persyaratan Bijih Besi High Iron content Minimum m impurities (S, P, As, Zn, Pb, Na, K,) High content of basic oxides in gangue (self fluxing ore) Minimum derivation in chemicals composition High reducability High strength Minimum of fines and narrow size distribution (for a uniform gas flow) Sebaran Bijih Besi Lokal 5

6 11 Deposit Bijih Besi Jenis Deposit Bijih Besi Ton Sumber Daya Terukur Lokasi Methasomatic Ore Lampung, West of Sumatera, Belitung, west of Kalimantan, Tanalang, Plaihari, dll. Lateritic Iron Sand South of Kalimantan, Pomalaa, Halmahera, dll. South of Java Island Coast, Sumbar, Bengkulu, NTB, Sulsel dll. Sumber : Direktorat Mineral Batubara ESDM Bijih Besi Sekitar Lampung 6

7 Sebaran Batu Bara Lokal juta ton juta ton juta ton juta ton Batubara kualitas Bituminous banyak terdapat di Kalimantan Timur Deposit Batubara (sumber C atau CO sebagai zat pereduksi) 7

8 PENINGKATAN NILAI JUAL MULAI BAHAN BAKU SAMPAI PRODUK JADI PADA INDUSTRI BESI BAJA 800 $ / TON SLAB HRC PIG IRON PELET ORE KONS PT KRAKATAU STEEL Bijih besi Fe tinggi Fe rendah > 6 mm < 6 mm Pemurnian konsentrat ( Fe tinggi ) ukuran rendah Lump ore Aglomerisasi (Pellet, Sinter) > 6 mm Export Blast Furnace = Pig Iron (Hot Metal) Reduksi Langsung = Sponge Iron Pellet Ukuran 6 mm batas undersize yang masih dapat diolah Umumnya berukuran mm 8

9 Proses pemurnian Bijih Besi Meningkatkan kandungan Fe pada low grade raw ore Memisahkan senyawa yang tidak diinginkan Penghalusan ukuran bijih besi (< 2 mm) untuk dapat dibuat pellet Proses yang dilakukan antara lain: Washing of ore Crushing/ grinding Gravimetry (Classifier) Magnetic separator Flotation Iron ore yang sudah dimurnikan disebut KONSENTRAT Crushing dan Screening 9

10 Milling dan Spiral Classifier Magnetic Separator Process 10

11 Bahan Baku Pasir Besi (Raw Material) Sumber bahan baku Cipatujah, Tasikmalaya berada di lokasi: Cidadap, Ciheras, Cimanuk, Cikaung Gading. Cidadap Ciheras Kandungan Fe = 35-40% TiO2 = 5 15% Cimanuk Cikaung Gading Konsentrat Pasir Besi (Ore Treatment) Pasir Besi Magnetic Separator Konsentrat CMPFA Metalurgi UI 11

12 Spiral Classifier Iron Ore Dressing 12

13 Pengolahan Latheritic Ore di Proses penambangan dan pemurnian dari bijih besi muda (bijih besi laterit) di telah dilakukan oleh 2 (dua) perusahaan, yaitu : 1. PT. KRAKATAU STEEL (Persero) - Project began : Oktober Kapasitas : 100 ton per hari 2. PT. SILO (Sebuku Iron Lateritic Ores) - Project began : 2000 (actual start-up 2003) - Kapasitas : 2,000 2,500 ton per hari 13

14 Mining & Processing Operations of Latheritic Ore in LATERITE IRON ORE 14

15 BIJIH BESI KARUNGAN IRON ROCK 15

16 Pengolahan Bijih Besi Sinter Fe tinggi Iron ore Lump ore Blast F ce Foundry Ukuran halus Fe rendah Pellet Pig Iron First Step : Tentukan Kualitas dan Kuantitas Cadangan Bijih Besi Red Lgsng Sponge Iron Steel Plant Alasan Aglomerisasi Tidak semua bijih besi memiliki kadar Fe tinggi untuk diolah di tanur tinggi atau tanur lainnya Ukuran yang seragam diperlukan agar : optimum rate of gas flow uniform gas flow, with a minimum of channeling Ukuran partikel kecil, menyebabkan adanya sejumlah fine material yang keluar tanur dan masuk ke gas recovery system 16

17 Proses Aglomerisasi Kriteria pemilihan ukuran partikel > 2 mm sinter ukuran partikel < 0,2 mm pellet Lokasi Pembuatan Sinter biasanya dekat TT Pellet biasanya dekat penambangan Penggunaan Pellet dan Sinter Europa Union : 65% sinter, 24% pellet, 13% lump ore Brazil, Japan, Korea Selatan: > 70% sinter Canada, USA: 91 dan 81% pellets Penggunaan Lump ore pada blast furnace dibatasi tak lebih dari 10 15% Pada blast furnace sebetulnya memungkinkan untuk mengolah bijih besi dengan berbagai kadar Fe. Namun semakin tinggi kadar Fe akan semakin ekonomis 17

18 Proses Pembuatan Pellet Dikembangkan dalam rangka pemanfaatan bijih besi yang halus Green pellet (pellet mentah) Partikel bijih besi halus yang dicampur oleh air dan bentonit, digumpalkan melalui proses rotasi sehingga terjadi bola-bola aglomerat (kekuatan N/ pellet) Burn pellet (pellet bakar) bola-bola aglomerat dikeraskan dengan cara dibakar pada: conveyor belt, grate kiln atau shaft furnace (kekuatan hingga 2500 N/ pellet) Pellet Mentah (Green Pellet) Bijih besi halus dengan campuran Bentonit : 83-8,3 10 kg/ ton of feed % air : (4-7%) ukuran pellet : ± 8 30 mm β biasanya mm Kekuatan Green pellet : N / pellet 18

19 Pelletasi Faktor penentu kadar air harus optimal kehalusan partikel penambahan bentonit kadar bahan sampingan diameter, kecepatan piringan jika kekuatan green pellet rendah dibakar (T = 1000 o C) agar kekuatan : 2500 N/pellet Alat : Shaft furnace Grate kiln Traveling gate / conveyor belt Proses Pelletasi 19

20 Parameters of the discs for production of green pellet Pellet Bakar (Burn Pellet) Dibakar 1000 O C, kekuatan : 2500 N/pellet Grate Kiln Traveling gate / conveyor belt Shaft Furnace 20

21 Campuran Sinter Iron bearing fines ( 50-60% of raw mix, grain sixe 0-10 mm, incl. 70%> 0,2mm) Solid fuel (3-4% coke breeze 0-3mm) Flux (10-15%, grain size <3mm, limestone, lime, dolomite) Circulating materials (4.5 5%, mill scale, BF and BOF dusts) Return sinter fines (25-35%, grain size < 6.3 mm) Moisture (water 5-9%) Proses Sinter Dalam proses ini bijih besi < 5 mm dicampur dengan cokes breeze : 8 % (bahan bakar) air : 5-9 % (kemampuan ikat Fe tinggi) Bahan sirkulasi : % Additiv : % (CaO, Dolomit) Dicampur (mixing drum) Sinter machine ( lebar : ± 4 m ) kecepatan : 5 9 m/menit (panjang : ± 100 m) 21

22 Sinter Machine Proses Sinter 22

23 Produk Sinter Requirements on physical and metallurgical properties of sinter 23

24 Operation Data of Sinter Plant in Germany European sinter plants 24

25 Mesin Sinter di China Annular Sinter Maschine 25

26 Proses Sinter Umpan sinter diletakkan dalam alat panggang & dibakar permukaannya ( o C) Setelah terbakar udara panas dihisap dari atas ke bawah zona pembakaran bergerak dari atas ke bawah h = cm dihisap Terbentuk sinter pemecah ukuran 6 25 mm (didinginkan) < 6 mm disirkulasikan 26

27 Proses Sinter Lay Out Sinter Plant 27

28 Sinter capacities (million t/a) Material Batu Besi daerah Garut 28

29 Material Batu Besi yang diangkut dari lokasi penambangan Mesin penghancur Bijih Besi 29

30 Mesin Crushing/ Ball Mill Mesin Penghancur Bijih Besi 30

31 Mesin Pencampur Mesin Pelletasi 31

32 Dapur pembakaran pellet mentah Generator Listrik 32

33 SOLUSI TEKNOLOGI PENGOLAHAN BIJIH BESI LOKAL Low Grade Iron Ore High Grade Beneficiation Size: mm Crushing Grinding Crushing Screen Rute proses PIBB Coal Concentrate (Fe>65%) Binder Lump 6-25mm <6mm Mixer Binder Pelletizer Grate-Rotary Kiln Indurator Pellet Sintering Coke Natural Gas Pelletizer Coal Fasmet, ITMK3,Inmetco, Comet DRI Rotary Kiln Coal Base DRI Blast Furnace Pig Iron Direct Reduction DRI Gas Base 33