BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. Orang pertama yang telah berhasil memisahkan aluminium adalah H.Davy yaitu pada

Transkripsi

1 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sejarah Alumunium Orang pertama yang telah berhasil memisahkan aluminium adalah H.Davy yaitu pada tahun Pada tahun 1825 Oersted dapat menghasilkan aluminium yang lebih murni dengan jalan memanaskan natrium amalgama dan natrium aluminium klorida. Pada tahun 1854, Henari Saint Clavil Deauville memproduksi aluminium dari natrium aluminium klorida dengan pemanasan menggunakan logam natrium sebagai katalisator. Proses ini telah berlangsung kurang lebih 35 tahun. Pada tahun 1886 Charles Hall dari USA menghasilkan aluminium dari proses elektrolisa alumina yang dipisahkan dari campuran kriolit (Na 3 AlF 6 ). Pada tahun yang sama Poult Heroult dari prancis mendapatkan hak paten dari negaranya untuk proses

2 yang sama dengan Hall. Pada tahun 1983 kapasitas produksi aluminium dengan metode Hall-Heroult ini meningkat dan berkembang pesat (Grjotheim 1988). 2.2 Pengertian Aluminium Aluminium ialah unsur melimpah ketiga terbanyak dalam kerak bumi (sesudah oksigen dan silicon), mencapai 8,2 % dari massa total. Bijih yang paling penting untuk produksi aluminium ialah bauksit, yaitu aluminium oksida terhidrasi yang mengandung % Al 2 O 3, 1-20 % Fe 2 O 3, 1-10 % silika sedikit sekali titanium, zirconium, vanadium, dan oksida logam transisi yang lain, dan sisanya % adalah air. Bauksit dimurnikan melalui proses Bayer, yang mengambil manfaat dari fakta bahwa oksida alumina amfoter larut dalam basa kuat tetapi besi (III) oksida tidak. Bauksit mentah dilarutkan dalam natrium hidroksida Al 2 O 3 (s) + 2 OH (aq) + 3 H 2 O (l) 2 Al(OH) 4 (aq) Dan dipisahkan dari besi oksida terhidrasi serta zat asing tak larut lainnya dengan penyaringan (Oxtoby, 2003). Aluminium diperoleh dari jenis-jenis tanah liat tertentu (bauksit). Bauksit mulamula dipisahkan lebih dahulu tanah-tawas murninya (oksida aluminium). Setelah itu pada oksida aluminium cair itu dikalsinasikan dengan suatu prosedur elektrik. Oleh karena suhu leleh oksida-aluminium sangat tinggi yaitu 2050 o C maka pengolahan aluminium sangat sukar. Logam aluminium mempunyai rumus kimia Al, mempunyai berat jenis 2,6

3 2,7 dengan titik cair sebesar 659 o C. Aluminium adalah logam lunak, dan lebih keras dari pada timah putih, tetapi lebih lunak dari pada seng. Warna dari aluminium adalah putih kebiru-biruan. Aluminium dapat dihasilkan melalui proses elektrolisis. Proses elektrolisis yang dikembangkan untuk produksi industrial adalah proses elektrolisis Hall-Heroult. Proses tersebut merupakan elektrolisis larutan alumina (Al 2 O 3 ) di dalam lelehan kriolit (Na 3 AlF 6 ) pada temperature 960 o C sehingga dihasilkan aluminium cair. Tabel 2.1 Sifat-sifat Fisik dan Kimia dari aluminium Item Kualifikasi Nomor atom 13 Nomor massa 26,9815 Bentuk Kristal (25 o C) Kubus pusat muka Density 2,699 g/cm 3 Struktur atom terluar 3S 2 3P 1 Titik leleh (1 atm) 660,1 o C Titik didih (1 atm) 2327 o C Panas peleburan 94,6 kal/g Panas jenis 0,280 kal/ g o C (Sumber : PT INALUM, 1988) 2.3 Mekanisme Proses Elektrolisa

4 Elektrolisis adalah peristiwa kimia yang melibatkan dua atau lebih spesies kimia yang berbeda, yang terjadi pada kedua elektroda (anoda dan katoda), dan berlangsung bila aliran listrik searah DC (Direct Current), dialirkan kedalam suatu pelarut elektrolit. Reaksi yang terjadi pada persamaan adalah reaksi sebagai berikut : 2Al 2 O 3 (s) + 3C (s) 4Al (l) + 3CO 2 (g) Mekanisme yang terjadi dalam proses tersebut adalah alumina diumpankan ke dalam elektrolit dan terpisah ion alumunium yang bermuatan positif (Al 3+ ) dan ion oksigen yang bermuatan negatif (O 2- ). Arus searah dialirkan ke dalam tia-tiap sel, sehingga menggerakkan ion-ion menuju arah yang berlawanan. Ion oksigen bergerak kearah anoda, lalau bereaksi dengan karbon membentuk karbondioksida (CO 2 ), sedangkan ion alumunium bergerak kearah katoda, lalu akan kehilangan muatannya membentuk alumunium (Al). Reaksi alumina yang terjadi pada saat proses elektrolisa adalah sebagai berikut: 2Al 2 O 3 (s) 4Al 3+ (l) + 6O 2+ 9g) Reduksi (katoda) : 4Al e 4Al Oksidasi (anoda) : 6O 2-3O e 3C + 3O 2 3CO 2 + Total : 2Al 2 O 3 (s) + 3C (s) 4Al (l) + 3CO 2 (g) Bahan baku dalam proses Hall-Heroult terdiri dari alumina, elektrolit, katoda dan anoda. Proses Hall-Heroult memproduksi aluminium dengan mereduksi aluminium dari

5 bahan baku alumina dalam proses elektrolisis yang digerakkan oleh arus searah yang mengalir dari anoda ke katoda dengan kriolit sebagai elektrolit. Kedua elektroda yang digunakan terbuat dari bahan karbon. Tabel 2.2 Sifat-sifat Fisik Material Karbon Sifat Fisik Satuan Nilai Nomor atom Nomor massa Titik cair Titik didih Densitas Kecepatan Kekerasan Isomer - - K K Gr/cm 3 m/s , , ,5 2 (Sumber : Donnet, 1976) 2.4 Sifat Sifat dan Pemakaian Aluminium Titik cair aluminium C dan titik didihnya C. Untuk bahan penghantar kemurniannya mencapai 99,5 % dan sisanya terdiri dari unsur besi, silicon dan tembaga. Aluminium murni sangat lemah dan lunak ( tembaga lebih kuat dibanding aluminium), Untuk menambah kekuatan biasanya digunakan dengan menggunakan logam campuran. Aluminium lebih menguntungkan dibanding tembaga bila digunakan untuk hantaran yang tidak memerlukan penyekat (misalnya hantaran transmisi diatas tanah) sebab daya hantar panas/daya hantar listriknya kira-kira 60 % daya hantar listrik tembaga sehingga untuk mendapatkan tahanan yang sama dengan tembaga (yang panjang dan

6 penampangnya sama) dibutuhkan penampang 60 % lebih besar namun demikian beratnya sangat ringan dibanding tembaga. Aluminium adalah logam yang sangat ringan (berat jenis aluminium 2,56 atau 1/3 berat jenis tembaga) dan tahanan jenis 2 X 10-8 atau 1,25 kali tahanan jenis tembaga, sifat tahan tarik aluminium dalam keadaan dingin kg / mm 2. Oleh sebab itu aluminium hanya dapat dipakai untuk lebar tegangan yang pendek, Untuk tegangan yang panjang dipakai kabel aluminium (beberapa kawat yang dipilih) dengan kawat baja sebagai intinya. Aluminium tidak baik untuk dipatri, tetapi dapat dilas, las dapat menyebabkan tegangan tariknya menjadi turun karena panas yang ditimbulkan. Oleh karena itu hantaran tegangan aluminium dengan sambungan patri atau las harus diberikan jepitan. Aluminium yang tipis sekarang dapat menggantikan kertas perak (yang dipakai antara lain pada kondensor). Aluminium juga biasanya dipakai untuk chasis pesawat radio. Barang-barang aluminium dapat terlapis oleh oksida aluminium. Dalam udara terbuka dapat melindungi bagian bawah aluminium dari zat asam dan mencegah oksidasi lebih lanjut. Lapisan ini merupakan tahanan yang sangat tinggi. (Sumanto, 1994) 2.5 Produksi Aluminium Aluminium merupakan logam yang sangat reaktif yang memiliki energi tinggi terhadap ikatan kimia dengan oksigen, dibandingkan dengan kebanyakan logam lainnya. Maka sulit untuk dipisahkan dari bijih, seperti bauksit, karena energi yang diperlukan untuk mereduksi aluminium oksida (Al 2 O 3). Misalnya, dengan pengurangan langsung karbon,

7 seperti yang digunakan untuk memproduksi besi, karena aluminium zat lebih kuat yang digunakan untuk mengurangi karbon. Aluminium oksida memiliki titik lebur sekitar C. Oleh karena itu, pemisahannya harus melalui proses elektrolisa. Dalam proses ini, aluminium oksida ditaburkan dan mencair di dalam larutan kriolit dan kemudian jumlah aluminium oksida dikurangi dengan menggunakan logam murni. Operasional suhu pengurangan sel adalah sekitar C. Kriolit (Na 3 Alf 6 ) adalah senyawa kimia dari aluminium, sodium, dan kalsium fluorides. ( Dalam produksi Aluminium digunakan bahan baku, yaitu : Elektrolit Kriolit adalah elektrolit yang banyak dipilih karena kriolit kapasitasnya yang khas sebagai pelarut dari alumina. Elektrolit tidak bereaksi selama proses elektrolisis tetapi beberapa hilang karena proses penguapan dan hidrolisa. Temperatur elektrolit selama operasi pot normal adalah antara C dan C. (Thinstad, 1932) Alumina Alumina merupakan bahan baku di dalam proses elektrolisa dan digunakan sesuai dengan keseimbangan stoikiometri, yang banyaknya mencapai 1,89 Kg dalam suatu massa.

8 Alumina mempunyai morfologi bubuk berwarna putih dengan berat molekul 102, titik lelehnya pada suhu C dan specific gravity 3,5-4,0 gr/cm 3. Alumina diproduksi dalam jumlah besar setiap tahun akan digunakan untuk membuat logam aluminium. Alumina (Al 2 O 3 ) merupakan senyawa oksida dari aluminium yang diperoleh dari proses pemurnian bauksit (Al 2 O 3. x H 2 O) yang disebut sebagai Proses Buyer. Proses ini terbagi ke dalam 3 tahap yaitu : 1. Proses ekstraksi memakai sodium hidroksida (NaOH) 2. Proses pengendapan (presipitasi) alumina trihidrat 3. Proses kalsinasi pada temperature 12000C Di dalam industri peleburan aluminium pada proses elektrolisa, alumina dipakai sebagai : 1. Bahan baku utama produksi aluminium 2. Insulasi untuk menjaga suhu proses sehingga panas yang hilang pada permukaan elektrolit dapat dikurangi 3. Bahan untuk menyelubungi anoda dari oksidasi udara panas 4. Penyerap emisi gas-gas Florida dari elektrolit Katoda Katoda adalah elektroda dengan muatan listrik negative pada proses elektrolisis. Ditinjau dari bahan baku dan proses pembuatannya, blok katoda dibagi dalam empat jenis yaitu :

9 1. Blok katoda amorphous, bahan bakunya antrasit, dipanggang pada temperatur C 2. Blok katoda semigraphiti, bahan bakunya grafit, dipanggang pada temperatur C 3. Blok katoda semigraphit, bahan bakunya grafit, mengalami proses heat treatment sampai temperatur C. 4. Blok katoda graphit, bahan bakunya kokas, mengalami proses grafitasi sampai temperatur C Pemilihan jenis katoda ditentukan oleh desain pot dan arus listrik yang digunakan. Pada pot jenis PAF (Prebaked Anoda Furnace) dengan arus listrik yang tinggi, biasanya digunakan blok anoda graphit. Reaksi utama yang terjadi di dalam katoda adalah reaksi penangkapan elektron oleh ion aluminium (Al 3+ ) menjadi aluminium (Al), ini diperlihatkan menurut persamaan reaksi sebagai berikut : Al 3+ (s) + 3e - Al (l) Anoda Karbon Anoda adalah elektroda dengan muatan listrik positif dalam proses elektrolisa. Anoda merupakan elektroda tempat terjadinya reaksi oksidasi (sebagai reduktor). Anoda yang digunakan pada proses Hall-Heroult adalah anoda karbon. Karbon yang merupakan bahan dasar pembentuk anoda akan diubah menjadi karbon dioksida selama proses

10 elektrolisis alumina menjadi alumunium, anoda karbon juga berfungsi sebagai penghantar arus listrik menuju katoda melalui elektrolit. Karbon merupakan bahan baku pembuatan anoda yang terdiri dari coke, butt, dan green scrap sebagainfilter serta hard pitch sebagai binder. Material karbon dipilih sebagai anoda dengan alasan sebagai berikut : 1. Memiliki daya panas yang tinggi dimana titik Sublimasi mencapai 4200 o C pada 1 atm dan titik leleh mencapai 3700 o C pada tekanan 100 atm. Kekuatan mekanik bahan lebih tinggi pada temperatur yang tinggi dibandingkan pada temperatur yang rendah 2. Konduktifitas elektrik yang tinggi ( ohm/cm) 3. Konduktifitas panas yang tinggi (sama dengan logam rata-rata) 4. Ekspansi panas yang rendah (0,5 kali tembaga) 5. Ketahanan yang tinggi terhadap perubahan panas yang mendadak 6. Densitas yang rendah yaitu apprent density : 1,4-1,7, Spesific grafity max 2,6 7. Ketahanan yang tinggi terhadap bahan-bahan kimia 8. Harga relatif murah, namun demikian material karbon memiliki kelemahan, karena karbon mudah teroksidasi oleh perlakuan sebagai berikut : a. Oksigen pada temperatur 500 o C b. Karbon dioksida pada temperatur 900 o C c. Air pada temperatur 700 o C Anoda juga berfungsi untuk menghantarkan arus listrik dari sumber arus listrik menuju katoda melalui elektroda. Green Plant adalah proses pembuatan anoda mentah (Green Anode

11 Block), adapun komosisi anoda yaitu coarse 1 (kokas dengan ukuran 5-18 mm) sebanyak 18 %, coarse 2 (kokas dengan ukuran 1-5 mm) sebanyak 29 %, coarse 3 (kokas dengan ukuran 0,5-1 mm) sebanyak 18 % atau dapat disebut juga medium, Fine (kokas dengan ukuran 0-0,2 mm) atau disebut juga dengan dash. Tujuan pembuatan anoda di PT. INALUM adalah untuk menyediakan kebutuhan sumber anoda karbon bagi keperluan proses peleburan alumunium dimana anoda sangat mempengaruhi kualitas alumunium yang dihasilkan. Anoda yang digunakan pada peleburan alumunium sesuai dengan proses Hall-Heroult merupakan material karbon. Berdasarkan keperluan anoda untuk proses peleburan alumunium, jenis pot reduksi dibagi menjadi dua jenis yaitu : 1. Sodenberg Anode Furnace (SAF) 2. Prebaked Anode Furnace (PAF) SAF adalah sistem pot yang menggunakan anoda pasta tercetak dalam bentuk briket. Anoda pada sistem ini secara berkesinambungan dan pemanggangan pasta anoda berasal dari panas yang ditimbulkan oleh bath dan dialiri arus listrik pada anoda jenis ini mengalir secara vertikal. Keuntungan SAF adalah : 1. Tidak diperlukannya adanya proses pemanggangan anoda dan proses penangkaian anoda 2. Radiasi sinar panas bagian atas anoda lebih kecil dibandingkan PAF 3. Tidak diperlukan penggantian anoda

12 PAF adalah sistem pot yang menggunakan anoda pasta yang dicetak dan dipanggang (baked) di Anode Baking Furnace pada temperatur o C. Anoda panggang (Baking Block), kemudian diberi tangkai (rod) yang berfungsi sebagai penyangga dan penghantar arus listrik dalam proses elektrolisa. Keuntungan PAF adalah : 1. Dapat dibuat dalam ukuran besar 2. Kemudian pelaksanaan operasi yaitu dengan mekanisasi dan otomisasi 3. Pemakaian listrik yang lebih kecil dibandingkan dengan SAF 4. Kondisi ruangan kerja lebih baik 5. Konsumsi karbon lebih rendah dibandingkan dengan SAF (Grjotheim,1988) 2.6. Proses Pembuatan Anoda Anoda adalah bahan yang digunakan untuk memisahkan aluminium dari alumina dengan proses elektrolisa. Pembuatan anoda dilakukan dengan beberapa tahap: 1. Proses pencetakan anoda ( Green Plant ) 2. Proses pemanggangan anoda ( Baking Plant ) 3. Proses penangkaian anoda ( Rodding Plant )

13 Green Plant Green plant adalah pabrik pembuatan anoda mentah (green anoda block) untuk kebutuhan proses elektrolisa di pot reduksi. Proses pembuatan anoda mentah menggunakan beberapa bahan baku, antara lain: a. Kokas (coke) Kokas adalah bahan yang digunakan untuk membuat anoda yang berasal dari sisasisa destilasi batu bara dan minyak bumi. Dalam pembuatan anoda dilakukan pengayakan sehingga kokas terbagi atas ukuaran fisiknya yaitu: a. Kokas dengan ukuran 5-18 mm disebut kokas kasar 1(C 1 ) 18% b. Kokas dengan ukuran 1-5mm disebut kokas kasar 2 (C 2 ) 29% c. Kokas dengan ukuran 0,2-1 mm disebut kokas medium 18% d. Kokas dengan ukuran dibawah 0,2 mm disebut fine 35% Kokas yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan anoda tersusun dari beberapa material. Pemakaian kokas ini dicampur dengan presentase yang tepat agar kualitasnya bagus. Dari silo, kokas akan di angkut ke Green Plant dengan menggunakan belt conveyer (BC) dan bucket elevator (BE).Di Green Plant,kokas kemudian di ayak dengan menggunakan ayakan (SR). Ayakan pertama SR-201 akan mengayak kokas untuk mendapatkan kokas C1.kokas yang lebih besar dari C1 akan dikirim ke S-201 dan kokas yang lebih kecil akan masuk ke ayakan SR-202 untuk memisahkan kokas C2 dan kokas

14 M (medium) dengan ukuran yang berbeda akan ditempatkan secara terpisah dalam bak penampung bin (B).Bak B-201untuk kokas C1,B-202 untuk kokas C2 dan B-203 untuk kokas M.bila persedian dalam ketiga bak berlebih,maka kokas yang masuk di alihkan sementara ke silo (S-201).sebagian kokas M dari B-203 akan dimasukkan ke silo (S-202) untuk di umpamakan pada sistem penggilingan kokas. b. Coal Tar Pitch (CTP) CTP disebut juga dengan binder yang berfungsi sebagai perekat hingga terbentuk pasta. Kualitas CTP yang rendah akan menurunkan kualitas Block anoda yang menyebabkan berkurangnya efisiensi, terganggunya operasi reduksi aluminium,bertambahnya pengotor (impurities). Tabel 2.4 Spesifikasi minyak kokas NO Parameter unit Guaranted Value HS LS 1 Real Density g/cc - 2,06-2,06 2 Fixed Carbon % - 99,60-99,30 3 As Content % + 0,25 + 0,25 4 Collatile Meter % + 0,45 + 0,45

15 . 5 Mousture Content % + 0,3 + 0,3 6 Chemical Analysis Sulfur % 2-3 0,5-1 Panadium ppm Nikel ppm Silikon ppm Iron ppm Sodium ppm Calcium ppm Bulk Density 1. Vibrated Bulk Density Chaiser Methode (8-14 mesh) g/cc - 0,80-0,80 GLCC Methode (20-48 mesh) g/cc - 0,84-0,84 2. Tapped Bulk Density (0,84- g/cc - 0,85-0,85 1,41 mesh) 8 Particle size 4 mesh over % CO 2 Reactivity lose (1000 o C) % Air Reactivity at 525 o C %/min + 0,30 + 0,2 11 Grand Stability % Spesific Electrical Resistant Micro ohm meter Tabel 2.5 Spesifikasi kokas pitch NO Parameter Unit Guaranted Value LS 1 Real Density g/cc - 0,2 2 Fixed Carbon % - 99,10

16 3 As Content % + 0,4 4 Collatile Meter % + 0,5 5 Mousture Content % + 0,3 6 Chemical Analysis Sulfur % + 1 Panadium ppm + 50 Nikel ppm + 20 Silikon ppm Iron ppm Sodium ppm Calcium ppm Bulk Density 1. Vibrated Bulk Density Chaiser Methode (8-14 mesh) g/cc - 0,85 GLCC Methode (20-48 mesh) g/cc - 0,9 2. Tapped Bulk Density (0,84-1,41 g/cc - 0,9 mesh) 8 Particle size 4 mesh over % CO 2 Reactivity lose (1000 o C) % Air Reactivity at 525 o C %/min + 0,52 11 Grand Stability % Spesific Electrical Resistant Micro ohm meter + 50 Tabel 2.3 Spesifikasi dari CTP (Coal Tar Picth) No Parameter Unit Guaranter

17 Value 1 Softening Oil o C Fixed Carbon % As Content % + 0,30 4 Toluen Insoluble % Quiline Insoluble % Spesific Grafity g/cc - 1,30 7 Distillation test F.D o C % Chemical Analysis Sodium Ppm Calcium Ppm + 80 Silikon Ppm Iron Ppm c. Butt ( Puntung anoda ) Butt adalah sisa anoda setelah digunakan dalam proses reduksi peleburan aluminium ditungku reduksi. Setelah mengalami proses pengayakan butt terbagi atas dua ukuran fisiknya, yaitu: a. Butt dengan ukuran 18-3 mm didalam B-207 b. Butt dengan ukuran < 3mm didalam B-208 d.green skrap Green skrap adalah hasil daur ulang dari produk-produk yang tidak memenuhi standart mutu anoda yang digunakan untuk proses elektrolisa. Green skrap ada dua jenis yaitu:

18 a. Pasta yang belum layak dicetak karena tidak memenuhi spesifikasi. b.gb yang rejected misalnya porosity, retak,tinggi yang tidak sesuai,sompel,dan pecah. Selain menggunakan bahan baku diatas pembuatan anoda juga menggunakan minyak. Minyak yang digunakan antara lain: a. Minyak Marlotherm Minyak Marlotherm adalah minyak yang digunakan untuk memanaskan CTP. Minyak marlotherm juga digunakan sebagai media pemanas preheater,dan kneader. b.minyak Heavy Oil Minyak ini digunakan untuk memanaskan minyak Marlotherm. Selain itu juga digunakan untuk bahan bakar pada saat proses pemanggangan GB(Green Block) Baking Plant Baking plant adalah tempat untuk memanggang green block (anoda mentah) yang berasal dari green plant. Tujuan pemanggangan untuk mengkalsinasi pitch yang ada didalam green block (GB) yang kemudian pitch tersebut akan membentuk ikatan dengan kokas dan butt. Bahan baku utama anoda panggang (BB) adalah blok anoda mentah yang dihasilkan oleh green plant. Pabrik pemanggangan terdiri dari 2 gedung yaitu gedung A dan gedung B. Gedung A terdiri dari 2 bagian yaitu gedung A 1 dan gedung A 2. Demikian juga gedung B

19 terdiri dari 2 bagian yaitu gedung B 1 dan B 2. Jumlah seluruh tungku pemanggangan dibaking plant adalah 106 tungku. Gedung pemanggangan(baking Plant) mempunyai 7 rantai bakar : 1. Gedung A 1 terdiri dari 2 rantai bakar 2. Gedung A 2 terdiri dari 2 rantai bakar 3. Gedung B 1 terdiri dari 2 rantai bakar 4. Gedung B 2 terdiri dari 1 rantai bakar Dimana 1 rantai bakar tediri dari 15 Furnace (tungku) dan khusus di B2, 1 rantai bakar untuk 16 furnace. Sistem pengaturan operasi firing adalah sebagai berikut : 1. 4 tungku tertutup : mengalami preheating tungku tertutup: mengalami firing tungku tertutup: mengalami cooling 4. 4 tungku terbuka : mengalami pengeluaran BB dan pemasukan GB serta perawatan tungku. Proses pemanggangan anoda meliput i tiga tahap penting : 1. Preheating ( pemanasan awal ) Preheating merupakan pemanasan awal dengan temperatur yang dimulai pada temperatur ( ºC) hingga temperatur ( ºC). Setelah mencapai temperatur tersebut, proses berlanjut ke tahap berikutnya. 2. Firing ( pembakaran ) and Soaking Tahap firing dimulai pada temperature ( ºC) hingga mencapai temperatur ( ºC). Tahap soaking yaitu menjaga temperatur ( ºC).

20 Tabel 2.6 Standar mutu Karakteristik anoda Item Satuan Standar Apprent Density Tahanan Jenis Tahan Energi Listrik Kekuatan Bengkok Kekuatan Tekan Reaktivitas Residu CO2 Reaktivitas Residu O2 Density In Xylene g/cc µωm J / m Kg / cm2 Kg / cm2 % % g/cc 1,575 (minimum) 58 (maksimum) 250 (minimum) 110 (minimum) 370 (minimum) 90 (minimum) 88 (minimum) 2,02 (minimum) 3. Cooling ( pendinginan ) Pada tahap ini BB (baked block) yang telah dipanggang mengalami pendinginan dari temperatur ( ºC) sampai temperatur ( ºC). Pada proses firing, tungku pemanggangan mendapatkan panas ºC dengan bantuan alat pembakaran Bosch Pump. Didalam Bosch Pump terdapat minyak berat (Heavy oil) yang akan membantu proses pemanggangan GB. Jumlah produksi anoda (BB) yang dihasilkan dapat dihitung dengan formula sederhana. BB production = H/Fp x n x Y x Dimana : H adalah waktu (jam) dalam satu hari Fp adalah fire progression ( laju pembakaran dalam jam) n adalah jumlah anoda dalam 1 tungku

21 Y adalah rantai bakar yang beroperasi adalah efisiensi operasi pemanggangan (0,995%) Fire Progression 36 jam BB production = 24/36 x 75 x 30 x 2 x 0,995% = 2985 anoda panggang Rodding Plant Rodding plant adalah pabrik penangkaian anoda, dimana anoda baked block (BB) dirakit dengan dengan menggunakan cast iron hingga menjadi Anoda Assembly. Ditungku reduksi, anoda merupakan elektroda positif dalam proses elektrolisa sedangkan rod berfungsi sebagai penghantar listrik dari busbar ke anoda. Pabrik penangkaian terletak pada tahap akhir produksi anoda untuk digunakan di tungku reduksi. Proses produksi di rodding Plant terdiri dari beberapa operasi yaitu : 1. Casting Casting adalah proses penuangan besi tuang atau cast iron untuk menyambung rod dengan Baked Block (BB). 2. Induction Furnace Induction Furnace merupakan dapur untuk memproduksi cast iron. Cast iron merupakan paduan besi dan karbon. Dimana persentase dari karbon tersebut mencapai 3-4 %.

22 3. Aluminium Spray Anoda Assembly akan dilapisi aluminium spray. Pelapisan ini bertujuan agar tidak terjadi kontak dengan udara yang mengakibatkan terjadinya oksidasi. Jumlah aluminium yang digunakan ± 12 kg/anoda assembly. 4. Anode Transport Car (ATC) Anode Transport Car (ATC) adalah kendaraan khusus yang digunakan untuk mengirimkan anoda assembly ke gedung reduksi dan mengambil butt assembly dari gedung reduksi. 5. Crust dan Butt System Crust dan butt system adalah proses daur ulang crust dan butt yang diterima dari gedung reduksi. Pemecahan Crust berfungsi untuk memecah crust menjadi ukuran 50mm dan 30mm sedangkan pemecahan Butt berfungsi untuk memecah butt menjadi ukuran 150 mm dan 8 mm. 6. Press System

23 Press Sysem berfungsi untuk membersihkan crust yang masih lengket di butt dengan bantuan tembakan shot particle selama tiga kali putaran. Kategori Rod Reject terdiri dari : a. Deformasi, kerusakan pada dimensi tangkai b. Sticking, kerusakan akibat lengketnya thimble terlalu kuat c. Erosi (melt away), kerusakan akibat pengikisan d. Crack, kerusakan yang diakibatkan oleh retaknya daerah yoke dan stub. e. Spark, pengikisan pada tangkai f. Bengkok, bila bagian tangkai tidak simetris. g. Mig Welding, kerusakan akibat retaknya las-lasan antara BA clad dan Rod h. BA Clad, putusnya sambungan material aluminium dengan besi i. Elongation, kerusakan pada stub yang disebabkan oleh faktor usia (PT.INALUM,2003). 2.7 Pengendalian Kualitas Anoda Pengujian kualitas dipabrik karbon meliputi pemeriksaan bahan baku (kokas, pitch, dan bola keramik) dan blok anoda. Standar operasi untuk pengukuran / pengujian mutu blok anoda menyangkut proses penentuan apparent density blok anoda mentah untuk mengetahui sifat fisik maupun kimia. Adapun ruang lingkup pengukuran/pengujian mutu blok anoda mentah dan blok anoda panggang meliputi :

24 1. Apprent Density Kerapatan diukur dari sampel kokas dengan ukuran 0,84 1,41 mm. Kerapatan dihitung dengan membandingkan massa sampel dan volume kokas setelah digetarkan. 2. Daya hantar listrik Daya hantar listrik mempengaruhi unjuk kerja anoda dalam proses elektrolisa alumina. Semakin kecil hambatan listrik yang dimiliki oleh anoda, kehilangan arus listrik akan semakin kecil. 3. Daya Hambat listrik Daya hambat listrik mempengaruhi unjuk kerja anoda dalam proses elektrolisa alumina. Semakin kecil hambatan listrik yang dimiliki blok anoda, kehilangan arus listrik semakin kecil. Pengukuran kekuatan lentur anoda dilakukan dengan mengukur berat beban yang dapat ditahan oleh anoda hingga anoda tersebut patah. Kekuatan tekan diukur dengan menggunakan gaya anoda hingga anoda pecah. Nilai kekuatan tekan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut : Cs = P/A dimana : Cs = kekuatan tekan P = berat beban, A = Luas penampang (cm2) 4. Reaktivitas terhadap O 2

25 Reaktivitas terhadap O 2 adalah parameter yang menyatakan seberapa banyak anoda karbon yang hilang karena bereaksi dengan gas O 2. Dengan adanya reaksi ini maka konsumsi anoda karbon akan meningkat sehingga menurunkan efisiensi proses elektrolisa. Reaktivity Residu (RR) O 2 adalah parameter yang menyatakan seberapa banyak anoda karbon yang tinggal karena bereaksi dengan gas O 2. Reaktivity Residu (RR) O 2 harus diatas 88 % karena apabila dibawah 88 % akan mengakibatkan banyak anoda menghasilkan debu karbon sehingga proses peleburan akan terganggu. (Hume, 1999) BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Alat 1. Belt Compeyer (BC) 2. Bucked Elevator (BE) 3. Bult Skill (BS) 4. Magnet Sprator (MS) 5. Dumper (DP)

26 6. Shiver (SR) 7. Scrup Compeyer (SC) 8. Bin (B) 9. Silo (S) 3.2 Bahan - Kokas (coke) 3.3 Prosedur 1. Kokas yang berada dalam Coke Silo, diangkut dengan Bucked Elevator (BE) dan dialirkan dengan Belt Compeyer (BC) untuk dimasukkan ke dalam Magnet Sprator (MS). 2. Setelah kokas dipisahkan dari logam-logam di Magnet Sprator (MS), diarahkan ke Dumper (DP) untuk dimasukkan ke dalam Shiver (SR). 3. Setelah dilakukan pengayakan kokas di Shiver (SR).ayakan pertama SR-201 akan mengayak kokas untuk mendapatkan kokas C1.kokas yang lebih besar dari C1 akan dikirim ke S-201 dan kokas yang lebih kecil akan masuk ke ayakan SR-202 untuk memisahkan kokas C2 dan kokas M.kokas dengan ukuran yang berbeda akan ditempatkan secara terpisah dalam bak penampung bin (B).Bak B-201untuk kokas C1,B-202 untuk kokas C2 dan B-203 untuk kokas M.bila persedian dalam ketiga bak berlebih,maka kokas yang masuk di alihkan sementara ke silo (S - 201).sebagian kokas M dari B-203 akan dimasukkan ke silo ( S - 202).