C 3 S C 2 S C 3 A C 4 AF

Transkripsi

1 INDUSTRI SEMEN Khamdi Mubarok, M.Eng Definisi Semen merupakan komoditi strategis yang memanfaatkan potensi sumber daya alam bahan galian non logam berupa batu kapur, tanah liat, pasir besi dan gipsum (diimpor) melalui proses pembakaran temperatur tinggi i (di atas C). 1

2 Peta Industri Semen di Indonesia Semen Gresik Group (Semen Gresik, Semen Padang, Semen Tonasa) Lafarge (Perancis) PT. Indocement Tunggal Prakasa Tbk Heidelberg Cement (Jerman) PT. Holcim Indonesia Tbk Holcim Cement (Swiss) PT. Bosowa PT. Semen Baturaja PT. Semen Kupang 2

3 I. Komponen Komponen utama : Oksida silika Dengan penambahan air mampu mengikat bahan lain Campuran terpenting : 1. Tricalcium silicat 2. Dicalcium silicat 3. Tricalcium alumina 3CaO.SiO 2 atau C 3 S 2CaO.SiO 2 atau C 2 S 3CaO.Al 2O 3 atau C 3A.Fe 2 O 3 atau 4. Tetracalcium alumina ferrit 4CaO.Al 2 O 3.Fe C 4 AF 5. MgO 3

4 II. Bahan Baku 1. Batu kapur 2. Tanah liat 3. Pasir besi 4. Pasir kwarsa CaCO 3 Al 2 O 3.2SiO 2.xH 2 O Fe 2 O 3 SiO 2 Reaksi CaCO 3 + Al 2 O 3.2SiO 2.xH 2 O + Fe 2 O 3 + SiO 2 3CaO.SiO 2 + 2CaO.SiO 2 + 3CaO.Al 2 O 3 + 4CaO.Al 2 O 3.Fe 2 O 3 C 3 S C 2 S C 3 A C 4 AF Kebutuhan Bahan Baku 4

5 III. Produk 1. Bahan bangunan : Mortar (campuran semen, kapur, pasir) Beton (campuran semen, pasir, kerikil) Beton bertulang (beton + besi) 2. Bahan bangunan setengah jadi Eternit (campuran asbes & semen) Tegel (campuran semen & pasir) IV. Proses Pembuatan 5

6 Secara umum proses produksi semen terdiri dari beberapa tahapan : 1. Tahap penambangan bahan mentah (quarry). Bahan dasar semen adalah Batu Kapur, Tanah Liat, Pasir Besi dan Pasir Silica. Bahan-bahan ini ditambang dengan menggunakan alat-alat berat kemudian di kirim ke pabrik semen. 2. Bahan mentah ini di teliti di laboratorium, kemudian di campur dengan proporsi yang tepat dan di mulai tahap penggilingan awal bahan mentah dengan mesin penghancur sehingga berbentuk serbuk. 3. Bahan kemudian dilakukan pemanasan awal di preheater 4. Pemanasan lanjut di dalam kiln sehingga bereaksi membentuk kristal clinker 5. Kristal klinker ini kemudian di dinginkan di cooler dengan bantuan angin. Panas dari proses pendinginan ini di alirkan lagi ke Preheater untuk menghemat energi 6. Clinker ini kemudian dihaluskan lagi dalam tabung yang berputar yang bersisi bola-bola baja sehingga menjadi serbuk semen yang halus. 7. Clinker yang telah halus ini disimpan dalam silo (tempat penampungan semen mirip tangki minyak pertamina) 8. Dari silo ini semen dipacking dan dijual ke konsumen. 6

7 Proses Pembuatan Dapat dilakukan dengan proses kering atau proses basah Perbedaannya hanya terletak pada proses penggilingan dan homogenisasi. Proses kering lebih hemat bahan bakar 7

8 Proses Kering Lime stone clay Crusher (penghancuran) Crusher (penghancuran) Clay dryer Raw Material storage sand Roller Mill Kiln silo Feed Suspension Preheater Rotary kiln cooler Clinker/ Gypsum Silo gypsum Clinker Grinding Cement silos Proses Basah sand Lime stone Crusher Grinding Clay Clay (giling) tank washer clay Slurry feed tank Slurry blending tank gypsum Rotary Kiln Clinker/ gypsum storage Clinker grinding Cement silos 8

9 1. QUARRY ( PENAMBANGAN ) Bahan tambang berupa batu kapur, batu silika,tanah liat, dan material-material lain yang mengandung kalsium, silikon,alumunium,dan besi oksida yang diekstarksi menggunakan drilling dan blasting. 2. Crushing Pemecahan material material hasil penambangan menjadi ukuran yang lebih kecil dengan menggunakan crusher. Batu kapur dari ukuran < 1 m <50m Batu silika dari ukuran < 40 cm < 200 mm 9

10 Bahan mentah ditransportasikan dari area penambangan ke lokasi pabrik untuk diproses lebih lanjut dengan menggunakan belt conveyor. 3.CONVEYING 4. RAW MILL ( PENGGILINGAN BAHAN BAKU ) Proses Basah Penggilingan dilakukan dalam raw mill dengan menambahkan sejumlah air kemudian dihasilkan slurry dengan kadar air %. Material-material ditambah air diumpankan ke dalam raw mill. Karena adanya putaran, material akan bergerak dari satu kamar ke kamar berikutnya.pada kamar 1 terjadi proses pemecahan dan kamar 2/3 terjadi gesekan sehingga campuran bahan mentah menjadi slurry. 10

11 Proses Kering Terjadi di Duo dan Mill yang terdiri dari Drying Chamber, Compt 1, dan Compt 2. Material-material dimasukkan bersamaan dengan dialirkannnya gas panas yang berasal dari suspension preheater dan menara pendingin. Pada ruangan pengering terdapat filter yang berfungsi untuk mengangkut dan menaburkan a material a sehingga gas panas dan material berkontaminasi secara merata sehingga efisiensi dapat tercapai. Terjadi pemisahan material kasar dan halus dalam separator. 5. HOMOGENISASI Proses Basah Slurry dicampur di mixing basin,kemudian slurry dialirkan ke tabung koreksi; proses pengoreksian. Proses Kering Terjadi di blending silo dengan sistem aliran corong. 11

12 6. Pembakaran/ Pembentukan Clinker Terjadi di dalam kiln. Kiln adalah alat berbentuk tabung yang di dalamnya terdapat semburan api. Kiln di design untuk memaksimalkan efisiensi dari perpindahan panas yang berasal dari pembakaran bahan bakar. Proses Utama pada Rotary Kiln (T : 1643 o K) Drying : penguapan air Calcination : disosiasi CaCO 3 CaO + CO 2 Al 2 O 3.2SiO 2.xH 2 O Al 2 O 3 +SiO 2 +HO 2 Sintering Reaksi utama (Tanah liat) : mulai melelehnya bahan baku : terbentuk C 3 S, C 2 S, C 3 A, C 4 AF Gypsum (4 5 %) Hasil : klinker semen Fungsi gypsum : untuk memperlambat pengerasan 12

13 V. Penggolongan semen berdasarkan kadar Ca silikat/aluminat Semen Portland Tipe I : Regular type C 3 S (40 60 %), C 2 S (10 30 %), C 3 A (7 13 %) 28 hari keras Semen Portland Tipe II Moderate heat & hardening C 2 S > tipe I Semen Portland Tipe III High early strength Partikel lebih halus C 3 S>tipeI 3 hari keras Semen Portland Tipe IV Low heat Untuk struktur yang masif Semen Portland Tipe V Sulfate resistant C 3 A rendah & C 4 AF agak tinggi 13

14 KEUNTUNGAN & KERUGIAN PROSES BASAH KEUNTUNGAN Kadar alkalisis,klorida,dan sulfat tidak menimbulkan gangguan penyempitan dalam saluran material masuk kiln. Deposit yang tidak homogen tidak berpengaruh karena mudah untuk mencampur dan mengoreksinya. Pencampuran dan koreksi slurry lebih mudah karena berupa larutan. Fluktuasi kadar air tidak berpengaruh pada proses. KERUGIAN Proses basah baik digunakan hanya bila kadar air bahan bakunya cukup tinggi Pada waktu pembakaran memerlukan banyak panas, sehingga konsumsi bahan bakar lebih banyak Kiln yang dipakai lebih panjang karena proses pengeringan yang terjadi dalam kiln menggunakan 22 % panjang kiln. KEUNTUNGAN & KERUGIAN PROSES KERING KEUNTUNGAN Kiln yang digunakan relatif pendek Kebutuhan panas lebih rendah KERUGIAN Rata-rata kapasitas kiln lebih besar Fluktuasi kadar air menganggu operasi, karena materail lengket di inlet kiln Terjadipenebalan/pen yempitan pada saluran pipa kiln. 14

15 Polution Controlling Device Polusi yang dihasilkan berupa polusi udara dalam bentuk: debu sisa pembakaran tidak sempurna (CO) Pemisahan Debu Filtrasi (Fabric Filter) Electrostatic (Precipitator) CO Penggunaan Catalytic converter (Mengoksidasi CO menjadi CO 2 ) VI. Peran tiap komponen C 3 S: memberi kekuatan pada saat permulaan Penambahan kekuatan k secara kontinyu C 2 S: Memberi kekuatan sedikit sampai 28 hari Memberi efek kekuatan yang besar C 3 A: memberi efek kekuatan yang besar selama 28 hari & berangsur-angsur hl hilang C4AF : memberi efek kekuatan sedikit pada permulaan & selanjutnya 15

16 Jenis Semen menurut Kegunaannya Peta Tenaga Kerja (2008) 16

17 Kurva Pertumbuhan Semen Tahun Permasalahan 1. Mulai terbatasnya potensi batu kapur di lokasi pabrik di Jawa yang mengkonsumsi semen paling banyak (lebih dari 60 persen); 2. Kontinuitas pasokan batubara yang tidak terjamin untuk waktu jangka panjang; 3. Kemungkinan masuknya a impor semen dari i RRC dalam jumlah besar; 4. Masih terdapatnya masalah pengamanan bahan baku jangka menengah dan jangka panjang; 5. Efisiensi energi pada proses pembuatan klinker belum optimal; 6. Terdapat beberapa pabrik yang sudah tua dan perlu pembaruan teknologi yang disesuaikan dengan ketersediaan kualitas bahan baku, energi dan bahan bakar; 7. Bahan bakar batu bara dan energi lainnya untuk jangka panjang perlu diperlukan pengamanan; 8. Kemampuan penanganan/pengelolaan gas buang/emisi perlu terus ditingkatkan untuk menekan pencemaran lingkungan; dan 9. Fasilitas pelabuhan khususnya di wilayah KTI yang belum memadai mengakibatkan sering terjadinya demorage bagi kapal pengangkut semen yang sandar, sehingga berakibat tingginya biaya distribusi. 17

18 Industri Pendukung 1. Yang menjadi industri pendukung adalah industri pengolahan bahan baku yang sebenarnya sudah terintegrasi dalam satu unit proses produksi semen. Bahan baku dan bahan penolong yang digunakan adalah batu kapur, tanah liat, pasir silika, pasir besi dan gipsum. Khusus gipsum sampai saat ini masih diimpor dari Thailand; 2. Sebagai bahan bakar digunakan batubara kalori tinggi (6.000 kkal/kg), namun telah mengalami inovasi menjadi batubara kalori rendah (4.000 kkal/kg) bahkan sebagian sudah disubstitusi oleh ban bekas; 3. Bahan penolong lain adalah kertas kraft yang dulu sepenuhnya dipasok oleh PT. Kertas Kraft Aceh, namun tidak beroperasi lagi sehingga pemenuhan kebutuhan kertas kraft adalah melalui impor. 18