PELEBURAN PERAK DENGAN MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR BRIKET BATU BARA PADA INDUSTRI KERAJINAN PERAK

Transkripsi

1 PROSIDING SEMINAR NASIONAL REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2004 ISSN : Abstrak PELEBURAN PERAK DENGAN MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR BRIKET BATU BARA PADA INDUSTRI KERAJINAN PERAK Dwi Suheryanto dan Tri Haryanto Peneliti pada Balai Besar Kerajinan dan Batik Badan Penelitian dan Pengembangan Industri dan Perdagangan Departemen Perindustrian dan Perdagangan Jl. Kusumanegara No 7 Yogyakarta 55166, Telp. (0274) , , Fax (0274) Briket Batubara adalah hasil olah lanjut dari batubara yang cukup melimpah persediannya dan merupakan bahan bakar alternatif untuk peleburan perak. Penggunaannya dalam proses peleburan perak menggunakan tungku pelebur bentuk silindris dengan penyuapan angin melalui blower. Panas yang dihasilkan dialirkan memutar sepanjang ruang tungku membentuk putaran (cyclone) dan memanasi kowi pelebur. Temperatur yang dapat dicapai dari hasil peleburan logam perak mencapai 1280 C melebihi titik lebur (melting point) logam perak dan menghabiskan briket batubara rata-rata 775,20 gram untuk melebur 1 kg logam perak atau senilai Rp 1162,80,-. Kata Kunci: briket batu-bara; perak; peleburan; titik lebur Pendahuluan Industri kerajinan perak banyak tersebar di daerah Indonesia, antara lain di D.I.Yogyakarta, Lamongan, Bali dan Kendari, merupakan salah satu komoditi ekspor non migas yang cukup potensial. Dalam proses peleburan logam, bahan bakar yang digunakan berbagai jenisnya disesuaikan dengan kondisi suatu daerah, sistem peleburan dan konstruksi tungku yang digunakan umumnya masih menggunakan bahan bakar komersial seperti: minyak tanah, arang kayu dan bahan bakar lainnya, bahkan ada beberapa perajin yang menggunakan LPG. Kapasitas peleburan perak per hari rata-rata 1 kg perak dengan menghabiskan arang kayu 1,5 kg. Berkaitan dengan program pemerintah untuk menggalakan dan memasyarakatkan pemakaian briket batubara sebagai pengganti bahan bakar komersial, untuk sektor Industri sekitar 50 % beralih ke batubara atau setara dengan 2,7 juta ton batubara, sedang untuk tahun berikutnya 100% atau setara dengan 8,9 juta ton batubara. Diperkirakan cadangan batubara di Indonesia sebagai bahan baku briket batubara jumlahnya masih melimpah yaitu 34 miliar ton, dan diperkirakan akan habis dalam waktu 230 tahun, sementara perkiraan kondisi cadangan bahan bakar minyak diperkirakan persediaannya paling lama untuk 22 tahun ke depan Tujuan penggunaan briket batubara di Indonesia (terutama di pulau Jawa) untuk mengurangi ketergantungan pemakaian minyak tanah yang kian terbatas dan untuk mengurangi penebangan hutan secara liar oleh penduduk yang memanfaatkan kayu sebagai bahan bakar /arang kayu. Pendekatan Briket Batu-bara Pemanfaatan potensi batubara Indonesia yang cukup besar sudah saatnya dikembangkan. Salah satu peluang dalam pemanfaatan batubara tersebut adalah sebagai bahan bakar, baik untuk keperluan rumah tangga maupun untuk industri. Selama ini bahan bakar utama untuk rumah tangga di Indonesia adalah kayu, BBM, gas dan arang kayu. Untuk masa yang akan datang jenis-jenis bahan bakar tersebut akan makin langka, baik karena cadangan yang terbatas maupun konservasi vegetasi di Indonesia. Pemanfaatan batubara dapat di bagi dalam 3 (tiga) jenis, yaitu sebagai bahan bakar langsung, bahan bakar tak langsung dan bukan bahan bakar. Bahan bakar langsung, artinya batubara langsung dibakar setelah mengalami speparasi, jadi pembakarannya masih dalam bentuk bongkahan, butiran atau dalam bentuk serbuk, misalnya untuk penggunaan pada pemanasan ketel uap (boiler), industri semen, industri pembakaran kapur, bata, genteng, kramik gerabah dan pande besi. Bahan bakar tak langsung artinya, batubara diubah menjadi bentuk lain melalui proses, seperti gasifikasi, pencairan, karbonisasi, pembriketan, suspensi, kemudian baru dipergunakan sebagai bahan bakar. Sedangkan batubara bukan sebagai bahan bakar, yaitu dengan melalui berbagai proses sehingga dapat dipergunakan untuk bahan industri kimia antara lain sebagai elektroda, reduktor dan bahan aktif. A-2-1

2 Batubara yang akhir-akhir ini dimasyarakatkan baik untuk rumah tangga maupun untuk industri kecil merupakan bahan bakar batubara yang telah diolah yaitu berupa briket batubara (yang telah mengalami proses karbonisasi dan pembriketan) mempunyai nilai kalori antara k.kal./kg, sedangkan kalori arang kayu berkisar k.kal/kg. Proses karbonisasi bertujuan untuk menghilangkan unsur-unsur yang terdapat pada batubara yang apabila dibakar akan membentuk asap dan akan mengganggu lingkungan. Pembuatan Briket Semi Kokas Batubara bentuk Telur: a. Bahan - Batubara Pada dasarnya semua jenis batu bara dapat dibuat briket tipe telur dan tipe silinder. Namun yang terbaik untuk briket tipe telur sedapat mungkin menggunakan batubara dari prangkat sub-bituminus sampai dengan semi antrasit. Bahan Pengikat, terdiri dari: Lempung, lempung yang digunakan adalah lempung yang liat, misalnya lempung yang biasa digunakan untuk bahan baku pembuatan bata/genteng, kanji dan air. b. Bagan Alir: Zat Terbang Batubara Karbonisasi Penggerusan Semi Kokas Halus Pengayakan Kasar ( 3 mm) (> 3mm) Pencampuran dengan bahan pengikat (lempung, kanji, air) Pembriketan Pengeringan (produk briket semi kokas) Gambar I Bagian Alir Pembuatan Briket Batubara c. Bentuk dan Ukuran Briket Batubara Tipe Telur: Briket tipe telur ada beberapa ukuran. Ukurannya bervariasi dengan lebar (diameter) 3-5 Cm dan tebal 2 3 Cm (lihat gambar 2). 3-5 Cm 2 3 Cm Gambar 2 Bentuk dan Ukuran Briket Batubara Tipe Telur Kandungan dan Nilai Kalori Briket Batubara Tipe Telur: Nilai Kalori Belerang Zat Terbang Air Lembab 6300 < 1, < 7,5 A-2-2

3 d. Logam perak Perak termasuk golongan logam mulia dengan simbul Ag ( Argentum), nomor atomnya 47 mempunyai sifat-sifat sebagai berikut : a. Sifak fisik Berat jenis (BJ) : 10,5 Titik lebur : 961 ºC Tahanan listrik pada 20 ºC : 1,59 Ω/cm Kondusktifitas listrik : 108,4 5 I ACS Warna : Putih mengkilap Kerapatan (density) : 10,49 g/cm³ Modulus elastisitas : 10,3 x 10 lb pern inch² b. Sifat mekanik Kekutan tarik : Psi Kekerasan : 29 Brienel (25 VHN) Elongasi : 54 % Perak murni selain harga mahal juga sangat lunak, oleh karena itu untuk memperbaiki sifat mekanik (kekerasan) sering dicampur dengan logam lain. Logam-logam-logam yang biasa dipadukan dengan perak antara lain, tembaga, zeng, antimon, arsen dan emas. Kebanyakan perajin menggunakan logam tembaga sabagai bahan pencampur. Paduan logam perak, tembaga dan zeng biasa dipakai untuk membuat patri perak, kadar peraknya 10% 80 %, tembaga 15%-50% dan zeng 5%-40%. Sehingga dapat diperoleh logam perak yang mempunyai kadar variasi, seperti, Perak 925 adalah kadar perak minimum 925 per 1000 dan Perak 800 adalah kadar perak minimum 800 per 1000 Dalam perdagangan dikenal 6 jenis perak yang diklasifikasi seperti pada tabel dibawah ini : Tabel 1 Beberapa kadar perak dan nama dagang No Kadar Perak Nama dagang Stempel (999) Perak murni Perak sterling Perak kadar tinggi Perak kadar biasa (std) Perak kadar rendah Buka perak - e. Bentuk tungtku pelebur perak dengan bahan bakar briket batubara : 10 Cm 10 Cm 5-6 Cm 60 Cm 10 Cm 7,5 cm Pandangan samping A-2-3

4 Ø 5-6 cm Pandangan Atas Ø 10 cm Ø 30 cm Ø 50 cm Gambar 3 Tungku Silindris Pelebur Perak Metode Penelitian Peleburan perak dengan mengunakan bahan bakar briket batubara type telur memakai tungku silindris dengan bantuan blower sebagai penyuap angin/udara, dimana sekali peleburan perak dengan jumlah 250 gr. Sistim peleburan dengan Sistim Sekali Lebur, Ganti Briket dan Sistim Penambahan Langsung Pemakaian batu bara pada awal peleburan 2 kg, kemudian untuk penambahan peleburan berikutnya 1 kg. Data-data yang diamati : waktu penyalaan awal, waktu peleburan, temperatur lebur (saat mencair), pemakaian bahan bakar, sisa abu. Pelaksanaan Penelitian 1. Bahan : - Briket semi kokas/batubara tipe telur - Logam perak 2. Alat : - Kowi pelebur - Alat pengaduk dan serok - Blower keong - Stop watch - Timbangan analitis - Alat pengukur panas - Alat pengaman - Tungku pelebur - Tang penjepit kowi - Cetakan 3. Tahapan Pengerjaan a. Penyalaan Briket Batubara Penyalaan awal briket batubara dapat dilakukan dengan menggunakan potongan kayu atau ranting kering, sabut kelapa, arang kayu atau dengan briket penyulut. Briket penyulut dinyalakan terlebih dahulu hingga timbul bara api, setelah bara api merata diseluruh bagian, letakkan briket batubara diatas bara api tersebut sambil diberi penyuapan angin melalui blower hingga api merambat keseluruh briket. b. Proses Peleburan Peleburan logam kuningan dan perak dilakukan pada tungku tahan api bentuk silindris dengan sistem penyuapan angin melalui blower. Dalam percobaan dilakukan dengan dua cara, yaitu: cara sekali melebur ganti briket dan peleburan sistem penambahan langsung (bahasa Jawa jog-jogan ). Pemakaian jumlah batubara untuk setiap kali peleburan 2 kg, akan tetapi untuk penambahan briket batubara pada cara sistem tambah briket yaitu sebesar 1 kg untuk peleburan kedua dan seterusnya. Jumlah pemakaian briket tersebut berdasarkan kapasitas ruang pada tungku peleburan. A-2-4

5 Peleburan Logam Perak Logam perak yang akan dilebur adalah perak campuran (perak 950), logam campurannya adalah tembaga. Jumlah total logam perak untuk sekali peleburan 250 g. Untuk membakar briket batubara perlu dibantu dengan briket penyulut yang berupa potongan-potongan kayu kecil yang diletakkan disekeliling dasar tungku pelebur. Briket penyulut kemudian dibakar sambil diberi penyuapan angin melalui bantuan blower. Setelah bahan penyulut terbakar merata, masukan kowi dan letakan diatas dudukan, kemudian briket batubara diletakan disekeliling diatas bara api, sambil diberikan penyuapan angin melalui blower. Setelah bara api menjalar kebriket batubara. Masukan logam perak kedalam kowi, amati proses peleburan hingga logam perak mencair, kemudian dengan bantuan tang penjepit panjang kowi dijepit dan diangkat, selanjutnya dituangkan kedalam cetakan. Briket batubara yang masih membara diambil dengan penjepit dan dimatikan dengan cara dimasukan kedalam suatu ruangan yang tertutup (untuk menghindari kontak dengan oksigen). Untuk selanjutnya dilakukan percobaan peleburan perak menggunakan sistem penambahan bahan briket batu bara langsung, yaitu setiap kali melebur ditambah briket batubara tanpa mengambil briket awal yang masih membara. Setiap penambahan briket batubara jumlahnya tetap yaitu sebanyak 1 kg dan jumlah pengujian dan jumlah pengujian keseluruhan 10 kali. Hasil Penelitian dan Pembahasan Tabel 2 Data Hasil peleburan Logam Perak dengan Briket Batu-bara (Sistim Sekali Lebur, Ganti Briket) No Percobaan Waktu Penyalaan awal Temperatur saat paduan mencair (û C) Total waktu peleburan (detik) Jumlah Rata-rata 128,8 1280,7 593,8 Tabel 3 Data Hasil Peleburan Logam Perak dengan Briket Batu-Bara (Sistim Penambahan Langsung) No Percobaan Temperatur saat penuangan (û C) Total Waktu Peleburan (detik) Berat (g) Penambahan briket Berat (g) sisa briket *) Jumlah Rata-rata 1267,0 418, Jumlah pemakaian b.b.b selama peleburan = = 3776 gr A-2-5

6 No. Percobaan Tabel 4 Data Penggunaan Briket Batubara dan Sisa Briket Hasil Peleburan Logam Perak Jml. briket batubara sebelum peleburan (g) Sisa briket setelah peleburan (g) Waktu pematian bara briket batu bara*) (menit) Jumlah pemakaian b.b.b selama peleburan (g) , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,83 Jumlah , ,68 Rata-rata ,132 81,4 686,868 Keterangan *). Bara briket batu bara dibiarkan dalam tungku pelebur yang tertutup. Pembahasan 1. Penyalaan awal (Proses Penyulutan) dan pemadaman Briket Batubara Pada saat proses penyulutan briket batubara yang perlu diperhatikan ialah saat penggunaan bahan bakar penyulut. Bahan bakar penyulut harus diletakkan merata diseluruh permukaan bahan bakar briket batubara serta penyalaannya harus terjadi secara merata. Pada percobaan, bahan penyulut yang digunakan adalah potongan-potongan ranting kayu. Kemudian untuk mempercepat nyala bahan penyulut perlu diberikan penyuapan angin melalui alat bantu yaitu blower. Penyuapan angin akan mempercepat penyalaan bahan penyulut. Apabila bahan penyulut telah terbakar seluruhnya, letakkan briket batubara diatas bahan penyulut yang telah menyala, dan diberi penyuapan angin. Melihat konstruksi tungku pelebur yang berbentuk silindris, udara yang disuapkan akan berputar disekeliling kowi dan putaran angin ini akan mempercepat nyalanya baru api keseluruh briket batubara. Seperti terlihat pada tabel 2 peleburan logam perak, bahwa rata-rata untuk proses penyalaan awal diperlukan waktu rata-rata 128,8 detik. Untuk proses pemadaman nyala briket batubara waktu yang diperlukan tergantung kepada ada tidaknya udara yang terkontaminasi langsung terhadap nyala/bara briket. Atas dasar tersebut pemadaman dilakukan pada tempat yang tertutup yang kemungkinan terjadinya kontak dengan oksigen dari udara sama sekali tidak ada. Pada percobaan, setelah peleburan selesai bara api briket batubara ditutup dengan abu, kemudian lubang atas pada tungku pelebur ditutup dengan penutup. Seperti terlihat pada tabel 4 rata-rata waktu matinya nyala/bara briket 81,4 menit. 2. Proses Peleburan Logam Perak Dari hasil percobaan proses peleburan logam perak yang menggunakan bahan bakar briket batubara, maka hasil yang dilakukan baik itu yang dilakukan dengan Sistim Sekali Lebur, Ganti Briket menghabiskan 686,868 g briket batubara (tabel 4) sedangkan Sistim Penambahan Langsung dengan peleburan total sebanyak 2500 g menghabiskan briket batubara 3776 g (tabel 3) atau rata-rata untuk setiap peleburan 250 gr perak menghabiskan 377,6 g briket batubara. Pada awal proses peleburan waktu total peleburan relatip cukup lama, dimana waktu peleburan perak awal memerlukan waktu 777 detik (tabel 2) dengan pemakaian briket batubara 1014,84 g (tabel 4), hal ini disebabkan karena pada awal peleburan kondisi kowi dan tungku masih dalam keadaan dingin, sehingga waktu yang diperlukan relatip cukup lama dan berpengaruh terhadap pemakaian bahan bakar briket batubara. Temperatur yang dicapai baik pada saat paduan mencair maupun temperatur saat penuangan menunjukan nilai rata-rata masing-masing 1280 C dan 1267 C(tabel 2 dan 3), dimana kondisi temperatur ini sudah melebihi titik lebur logam perak (961 C) dan cukup aman untuk melakukan proses penuangan kedalam cetak. Temperatur tersebut dapat dicapai karena menggunakan tungku silindris yang dibantu dengan peyuapan udara melalui blower. Sistim ini memutarkan panas diseluruh ruang tungku (karena bentuknya silindris) menyerupai putaran syclone, sehinga temperatur yang dapat dicapai dapat melebihi A-2-6

7 titik lebur logam perak bahkan logam kuningan. Temperatur ini dapat ditingkat dengan penyuapan udara/angin melalui blower yang lebih baik serta menghambat panas yang terbuang dengan menutup sebagian permukaan atas tungku pelebur, serta abu yang dihasilkan dari proses pembakaran dihilangkan/dipisahkan agar tidak menghambat lajunya panas. 3. Tinjauan Ekonomi Proses peleburan perak yang menggunakan bahan bakar arang kayu yang biasa dilakukan perajin untuk peleburan 1 kg menghabiskan 1,5 kg arang kayu ( harga 1 kg arang kayu diperkirakan Rp 1.200,-) atau senilai Rp 1.800,-, sedang peleburan perak untuk setiap 1 kg menghabiskan briket batubara 775,20 gr atau senilai Rp 1162,80,-, dimana 1 kg batubara Rp 1.500,- Kesimpulan dan Saran Dari hasil percobaan penelitian peleburan perak dengan menggunakan bahan bakar briket batubara dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Bahan briket batubara dapat digunakan untuk peleburan perak 2. Dengan menggunakan tungku pelebur berbentuk silindris dan blower sebagai penyuap udara, temperatur dapat mencapai rata-rata 1280 C sudah lebih cukup untuk melebur logam perak. 3. Untuk melebur 1 kg perak menghabiskan 775,20 gr briket batubara atau setara dengan Rp 1162,80,- Saran 1. Untuk memperoleh temperatur peleburan yang maksimal abu hasil pembakaran sebaiknya dibuang. 2. Untuk memudahkan penyalaan awal dan mempersingkat waktu pembakaran, sebaiknya menggunakan bahan penyulut/pematik. Daftar Pustaka 1. Anonimus., Pengembangan Briket Semikokas/Batubara beserta Anglo untuk Bahan Bakar Rumah Tangga., Departemen Pertambangan dan Energi Direktorat Jendral Pertambangan Umum, Buletin Batubara No.5., tahun 3, Anonimus., Proses Pembuatan Briket Semikokas/Batubara beserta Anglo untuk Bahan Bakar Rumah Tangga., Departemen Pertambangan dan Energi Direktorat Jendral Pertambangan Umum, Buletin Batubara No.5.,tahun 3, A. Bambang Yunianto., Briket Batubara Sebagai Salah Satu Alternatif Sumber Energi Rumah Tangga., Berita Penelitian dan Pengambangan Teknologi Mineral, No.56 Tahun 17, Anonimus., Briket Batubara Hemat Energi Hemat Biaya., PT. Kresna Kundi Kencana, Bandar Lampung, Anonimus., Memasak Dengan Briket Batubara., PT. Tambang Batubara Bukit Asam (Persero), Palembang, Anonimus., Standard Nasional Indonesia Arang Aktif Teknis., SNI Dewan Standardisasi Nasional, Jakarta, Anonimus., Standard Nasional Indonesia Arang Tempurung Kelapa.,SNI , Dewan Standardisasi Nasional, Jakarta, Bayuni, Y.,Slamet Suprapto., Sumaryono., Sugamal., Pembuatan Briket Batubara Tak Berasap Untuk Rumah Tangga.,No.54,Tahun 17, Bandung, Ringkuangan dkk., Pengembangan Pembuatan Bahan Bakar Briket daru Arang Tempurung.,Badan Litbang Industri, Manado, Soemartono., Statistik Pola Percobaan Teknik Lapangan.,Yayasan Pembina Fakultas Pertanian UGM, Yogyakarta, Tata Surdia., Kenji Chijiwa., Teknik Pengecoran Logam.,Jakarta, A-2-7