ANALISA KINETIKA REAKSI PROSES REDUKSI LANGSUNG BIJIH BESI LATERIT SKRIPSI Oleh Rosoebaktian Simarmata 04 04 04 06 58 DEPARTEMEN TEKNIK METALURGI DAN MATERIAL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA GANJIL 2007/2008
ANALISA KINETIKA REAKSI PROSES REDUKSI LANGSUNG BIJIH BESI LATERIT SKRIPSI Oleh Rosoebaktian Simarmata 04 04 04 06 58 SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK METALURGI DAN MATERIAL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA GANJIL 2007/2008
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul : ANALISA KINETIKA REAKSI PROSES REDUKSI LANGSUNG BIJIH BESI LATERIT yang dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Metalurgi Departemen Teknik Metalurgi dan Material Fakultas Teknik Universitas Indonesia, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Indonesia maupun di Perguruan Tinggi atau Instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya dicantumkan sebagaimana mestinya. Depok, 12 Desember 2007 Rosoebaktian Simarmata NPM 04 04 04 065 8 ii
PENGESAHAN Skripsi dengan judul : ANALISA KINETIKA REAKSI PROSES REDUKSI LANGSUNG BIJIH BESI LATERIT dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Metalurgi Departemen Teknik Metalurgi dan Material Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Skripsi ini telah diujikan pada sidang ujian skripsi pada tanggal 4 Januari 2008 dan dinyatakan memenuhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Metalurgi dan Material Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Depok, 12 Desember 2007 Dosen Pembimbing Prof. Dr. Ir Johny Wahyuadi Soedarsono. DEA NIP 131 627 863 iii
UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada : Kedua Orang Tua Saya yang telah mendidik dan membesarkan saya hingga saat ini. Prof. Dr. Ir Johny Wahyuadi Soedarsono. DEA selaku dosen pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu untuk memberi pengarahan, diskusi dan bimbingan serta persetujuan sehingga skripsi ini dapat selesai dengan baik. iv
DAFTAR ISI Halaman PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ii PENGESAHAN iii UCAPAN TERIMA KASIH iv ABSTRAK v ABSTRACT vi DAFTAR ISI vii DAFTAR GAMBAR ix DAFTAR TABEL x BAB I PENDAHULUAN 1 1.1 LATAR BELAKANG 1 1.2 TUJUAN PENELITIAN 3 1.3 BATASAN MASALAH 3 BAB II DASAR TEORI 4 2.1 ADSORPSI GAS PADA BESI OKSIDA 4 2.2 PROSES REDUKSI BESI OKSIDA 6 2.2.1 Dasar difusi 6 2.2.2 Termodinamika Reaksi Reduksi 7 2.2.2.1 Termokimia Reaksi 7 2.2.2.2 Diagram Ellingham 12 2.2.3 Kinetika Reaksi Reduksi 13 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 16 3.1 DIAGRAM ALIR PENELITIAN 16 3.2 PROSEDUR PENELITIAN 17 3.2.1 Persiapan Bahan Baku 17 3.2.2 Sizing 17 3.2.5 Pengadukan (Mixing) 17 3.2.6 Kompaksi 17 3.2.7 Reduksi Langsung 18 3.2.8 Karakterisasi 18 BAB IV HASIL PENELITIAN 19 4.1 DATA PERSIAPAN BAHAN BAKU 19 vii
4.1.1 Data Hasil Sizing 19 4.1.2 Data Analisa Awal Briket Kokas 21 4.1.2 Data Hasil Pencucian (Washing) 22 4.2 DATA HASIL REDUKSI LANGSUNG 22 4.2.1 Hasil Penelitian Pada Temperatur 700 0 C 22 4.2.2 Hasil Penelitian Pada Temperatur 900 0 C 23 4.2.3 Hasil Penelitian Pada Temperatur 1000 0 C 23 BAB V PEMBAHASAN 24 BAB VI KESIMPULAN 32 DAFTAR ACUAN 33 DAFTAR PUSTAKA 34 LAMPIRAN 35 viii
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.1. Profil laterit pada umumnya 1 Gambar 2.1. Skema arah pergerakan gas CO dan reduksi 4 Gambar 2.2. Diagram Ellingham 12 Gambar 3.1. Prosedur Percobaan 16 Gambar 3.2. Sampel Percobaan 18 Gambar 3.3. Nabertherm furnace 19 Gambar 4.1. Grafik pengaruh penambahan waktu terhadap intensitas dengan kadar karbon 1:4 pada temperatur 900 o C 24 Gambar 4.2. Grafik pengaruh penambahan waktu terhadap intensitas dengan kadar karbon 1:4 pada temperatur 1000 o C 24 Gambar 4.3. Grafik pengaruh penambahan waktu terhadap intensitas dengan kadar karbon 1:5 pada temperatur 900 o C 25 Gambar 4.4. Grafik pengaruh penambahan waktu terhadap intensitas dengan kadar karbon 1:5 pada temperatur 1000 o C 25 Gambar 4.5. Atmosfer CO menyelimuti spesimen selama pemanasan 10 menit 26 Gambar 4.6. Atmosfer CO menipis setelah 10 menit 26 Gambar 4.7. Grafik XRD sampel dengan perbandingan 1:4 Fe terhadap C dengan temperatur reduksi 700 o C selama 30 menit 27 Gambar 4.8. Grafik XRD sampel dengan perbandingan 1:5 Fe terhadap C dengan temperatur reduksi 700 o C selama 10 menit 28 Gambar 4.9. Diagram Boudouard 28 Gambar 4.10. Grafik pengaruh penambahan waktu terhadap intensitas dengan kadar karbon 1:5 pada temperatur 900 o C 29 Gambar 4. 11. Evolusi sampel seiring dengan penaikan waktu pemanasan 31 Gambar 4. 12. Grafik perbandingan waktu pemanasan dan derajat reduksi 31 ix
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Standar Energi Panas dan Energi Bebas Pembentukan CO 8 Tabel 2.2. Standar Energi Panas dan Energi Bebas Pembentukan CO 2 9 Tabel 2.3. Standar Energi Panas dan Energi Bebas Pembentukan FeO 10 Tabel 2.4. Standar Energi Panas dan Energi Bebas Pembentukan Fe 3 O 4 10 Tabel 2.5. Standar Energi Panas dan Energi Bebas Pembentukan Fe 2 O 3 11 Tabel 4.1. Tabel senyawa hasil XRF Ukuran mesh 230 20 Tabel 4.1. Tabel senyawa hasil XRF Ukuran mesh 140 20 Tabel 4.1. Tabel senyawa hasil XRF Ukuran mesh 120 21 Tabel 4.1. Tabel senyawa hasil XRF Ukuran mesh 100 21 Tabel 4.1. Tabel senyawa hasil XRF Ukuran mesh 70 21 Table 4.2 Hasil XRF bijih laterit setelah dilakukan pencucian 22 Table 4.3. Hasil proses reduksi langsung bijih laterit pada temperature 700 0 C 22 Table 4.4. Hasil proses reduksi langsung bijih laterit pada temperature 900 0 C 23 Table 4.5. Hasil proses reduksi langsung bijih laterit pada temperature 1000 0 C 23 x