TUGAS TEKNOLOGI PENGOLAHAN MATERIAL
PASIR BESI
DISUSUN OLEH: KELOMPOK 5 ANGGOTA: HILBERT PHILIP MALADA
(2711100050)
INDERA CAHYA PRADANA
(2711100053)
ASSHID BAHTIAR ANHAR
(2711100056)
PRIMA MANDANA ACHMADI (2711100059)
DOSEN: PROF. DR. IR. SULISTIJONO, DEA.
JURUSAN TEKNIK MATERIAL DAN METALURGI FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 0
PASIR BESI
1. Pendahuluan
Besi di alam dapat ditemukan dalam 2 macam bentuk, yaitu dalam bentuk batuan seperti batu besi merah, batu besi magnit dan lain lain. Dalam bentuk pasir seperti pasir besi titan (mengandung oksida besi Fe 3O4 yang bercampur dengan oksida titan), pasir besi spat (Fe.CO3) atau yang disebut speroseiderit yang mengandung 40% besi bercampur dengan tanah liat. Dalam makalah ini kita akan membahas mengenai pasir besi. Di Indonesia, pasir besi dapat ditemukan di Pulau Jawa (Lumajang, Ciamis, Cilacap, Banten, Yogyakarta, dan Tasikmalaya), Aceh, Sulawesi Utara (Minahasa Selatan), NTT(Kabupaten Manggarai), dan Bengkulu. Pasir besi di pesisir pantai selatan ini sudah dikenal sejak tahun 1976. Pasir besi yang berada di sepanjang pesisir selatan Kulonprogo ini sendiri merupakan pasir besi yang istimewa karena tidak seperti pasir besi pada umumnya yang hanya mengandung titanium, tetapi juga mengandung vanadium. Pasir besi yang mengandung vanadium yang baik hanya ada di Meksiko dan di Indonesia terdapat di Jogja. Vanadium sering dimanfaatkan untuk memproduksi logam tahan karat dan peralatan yang digunakan dalam kecepatan tinggi. Foil vanadium digunakan sebagai zat pengikat dalam melapisi titanium baja, seperti dalam pembuatan tank anti roket atau pembuatan pesawat ulang alik. Vanadium memiliki sifat yang jika terkena gesekan panas 2000 derajat celcius akan mencair. Oleh karena itu, pasir besi di pesisir selatan dapat dikatakan emas hitam. Oleh sebab itu sangatlah penting bagi kita sebagai mahasiswa teknik material dan metalurgi untuk dapat mengenal dan mendalami seluk beluk pasir besi sebagai aset penting di Indonesia demi kemajuan bangsa.
1
2. Pasir Besi di Alam
Di Indonesia, pasir besi dapat ditemukan di Pulau Jawa (Lumajang, Ciamis, Cilacap, Banten, Yogyakarta,dan Tasikmalaya), Aceh, Sulawesi Utara (Minahasa Selatan), NTT(Kabupaten Manggarai), Sumatera Barat, dan Bengkulu. Biasanya pasir besi terdapat di pesisir pantai. Pasir besi terjadi akibat adanya endapan. Pembentukan pasir besi adalah merupakan hasil dari proses kimia dan fisika dari batuanyang bersifat andesitik hingga basalitik. Pasir besi terbentuk secara kimia dari adanya pelarutan yang kemudian berlanjut ke proses fisika, yaitu melalui penghancuran batuan oleh arus air, pencucian secara berulang- ulang, pemindahan karena ombak atau arus, dan terjadi pengendapan di sepanjang pesisir pantai yang mengandung Fe(besi) yang menurut beberapa penilitian kandungan tersebut datang dari batuan basalitik dan andesitik vulkanik. Kandungan pasir besi pada setiap daerah tentu berbeda- beda. Hal itu disebabkan oleh beberapa faktor, seperti : -
Batuan induk, sebagai sumber untuk terbentuknya endapan pasir besi.
-
Faktor fisika dan kimia(suhu, erosi dan transportasi sungai, arus laut bawah laut dan sungai sebagai media transportasi dan akumulasi material.)
-
-Faktor topografi (kemiringan), berperanan penting tempat akumulasi pasir besi Selain itu, potensi akan endapan pasir besi pada suatu daerah dapat ditentukan dengan
sebuah formula, yaitu C = (L x t) x MD xSG
dengan, C
= Sumber daya dalam ton
L
= Luas daerah pengaruh dalam m
T
= Tebal rata- rata endapan pasir besi dalam meter
MD
= Presentase kemagnetan dalam persen
SG
= Berat jenis dalam ton/m
2
3
2
3. Pasir Besi di Indonesia
Tabel data produksi tambang di Indonesia Tahun
Ba tuba ra
Ba uk sit
Nik el Or e
Em as
Pe ra k
Gr anit
Pa sir Be si
(ton)
(ton)
(ton)
(kg)
(kg)
(ton)
(ton)
Tim ah Tembaga Putih (metricto (metricton n) )
1996
50 332 047 841 976
3 426 867
83 564
255 404
4 827 058 425 101
52 304
1 758 910
1997
55 982 040 808 749
2 829 936
86 928
249 392
8 824 088 516 403
54 521
1 817 880
1998
5 8 50 4 6 60 1 0 55 64 7 2 7 36 64 0 1 23 86 2
3 83 19 1
9 6 62 6 49 5 09 9 78
5 3 9 60
2 64 0 0 40
1999
6 2 10 8 2 39 1 1 16 32 3 2 7 98 44 9
1 27 76 8
3 61 37 7
5 02 1 98
4 9 7 08
2 64 5 1 80
2000
6 7 10 5 6 75 1 1 50 77 6 2 4 34 58 5 1 09 61 2
3 10 43 0
5 9 41 3 70 4 20 4 18
5 6 3 60
3 27 0 3 35
2001
7 1 07 2 9 61 1 2 37 00 6 2 4 73 82 5 1 48 52 8
3 33 56 1
3 9 76 2 74 4 40 6 48
6 9 4 94
2 41 8 1 10
2002
105 539 30 1 283 485 2 120 582 140 246
281 903
3 975 434 190 946
88 142
2 851 190
2003
113 525 81 1 262 705 2 499 728 138 475
272 050
3 938 915 245 911
74 316
3 238 306
2004
128 479 70 1 331 519 2 105 957
86 855
255 053
4 035 040
79 635
73 080
2 812 664
2005
149 665 23 1 441 899 3 790 896 142 894
326 993
4 302 849
87 940
78 404
3 553 808
2006
162 294 65 2 117 630 3 869 883 138 992
270 624
4 514 654
84 954
79 100
817 796
2007
188 663 06 1 251 147 7 112 870 117 854
268 967
1 793 440
84 371
64 127
796 899
2008
178 930 18 1 152 322 6 571 764
64 390
226 051
2 050 000 4 455 259 79 210
655 046
2009
228 806 88 935 211
5 819 565 140 488
359 451
na
2010
325 325 79 440 000
9 475 362 119 726
335 040
8 237 065
8 7 20 1 55
4 561 059 56 602 na
Persentase persebaran cadangan pasir besi di wilayah Indonesia : No
Daerah
Persentase Persebaran
1
Jawa Barat
28,8 %
2
Jawa Timur
22,4 %
3
Sumatera Utara
17,9 %
4
Jawa Tengah
13,4 %
5
DKI Jakarta
6,5 %
6
Sulawesi Selatan
6%
7
Bali
3%
8
Papua
2%
3
97 796
973 347 993 152
Peta persebaran cadangan pasir besi di Indonesia :
Lokasi potensi pasir besi di Indonesia
Lokasi potensi pasir besi di Aceh Cadangan : 479.000 ton
Lokasi potensi pasir besi di Bengkulu 4
Lokasi otensi asir besi di Jawa Barat Detail cadangan pasir besi di Provinsi Jawa Barat : Kabupaten Ciamis Cianjur
Sukabumi
Tasikmalaya
Lokasi Pangandaran dan Cijulang Sindang Barang dan Cidaun Ciracap, Surade, Jampang, Pelabuhan Ratu Cipatujah dan Cikalong
Cadangan 500.000 ton 8.000.000 ton
48.800.000 ton 4.200.000 ton ( Cipatujah ) 2.400.000 ton ( Cikalong)
Lokasi potensi pasir besi di Jawa Tengah
5
Lokasi potensi pasir besi di NTB
Lokasi potensi pasir besi di NTT
Lokasi potensi pasir besi di Sulawesi Selatan 6
Lokasi potensi pasir besi di Sulawesi Tenggara Legenda : pasir besi
Data cadangan pasir besi di wilayah Indonesia : Nama
Cadangan (dalam
Provinsi
juta ton)
Jawa Tengah
16.9
Jawa Barat
63.9
Jawa Timur
4.4
Aceh
0.48
Bengkulu
12.7
Maluku Utara
8.8
Total
107.18
4. Pasir Besi di Luar Indonesia
Pasir besi selain terdapat di Indonesia, juga terdapat di beberapa negara lain. Datadata yang kami dapat adalah sebagai berikut :
7
Sumber Daya Pasir Besi Pada Pesisir New Zealand Daerah
Cadangan (dalam juta ton)
Taharoa
595
Waikato Heads
570
Pulau Utara lain
279
Auckland
8.4
Westport Barrytown
16.5 12
Pantai Barat lain
6.9
TOTAL
1487.8
Total pasir besi di New Zealand adalah 1487.8 juta ton. Total pasir besi di Filipina sebagai rekaan awal adalah 250 juta ton. Sedangkan potensi cadangan pasir besi di Indonesia menurut Dir. Sumber Daya dan Inventarisasi Mineral pada tahun 2004 adalah sekitar 107.18 juta ton. Ini berarti jumlah pasir besi di Indonesia hanya 2,8% dari jumlah pasir besi di New Zealand dan 16% dari jumlah pasir besi di Filipina.
Tabel perbandingan cadangan pasir besi Negara
Indonesia
Filipina
New Zealand
Cadangan(dalam Juta ton)
107.18
250
1487.8
Cadangan ( dalam Juta ton) 1600 1400 1200 1000 800 Cadangan ( dalam Juta ton)
600 400 200 0 New Zealand
Filipina
Indonesia
8
5.
Ekspor dan Impor Pasir Besi
1. Data ekspor pasir besi New Zealand tahun 2009 – 2011. Negara Tujuan China Jepang Taiwan Australia
2009 2010 Qty US$ 1.000 Qty US$ 1.000 639500 15304 810400 21828 60700 1749 20 12 126 77 -
2011 Qty US$ 1.000 116700 5361 116700 3112 -
2. Data ekspor pasir besi Indonesia tahun 2003 Negara Tujuan Jepang Jepang TOTAL
Qty(ton)
US$ 1.000
639,126 511300.8 1,150,426.80
101,109.00 80900.000 182,009.00
Data import pasir besi Indonesia tahun 2002-2003 Negara Pengiri m
2002 Qty(ton)
2003
US$ 1.000
Qty(ton)
US$ 1.000
146,916.00 5,351,643.00 117,532.80 4,281,314.40
Brazil Perancis New Zealand Singapura Afrika Selatan USA
18
18,180.00
16.2
16,362.00
15.24
6,883.00
13.72
6,194.70
0.02
361
0.02
324.9
304
74,872.00
273.6
67,384.80
0.01
278
0.01
250.2
147,253.27 5,452,217.00 117,836.35 4,371,831.00
TOTAL
6. Konsumsi Pasir Besi di Indonesia
1. Data konsumsi pasir besi di Indonesia tahun 2002 End Use
Volume, Tons
Mesin dan Komponennya
14.868,80
Perabot Rumah Tangga
88.337,10
Perlengkapan dan komponen angkutan
10.574,60
Produkdari pasir besi
133.694,50
Semen
718.811,30
Total
966.286,30
9
2. Data konsumsi pasir besi di Indonesia tahun 2003 End Use
Volume, Tons
Mesin dan Komponennya
17.842,56
Perabot Rumah Tangga
97.170,81
Perlengkapan dan komponen angkutan
12.689,52
Produkdari pasir besi
160.433,40
Semen
898.514,13
Total
1.186.650,42
7. Penambangan Pasir Besi
Gambar 3.1 pertambangan pasir besi
Gambar 3.2 pertambangan pasir besi
Gambar 3.3 sampel pasir besi
Proses penambangan pasir besi tidak menggunakan bahan kimia. Cara pengambilan pasir besi dilakukan dengan proses magnetit. Setiap tahun, area kerja penambangan pasir besi berpindah- pindah. Setiap pemindahan, selalu dilakukan reklamasi pada lahan yag pernah digali. Penggalian pasir dilakukan sedalam 3 meter hingga 6 meter dalam area kerja yang dibebaskan dengan konpensasi layak selama 1 tahun.
Setelah Fe diambil, pasir atau tanah yang tidak mengandung Fe (80%-90%) 10
direklamasi atau dikembalikan lagi. Meskipun sudah ada aturan untuk melakukan proses reklamasi agar keadaan alam tetap seimbangm, masih banyak perusahaan- perusahaan tambang pasir besi yang tidak melakukannya. Hal ini bisa terjadi karena beberapa hal, seperti : 1. Adanya kepentingan ekonomi dan politik beberapa pihak 2. Penegakkan hukum yang kurang tegas 3. Aturan yang dibuat seringkali mengabaikan faktor lingkungan
Pertambangan pasir besi memiliki beberapa dampak buruk, seperti : 1. Terjadi kerusakan pada lahan bekas tambang 2. Merusakan pada lahan perkebunan dan pertanian 3. Wilayah hutan menjadi kawasan pertambangan 4. Dalam jangka panjang, tanah akan susah dikembalikan lagi ke fungsi awalnya 5. Pencemaran tanah, air dan udara 6. Merusak tambak dan terumbu karang di pesisir pantai 7. Hilangnya sebagian keanekaragamanhayati 8. Air tambang asam yang beracun jika dialirkan ke sungai dan masuk ke laut akan mengganggu eksosistem didalamnya.
8. Pengolahan Pasir Besi
Indonesia sebenarnya memiliki jumlah cadangan pasir besi dalam bentuk pasir besi titan yang termasuk banyak di daerah Jawa Tengah dan Yogyakarta. Besar cadangan yang terukur sampai saat ini adalah kurang lebih 230 juta ton dengan perkiraan masih lebih banyak lagi cadangan pasir besi yang belum tereksplorasi. Selama ini pasir besi titan yang didapatkan di Jawa Tengah dan Yogyakarta hanya dimanfaatkan sebagai bahan baku tambahan untuk proses manufaktur semen di Jawa dan Sumatera. Sedangkan untuk produksi baja, pihak lokal harus mengimpor bahan baku dari luar negeri secara keseluruhan. Dengan meningkatnya kebutuhan akan produk berbasis besi-baja akhir-akhir ini, sudah semestinya kita mulai melirik pasir besi titan asal negeri kita sendiri sebagai bahan baku produksi besi-baja di Indonesia.
11
Proses pengolahan pasir besi berbeda dengan proses pengolahan besi biasa yang menggunakan tanur tinggi (blast furnace). Hal ini dikarenakan adanya logam ikutan berupa berupa titanium dalam jumlah yang besar. Logam titanium ini mengakibatkan terak yang terbentuk menjadi sangat kental. Hal inilah yang menjadi hambatan operasional bagi pabrik-pabrik yang ingin memanfaatkan pasir besi titan sebagai bahan baku produksinya, seperti PT. Krakatau Steel yang mesin-mesinnya tidak cocok untuk menghadapi kendala semacam ini. Untuk menyelesaikan masalah-masalah yang timbul, dibutuhkan pencarian atas proses yang tepat dan teruji serta efisien agar pasir besi titan yang ada dapat dimanfaatkan sebaik-baiknya. Sebagai acuan, digunakan proses SL/RN yang telah digunakan secara komersial dan dimodifikasi oleh New Zealand Steel, Ltd. Dari proses yang ada ini, akan dilakukan
perubahan-perubahan
dan
penyempurnaan-penyempurnaan
sehingga
didapatkan proses yang lebih sesuai dengan kondisi Indonesia. Penelitian dilakukan pada beberapa tahap, di antaranya adalah tahap benefisiasi dan optimalisasi reduksi serta perolehan besi dan logam ikutan seperti titanium dan vanadium. Produk-produk akhir yang didapat adalah pigmen TiO 2, logam titanium dan Ferro Vanadium.
PASIR BESI TITAN Pasir besi titan asal Indonesia yang didapatkan di Jawa Tengah dan Yogyakarta berasal dari pelapukan batuan-batuan andesit yang dibawa oleh aliran sungai dan diendapkan di pantai oleh bantuan dari gelombang laut.
Hasil analisis mineral : Melalui analisa Petrografi : -
Mineral bijih tersusun atas : Magnetit (Fe 3O4), Hematit (Fe2O3), Ilmenit (FeTiO 3)
-
Mineral bukan bijih tersusun atas : Hypersthene, Albit, Augit, Biotit, Kwarsa
Hasil analisa kimia didapat dalam bentuk persentase komponen-komponen yang menyusunnya. Dari hasil analisa ayak juga dapat diketahui persentase berat masingmasing komponen dalam ukuran-ukuran tertentu. 12
A. PROSES PEMISAHAN BESI TITAN SECARA FISIS
Sumber gangguan dari bijih pasir besi ini berupa titanium yang diusahakan untuk dipisahkan agar pasir besi dapat diolah secara konvensional. Dengan menggunakan suatu alat bernama EPMA (Electron Probe Micro Analyzer), didapat gambar citra EPMA dari pasir besi. Dari gambar dapat terlihat keberadaan jala-jala dengan lebar 6-12 mikron yang berisi unsur-unsur titan dengan Fe yang tersebar secara merata.
Mesin EPMA (Electron Probe Micro Analyzer. Dengan digerus hingga 1000 mesh, titan akan terbebas dari besi sehingga pemisahan menggunakan metode magnetik separator dapat berjalan baik. Secara teori, pemisahan secara fisis antara besi dan titanium dapat dilakukan, tetapi secara praktis terlalu mahal dan sulit dikerjakan
Magnetic Separator 13
PROSES SL/RN (NEW ZEALAND STEEL , LTD.) Karena proses untuk memisahkan besi dan titanium secara fisis sulit dilakukan, maka ditempuhlah jalan lain berupa metode kimia, yakni dengan jalur reduksi dan peleburan. New Zealand Steel, Ltd. Merupakan perusahaan satu-satunya yang berhasil melakukan peleburan pasir besi titan secara komersial dengan cara memodifikasi proses SL/RN.
Gambar 4.1 Diagram Alir Modifikasi Proses SL/ RN ( New Zealand.Ltd)
Modifikasi yang dilakukan pada diagram di atas berupa penambahan langkah prareduksi dengan memanfaatkan gas terbang (volatile meter) dari batubara. Dari proses yang ditambahkan ini membuat TiO 2 yang terbentuk di dalam terak mudah dikeluarkan dari dalam dapur/melter. Hal ini dikarenakan temperatur dalam dapur sangat tinggi, yaitu o
kurang lebih 1700 C. 14
B. KEMUNGKINAN IMPROVISASI PROSES SL/RN
Proses yang dilakukan New Zealand Steel, Ltd. ini bukannya tanpa kekurangan. Proses ini masih belum sempurna. Terdapat kekurangan dan kelebihan dlam proses ini. Kekurangan yang kentara adalah : -
Penggunaan batu bara khusus yang sulit didapatkan, sangat reaktif dan temperatur fusion tinggi.
-
Batubara yang berlebih dari umpan yang masuk Melter akan terbakar percuma.
-
Sensible heat dan chemical heat yang keluar dari Melter belum dimanfaatkan.
-
Ketergantungan elektroda grafit impor. Proses ini memiliki keuntungan berupa tidak diperlukannya preparasi terlebih dahulu
dari bijih besi sebagai bahan baku, seperti digerus atau diaglomerasikan/pelletasi. Dari proses-proses yang dijelaskan di atas, dilakukan improvisasi dan modifikasi untuk memproses pasir besi titan dari Yogyakarta yang secara komposisi kimia hampir sama dengan pasir besi titan dari New Zealand. Penyempurnaan yang dilakukan adalah pada tahap-tahap berikut : 1. Reduksi Pada tahap ini diperlakukan proses aglomerasi/pelletasi bijih dengan cara mencampur bubuk batubara dengan ukuran yang sama. Dengan cara demikian, diharapkan bahwa kontak yang terjadi antara pasir besi titan dengan batubara menjadi lebih sempurna, sehingga proses reduksi pada multi heart furnace dan rotary kiln dapat berjalan dengan sempurna. Bahan imbuhan seperti betonit dan sebagian batu kapur juga dimasukkan ke dalam proses aglomerasi dengan tujuan agar kualitas pellet menjadi lebih kuat dan mengurangi kekentalan pada terak pada saat proses peleburan.
15
Multi Heart Furnace Keuntungan lain yang bisa didapat ialah batubara yang dugunakan merupakan batubara dengan jenis yang umum dan mudah diperoleh. Sedangkan kerugian yang ditimbulkan ialah diperlukannya ongkos tambahan pada proses penggerusan dan pelletasi. Proses reduksi ini merupakan tahap yang memegang peran penting, karena jika terjadi reduksi berlebihan, akan menyebabkan TiO 2 tereduksi menjadi TiO 3. Akibatnya adalah terak yang nantinya terbentuk akan menjadi sangat kental dan mempersulit proses pengeluaran terak tersebut dari dalam tungku. Dengan mengkalkulasi perhitungan energi bebas reaksi, kita dapat membuat perkiraan mengenai derajat reduksi yang dikehendaki, sehingga seluruh besi dan mayoritas vanadium akan tertinggal pada cairan logam (hot metal) yang terdapat pada bagian bawah, sedangkan titanium akan menjadi terak yang tertinggal pada bagian atas.
2. Peleburan (Melting) Proses
peleburan
dilakukan
di
dalam
tungku
peleburan/melter
dengan
menggunakan batubara sebagai bahan bakar sebagai ganti dari tungku busur listrik seperti dalam proses SL/RN. Pada proses dalam tungku peleburan ini
yang
diharapkan adalah proses peleburannya saja. Proses reduksi sangat tidak diharapkan. 16
Pellet yang mengalami proses reduksi akan jatuh pada daerah yang bertemperatur sangat tinggi (temperatur lebur). Hal ini bertujuan untuk mencegah terbentuknya Ti2O3 yang akan mempengaruhi kekentalan terak. Tungku pun harus memiliki panas yang cukup sehingga udara yang dimasukkan harus merupakan udara yang panas (hot blast). Oleh karena itu, bentuk melter yang paling tepat adalah Kupola dengan angin panas atau “hot blast Cupola”. Baik Sensible Heat maupun Chemical Heat, keduanya digunakan untuk memanaskan dan sebagai pembantu proses reduksi Pellet. Dengan demikian, didapatlah efisiensi penggunaan energi yang lebih baik. Sisa-sisa gas dimanfaatkan untuk membuat udara masuk menjadi panas (Cold Blast Air) dan untuk tujuan yang lain-lainnya. Agar terak yang dihasilkan bersifat encer, bahan imbuhan yang ditambahkan harus diperhitungkan, baik dalam tungku peleburan maupun dalam Pellet dengan mengacu pada diagram ternair TiO2 – CaO – SiO2, sehingga berada pada daerah dengan titik lebur yang paling rendah.
PEMISAHAN BESI, TITANIUM DAN VANADIUM Bila semua proses di atas berjalan seperti yang seharusnya, maka mayoritas vanadium akan bergabung bersama dengan besi dalam cairan logam (Hot Metal), sedangkan mayoritas titanium akan bergabung dengan terak. Besi dapat dipisahkan dari Vanadium dengan cara mengoksidasi cairan hot metal dengan gas oksigen (Ladle Furnace). V 2O5 pun akan keluar dan menyatu dengan terak. Selanjutnya, cairan hot metal akan diproses dalam tungku converter untuk dibuat sebagai produk-produk baja.
17
Ladle Furnace Unsur titanium dalam TiO 2 dalam slag perlu ditingkatkan kadarnya agar bisa diproses dalam tungku khlorinasi untuk lebih lanjut diproses menjadi pigmen TiO
2
dan logam
titanium stekag melewati proses purifikasi terlebih dahulu. V 2O5 yang terkandung dalam terak bisa diolah menjadi V 2O5 flake dan bentuk master alloy “Ferro Vanad ium”.
18
C. DIAGRAM ALIR PROSES
Gambar 4.2 Diagram Alir Proses Pengolahan Pasir Besi Titan
19
9. Penelitian Perolehan Besi
Titan yang terkandung dalam slag sebagai hasil dari peleburan pasir besi titan memiliki karakteristik yang berbeda dibandingkan dengan slag sebagai hasil dari peleburan bijih besi secara konvensional. Faktor inilah yang menjadi penyebab ketidakcocokan antara proses pengolahan bijih besi konvensional seperti Blast Furnace atau COREX dengan proses pengolahan pasir besi.
Dari seluruh proses-proses yang telah diketahui, jalur proses SL/RN adalah yang paling tepat untuk mengolah pasir besi tersebut. Proses ini dikembangkan dan dimodifikasi oleh perusahaan asal New Zealand bernama New Zealand Steel, Ltd. Mereka mengolah pasir besi untuk memproduksi baja serta vanadium. Tabel 5.1 Konsentrat Pasir besi Jogja dan NZ
Senyawa/ elemen Pasir besi Jogja Pasir besi New Zealand
Fe
CaO
SiO2
TiO2
Al2O3
MgO
V2O5
MnO
55
2.6
6.5
8.6
5.8
2.8
0.5
0.5
58
1
3.7
8
4.2
3
0.6
0.6
Dapat dilihat dari data-data pada tabel di atas bahwa komposisi penyusun pasir besi Yogyakarta hampir sama dengan komposisi penyusun pasir besi di New Zealand, sehingga proses yang telah mereka kembangkanpun dapat diimplementasikan sebagai acuan dan pembanding pada proses pengolahan pasir besi di Indonesia.
Umpan yang digunakan untuk proses reduksi adalah berupa konsentrat dengan menggunakan partikel berukuran kurang lebih 300 mesh (53µ) dan batubara. Untuk menanggulangi material halus yang berjumlah banyak yang berasal dari umpan yang masuk ke dalam waste gas system yang terbawa oleh aliran gas di rotary kiln maka diperlukan beberapa unit Multi Hearth Furnace sebagai devolatisasi batubara sebelum dimasukkan ke dalam rotary kiln. Hal inilah yang bisa meningkatkan kinerja rotary klin, tetapi tentunya harus dengan menambah modal investasi. Dengan melihat adanya 20
kemungkinan bahwa hal ini dapat diatasi dengan perubahan umpan dari material pasir ke bentuk pellet yang mengandung batubara, maka ditetapkan bahwa penelitian reduksi besi diarahkan dengan penggunaan pellet. Jika hal ini berhasil, maka mungkin keharusan dalam penggunaan multi hearth furnace dapat dihindarkan. Dengan penggunaan umpan berbentuk pellet yang mengandung batubara juga dapat dicoba pemanfaatan batubara muda yang terdapat di bagian selatan Jawa Barat (Bayah) sebagai bahan reduktor.
a. Hasil-Hasil Yang Dicapai Percobaan-percobaan telah dilakukan oleh para ahli untuk membandingkan antara kinerja reduksi dari pellet dengan umpan yang berupa serbuk. Parameter-parameter yang digunakan dalam percobaan yang dilakukan adalah temperatur, waktu pemanggangan dan jumlah dari karbon, diukur secara stoikiometri yang diperlukan pada reaksi reduksi.
Pada percobaan, bahan baku yang diperlukan meliputi pasir besi, batubara dan bahan imbuhan untuk pembuatan pellet seperti kanji bentonit dan batu kapur. Berikut adalah komposisi dari masing-masing komponen : Tabel 5.2 Komposisi batubara
Unsur
%
Ash Content
5.9
Mouiture Content
3.85
Volatile Matter
44.37
Fixed Carbon
40.88
C
79.6
H
6.22
S
3.68
Tabel 5.3 Komposisi Bentonit
Komponen
Al2O3
SiO2
K2O
CaO
Fe2O3
Na2O
TiO2
MgO
LOI
%
11.5
72.09
0.55
3.48
2.12
0.16
0.29
1.88
7.1
21
Kanji tidak dapat dianalisa tetapi didasarkan atas komposisi kanji yang ada di pasaran. Dari percobaan pembuatan pelet, didapatkan hasil pellet dengan kekerasan sebelum dan setelah reduksi sebesar 10 kg/pellet.
Gambar 5.1 Diagram alir pembuatan pellet untuk reduksi
b. Pembahasan Pengaruh temperatur terhadap metalisasi besi :
Gambar 5.2 Pengaruh temperatur terhadap metalisasi besi 22
Dari gambar di atas dapat terlihat bahwa metalisasi semakin tinggi dengan naiknya temperatur sesuai dengan reaksi utama yang terjadi.
Fe3O4 + 4CO ----- 3Fe + 4CO 2 (Reduksi) ............. (1) CO2 + C ----- 2CO (Regenarasi) ............................ (2)
Laju kenaikan proses metalisasi yang tajam ditunjukkan pada saat setelah o
temperatur 1000 C. Hal ini diperkirakan berhubungan dengan reaksi Boudouard (2) o
yang berlangsung secara spontan pada temperatur di atas 1000 C. Hubungan antar metalisasi besi dengan waktu pemanggangan ditunjukkan pada gambar berikut :
Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa dengan waktu pemanggangan 3 jam, hasil yang didapatkan cukup baik dengan metalisasi di atas 90%. Perbandingan hasil antara bersi yang terbuat dari pellet dengan serbuk ditunjukkan pada tabel berikut dengan parameter jumlah batubara.
23
Tabel 5.4 hubungan metalisasi dengan jumlah batubara dari Pellet dan Serbuk
Pellet
Serbuk
Jumlah batubara (Stokiometrik)
Metalisasi (%)
Jumlah batubara (Stokiometrik)
Metalisasi (%)
1.7
89
2.3
71
2.1
91
2.9
77
2.5
93
4.3
94
o
Data pada tabel di atas didapat pada temperatur 1100 C dengan waktu pemanggangan 3 jam. Mengacu pada tabel, terlihat secara jelas bahwa pemakaian batubara dalam pellet jauh lebih efisien daripada pemakain batubara pada serbuk. Metalisasi lebih dari 90% dapat diperoleh dengan jumlah pemakaian batubara 2,1 stoikiometrik.
24
DAFTAR PUSTAKA
http://www.docstoc.com/?doc_id=54768689&download=1 http://realmwk.files.wordpress.com/2010/05/skema-proyek-pasir-besi-di-kp-18jan2009.jpg http://realmwk.wordpress.com/2010/04/14/sultan-proyek-penambangan-pasir-besi-ditentukanamdal/ http://psdg.bgl.esdm.go.id/kolokium%202007/LOGAM/Logam_EksplorasiPasirBesi_MinahasaSelatan_SULUT.pdf http://drdbengkulu.wordpress.com/2011/09/22/dampak-negatif-penambangan-pasir-besi-studikasus-dermaga-linau-kecamatan-maje-kabupaten-kaur/ http://realmwk.wordpress.com/2010/04/26/pasir-besi-pesisir-selatan-terbaik-di-dunia/ http://www.pam-group.com/en/en.prmprocess.htm http://waspada.co.id/index.php?option=com_content&view=article&id=197868:bms-eksporpasir-besi-165-ton&catid=18:bisnis&Itemid=95 http://papansaranasejahtera.en.ec21.com/Iron_Sand--4950824_4950825.html http://www.agrofurniture.com/content/iron-sand http://www.texreport.co.jp/xenglish/eng-genryou/201203/201203271021Tue-2.html http://trade.e-to-china.com/trade-data/china-import-export-iron_sand.html http://regionalinvestment.bkpm.go.id/newsipid/id/commodityarea.php?ia=32&ic=1186
http://www.miningtechnologyaustralia.com.au/iron-sands-a-wealth-of-potential
25
