Pengaruh Kadar Zat Pengotor Silikon (Si) Dan Besi (Fe) Pada Aluminium Cair Yang Dihasilkan Di Tungku Reduksi Terhadap Kesesuaian Standar Grade Aluminium Di PT INALUM

(1)

PENGARUH KADAR ZAT PENGOTOR SILIKON (Si) DAN BESI

(Fe) PADA ALUMINIUM CAIR YANG DIHASILKAN DI

TUNGKU REDUKSI TERHADAP KESESUAIAN

STANDAR GRADE ALUMINIUM

DI PT INALUM

KARYA ILMIAH

HARRY NUGRAHA

092401056

PROGRAM D-3 KIMIA INDUSTRI

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATRA UTARA

MEDAN

2012

(2)

PENGARUH KADAR ZAT PENGOTOR SILIKON (Si) DAN BESI (Fe) PADA ALUMINIUM CAIR YANG DIHASILKAN DI TUNGKU REDUKSI

TERHADAP KESESUAIAN STANDAR GRADE ALUMINIUM DI PT INALUM

KARYA ILMIAH

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya

HARRY NUGRAHA 092401056

PROGRAM D-3 KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATRA UTARA

MEDAN 2012

(3)

PERSETUJUAN

Judul : PENGARUH KADAR ZAT PENGOTOR SILIKON (Si) DAN BESI (Fe) PADA

ALUMINIUM CAIR YANG DIHASILAKAN DI TUNGKU REDUKSI TERHADAP KESESUAIAN STANDAR GRADE ALUMINIUM DI PT

INALUM

Kategori : TUGAS AKHIR

Nama : HARRY NUGRAHA

Nomor Induk Mahasiswa : 092401056

Program studi : DIPLOMA TIGA (D-III) KIMIA INDUSTRI Departemen : KIMIA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (MIPA)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di

Medan, Juni 2012

Diketahui

Program Studi Kimia Industri FMIPA USU Dosen Pembimbing Ketua,

Dra. Emma Zaidar Nasution, Msi Dr. Mimpin Ginting, MS NIP 195512181987012001 NIP 195510131986011001

Departement Kimia FMIPA USU Ketua,

Dr. Rumondang Bulan, MS NIP 195408301985032001

(4)

PERNYATAAN

PENGARUH KADAR ZAT PENGOTOR SILIKON (Si) DAN BESI (Fe) PADA ALUMINIUM CAIR YANG DIHASILKAN DI TUNGKU REDUKSI

TERHADAP KESESUAIAN STANDAR GRADE ALUMINIUM DI PT INALUM

KARYA ILMIAH

Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juni 2012

HARRY NUGRAHA 092401056

(5)

PENGHARGAAN

Bismillahirrahmanirrahim,

Puji dan syukur penulis panjatkan Ke hadirat ALLAH SWT Yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang, atas rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyalesaikan karya ilmiah ini mulai dari awal penulisan sampai selesai. Karya ilmiah ini merupakan salah satu syarat untuk meraih gelar Ahli madya pada program diploma 3 kimia industri di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara.

Dalam penyusunan karya ilmiah ini penulis menyadari sepenuhnya bahwa karya ilmiah ini jauh dari kesempurnaan karena keterbatasan penulis baik dari segi kemampuan, waktu dan pengetahuan. Hal ini disebabkan karena keterbatasan penulis, baik dalam penguraian ilmu maupun keterbatasan dalam pengalaman yang sejauh ini belum dapat tercapai sebagaimana diharapkan. Oleh karena itu, penulis menerima kritikan dan saran-saran yang bersifat membangun dari para pembaca.

Pada kesempatan ini penulis bersyukur dan ingin mengucapkan terima kasih secara tertulis, kepada :

1. Kedua orang tua saya Suryo Domo dan Rosilawati yang telah membesarkan dan melimpahkan kasih sayang kepada saya hingga akhirnya sampai seperti saat ini. Serta abang saya Agyasta Yudha, dan adik saya Ria Az’zahra dan Alfa Rizi.

2. Bapak Dr. Mimpin Ginting, MS, yang telah membimbing dengan kesabaran kepada penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini.

3. Dr. Rumondang Bulan MS, sebagai ketua Departeman Kimia FMIPA-USU Medan.

4. Dra. Emma Zaidar Nasution, MSi. selaku Ketua dan Dra. Herlince Sihotang, MSi. selaku sekretaris Program Studi Kimia Industri FMIPA-USU Medan. 5. Seluruh Dosen Kimia Industri, FMIPA-USU Medan.

6. Bapak Damianus Siregar dan Faishal Hidayat selaku pembimbing Praktek Kerja Lapangan saya di PT.INALUM.

(6)

Mahadi Fahrozi, Januar Sasmitra, Ariansyah Perangin-angin, Didi Febrian, Ali Nassaruddin, Arif Kurniawan, Lisa Usmalyana, Riki Get-Get, Dede Subarqah. Terima kasih kawan atas segala bentuk bantuan yang telah diberikan, sukses buat kita semua. “HIDUP IMAKIN”

8. Teman-teman seperjuangan di Program Studi Kimia Industri FMIPA-USU angkatan 09.

9. Adik-adik di Kimia Industri stambuk 2010 dan 2011, terus semangat untuk menyelesaikan studinya.

Medan, Juni 2012

(7)

ABSTRAK

Telah dilakukan pengujian pengaruh kadar zat pengotor silikon (Si) dan besi (Fe) yang terdapat dalam aluminium cair untuk menghasilkan standar grade aluminium. Aluminium yang dihasilkan masih banyak mengandung zat pengotor seperti besi dan silikon yang menyebabkan korosi (pengaratan) dan warna aluminium menjadi kuning. Apabila kadar zat pengotor banyak terdapat dalam aluminium dapat dilakukan dengan pengadukan ulang, penambahan aluminium cair, pencetakan sebagian aluminium dan penurunan grade. Dari hasil pengamatan yang diperoleh, aluminium yang dihasilkan di PT INALUM ternyata sesuai standar grade yang telah ditetapkan, untuk grade S2 dengan kadar pengotor Si = 0,08 dan Fe = 0,12 dengan kemurnian 99,85% dan grade

(8)

RATES INFLUENCE LEVELS OF SILICON (Si) AND IRON (Fe) OF LIQUID ALUMINUM PRODUCED IN THE POT REDUCTION TO STILL THE

STANDARD OF GRADE ALUMINUM IN PT INALUM

ABSTRACT

Levels have been performed testing the effect of silica and iron impurities contained in molten aluminum to produce standard of grade aluminum. Generated a lot of aluminum contain impurities, such as iron and silicon can cause corrosion (rusting) and the aluminum colour to yellow. When influences levels in aluminum are a lot shall be controlled by way of re-stirring, the addition of molten, partially molten molding and a decrease in grade. Results of observations made, aluminum produced at PT INALUM still the standard of grade is applied, for S2 grade with higher levels of impurities Si = 0,08 and Fe = 0,12 with purity of 99,85% and G1 grade with higher levels of impurities Si = 0,15 and Fe = 0,20 with purity of 99,70%.

(9)

DAFTAR ISI

Halaman

PERSETUJUAN ii

PERNYATAAN iii

PENGHARGAAN iv

ABSTRAK vi

ABSTRACT vii

DAFTAR ISI viii

DAFTAR TABEL x

BAB 1. PENDAHULUAN 1

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Identifikasi Masalah 3

1.3. Tujuan 3

1.4. Manfaat 3

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 4

2.1. Alumina dan Aluminium 4

2.1.1. Aluminium 4

2.1.2. Sejarah Aluminium 4

2.1.3. Sifat-sifat Aluminium 6 2.1.4. Bahan Baku Aluminium 8 2.1.5. Kegunaan Aluminium 12

2.2. Alumina 13

2.2.1. Kebutuhan Alumina 14

2.3. Elektrolisa 15

2.4. Proses Hall-Heroult 16

2.5. Proses Elektrolisis Aluminium 17

2.6. Besi dan Silika 20

2.7. Pengaruh Pengotor Besi dan Silika dalam Produk Aluminium 22 2.8. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kualitas Aluminium 23 Batangan (Ingot) dan Cara Penanggulangannya

2.9. Standar Pengendalian Grade Produk 24

BAB 3. BAHAN DAN METODE 27

3.1. Bahan 27

3.2. Alat 27

(10)

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 30

4.1. Hasil 30

4.1.1. Data Percobaan 30

4.2. Pembahasan 32

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 33

5.1. Kesimpulan 33

5.2. Saran 33

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

(11)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Spesifikasi AlF3 11

Tabel 2.2. Spesifikasi Alumina yang Digunakan di PT Inalum 14 Tabel 2.3. Standar Kualitas Aluminium Batangan (Ingot) 23

Tabel 4.1. Pengukuran Kadar Si dan Fe di Potline 2 28 Tabel 4.2. Hasil Analisa Kadar Si dan Fe di SQA 29

(12)

ABSTRAK

(13)

RATES INFLUENCE LEVELS OF SILICON (Si) AND IRON (Fe) OF LIQUID ALUMINUM PRODUCED IN THE POT REDUCTION TO STILL THE

STANDARD OF GRADE ALUMINUM IN PT INALUM

ABSTRACT

(14)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Industri peleburan aluminium mulai berkembang sejak Charles Hall dan Paul

Heroult yang secara terpisah menemukan proses produksi aluminium yang lebih

sederhana pada tahun 1866, yaitu dengan cara mereduksi aluminium (Al) dari bahan baku alumina (Al2O3) melalui proses elektrolisis. Dalam proses ini, bahan karbon (C)

dipakai sebagai elektroda, kriolit (Na3AlF6) sebagai pelarut dan arus listrik searah

(DC) sebagai sumber energi pemisah Al dari senyawa alumina (Al2O3), dan menjaga

agar elektrolit maupun metal cair yang terbentuk tetap terjaga dalam fase cair didalam tungku reduksi (Austin,1996).

Aluminium mempunyai titik lebur 20000C, namun dengan proses elektrolisa metode Hall Heroult yang menggunakan larutan kriolit (Na3AlF6), aluminium dapat

diperoleh pada temperatur 10000C, dan dengan memasukkan zat additif seperti AlF3,

CaF2 dan bahan-bahan lain yang terdapat didalam bahan baku, maka aluminium dapat

diperoleh pada temperatur 9600C sampai 9700C.

Adapun aluminium yang dihasilkan adalah aluminium yang berbentuk batangan (ingot) dengan berat perbatangnya 22,7 kg. Desain produksi PT INALUM adalah

225.000 ton per tahun. Aluminium yang dihasilkan merupakan bahan baku industri hilir yang dapat menghasilkan barang-barang seperti : bahan bangunan, alat rumah tangga, industri pesawat terbang dan sebagainya.

(15)

Aluminium mempunyai sifat penghantar panas yang tinggi dan juga mempunyai daya tahan terhadap karat yang sangat baik. Oleh karena itu permintaan akan aluminium dari tahun ke tahun terus mengalami peningkatan. Hal ini ditandai dengan semakin banyaknya permintaan aluminium di kalangan konsumen.

Dalam proses peleburan aluminium pastilah tidak dapat dihasilkan aluminium yang 100% murni, terdapat zat pengotor didalam hasilnya. Zat pengotor tersebut dapat berupa silikon (Si), besi (Fe), tembaga (Cu), timbal (Pb) dan sebagainya. Tetapi dalam hal ini, zat pengotor yang lebih dicermati adalah silikon (Si) dan besi (Fe). Karena dengan adanya zat pengotor ini akan mempengaruhi kualitas dari aluminium yang dihasilkan, dimana PT Inalum memberikan beberapa standar terhadap kemurnian dari aluminium. Untuk mengurangi kelebihan atau menyeimbangkan kadar zat pengotor yang terdapat dalam aluminium yaitu dengan cara pemberian aluminium murni (PT.Inalum,2010).

Dari uraian diatas, maka dapat dijadikan suatu alasan bagi penulis untuk memilih judul, yaitu : “ PENGARUH KADAR ZAT PENGOTOR SILIKON (Si) DAN BESI (Fe) PADA ALUMINIUM CAIR YANG DIHASILKAN DI TUNGKU REDUKSI TERHADAP KESESUAIAN STANDAR GRADE ALUMINIUM ”

(16)

1.2. Identifikasi Masalah

Apakah pengaruh kadar zat pengotor berupa silikon (Si) dan besi (Fe) yang terdapat dalam aluminium cair (molten) dapat mempengaruhi kualitas aluminium yang

akan dihasilkan terhadap standar grade aluminium yang telah ditetapkan.

1.3. Tujuan

Untuk mengetahui standar kadar zat pengotor yang dapat dicetak menjadi aluminium batangan (ingot) dengan menyesuaikan standarisasi grade aluminium yang

telah ditentukan oleh PT.Inalum.

1.4. Manfaat

Dengan diketahui berapa banyak persentase (%) kadar zat pengotor silikon (Si) dan besi (Fe) yang terkandung dalam aluminium cair dapat dilakukan analisa terhadap aluminium cair (molten), sehingga ketika kadar zat pengotor berlebih dilakukan

perlakuan berupa mencampurkan aluminium cair dengan kadar zat pengotor tinggi ke dalam aluminium cair dengan kadar zat pengotor rendah sehingga dapat dilakukan pencetakan.

(17)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Alumina dan Aluminium

2.1.1 Aluminium

Aluminium adalah logam yang ringan dan cukup penting dalam kehidupan manusia. Aluminium merupakan unsur kimia golongan IIIA dalam sistim periodik unsur, dengan nomor atom 13 dan berat atom 26,98 gram per mol. Didalam udara bebas aluminium mudah teroksidasi membentuk lapisan tipis oksida (Al2O3) yang

tahan terhadap korosi. Aluminium juga bersifat amfoter yang mampu bereaksi dengan larutan asam maupun basa (Hartono,1992).

Aluminium merupakan logam ringan yang mempunyai ketahanan korosi yang baik dan hantaran listrik yang baik serta sifat-sifat baik yang lainnya sebagai sifat logam (Surdia,2005).

2.1.2. Sejarah Aluminium

Aluminium ditemukan kira-kira sekitar 160 tahun yang lalu dan mulai diproduksi skala industri sekitar 90 tahun yang lalu. Berikut sejarah perkembangan tentang penemuan aluminium :

(18)

1. Pada tahun 1782, seorang ilmuwan Prancis bernama Lavoiser telah menduga bahwa aluminium merupakan logam yang terkandung didalam alumina.

2. Pada tahun 1807, ahli kimia inggris bernama Humphrey Davy berhasil memisahkan alumina secara elektrokimia logam dan yang diperoleh dari pengujian tersebut adalah aluminium.

3. Pada tahun 1821, biji sumber aluminium ditemukan di Prancis Selatan, tepatnya dikota Lesbaux, yang dinamakan bauksit.

4. Pada tahun 1825, ahli kimia Denmark, Orsted berhasil memisahkan aluminium murni dengan cara memanaskan aluminium chloride dengan kalium amalgam dan kemudian memisahkan merkuri dengan cara destilasi. 5. Pada tahun 1886, mahasiswa Oberlin College di Ohio, Amerika Serikat

bernama Charles Martin-Hall menemukan dengan cara melarutkan alumina (Al2O3) dalam lelehan kriolit (Na3AlF6) pada temperatur 9600C dalam

bentuk kotak yang dilapisi logam karbon dan kemudian melewatkan arus listrik melalui ruang tersebut. Cara ini dikenal dengan proses Hall-Heroult, karena ini terjadi pada tahun yang sama dengan seorang Prancis yang bernama Paul Heroult.

6. Pada tahun 1888, ahli kimia Jerman Karlf Josef Bayer menemukan cara memperoleh alumina dari bauksit secara pelarutan kimia. Sampai saat ini cara Bayer masih digunakan untuk memproduksi alumina dari bauksit secara industri dan disebut proses Bayer (Davis,1993).

Aluminium adalah logam yang terbanyak didunia. Logam 8% dari bagian pada kerak bumi. Boleh dikatakan setiap negara mempunyai persediaan bahan yang

(19)

mengandung aluminium, tetapi proses untuk mendapatkan aluminium logam dari kebanyakan bahan itu masih belum ekonomis. Logam aluminium pertama kali dibuat dalam bentuk murni oleh Oersted pada tahun 1825, yang memanaskan ammonium klorida (NH4Cl) dengan amalgam kalium-raksa (K-Hg).

Pada tahun 1854, Henri Sainte-Claire Deville membuat aluminium dari natrium-aluminium klorida dengan jalan memanaskan dengan logam natrium. Proses ini beroperasi selama 35 tahun dan logamnya dijual dengan harga $ 220 per kilogram. Pada tahun 1886 Charles Hall mulai memproduksi aluminium dengan skala besar seperti sekarang, yaitu melalui elektrolisis alumina didalam kriolit (Na3AlF6) lebur.

Pada tahun itu pula, Paul Heroult mendapat hak dari prancis untuk proses serupa dengan proses Hall. Hingga pada tahun 1893, produksi aluminium menurut cara Hall

ini sudah sedemikian meningkat, sehingga harganya sudah jatuh menjadi $ 4,40 per kilogram. Industri ini berkembang dengan baik, berdasarkan suatu pasaran yang sehat dan berkembang atas dasar penelitian mengenai sifat-sifat aluminium dan cara-cara pemakaian yang ekonomis bagi bahan ini (Austin,1990).

2.1.3. Sifat-sifat Aluminium

Dalam tiga dasawarsa terakhir ini aluminium telah menjadi salah satu logam industri yang paling luas penggunaannya didunia. Aluminium banyak digunakan didalam semua sektor utama industri seperti angkutan, konstruksi, listrik, peti kemas dan kemasan, alat rumah tangga serta peralatan mekanis.

(20)

Penggunaan aluminium yang luas disebabkan aluminium memiliki sifat-sifat yang lebih baik dari logam lainnya seperti :

a. Ringan : memiliki bobot sekitar 1/3 dari bobot besi dan baja, atau tembaga dan karenanya banyak digunakan dalam industri transportasi seperti angkutan udara.

b. Kuat : terutama bila dipadu dengan logam lain. Digunakan untuk pembuatan produk yang memerlukan kekuatan tinggi seperti : pesawat terbang, kapal laut, bejana tekan, kendaraan dan lain-lain.

c. Mudah dibentuk dengan semua proses pengerjaan logam. Mudah dirakit karena dapat disambung dengan logam/ material lainnya melalui pengelasan,

brazing, solder, adhesive bonding, sambungan mekanis, atau dengan teknik

penyambungan lainnya.

d. Tahan korosi : sifatnya durabel sehingga baik dipakai untuk lingkungan yang dipengaruhi oleh unsur-unsur seperti air, udara, suhu dan unsur-unsur kimia lainnya, baik diruang angkasa atau bahkan sampai ke dasar laut.

e. Konduktor listrik : setiap satu kilogram aluminium dapat menghantarkan arus listrik dua kali lebih besar jika dibandingkan dengan tembaga. Karena aluminium relatif tidak mahal dan ringan, maka aluminium sangat baik untuk kabel-kabel listrik overhead maupun bawah tanah.

f. Konduktor panas : sifat ini sangat baik untuk penggunaan pada mesin/ alat pemindah panas sehingga dapat membersihkan penghematan energi.

g. Memantulkan sinar dan panas : dapat dibuat sedemikian rupa sehingga memiliki kemampuan pantul yang tinggi yaitu sekitar 95% dibandingkan dengan kekuatan pantul sebuah cermin. Sifat pantul ini menjadikan aluminium sangat baik untuk peralatan penahan radiasi panas.

(21)

h. Non magnetik : dan karenanya sangat baik untuk penggunaan pada peralatan listrik/ elektronik, pemancar radio/ TV, dan lain-lain, dimana diperlukan faktor magnetisasi negatif.

i. Tak beracun : dan karenanya sangat baik untuk penggunaan pada industri makanan, minuman dan obat-obatan, yaitu untuk peti kemas dan pembungkus. j. Memiliki ketangguhan yang baik : dalam keadaan dingin dan tidak seperti

logam lainnya yang menjadi getas bila didinginkan. Sifat ini sangat baik untuk penggunaan pada pemrosesan maupun transportasi LNG dimana suhu gas cair k. Menarik : dan karena itu aluminium sering digunakan tanpa diberi proses

pengerjaan akhir. Tampak permukaan aluminium sangat menarik dan karena itu cocok untuk perabot rumah (hiasan), bahan bangunan dan mobil. Disamping itu aluminium dapat diberi surface treatment, dapat dikilapkan,

disikat atau dicat dengan berbagai warna, dan juga diberi proses anodisasi. Proses ini menghasilkan lapisan yang juga dapat melindungi logam dari goresan dan jenis abrasi lainnya.

l. Mampu diproses ulang-guna : yaitu dengan mengolahnya kembali melalui proses peleburan dan selanjutnya dibentuk menjadi produk seperti yang diinginkan. Proses ulang-guna ini dapat menghemat energi, modal dan bahan baku yang berharga (Daryus,2008).

(22)

A. Bahan baku utama

1. Alumina

Alumina diperoleh dari bauksit melalui beberapa proses Bayer. Bauksit merupakan bahan baku Al yang terdiri dari Al2O3 (aluminium oksida) dan

memiliki kemurnian yang berbeda seperti besi oksida, aluminium silika dan titanium oksida. Aluminium oksida (Al2O3) atau alumina biasanya berupa kristal

ion. Tetapi ion oksida (O-2) dipolarisasi oleh ion aluminium sehingga sebagian ikatannya bersifat kovalen. Aluminium oksida meleleh pada 20350C. Zat ini tidak larut dalam air, stabil dan keras. Aluminium oksida adalah amfoter. Zat ini melarut dengn lambat dalam asam encer maupun basa encer.

Al2O3 (s) + 6H+(aq)  2Al3+(aq) + 3H2O(l)

Al2O3(s) + 2OH-(aq) + 3H2O  2Al(OH)-4

2. Anoda

Anoda adalah elektroda bermuatan listrik positif. Jenis anoda yang dipakai adalah jenis anoda prebaked, anoda yang digunakan diseksi reduksi dibuat digedung

karbon dengan bahan kokas dan hard pitch.

3. Katoda

Katoda adalah elektroda bermuatan listrik negatif. Ditinjau dari bahan bakunya dan proses pembuatannya, katoda dibagi atas 4 jenis, yaitu :

(23)

a. Blok katoda amorphous, bahan bakunya antrasit, dipanggang pada suhu

12000C

b. Blok katoda semi graphitic, bahan bakunya grafit, dipanggang pada suhu

23000C

c. Blok katoda graphitic, bahan bakunya kokas mengalami proses grafitasi suhu

30000C (Jody,1992).

B. Bahan baku penunjang

a. Kriolit

Kriolit dapat mengandung CaF2 dan AlF3 yang dapat membentuk kriolit Na3AlF6.

Sifat-sifat kriolit adalah : 1) Konduktivitas listrik baik

2) Memiliki berat jenis yang rendah 3) Temperatur kristalisasi primer rendah 4) Stabil dalam keadaan cair

5) Dapat melarutkan alumina dalam jumlah besar

Untuk memperbaiki sifat-sifat kriolit tersebut, bath biasanya ditambah dengan beberapa bahan tambahan seperti fluorida, alkil metal, AlF3 dan CaF2.

b. Soda abu (Na2CO3)

(24)

untuk membantu proses pembentukan kerak samping. Selain mencegah erosi oleh bath, soda abu berfungsi sebagai isolasi termal.

c. Aluminium florida (AlF3)

Aluminium florida berfungsi menjaga keasaman bath dan merupakan bahan yang dituangkan secara manual jika kelebihan AlF3 kurang didalam bath. Spesifikasi

AlF3 yang digunakan oleh PT INALUM adalah :

Tabel 2.1. Spesifikasi AlF3

Jenis Unit Spesifikasi

AlF3 % 93 minimal

SiO2 % 0,25 maksimal

P2O5 % 0,02 maksimal

Fe2O3 % 0,07 maksimal

Moisture (water content) % 0,35 maksimal

Loss on Ignitation 300-10000C % 0,85 maksimal

Bulk Density Gram/cc 0,7 minimal

Particle Size (Tyler Mesh) Typical

+ 150 mesh % 25-60

+ 200 mesh % 50-75

+ 320 mesh % 75 minimal

(25)

2.1.5. Kegunaan Aluminium

Dilihat dari segi kuantitas dan kualitas, kegunaan aluminium dapat mengatasi kegunaan logam lain kecuali besi. Karena itu aluminium sangat penting dalam kehidupan sehari-hari dan berpengaruh terhadap perkembangan ekonomi dunia, dikarenakan aluminium diprediksi akan menjadi komoditi ekspor dunia.

Aluminium murni mempunyai kekuatan tegangan yang rendah, tetapi mempunyai kemampuan untuk membentuk alloy bersama dengan banyak unsur seperti tembaga, seng, magnesium, mangan dan silikon. Pada saat ini hampir semua bahan yang dianggap aluminium adalah sebenarnya sejenis alloy aluminium bukan aluminium murni.

Apabila digabung secara proses termomekanikal, alloy aluminium menunjukkan peningkatan kekuatan dari segi sifat mekanikal. Alloy aluminium membentuk komponen penting dalam pesawat udara dan roket, ini dikarenakan kekuatan yang meningkat.

Sebagian dari kegunaan-kegunaan aluminium yaitu :

1) Pengangkutan (kendaraan, kapal terbang, kendaraan landasan, kapal laut, dsb) 2) Pembungkus (tin aluminium, keranjang aluminium, dsb)

3) Perawatan air

4) Pembinaan (tingkap, pintu, dwai binaan, dsb)

5) Barang pengguna tahan lama (perkakas, peralatan dapur, dsb)

6) Talian penghantaran elektrik (berat pengalir aluminium adalah setengah dari berat tembaga dengan kekonduksian yang sama dan lebih murah)

(26)

8) Aluminium murni

9) Serbuk aluminium, yang mempunyai bentuk perak yang bisa digunakan dalam cat. Serpihan aluminium juga dimasukkan dalam cat alas, terutama kayu cat (Oxtoby,2003).

2.2. Alumina

Adapun pembagian dari alumina berdasarkan ukuran partikelnya adalah :

1. Alumina sandy (¥-Al2O3)

Alumina sandy banyak ditemukan di Amerika, yang berbentuk serbuk yang diproduksi pada pembakaran yang lebih rendah dari alumina floury. Alumina sandy yang terbentuk digunakan pada tungku peleburan karena sifat dari alumina tersebut yang bergerak bebas dan tidak dipengaruhi oleh gaya dari luar.

2. Alumina floury (α-Al2O3)

Alumina floury banyak ditemukan di Eropa, dimana alumina jenis ini diperoleh melalui proses Bayer, selanjutnya diproses lagi untuk memperoleh aluminium cair. Proses yang digunakan adalah Hall-Heroult, prinsip yang dipakai melalui reduksi alumina. Reduksi dilakukan secara elektrolisa terhadap alumina yang dilarutkan dalam larutan elektrolit cair dan dialirkan arus listrik. Dengan mengalirkan arus listrik tersebut pada kedua elektroda (anoda dan katoda) maka akan terjadi proses elektrolisa, sehingga terbentuk endapan aluminium cair pada katoda (Grjotheim,1998).

(27)

Tabel 2.2. Spesifikasi alumina yang digunakan di PT INALUM

Item Satuan Spesifikasi

Loss on Ignition (300-10000C) % 1,00 maksimal

SiO2 % 0,03 maksimal

Fe2O3 % 0,03 maksimal

TiO2 % 0,005 maksimal

Na2O % 0,600 maksimal

CaO % 0,060 maksimal

Al2O3 % 98,40 minimal

Spesific Surface Area M2/g 40-80

Particle Size

+ 100 mesh % 12,0 maksimal

+ 150 mesh % 25 minimal

- 325 mesh % 12,0 maksimal

Angle of Refuse Deg 30-34

(PT INALUM,2009).

2.2.1. Kebutuhan Alumina

Selama beroperasinya sel, terjadi pembentukan kerak diatas permukaan penangas lebur. Alumina ditambahkan ke atas kerak ini dan alumina akan mengalami pemanasan selanjutnya melepaskan kandungan airnya. Kerak itu dipecahkan secara berkala dan alumina itu diaduk ke dalam penangas agar konsentrasinya tetap berada

(28)

aluminium. Tetapi dalam prakteknya, angkanya kira-kira 1,91. Bila kadar alumina didalam penangas itu sudah berkurang dan efek anoda berlangsung pada anoda itu terbentuk suatu lapisan tipis karbon tetrafluorida dipenangas itu tidak dapat lagi membatasi permukaan anoda. Dalam hal ini voltase sel akan naik dan ini terlihat dari lampu peringatan atau lonceng yang dihubungkan dengan sel dan hanya bekerja jika sel beroperasi tidak normal. Bila ini terjadi, alumina kemudian diadukkan ke dalam sel, walaupun waktunya bukanlah waktu penambahan berkala yang direncanakan. Mengenai mekanisme yang sebenarnya dari pelarutan alumina didalam penangas dan bagaimana mekanisme dekomposisi elektrolitnya masih belum jelas. Tetapi pada akhirnya adalah pembebasan oksigen pada anoda dan pengendapan logam aluminium pada katoda. Oksigen itu bergabung dengan anoda karbon menghasilkan CO dan CO2

tetapi kebanyakan adalah CO2 (Austin,1990).

2.3. Elektrolisa

Hampir semua logam aluminium primer dihasilkan dengan proses elektrolisa Hall-Heroult. Bahan baku yang digunakan terdiri dari alumina, karbon, kriolit, CaF2,

HF, AlF3 dan tenaga listrik. Terdapat dua jenis tungku reduksi yang dipergunakan

dalam industri peleburan aluminium yaitu Prebaked Anode Furnace (PAF) dan

Soderberg Anode Furnace (SAF). Perbedaan kedua tipe tungku tersebut terletak pada

cara pemanggangan anodanya, dalam sistem PAF anoda dipanggang terlebih dahulu (prebaked) sebelum dipergunakan. Sedangkan pada sistem SAF tidak dilakukan

pemanggangan pendahuluan, melainkan dimasukkan langsung kedalam tungku reduksi.

(29)

Reaksi kimia yang terpenting yang terjadi ditungku reduksi, adalah reaksi elektrolisa untuk menghasilkan logam aluminium. Dengan mengalirkan listrik arus searah, terjadi elektrolisa alumina menjadi ion-ion positif dan ion-ion negatif Al2O3

 2Al3+ + 3O2-. Ion aluminium tertarik ke katoda dan dinetralisir sehingga terbentuk aluminium. Demikian juga ion zat asam mendekati anoda kemudian dinetralisir. Selain itu terjadi juga reaksi reduksi, dimana karbon yang berasal dari anoda berfungsi sebagai reduktor mengikat asam :

2Al2O3 + 3C  4Al + 3CO2

Aluminium cair yang terkumpul dibagian bawah tungku selanjutnya dihisap dan dibawa ke pabrik penuangan. Pada proses Hall-Heroult, logam aluminium diperoleh dari alumina dengan menggunakan cairan kriolit (Na3AlF6), (titik lebur 10000C) yang

digunakan sebagai pelarut. Sejumlah besar alumina (Al2O3) dilarutkan dalam kriolit,

dimana larutan kriolit dapat menurunkan titik lebur alumina. Campuran kriolit dan aluminium oksida dielektrolisa dalam sel dan sel lapisan karbon yang berfungsi sebagai katoda tersimpan didalam cairan aluminium. Pada operasi sel, cairan aluminium berada pada bagian bawah sel. Dari waktu ke waktu aluminium cairakan disedot dan selanjutnya akan dibawa ke bagian casting untuk dicetak. Pada operasi sel ini diperlukan tegangan sebesar 4,0 sampai 5,5 volt, dan arus yang digunakan dari 50.000 sampai 150.000 kA (Kelvin,1994).

2.4. Proses Hall-Heroult

(30)

dengan proses reduksi elektrolitik. Proses peleburan ini memakai metode Hall-Heroult.

Alumina dilarukan dalam larutan kimia yang disebut kriolit pada sebuah tungku yang disebut pot. Pot ini mempunyai dinding yang dibuat dari karbon. Bagian luar pot terbuat dari baja. Aliran listrik diberikan melalui anoda dan katoda. Proses reduksi memerlukan karbon yang diambil dari anoda. Pada proses ini dibutuhkan arus listrik searah sebesar 190 kA.

Arus listrik akan mengelektrolisa alumina menjadi aluminium dan oksigen bereaksi membentuk senyawa CO2. Aluminium cair dari hasil elektrolisa akan turun

ke dasar pot dan selanjutnya dialirkan dengan prinsip siphon ke krusibel yang kemudian diangkut menuju tungku-tungku pengatur (holding furnace).

Kebutuhan listrik yang dihabiskan untuk menghasilkan 1 kg aluminium berkisar sekitar 12-15 kWh. 1 kg aluminium dihasilkan dari 2 kg alumina dan ½ kg karbon. Reaksi pemurnian alumina menjadi aluminium adalah sebagai berikut :

9700C

2Al2O3 + 3C 4Al + 3CO2

Na3AlF6 (Daryus,2008).

2.5. Proses Elektrolisis Aluminium

Aluminium terutama masih sekedar menjadi bahan penelitian dilaboratorium sampai tahun 1886, ketika Charles Hall di Amerika Serikat (lulusan Oberlin College yang berusia 21 tahun) dan Paul Heroult (berkebangsaan prancis, berusia sama) secara

(31)

sendiri-sendiri menemukan proses yang efisien untuk memproduksinya. Pada tahun 1990-an produksi aluminium diseluruh dunia yang menggunakan proses Hall-Heroult mencapai 1,5 x 107 ton metrik.

Proses Hall-Heroult melibatkan pengendapan aluminium secara katodik, dari lelehan kriolit (Na3AlF6) yang mengandung Al2O3 terlarut, dalam sel elektrolisis.

Setiap sel terdiri dari kotak baja persegi panjang yang panjangnya sekitar 6 m, lebar 2 m, dan tinggi 1 m, yang berfungsi sebagai katoda, dan grafit pejal sebagai anoda yang mencuat melewati atap sel hingga ke bak lelehan kriolit. Arus yang sangat besar (50.000 sampai 100.000 A) dilewatkan dalam sel dan sebanyak 100 sel seperti ini disusun secara seri.

Lelehan kriolit yang berdisosiasi sempurna menjadi ion-ion Na+ dan AlF63-,

merupakan pelarut yang baik untuk aluminium oksida, menghasilkan distribusi kesetimbangan dari ion-ion seperti Al3+, AlF2+, AlF2+, AlF3+, AlF4-, AlF52-, AlF63-, dan

O2- dalam elektrolit. Kriolit meleleh pada suhu 10000C, tetapi titik lelehnya turun dengan adanya aluminium oksida terlarut, sehingga suhu sel operasi hanya 9500C. Dibandingkan dengan titik leleh Al2O3 murni (20500C), suhu tersebut merupakan suhu

yang rendah, dan ini sebabnya proses Hall-Heroult biasa berhasil. Lelehan aluminium memiliki kerapatan yang sedikit lebih besar sehingga materi ini mengumpul didasar sel, untuk selanjutnya disadap secara berkala. Oksigen merupakan produk anoda yang utama, tetapi zat ini bereaksi dengan elektroda grafit menghasilkan karbon dioksida.

(32)

C(s) + O2 (g)  CO2 (g) 2C(s) + O2 (g)  2CO(g)

Jika potensial sel elektrolisis lebih besar dari 1,02 Volt maka reaksi yang dapat terjadi adalah :

Al2O3 + 3C(s)  4Al(l) + 3CO2 (g)

b. Reaksi Katodik

Reaksi yang dapat terjadi disekitar katoda adalah dekomposisi ion AlF4- dari

kriolit menjadi ion Al3+ dan F- :

AlF4-  Al3+ + 4F-

Reaksi Al3+ pada katoda;

Al3+ + 3e  Al(l)

Dan reaksi antara natrium dari kriolit dengan Al :

Al(l) + 3Na+  3Na + Al3+

c. Reaksi Utama Elektrolisis Alumina

Reaksi keseluruhan pada industri elektrolisis alumina dengan menggunakan anoda karbon adalah sebagai berikut :

(33)

2Al2O3 (l) + 3C(s)  4Al(l) + 3CO2 (g)

Reaksi ini berlangsung pada temperatur sekitar 9770C, beda potensial 1,18 Volt.

Mekanisme reaksi yang paling sering terjadi adalah reduksi Al2O3 secara langsung

dengan reaksi :

Al2O3  2Al3+

+ 3O

2-Reaksi katodik : 2Al3+ + 6e-  6Al(l)

Reaksi anodik : 3O2-  3/2 O2 + 6e-

2.6 Besi dan Silika

a. Besi

Besi merupakan logam industri terpenting sudah dikenal sejak zaman purba. Besi merupakan unsur terbanyak keempat dalam litosfer bumi (setelah oksigen, silikon, aluminium). Kegunaan besi terpenting ialah pembuatan baja (alloy). Besi

yang murni adalah logam berwarna putih-perak, yang kukuh dan liat. Besi melebur pada temperatur 15350C. Zat-zat pencemar ini memegang peranan penting dalam kekuatan struktur besi.

Sifat besi yang mudah mengalami korosi pada berbagai keadaan, sifat elektrokimia besi menjadi bahan kajian sejak lama. Terlihat bahwa oksidasi lebih mudah terjadi oleh adanya gugus yang mengendapkan produknya. Ion ferri mudah

(34)

tereduksi ke ferro, tetapi dalam keadaan alkali justru ferro berubah menjadi ferri. Agar Fe(OH)3 tidak mengendap, suasananya harus asam.

Reaksi besi dan oksidasi rumit karena didorong dengan adanya kelembaban. Produk karatnya non-stoikiometri dan sifatnya dapat protektif maupun tidak. Besi dapat larut dalam asam mineral encer. Bila asam non-oksidator (tidak ada udara) terbentuk ferro sedangkan biala ada udara atau asam nitrat dan kromat memasifkan besi.

Ion ferro dan ferri dalam larutan mudah saling diubah dengan reaksi redoks ferro hidroksida yang baru diendapkan berwarna putih dengan adanya udara menjadi hijau atau hitam, kemudian membentuk ferri hidroksida merah cokelat. Amoniak hanya mengendapkan besi sebagian karena terbentuk kompleks amina.

Ion ferri biasanya merah cokelat akibat bentukan kompleks, sedangkan ion ferrinya sendiri tidak berwarna. Ferri mengkompleks dengan sianida. Besi merupakan logam termurah karena sifat fisik menarik, mudah dielektroplating dari berbagai elektrolit, tetapi besi tidak bernilai dekoratif, tetap terkena korosi, ia hanya dipakai secara terbatas termasuk electroforming pada cetakan karet, gelas, plastik, pada alloy

nikelnya dan sebagainya.

b. Silika

Silika terdapat luas dialam, seperti pasir, kuarsa, batu api. Kristal silika tidak berwarna atau merupakan bubuk putih, bau dan tidak berasa, silika tidak larut dalam air dan asam, kecuali hidrogen fluorida. Dan larut didalam larutan alkali, dimana

(35)

akhirnya dipisahkan yang halus dan yang tidak terbentuk. Senyawa SiO2 adalah yang

paling melimpah dari senyawaan dalam kerak bumi.

Asal mula silika adalah dapat dibuat dari larutan silika (air kaca), dengan asam, kemudian dicuci dan dengan pembakaran. Bunga api silika dibuat dari pasir, menguap pada temperatur 30000C dengan menggunakan pancaran energi listrik. Bubuk silika digunakan untuk pembuatan gelas, keramik, alat pengelasan, saringan air, mikroskop, kertas, komponen dari beton pengisi kosmetik insektisida.

Silika dan oksigen merupakan penyusun sebagian besar kerak bumi, dengan oksigen meliputi 47% dan silikon 28% dari massanya. Ikatan silikon oksigen kuat dan bersifat ionic parsial. Ikatan ini membentuk dasar untuk golongan mineral yang disebut silikat, yang merupakan golongan terbesar dari batuan, lempung, pasir dan tanah pada kerak bumi. Silikat menyediakan berbagai macam bahan bangunan seperti batu bata, semen, beton dan kaca (Oxtoby,2003).

2.7. Pengaruh Pengotor Besi dan Silika dalam Produk Aluminium

Aluminium batangan (ingot) yang diproduksi sangat ditentukan oleh

unsur-unsur kimia yang terkandung didalam aluminium itu sendiri. Aluminium yang dihasilkan masih banyak mengandung zat-zat pengotor dalam jumlah yang kecil, seperti besi (Fe), silikon(Si), dan pengotor lainnya. Ini dipengaruhi atas bahan baku yang digunakan untuk menghasilkan aluminium. Disamping adanya pengaruh bahan baku, pengotor besi dan silikon juga berasal dari prosesnya sendiri, dimana besi dan

(36)

apabila kondisi didalam pot kurang baik, sehingga ada pengikisan atau ikut larutnya dinding pot pada saat proses elektrolisa berlangsung.

Jika kadar besi dalam aluminium cair yang akan dicetak masih terlalu tinggi, maka aluminium yang dihasilkan akan lebih mudah terkorosi dan mudah berubah menjadi warna kuning. Sebaliknya, jika kadar silikon didalam aluminium terlalu tinggi, maka akan menyebabkan aluminium batangan (ingot) yang dihasilkan akan

menjadi keras, rapuh dan susah ditempah. Itulah beberapa pengaruh ketika kadar besi dan silikon didalam aluminium berlebih atau tidak sesuai dengan standar yang ada.

2.8. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kualitas Aluminium Batangan (Ingot) dan Cara Penanggulangannya

Faktor yang mempengaruhi kualitas ingot antara lain :

1. Kadar Fe dan Si

Kadar Fe dan Si dapat berpengaruh terhadap kualitas produk, karena merupakan faktor utama penentu mutu grade yang dihasilkan. Kemurnian dari

aluminium ingot yang dihasilkan dilihat dari kadar besi (Fe) dan silikon (Si).

Maka kadar zat pengotor yang terkandung dalam aluminium cair harus dijaga sesuai dengan grade produk yang diinginkan. Apabila kadar Fe dan Si masih

banyak terkandung didalam aluminium maka haruslah dikendalikan.

(37)

Pemberian flux pada aluminium cair di furnace (dapur) harus sesuai dengan

jumlah molten aluminium sehingga pemisahan oksida-oksida yang terkandung

dalam molten tersebut dapat terpisah secara sempurna, agar aluminium ingot

yang dihasilkan lebih murni.

2.9. Standar Pengendalian Grade Produk

Pengendalian grade produk dilakukan agar ada kesesuaian antara kadar Fe dan

Si terhadap produk, sehingga produk yang dihasilkan bisa mencapai target yang telah ditetapkan di PT INALUM. Standar pengendalian grade produk berpatokan pada

Quality Standard of Aluminium Ingot (QSAI). QSAI merupakan variabel-variabel

yang ditetapkan agar produk yang dihasilkan tidak menyimpang dari jadwal operasi pencetakan.

Tabel 2.3. Standar Kualitas Aluminium Batangan (Ingot)

Grade/ Tingkat Komposisi Kimia (%)

PT Inalum Class Al Fe Si

S1-A - 99,92 min 0,04 maks 0,04 maks

S1-B - 99,90 min 0,06 maks 0,04 maks

S1 Special Class 1 99,90 min 0,07 maks 0,05 maks S2 Special Class 2 99,85 min 0,12 maks 0,08 maks

G1 Class 1 99,70 min 0,20 maks 0,15 maks

(38)

Aluminium (ingot) yang dihasilkan PT INALUM sekarang ini adalah grade S1-B dan

G1, yaitu dengan kemurnian aluminium, S1-B 99,90% dan G1 99,70%.

Apabila masih tetap tidak sesuai dengan standarisasi di PT INALUM, maka dapat dilakukan dengan beberapa cara :

a. Pengadukan ulang

Pengadukan ulang aluminium cair (molten), yang bertujuan agar molten dapat

bercampur secara homogen. Setelah dilakukan pengadukan, lalu dilakukan pengambilan sampel dan dibawa ke Smelter Quality Assurance (SQA) untuk

dianalisa kembali. Apabila hasil dari Test Product Metal (TPM) menyatakan

kadar Fe dan Si didalam molten masih tinggi dari standar yang diinginkan,

maka dilakukan pengurangan atau penambahan molten.

b. Pengurangan dan penambahan aluminium cair (molten)

Pengurangan molten yang berkadar Fe dan Si yang tinggi kemudian

ditambahkan molten yang memiliki kadar Fe dan Si yang rendah. Sehingga

akan dicapai keseimbangan diantara keduanya. Apabila penambahan dan pengurangan molten tidak dapat menurunkan kadar Fe dan Si sesuai yang

diinginkan, maka dapat dilakukan cara brikutnya, yaitu pencetakan sebagian

molten.

c. Pencetakan sebagian molten

Dicetak sebagian molten yang berkadar Fe dan Si tinggi sebanyak 1/3 bagian

(39)

dicetak, maka molten yang tersisa didalam dapur ditambahkan molten yang

berkadar Fe dan Si yang rendah. Apabila masih tidak dapat memenuhi standar yang ada, maka dilakukan perubahan grade. Misalnya dari grade S1-B

menjadi grade G1.

Dalam pengambilan sampel produk dapat dilakukan dalam 3 tahap, yaitu : - Sampel yang pertama diambil pada awal pencetakan, yaitu setelah mencetak 30 ton.

- Sampel yang kedua diambil pada pertengahan pencetakan, yaitu setelah mencetak 15 ton.

- Sampel ketiga diambil pada akhir pencetakan, yaitu 3 ton terakhir (PT.INALUM,2010).

(40)

BAB 3

BAHAN DAN METODE

3.1. Bahan

- Aluminium Cair - De-Inclusion Flux

3.2. Alat

- Alat Penciduk Sampel

Digunakan untuk mengambil sampel aluminium cair didalam dapur - Optical Emission Spectrofotometer (OES)

- Mesin Bubut

Digunakan untuk menghaluskan sampel yang akan dianalisa

3.3. Prosedur Kerja

A. Pengisian Aluminium Cair

- Aluminium cair yang dibawa dari pabrik reduksi dituangkan kedalam dapur peleburan kemudian diberikan de-inclusion flux untuk mengangkat

(41)

- Kemudian dilakukan skimming off untuk membersihkan kotoran-kotoran

yang mengapung diatas permukaan aluminium cair.

B. Pengambilan Sampel Test Product Metal (TPM) Aluminium Cair

- Pengambilan sampel test product metal dilakukan 30 menit sebelum

pencetakan aluminium. Pengambilan sampel dilakukan melalui pintu samping dapur dengan menggunakan alat penciduk sampel yang diambil ½ meter dari kedalaman aluminium cair didalam dapur.

- Sampel aluminium yang diambil kemudian didinginkan diruangan terbuka hingga membeku. Setelah dingin, diberi nomor lot terhadap sampel.

- Kemudian sampel dikirim ke bagian Smelter Quality Assurance (SQA)

untuk mengetahui kemurnian dan kandungan zat pengotor, antara lain silikon (Si) dan besi (Fe).

C. Penganalisaan Produk

- Sampel yang didatangkan dari bagian casting terlebih dahulu dibubut, agar

permukaan dari sampel rata, halus dan bersih.

- Setelah dibubut, sampel dibawa ke ruang OES (Optical Emission

Spectrofotometer).

- Dibuka ruang eksitasi, lalu diletakkan sampel diatas meja eksitasi.

- Kemudian pintu ruang eksitasi ditutup, lalu tekan tombol “enter” pada

keyboard komputer, maka alat OES akan bekerja dengan sendirinya.

(42)

- Setelah selesai, buka kembali ruang eksitasi dan sampel dapat dikeluarkan dari ruang eksitasi.

- Lakukan pengerjaan eksitasi sebanyak 3 kali pengerjaan pada setiap sampel

(43)

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil

4.1.1. Data Percobaan

Tabel 4.1. Pengukuran Kadar Si dan Fe di potline 2

Tgl No.Pot Si (%) Fe (%)

02-Jan-2012 301 0.034 0.095

02-Jan-2012 302 0.034 0.101

02-Jan-2012 303 0.046 0.173

02-Jan-2012 304 0.035 0.095

02-Jan-2012 305 0.044 0.088

02-Jan-2012 306 0.163 0.082

02-Jan-2012 307 0.036 0.109

02-Jan-2012 308 0.036 0.108

02-Jan-2012 309 0.038 0.072

02-Jan-2012 310 0.105 0.492

02-Jan-2012 311 0.039 0.202

02-Jan-2012 312 0.053 0.181

02-Jan-2012 313 0.035 0.099

02-Jan-2012 314 0.035 0.076

(44)

Tabel 4.1. merupakan hasil pengukuran dibeberapa pot (tungku reduksi), dari beberapa pot akan dilakukan Metal Tapping (pengambilan metal), lalu dicampur

didalam gedung Smelter Casting (pencetakan). Pencampuran dilakukan berdasarkan

kadar zat pengotornya, sehingga bisa sesuai standar yang ditetapkan di PT INALUM. Didalam gedung Smelter Casting terdapat dapur pencetakanyang berkapasitas 30 Ton.

Dari gedung Smelter Casting akan diambil sampel, untuk dianalisa dibagian SQA

sebelum akhirnya dicetak.

Tabel 4.2. Hasil Analisa Kadar Si Dan Fe di SQA

No No.Lot

(%) Al Rata-

Rata

Kadar Zat Pengotor

Si (%) Fe(%)

Perlakuan Perlakuan

1 2 3 Rata-

Rata

1 2 3 Rata-

rata

1 180013 99.82 0.1302 0.1318 0.1311 0.1310 0.0476 0.0478 0.0521 0.0491 2 180020 99.78 0.1621 0.1672 0.1627 0.1640 0.0538 0.0536 0.0573 0.0549 3 180022 99.82 0.1345 0.1325 0.1363 0.1344 0.0379 0.0314 0.0382 0.0358 4 180023 99.80 0.1468 0.1432 0.1482 0.1460 0.0438 0.0436 0.0473 0.0449 5 180024 99.87 0.1076 0.1046 0.1108 0.1076 0.0217 0.0278 0.0216 0.0237

(45)

4.2. Pembahasan

Dari Tabel 4.1. dipaparkan tentang kandungan zat pengotor silikon (Si) dan besi (Fe) didalam pot (tungku reduksi), dari beberapa pot tersebut akan dilakukan pencampuran kedalam dapur pencetakan. Misalnya pot nomor 601, 603, 604, dicampur menjadi satu, lalu diambil sampel dan dianalisa hingga didapat data seperti dalam tabel 4.2.

Sesuai dengan grade yang telah ditentukan di PT INALUM, aluminium cair yang

akan dicetak berdasarkan data yang ada harus sesuai dengan kemurnian dan grade

yang telah ditentukan, yaitu S2 (special class 2) dan G1 (pada tabel 2.3). Sementara

pencetakan grade S1 belum memungkinkan, dikarenakan kondisi pot yang tidak

maksimal untuk mencapai grade tersebut.

Berdasarkan data, aluminium yang memungkinkan dicetak adalah grade S2 dengan

kadar aluminium 99,85% dan G1 dengan kadar aluminium 99,70%. Sebagai contoh untuk nomor lot 180024 dengan kemurnian 99,87% harus dicetak untuk grade S2.

Sedangkan nomor lot 180020 dengan kemurnian aluminium 99,78% tidak memungkinkan dicetak untuk grade S2 atau G1. Karena jika dicetak untuk grade S2,

masih terlalu banyak zat pengotor yang terdapat didalamnya. Sementara untuk grade

G1 masih terlalu tinggi kemurniannya. Hal ini perlu dilakukan penyesuaian terhadap

grade yang ditentukan dengan melakukan pengadukan ulang (re-stirring),

pengurangan atau penambahan aluminium cair (molten) dan pencetakan sebagian

(46)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil analisa yang dilakukan terhadap kadar Si dan Fe dari bahan aluminium cair di PT INALUM ternyata ada pengaruh terhadap standar kualitas aluminium batangan yang dihasilkan. Sementara dari hasil data yang diperoleh, kadar zat pengotor tersebut juga telah sesuai dengan standar yang ditetapkan yaitu untuk nomor lot 180013, 180020, 180022 dan 180023 dapat dicetak untuk grade G1 dengan kemurnian

99,70%. Sedangkan untuk nomor lot 180024 dapat dicetak untuk grade S2 dengan

kemurnian 99,85%.

5.2. Saran

Diusahakan untuk kembali mengamati pengaruh zat pengotor lain seperti tembaga (Cu) dan timbal (Pb) yang terdapat dalam aluminium cair (molten) sehingga hasil dari

(47)

DAFTAR PUSTAKA

Austin, G. T., 1990. Industri Proses Kimia. Jilid I. Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga.

Daryus, A., 2008. Proses Produksi. Jakarta: Universitas Darma Persada.

Davis, J. R., 1993. Aluminium and Aluminium Alloys. USA: Davis and Chargin Falls.

Grjotheim, K and Welc, B.L., 1998. Aluminium Smelter Technology. Second Edition.

Desserldorf: Aluminium Verlag.

Hartono, A. J., 1992. Mengenal Lapisan Logam. Yogyakarta: Andi Offset.

Jody, B. J., 1992. Recyling of Aluminium Salt Cake. London: J. Res Management and

Technology.

Kelvin, G. V., 1994. The Chemical World Concept and Aplication. 8th Edition.

Orlondo: Harcourt Brace & Company.

Oxtoby, W. D., 2003. Kimia Modern. Edisi Keempat. Jilid II. Jakarta: Erlangga.

PT Inalum., 2010. Modul OJT SRC Operasi Tungku Reduksi dan Pendukungnya.

Asahan: PT Inalum.

Surdia dan Saito., 2005. Pengetahuan Bahan Teknik. Cetakan Keenam. Jakarta:

(1)

- Setelah selesai, buka kembali ruang eksitasi dan sampel dapat dikeluarkan dari ruang eksitasi.

- Lakukan pengerjaan eksitasi sebanyak 3 kali pengerjaan pada setiap sampel

(2)

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil

4.1.1. Data Percobaan

Tabel 4.1. Pengukuran Kadar Si dan Fe di potline 2

Tgl No.Pot Si (%) Fe (%)

02-Jan-2012 301 0.034 0.095

02-Jan-2012 302 0.034 0.101

02-Jan-2012 303 0.046 0.173

02-Jan-2012 304 0.035 0.095

02-Jan-2012 305 0.044 0.088

02-Jan-2012 306 0.163 0.082

02-Jan-2012 307 0.036 0.109

02-Jan-2012 308 0.036 0.108

02-Jan-2012 309 0.038 0.072

02-Jan-2012 310 0.105 0.492

02-Jan-2012 311 0.039 0.202

02-Jan-2012 312 0.053 0.181

02-Jan-2012 313 0.035 0.099

02-Jan-2012 314 0.035 0.076

(3)

Tabel 4.1. merupakan hasil pengukuran dibeberapa pot (tungku reduksi), dari beberapa pot akan dilakukan Metal Tapping (pengambilan metal), lalu dicampur didalam gedung Smelter Casting (pencetakan). Pencampuran dilakukan berdasarkan kadar zat pengotornya, sehingga bisa sesuai standar yang ditetapkan di PT INALUM. Didalam gedung Smelter Casting terdapat dapur pencetakanyang berkapasitas 30 Ton. Dari gedung Smelter Casting akan diambil sampel, untuk dianalisa dibagian SQA sebelum akhirnya dicetak.

Tabel 4.2. Hasil Analisa Kadar Si Dan Fe di SQA

No No.Lot

(%) Al Rata-

Rata

Kadar Zat Pengotor

Si (%) Fe(%)

Perlakuan Perlakuan

1 2 3 Rata-

Rata

1 2 3 Rata-

rata 1 180013 99.82 0.1302 0.1318 0.1311 0.1310 0.0476 0.0478 0.0521 0.0491 2 180020 99.78 0.1621 0.1672 0.1627 0.1640 0.0538 0.0536 0.0573 0.0549 3 180022 99.82 0.1345 0.1325 0.1363 0.1344 0.0379 0.0314 0.0382 0.0358 4 180023 99.80 0.1468 0.1432 0.1482 0.1460 0.0438 0.0436 0.0473 0.0449 5 180024 99.87 0.1076 0.1046 0.1108 0.1076 0.0217 0.0278 0.0216 0.0237

(4)

4.2. Pembahasan

Sesuai dengan grade yang telah ditentukan di PT INALUM, aluminium cair yang akan dicetak berdasarkan data yang ada harus sesuai dengan kemurnian dan grade yang telah ditentukan, yaitu S2 (special class 2) dan G1 (pada tabel 2.3). Sementara pencetakan grade S1 belum memungkinkan, dikarenakan kondisi pot yang tidak maksimal untuk mencapai grade tersebut.

Berdasarkan data, aluminium yang memungkinkan dicetak adalah grade S2 dengan kadar aluminium 99,85% dan G1 dengan kadar aluminium 99,70%. Sebagai contoh untuk nomor lot 180024 dengan kemurnian 99,87% harus dicetak untuk grade S2. Sedangkan nomor lot 180020 dengan kemurnian aluminium 99,78% tidak memungkinkan dicetak untuk grade S2 atau G1. Karena jika dicetak untuk grade S2, masih terlalu banyak zat pengotor yang terdapat didalamnya. Sementara untuk grade G1 masih terlalu tinggi kemurniannya. Hal ini perlu dilakukan penyesuaian terhadap

grade yang ditentukan dengan melakukan pengadukan ulang (re-stirring),

pengurangan atau penambahan aluminium cair (molten) dan pencetakan sebagian molten.

(5)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

5.2. Saran

Diusahakan untuk kembali mengamati pengaruh zat pengotor lain seperti tembaga (Cu) dan timbal (Pb) yang terdapat dalam aluminium cair (molten) sehingga hasil dari aluminium yang dicetak akan lebih baik lagi.

(6)

DAFTAR PUSTAKA

Austin, G. T., 1990. Industri Proses Kimia. Jilid I. Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga. Daryus, A., 2008. Proses Produksi. Jakarta: Universitas Darma Persada.

Davis, J. R., 1993. Aluminium and Aluminium Alloys. USA: Davis and Chargin Falls. Grjotheim, K and Welc, B.L., 1998. Aluminium Smelter Technology. Second Edition.

Desserldorf: Aluminium Verlag.

Hartono, A. J., 1992. Mengenal Lapisan Logam. Yogyakarta: Andi Offset.

Jody, B. J., 1992. Recyling of Aluminium Salt Cake. London: J. Res Management and Technology.

Kelvin, G. V., 1994. The Chemical World Concept and Aplication. 8th Edition. Orlondo: Harcourt Brace & Company.

Oxtoby, W. D., 2003. Kimia Modern. Edisi Keempat. Jilid II. Jakarta: Erlangga. PT Inalum., 2010. Modul OJT SRC Operasi Tungku Reduksi dan Pendukungnya.

Asahan: PT Inalum.

Surdia dan Saito., 2005. Pengetahuan Bahan Teknik. Cetakan Keenam. Jakarta: PT Pradya Paramita.

Pengaruh Kadar Zat Pengotor Silikon (Si) Dan Besi (Fe) Pada Aluminium Cair Yang Dihasilkan Di Tungku Reduksi Terhadap Kesesuaian Standar Grade Aluminium Di PT INALUM