TINJAUAN PUSTAKA Penentuan Jumlah Pitch (Perekat) Yang Terkandung Dalam Gas Buang Pada Pemanggangan Anoda Untuk Produksi Anoda Karbon Di PT. INALUM

Vordinan Limbong : Penentuan Jumlah Pitch Perekat Yang Terkandung Dalam Gas Buang Pada Pemanggangan Anoda Untuk Produksi Anoda Karbon Di PT. INALUM, 2008. USU Repository © 2009

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2. 1. Alumina Dan Aluminium

Alumina atau Aluminium oksida Al 2 O 3 adalah bahan baku yang sangat penting didalam proses pembuatan aluminium batangan ingot yang didapat dari pemprosesan biji bauksit. Setelah menjadi alumina barulah dapat diproses menjadi aluminium dengan pemprosesan lebih lanjut. Kadar alumina dalam bauksit antara 40 – 60 dan sisanya silika, titania, oksida besi, dan pengotor lainnya.

2. 1. 1. Pembagian Alumina

Alimina terbagi atas 2 dua type : 1. Alumina sandy -Al 2 O 3 Alumina sandy ditemukan di amerika, alumina sandy adalah serbuk yang diproduksi pada pembakaran yang lebih rendah dari alumina floury. Alumina sandy Vordinan Limbong : Penentuan Jumlah Pitch Perekat Yang Terkandung Dalam Gas Buang Pada Pemanggangan Anoda Untuk Produksi Anoda Karbon Di PT. INALUM, 2008. USU Repository © 2009 yang terbentuk digunakan pada tungku peleburan karena sifat dari alumina tersebut bebas bergerak dan tidak dipengaruhi gaya dari luar peleburan. 2. Alumina flou ry - Al 2 O 3 Alumina floury ditemukan di eropa, alumina floury diperoleh dari proses bayer, selanjutnya diproses lagi untuk memperoleh aluminium cair. Proses yang digunakan adalah Hall – Heroult, prinsip proses ini adalah perolehan alumina melalui reduksi alumina. Reduksi dilakukan secara elektrolisa terhadap alumina yang dilarutkan dalam garam elektrolit cair dan dialirkan arus listrik. Dengan megalirkan arus listrik terhadap kedua elektroda anoda dan katoda maka akan terjadi proses elektrolisa dan terbentuk endapan aluminium cair pada katoda. Poses elektrolisa berlangsung didalam dapur tungku peleburan anoda yang disusun sedemikian rupa, sehingga setelah melalui proses elektrolisa tersebut aluminium cair akan mengendap didasar katoda aluminium cair tersebut selanjtnya diambil dan dikirim pada bagian pencetakan casting Plant menjadi aluminium ingot yang beratnya sekitar 22,7 kg. 2. 1. 2. Sifat-sifat Aluminium Ingot Aluminium ingot yang dicetak pada casting plant mempunyai sifat-sifat yang sangat baik diantaranya : - Ulet - Kuat - Ringan - Dan dapat menghantar panas Aluminium murni dapat dipotong dan mudah dibentuk namun campuran aluminium dapat memberikan kekuatan seperti baja. Dengan sifat – sifat tersebut Vordinan Limbong : Penentuan Jumlah Pitch Perekat Yang Terkandung Dalam Gas Buang Pada Pemanggangan Anoda Untuk Produksi Anoda Karbon Di PT. INALUM, 2008. USU Repository © 2009 aluminium merupakan yang paling banyak digunakan pada industri – industri besar dan kecil diantaranya adalah pada industri konstruksi pesawat terbang, konstruksi mesin, kabel listrik dan peralatan dapur lainnya. Grjotheim, 1988 Aluminium biasanya elemen logam yang sangat keras dan ditemukan didalam tanah dan mengandung mineral silikat.Sejak pada tahun 1886 proses elektrolitik dapat digunakan pada proses pembentukkan ion aluminium, elektolisis tidak dapat mngeluarkan air dalam suatu pengenceran karena ion aluminim sangat sulit untuk mengembalikan ion hidrogen dan elektrolisis ini tidak bisa membawa air secara pada saat pengenceran. Proses komersil ini yang paling banyak ditemukan secara serentak oleh 2 peneliti yaitu Charles M Hall dari Amerika Serikat dan Paul Heroult dari Prancis. Proses ini dirancang selama 22 tahun lebih lama dari Hall pada kenyataannya proses ini banyak digunakan untuk komersil. Anhidrat AL 2 O 3 dihancurkan dengan menggunakan larutan cryolit Na 3 AlF 6 dimana terdapat ion Al 3+ dan O 2- larutan ini dielektrolisis dengan menggunakan elemen aluminium pada katoda dan oksigen pada anoda. Secara diagram skematik elektrolisis sel untuk produksi aluminium terdapat garis tank besi dengan karbon anoda adalah katoda pada sel dan berbentuk balok besar pada karbon membentuk anoda dan larutan cryolit didalam tank dan dibersihkan dengan anhidrat aluminium oksida alumina sebagai tambahan. Ketika aliran ini selesai melewati sel cairan aluminium terdapat di dinding bawah dan kanan bawah tankkatoda. Disini perlu melepaskan oksigen utnuk mengikat karbon dari karbon dioksida. Katoda : Al 3+ + 3e - Al Vordinan Limbong : Penentuan Jumlah Pitch Perekat Yang Terkandung Dalam Gas Buang Pada Pemanggangan Anoda Untuk Produksi Anoda Karbon Di PT. INALUM, 2008. USU Repository © 2009 Anoda : C + 2O 2- CO 2 +4e - Anoda karbon biasanya digunakan secara berulang-ulang setiap waktu dibawah kondisi normal dan anoda dipakai untuk mereduksi proses aluminium dan harga utntuk setiap anoda dibutuhkan biaya yang cukup tinggi. Aliran elektrik pada umumnya menggunakan larutan kriolit untuk menghasilkan larutan aluminium. Pada temperatur sekitar 1000 o C, Pada titik ini logam aluminim diproses menjadi logam dan dikumpulkan dibawah sel.Secara bartahap larutan logam aluminium dialirkan kecetakan, pendinginan dan pembentukkan aluminium batagan. Proses aluminium dasarnya adalah lebih dari 99,9 murni selanjutnya elektrolitik memberikan logam sekitar 99,9 murni. Nilai elektronika memiliki kekuatan yang paling penting dalam produksi aluminium. Sebagai pertimbangan lokasi gedung aluminium dekat sumber tenaga rendah, lebih baik dekat sumber material dasar atau dekat perdagangan untuk menyelesaikan produk Untuk pertama kali pelanggan dari perusahaan Niagara Falls gedung aluminium. Digedung hidroelektrik memiliki kekuatan teknisi sungai berasal dari lembah dan Colombia dan sungai lawrence juga menyediakan listrik untuk gedung aluminium. Jesse.,H.,1963 Aluminium merupakan salah satu elemen yang ada dimuka bumi,Pada posisi ketiga setelah oksigen O 2 dan silikon Si.Aluminium merupakan logam yang sangat keras,dimana aluminium dapat ditemukan di alam bebas sebagai batuan oksida yang biasa disebut dengan Bauxite diberi nama les Baux warga perancis yang menemukan pada tahun 1821. Memproduksi logam aluminium ternyata telah terbukti sangat lebih sulit dibandingkan dengan memproduksi logam-logam lainnya.Pada tahun 1782 dapat Vordinan Limbong : Penentuan Jumlah Pitch Perekat Yang Terkandung Dalam Gas Buang Pada Pemanggangan Anoda Untuk Produksi Anoda Karbon Di PT. INALUM, 2008. USU Repository © 2009 diproduksi aluminium,tetapi dari hasil yang diperoleh kemurnian aluminium tidak dapat diketahui sebelum atau setelah proses. Akhirnya pada tahun 1854, ditemukan sebuah proses cara memproduksi logam aluminium dengan menggunakan natrium tetapi aluminium dengan menggunakan natrium, tetapi aluminium yang dihasilkan sangat mahal dan jarang sekali ditemukan . Pada tahun1886 ketika dua orang ilmuan yaitu Charles M Hall dari Amerika dan Paul Heroult dari perancis, dalam waktu yang hampir secara bersamaan mengemukakan sebuah proses elektrolisa praktis untuk memproduksi aluminium.Faktor kunci keberhasilan proses Hall-Heroult pada penggunaan larutan cryilote Na 3 AlF 6 sebagai pelarut alumina. Elektrolisa memiliki kemungkinan untuk memproduksi ion dapat bergerak menuju elektroda adalah dengan cara melarutkan senyawa yang terelektrolisa didalam air. Hal ini tidak mungkin terjadi pada kasus aluminium karena air lebih muda tereduksi ketimbang aluminium AL 3+ , sebagaimana ditunjukkan standart potensial reduksi dibawah ini : Al 3+ + 3e Al E o = -166 V 2H 2 O +2e H 2 +2OH - E o = - 0,83 V Pergerakan ion tidak dapat dihasilkan dengan cara melarutkan garam- garamnya.Tetapi titik leburnya AL 2 O 3 sangat membutuhkan suhu yang sangat tinggi yaitu sekitar 2050 o C, untuk melarutkan logam oksida. Campuran alumina AL 2 O 3 dan NaALF 6 ternyata dapat larut pada suhu 1000 o C dan hasil campuran logam dapat digunakan untuk memperoleh logam aluminium secara elektrolisa. Setelah ditemukan proses Hall-Heroult, Harga logam aluminium sangat berubah menurun sangat drastis dan proses ini menjadi satu-satunya proses peleburan aluminium yang sangat praktis dan ekonomis serta banyak digunakan dalam dunia industri pembuatan aluminium. Vordinan Limbong : Penentuan Jumlah Pitch Perekat Yang Terkandung Dalam Gas Buang Pada Pemanggangan Anoda Untuk Produksi Anoda Karbon Di PT. INALUM, 2008. USU Repository © 2009 Bauxite tidak sepenuhnya terdiri dari alumina aluminium oksida, tetapi juga terdiri dari oksida besi,silikon dan titanium serta beberapa material silika yang bervariasi. Untuk mendapatkan serbuk-serbuk alumina maka batuan-batuan bauksit dilarutkan dengan natrium klorida NaCl. Al 2 O 3s + 2 OH - 2Al 2 O - aq + H 2 O l Logam oksida lainnya pada awalnya berbentuk larutan, larutan tersebut terdiri dari ion alumina ALO 2 - yang terpisah dari endapan oksida lainnya dan diasamkan dengan menggunakan gas karbon dioksida, menghasilkan endapan alumina hidrat : 2 CO 2g + 2AlO 2 - aq + n +1H 2 O l HCO 3 - aq + Al 2 O 3 n.H 2 O s Alumina yang dimurnikan kemudian dicampurkan dengan kriolit dan cairan logam dan kemudian ion aluminium direduksi menjadi logam aluminium pada sebuah sell elektrolisa . Karena larutan elektrolit terdiri dari banyak ion aluminium, dan proses kimianya belum sempurna. Dibawah ini merupakan reaksi alumina dengan anion kriolit : Al 2 O 3 + 4 AlF 6 3 Al 2 OF 6 2- + 6F - Reaksi elektrodanya adalah sebagai berikut : Reaksi Katoda :AlF 6 3+ + 3e Al + 6 F - Reaksi Anoda :2AlOF 6 2- +12 F - + C 4AlF 6 3- + CO 2 + 4e - Reaksi yang terjadi pada sell elektrolisa dapat dituliskan sebagai berikut ; 2Al 2 O 3 + 3 C 4Al + 3 CO 2 Aluminium yang diproduksi pada proses elektrolisa ini menghasilkan kemurnian yang tinggi yaitu sebesar 99,5. Untuk dapat digunakan sebagai struktur material, Aluminium dikombinasikan dengan logam lain seperti Zn Zinc digunakan untuk pembuatan trailer dan pembentukkan konstruksi pesawat udara dikombinasikan Vordinan Limbong : Penentuan Jumlah Pitch Perekat Yang Terkandung Dalam Gas Buang Pada Pemanggangan Anoda Untuk Produksi Anoda Karbon Di PT. INALUM, 2008. USU Repository © 2009 dengan Mn mangan digunakan untuk pembuatan peralatan memasak, tangki yang terbuat dari logam dan lain sebagainya. Hasil produksi aluminium digunakan sebayak 5 untuk pembuatan keperluan barang –barang elektronik dikawasan Amerika Serikat. Steven,S.,2003 2. 2. Anoda Anoda adalah elektroda dengan muatan listrik positif dalam proses elektrolisa. Anoda merupakan elektroda tempat terjadinya reaksi oksidasi. Anoda yang digunakan pada proses hall-heroult adalah anoda karbon. Karbon merupakan bahan pembentukan anoda, akan berkonsumsi menjadi dioksida selama proses elektrolisa. Selain berfungsi sebagai reaktan yang terjadi reduktor pada reaksi elektrolisa, alumina menjadi aluminium, anoda karbon juga berfungsi untuk menghantar arus listrik menuju katoda kutup negatif melalui elektrolit. 2. 2.1. Bahan Dasar Anoda Anoda karbon tersusun atas bahan 85 pengisi utama filler dimana 60 kokas dan 25 butt dan 15 Coal Tar Pitch CTP sebagai bahan pengikat binder. Komposisi ini berbeda-beda untuk setiap pabrik peleburan. Sekrap mentah yang merupakan buangan dari adonan mentah kembali bahan tersebut menjadi bahan tambahan pembuatan anoda. Sifat dari anoda sangat dipengaruhi oleh komposisi granulometrik, komposisi granulometrik adalah perbandingan ukuran partikel yang digunakan sebagai bahan dasar pembuatan anoda. 2. 2. 2. Bagian Anoda Anoda merupakan bahan yang sangat penting dalam proses reduksi aluminium ingot. Anoda terdiri dari dua bagian : Vordinan Limbong : Penentuan Jumlah Pitch Perekat Yang Terkandung Dalam Gas Buang Pada Pemanggangan Anoda Untuk Produksi Anoda Karbon Di PT. INALUM, 2008. USU Repository © 2009 1. Filler bahan pengisi yang terdiri dari a. Kokas Kokas digunakan sebagai bahan baku pembuatan anoda yang diperoleh dari minyak bumi dan batu bara. Dalam operasinya, kokas ini akan diayak hingga diperoleh beberapa kelas yang dibedakan ukuran fisiknya. - Kokas dengan ukuran 5 -18 mm disebut coarse 1 C1 - Kokas dengan ukuran 1 -15 mm disebut coarse 2 C2 - kokas dengan ukuran 0,2 – 1 mm disebut medium - Kokas dengan ukuran dibawah 0,2 mm disebut fine b. Butt Puntung Anoda Puntung anoda ini berasal dari anoda yang tereduksi di pot reduksi tungku peleburan aluminium selama proses elektrolisa, sebelum sampai ke silo di green plant butt ini terlebih dahulu digiling di pabrik penangkaian rodding plant. Tabel.2. 1. Spesifikasi standart kokas untuk jenis pitch coke yang diijinkan oleh PT. INALUM PARAMETERS UNIT SPECIFICATION Real Density gcc 1,98 Min Fixed Carbon 98,5 Min Ash Content 0,40 Max Volatile Matter 0,5 Max Moisture water content 0,5 Max S 1 Max Sumber : Work Intruction. 2004 Baking Plant 2. Pitch Bahan perekatbinder Vordinan Limbong : Penentuan Jumlah Pitch Perekat Yang Terkandung Dalam Gas Buang Pada Pemanggangan Anoda Untuk Produksi Anoda Karbon Di PT. INALUM, 2008. USU Repository © 2009 Pitch tersusun dari senyawa-senyawa organik dibentuk dari unsur-unsur Sulfur, Karbon, Oksigen, Hidrogen, Nitrogen. pitch disebut juga dengan Coal Tar Pitch CTP yang berfungsi sebagai bahan perekat agar terbentuk pasta. Pitch dalam pencampuran anoda membasahi permukaan kokas dan partikel butt dan menimbulkan gaya kohesi pada perubahan pasta menjadi anoda mentah selama pencetakan. Kandungan pitch yang tidak tepat akan menyebabkan penurunan yang sangat besar pada kwalitas anoda. Sifat-sifat yang penting untuk diperhatikan adalah softening point dan Quinoline Insoluble QI. Softening point adalah temperatur dimana pitch yang dibentuk padat pada suhu kamar akan mengalami perubahan fase menjadi cairan yang kental. Semakin tinggi temperatur softening point, semakin tinggi kandungan dikeluarkan dalam pabrik green karbon. Quinoline Insoluble QI adalah persentasi dari material pitch yang tidak larut dalam larutan Quinoline pada standar temperatur waktu yang telah ditentukan. Semakin rendah nilai QI, pitch juga meningkatkan kandungan residu karbon didalam anoda dan meningkatkan kecepatan basah dari partikel kokas dalam pencampuran. Apabila Softening Point tinggi, maka viskositas dan titik leleh kokas akan tinggi pula, sedangkan kandungan material mudah menguap volatile dapat meningkatkan Baking Block Anode Density BB AD. Semakin tingginya titik leleh kokas, maka ikatan akan semakin baik sehingga dapat menurunkan porositas pada BB dan dapat meningkat BB AD. 2. 2. 3. Akibat Kekurangan Pitch Pada Pembuatan Anoda Kekurangan kandungan pitch pada pembuatan anoda karbon mengakibatkan : a. Retak pada blok anoda mentah b. Efek pembakaran yang rendah karena kekurangan kandungan uap Vordinan Limbong : Penentuan Jumlah Pitch Perekat Yang Terkandung Dalam Gas Buang Pada Pemanggangan Anoda Untuk Produksi Anoda Karbon Di PT. INALUM, 2008. USU Repository © 2009 c. Porositas yang tinggi d. Sifat mekanik yang buruk 2. 2. 4. Akibat Kelebihan Pitch Pada Pembuatan Anoda Kelebihan kandungan pitch pada pembuatan anoda karbon mengakibatkan : a. Mudah berubah bentuk b. Penyusutan yang berlebihan c. Perubahan bentuk lubang stub d. Retakan pada anoda panggang Tabel .2. 2. Spesifikasi Coal tar pitch yang digunakan oleh PT. INALUM PARAMETERS UNIT SPECIFICATION Softening Point C 110 Min Fixed Carbon 56 Min Ash Content 0,3 Max Toluene Insoluble 34 Max Quinoline Insoluble 6-16 Specific Gravity gcc 1,30 Min Sumber : Work Intruction. 2004 Baking Plant Vordinan Limbong : Penentuan Jumlah Pitch Perekat Yang Terkandung Dalam Gas Buang Pada Pemanggangan Anoda Untuk Produksi Anoda Karbon Di PT. INALUM, 2008. USU Repository © 2009

2. 3. Proses Pembuatan Anoda Mentah

Proses ini meliputi beberapa system : a. Penerimaan kokas dan system pemecahan Sistem ini meliputi pengangkutan kokas dari silo – silo kokas melalui sabuk ban berjalan belt conveyor, sebelum kokas diangkut oleh pengangkut bersudut bucket elevator, kokas dipisah-pisah oleh ayakan seiver berdasarkan ukuran- ukurannya, kokas dialiri melalui magnetik separator untuk pembersihan dari kandungan-kandungan metal yang terdapat dalam kokas. Kokas murni keluar melalui bucket elevator, kemudian daingkut kelantai delapan gedung Green Plant oleh bucket elevator dan seterusnya diayak dengan seiver untuk dipsah-pisahkan menurut ukuran- ukurannya, yaitu :kasar 1, kasar 2, medium kasar 3 dan fine. Setelah terpisah lalu dimasukkan ke tempat penyimpanan masing-masing ukuran. Untuk kokas yang lebih kasar dari kasar 1 dimasukkan kea lat pemecah Crusher, dimasukkan keruang bucket elevator lagi, kemudian diangkut kembali ke siever untuk dipisah-pisahkan lagi. b. Sistem penerimaan puntung dan anoda yang rusak Puntung sisa anoda dari redactor Plant dipecah atau dipisahkan dari tangkai dan disimpan di silo penyimpanan puntung, dari sini diangkut oleh belt conveyor dan dilewatkan pada alat magnetik separator untuk memisahkan unsur metal, lalu dicrusher dan dimasukkan ke bucket elevator untuk diangkut ke siever, disini puntung dipisahkan menjadi dua ukuran, kemudian dimasukkan ke bin puntung, demikian juga pengangkutan scrap yang digunakan sebagai bahan campuran dalam pembuatan blok anoda. Vordinan Limbong : Penentuan Jumlah Pitch Perekat Yang Terkandung Dalam Gas Buang Pada Pemanggangan Anoda Untuk Produksi Anoda Karbon Di PT. INALUM, 2008. USU Repository © 2009 c. Sistem pengecilan kokas Sistem ini berfungsi untuk memproduksi partikel kokas ukuran halus fine dengan menggunakan alat-alat pipa tebal tube mill yang berisi bola-bola keramik dan dengan bantuan udara yang dihasilkan oleh penghisap udara blower sebagai media pembawa serbuk fine yang sudah digerus kemudian diangkut oleh udara melalui air separator yang terdiri dari alat yang berputar sehingga akan terpisah ukuran yang besar dari kokas untuk dikembalikan ke tube mill, sedangkan yang halus akan terbawa oleh udara ke cyclone dan terkumpul, sedangkan yang kurang halus akan ditangkap oleh bag penyaring filter dan kemudian disimpan dalam penyimpanan fine. d. Sistem penerimaan dan pencairan Coal tar pitch CTP Pada sistem ini CTP yang disimpan dalam gedung penyimpanan diangkut kedalam pengangkut skip hoist dengan menggunakan mobil pengangkut beban Shavel Car. CTP yang berasal dari skip hoist ini dimasukkan kedalam tangki penciran, pitch yang telah mencair dipompa kedalam tangki untuk menghomogenkan temperatur. Dari tangki lalu dialirkan co-kneader. e. Sistem penimbangan, preheater dan pengadonan Sistem ini merupakan sistem utama di pabrik pembuatan anoda mentah. Proses ini diawali dengan penimbangan kokas dan butt yang akan diumpankan kedalam preheater. Penimbangan dilakukan dengan alat konstan conveyor. Preheater berfungsi untuk memanaskan butt dan kokas hingga mencapai temperatur optimum saat proses pengadonan T 160 o C. Dari preheater kokas dan butt dialirkan ke co-kneader. f. Sistem pembentukan blok anoda mentah Vordinan Limbong : Penentuan Jumlah Pitch Perekat Yang Terkandung Dalam Gas Buang Pada Pemanggangan Anoda Untuk Produksi Anoda Karbon Di PT. INALUM, 2008. USU Repository © 2009 Pada sistem ini pasta anoda yang telah diaduk dalam co-kneader dikirim ke mesin penggetar atau shaking machine SM untuk mencetak blok anoda mentah. Pasta anoda yang berasal dari co-kneader mula-mula ditimbang dalam scale hopper lalu dimasukkan kedalam pencetakan anoda. Pada proses pencetakan anoda mentah, mesin pencetak getar bergetar selama 60 detik. Blok anoda mentah akan menjadi padat disebabkan getaran yang dihasilkan mesin pencetak getar Shaking Machine. g. Sistem pengangkutan blok anoda mentah Blok anoda mentah dari shaking machine dilewatkan dengan menggunakan conveyor. Selama berada diatas conveyor blok anoda mentah didinginkan menggunakan penyemprotan air industri selama kurang lebih 48 menit. Kemudian blok anoda didinginkan kembali secara alami diatas conveyor yang akan diteruskan kegedung penyimpanan anoda. Pendinginan secara alami ini berlangsung selama 8 jam, setelah pendinginan blok anoda disimpan dilapangan terbuka.

2. 4. Proses Pemanggangan Anoda

Proses pemanggangan blok anoda terdiri dari beberapa proses, diantaranya adalah sebagai berikut : a. Proses pengisian charging Sebelum blok anoda mentah dimasukkan kedalam tungku, terlebih dahulu tungku diperiksa terhadap kebocoran. Kemudian diisi dengan kokas penyekat packing coke dengan ketebalan tertentu dan dimasukkan blok anoda mentah sebanyak 75 blok 1 tungku = 5 blok x 3 lapis x 5 sager. Pada bagian atas blok, Vordinan Limbong : Penentuan Jumlah Pitch Perekat Yang Terkandung Dalam Gas Buang Pada Pemanggangan Anoda Untuk Produksi Anoda Karbon Di PT. INALUM, 2008. USU Repository © 2009 dimasukkan kembali kokas penyekat dan terakhir dimasukkan bola keramik dengan jumlah tertentu sebelum ditutup dengan tutup tungku. b. Proses pemanasan awal Pre-heating Gas panas hasil pembakaran gas minyak berat heavy oil, dialirkan ke tungku yang sedang melakukan pemanggangan. Kemudian gas panas hasil pembakaran burner didalam tungku dialirkan ke tungku lainnya melalui lobang-lobang pemanas yang terdapat pada batas sager. Proses ini berlangsung selama 180 jam hingga temperatur gas mencapai kira-kira 800 C. c. Proses pemanggangan firing Proses pemanasan awal yang telah mencapai temperatur pembakaran, dilanjutkan dengan proses pemanggangan selama 84 jam, yaitu dengan memasukkan pembakar burner kedalam tungku melalui lobang yang terdapat pada tutup tungku tersebut. Untuk setiap pergantian pembakaran antara satu tungku dengan tungku lainnya fire progression. d. Proses pendinginan cooling Proses pendinginan dilakukan selama 132 jam, setelah proses pemanggangan berakhir. Selama pendinginan berlangsung, gas panas dialirkan ke tungku berikutnya agar tidak ada terjadi kerugian panas. e. Proses pengeluaran discharging Setelah proses pendinginan, blok panggang baked block dikeluarkan dengan menggunakan kren serba guna ABC. Urutan pengeluaran isi tungku dan selisih waktu yang dibutuhkan adalah sebagai berikut : Vordinan Limbong : Penentuan Jumlah Pitch Perekat Yang Terkandung Dalam Gas Buang Pada Pemanggangan Anoda Untuk Produksi Anoda Karbon Di PT. INALUM, 2008. USU Repository © 2009 Gambar : 2. 1. Urutan pengeluaran isi tungku dan selisih waktu pada tungku Pemanggangan Pemindahan tutup tungku 48 jam Pengisian bola keramik 12 jam Pengisapan kokas penyekat Dan pengeluaran BB bagian atas 8 jm Pengisapan kokas penyekat Dan pengeluaran BB bagian tengah 8 jm Pengisapan kokas penyekat Dan pengeluaran BB bagian bawah Serta pengisapan kokas dasar tungku 32 jm Pendinginan dan pemeriksaan tungku Dari uraian tentang proses pemanggangan tersebut, dapat diketahui asal gas- gas tersebut, gas panas hasil pemanggangan blok anoda pada tungku, keluar setelah proses pemanasan mula. Untuk setiap pergantian pembakaran antara satu tungku dengan tungku lainnya dilakukan setiap 36 jam, yang dimulai pada setiap temperatur 800 O C. Kemudian dilanjutkan dengan proses pendinginan yang dilakukan selama 132 jam, Vordinan Limbong : Penentuan Jumlah Pitch Perekat Yang Terkandung Dalam Gas Buang Pada Pemanggangan Anoda Untuk Produksi Anoda Karbon Di PT. INALUM, 2008. USU Repository © 2009 setelah proses pemanggangan berakhir. Selama pendinginan berlangsung, gas panas dialirkan ke tungku berikutnya agar tidak ada terjadi kerugian panas. Gas-gas yang mengalir tersebut antara lain adalah : SOx dan F 2 . Selain gas juga terdapat debu fluorida dust F dan coal tar pitch CTP. Gas Sox berasal dari kokas yang digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan blok anoda mentah green block, dimana kokas mengandung unsur sulphur S. Sedangkan gas fluoride F 2 berasal dari butt puntung yang telah mengalami proses elektrolisa di tungku reduksi dimana pada proses elektrolisa tersebut mengandung ALF 3 . Coal tar berasal dari pitch yang digunakan sebagai bahan pengikat binder agar adonan menjadi pasta yang siap untuk dibentuk. Setelah proses pemanggangan dan pendinginan pitch akan diperoleh kembali yang terikut dengan gas buang, yang dilakukan oleh sebuah alat yang disebut detarrer electric precipitator. Bagian pemanggangan adalah salah satu bagian dari pabrik karbon yang berfungsi memanggang blok mentah yang dihasilkan oleh bagian karbon mentah sebelum dikirim kebagian penangkaian. Blok anoda mentah tersebut belum bisa langsung dipakai untuk proses peleburan aluminium sebelum memenuhi persyaratan-persyaratan yang didinginkan oleh proses tersebut, seperti : kekuatan strength, daya hantar listrik electric conductivity. Untuk memenuhi persyaratan di atas, blok anoda mentah dipanggang sampai temperatur maksimum 1225 C. Blok anoda mentah dimasukkan ke dalam tungku pemanggangan tipe tertutup dimana pemanggangan dilakukan dengan beberapa proses, yaitu : Pengisian Anoda, Pemanasan awal, Pemanggangan, Pendinginan dan Pengeluaran blok anoda panggang. Vordinan Limbong : Penentuan Jumlah Pitch Perekat Yang Terkandung Dalam Gas Buang Pada Pemanggangan Anoda Untuk Produksi Anoda Karbon Di PT. INALUM, 2008. USU Repository © 2009 Bagian pemanggangan anoda ini terdiri dari dua buah gedung yang dibangun sejajar dan mempunyai 106 tungku yang dibagi dalam empat unit. Selain itu juga dilengkapi dengan peralatan-peralatan pendukung dan fasilitas-fasilitas lain, seperti : kren serba guna ABC, chain conveyor, ketel uap, peralatan listrik dan fasilitas pembersih gas buang.

2. 4. 1. Bahan Baku Pada Proses Pemanggangan

Bahan baku yang digunakan untuk proses pemanggangan adalah anoda mentah, kokas penyekat dan bola keramik. a. Blok Anoda Mentah Blok anoda mentah yang akan dipanggang harus memenuhi spesifikasi yang telah ditentukan juga harus memenuhi sifat fisik yang meliputi apparent specific gravity dan berat tertentu. b. Kokas Penyekat Kokas penyekat digunakan untuk melindungi blok anoda terhadap oksidasi ketika berlangsung proses pemanggangan. Jenis kokas penyekat yang digunakan adalah dari pitch coke atau petroleum coke dengan ukuran butiran tertentu. c. Bola Keramik Bola keramik digunakan untuk melindungi kokas penyekat terhadap oksidasi. Jenis bola keramik yang digunakan adalah jenis yang dipadatkan dan dengan ketahanan terhadap api lebih besar dari batu tahan api kerucut sagger. Ukuran butirannyan kira-kira 18 mm dengan kekuatan tekan 1000 kgcm 2 . Posisi bahan baku di dalam tungku dapat dilihat pada gambar dibawah ini : Vordinan Limbong : Penentuan Jumlah Pitch Perekat Yang Terkandung Dalam Gas Buang Pada Pemanggangan Anoda Untuk Produksi Anoda Karbon Di PT. INALUM, 2008. USU Repository © 2009 Gambar : 2. 2. Posisi bahan baku di dalam tungku pemanggangan PT. INALUM 2. 4. 2. Fasilitas Peralatan Proses Pemanggangan Fasilitas peralatan yang terdapat dibagian pemanggangan anoda terdiri dari gedung, peralatan utama dan peralatan pembantu. a. Gedung Gedung tempat pemanggangan terdiri atas dua gedung, yaitu gedung A dan gedung B. Kedua gedung ini terletak sejajar dan mempunyai empat unit tungku A1, A2, B1, B2. Juga dilengkapi dengan kren serba guna ABC Anoda Baking Crane sebanyak lima unit, yaitu tiga unit di gedung A dan dua unit di gedung B. b. Peralatan Utama Peralatan utama yang terdapat dibagian pemanggangan adalah tungku pemanggangan tipe tertutup dan kren serba guna ABC. Tungku pemanggangan yang dugunakan adalah tungku tipe tertutup. Jumlah tungku seluruhnya 106 tungku yang terletak di gedung A dan B dan terbagi empat unit A1, A2, B1, B2. Unit A1, A2, B1, masing-masing terdiri dari 30 tungku dan B2 terdiri dari 16 tungku. Dari keseluruhan tungku dibagi menjadi tujuh rantai bakar, dimana enam rantai bakar terdiri dari 15 tungku dan satu rantai bakar terdiri dari 16 tungku. Vordinan Limbong : Penentuan Jumlah Pitch Perekat Yang Terkandung Dalam Gas Buang Pada Pemanggangan Anoda Untuk Produksi Anoda Karbon Di PT. INALUM, 2008. USU Repository © 2009 Setiap satu tungku terdiri dari lima susunan sager dan masing-masing sager mampu memanggang 5 x 3 buah blok anoda mentah. Berarti untuk satu tungku dapat memanggang 75 buah anoda mentah. Konstruksi tungku pemanggangan dapat dilihat pada gambar. Gambar : 2. 3. Tungku Pemanggangan di PT. INALUM Pada proses pemanggangan, salah satu yang harus diperhatikan adalah sistem pengaliran minyak pembakar oil receiving system. Sistem ini berfungsi untuk menerima oil, menyimpan serta menyalurkan pada tempat-tempat yang memerlukan. Aliran kerja dari oil tersebut adalah sebagai berikut : Oil diterima dari tangki utama melalui pipa dan disimpan didalam tangki. Dari tangki dengan bantuan pompa dialirkan ke ketel dan kesekeliling dapur untuk selanjutnya disemprotkan ke dalam tungku dengan bantuan burner alat pembakar. Sistem pembakaran di tungku pemanggangan berfungsi untuk menyalurkan minyak oil kedalam tungku sehingga terjadi pembakaran. Pengaliran minyak kedalam tungku adalah dengan menghubungkan inlet hose pump dengan pipa yang dipasang mengelilingi unit tungku. Kemudian pompa injeksi akan menyedot sekaligus akan menaikkan tekanan minyak dan menyalurkan ke pipa-pipa berdiameter kecil yang ditujukan ke tungku, dimana pada ujung pipa tersebut dipasang burner yang Vordinan Limbong : Penentuan Jumlah Pitch Perekat Yang Terkandung Dalam Gas Buang Pada Pemanggangan Anoda Untuk Produksi Anoda Karbon Di PT. INALUM, 2008. USU Repository © 2009 ditempatkan didalam tungku dan bertopang pada bagian bawah tutup tungku. Burner ini yang menyemprotkan minyak kedalam tungku sehingga terjadi pemanggangan.

2. 5. Operasi Pembersihan Gas Buang

Sumber utama dari pembersihan gas buang ini adalah gas-gas yang beracun yang dapat menyebabkan pencemaran lingkungan. Gas-gas ini berasal dari tungku pemanggangan yang dialirkan dari hasil pembakaran burner didalam tungku. Dalam operasi pembersihan gas buang disini, alat utama pada fasilitas ini yaitu gas cooler pendingin gas dan electric precipitator pengendap listrik. Gas cooler digunakan untuk mengontrol temperatur gas buang, tujuannya adalah supaya pengendap listrik dapat bekerja dengan efisiensi maksimal. Karena pengendap listrik ini menangkap semua gas-gas yang masuk kedalam gas cooler setelah temperaturnya stabil, maka detarrer dapat bekerja untuk menangkap gas tersebut. Karena pitch BB- nya tinggi maka tertangkap oleh pengendap listrik, sedangkan gas-gas buang yang lainnya langsung terbuang ke udara bebas melalui cerobong asap. Cara kerja alat ini adalah : Gas buang dari tungku pemanasan mula didinginkan pada pendingin gas gas cooler, kemudian dialirkan kedalam detarrer. Didalam detarrer, pitch yang terbawa gas buang ditangkap melalui elektroda yang telah dimuati dengan perbedaan tegangan. Pitch yang berhasil ditangkap ditampung oleh pot penampung pitch recovery pitch pot, didalam pitch tersebut kembali ke tungku pemanggangan melalui pompa pitch recovery pitch pump. Sedangkan gas buang yang telah bersih dihisap dari detarrer oleh penghisap gas exhaust fan untuk dibuang ke udara bebas melalui cerobong asap stack. Gambar ini dapat dilihat pada lampiran dibelakang yang menunjukkan pembersihan gas buang gas cleaning system. Vordinan Limbong : Penentuan Jumlah Pitch Perekat Yang Terkandung Dalam Gas Buang Pada Pemanggangan Anoda Untuk Produksi Anoda Karbon Di PT. INALUM, 2008. USU Repository © 2009 Dalam satu peralatan yang digunakan pada proses pembersihan gas buang adalah unit ketel uap. Ketel uap yang dipakai adalah type MP-803 dengan kapasitas penguapan maksimum 10 kgcm 2 . Proses aliran gas pembakaran adalah sebagai berikut : gas pembakaran yang berasal dari ruang pembakaran mengalir melalui ruang api muka front smoke box, pipa-pipa api smoke tube, ruang api belakang rear smoke box dan akhirnya dibuang melalui cerobong asap. Unit ketel ini dilengkapi dengan peralatan-peralatan seperti sistem kontrol otomatis, kontrol keseimbangan pembakaran otomatis, peralatan keamanan operasi dan peralatan kontrol permukaan air otomatis. Fungsi peralatan tersebut adalah : a. Sitem kontrol otomatis, berfungsi untuk mengatur hidup matinya pembakaran berdasarkan kondisi beban. Bila beban naik, maka pembakaran mengecil dan sebaliknya. b. Kontrol keseimbangan pembakaran otomatis, befungsi untuk mengatur pembakaran didalam ketel, yaitu dengan mengatur jumlah bahan baker dan udara secara serentak atas dasar perubahan tekanan. c. Peralatan keamanan operasi, berfungsi untuk menjamin operasi yang aman. Beberapa alat pengaman yang dapat menghentikan pembakaran dan memberi tanda bahaya dalam kondisi tidak normal dipasang pada ketel tersebut. d. Peralatan kontrol permukaan air otomatis, berfungsi untuk menjaga agar permukaan air dalam ketel tetap berada dalam batas yang diijinkan, yaitu dengan cara mengkonversikan variasi pemukaan air menjadi signal listrik yang memberikan efek on-off nya pompa air pengisi. Petunjuk operasi percetakan Anoda Karbon., 2001 Vordinan Limbong : Penentuan Jumlah Pitch Perekat Yang Terkandung Dalam Gas Buang Pada Pemanggangan Anoda Untuk Produksi Anoda Karbon Di PT. INALUM, 2008. USU Repository © 2009

BAB III METODOLOGI