Hasil perhitungan Current Efficiency CE atau efisiensi arus dari perbandingan aluminium aktual yang dihasilkan dengan aluminium teoritis terdapat pada Tabel 4.3 di bawah
ini :
Tabel 4.3 Hasil Perhitungan CE Current Efficiency
No Pot
I KA
Sa Keasaman
MT Metal
Tapping Kghari
CE Current
Efficiency 97
190 10.5
1345 87,94
216 190
8.8 1358
88,80 145
190 12.7
1370 89,60
213 190
11.2 1378
90,12 143
190 10.9
1400 91,60
4.2. Perhitungan
Persamaan Solheim Perhitungan Liquidus Temperatur LT dalam persamaan Solheim
contoh pada pot nomor 97 dalam Tabel 4.1 bsebagai berikut :
= 1011 + 0.50 ×
−
0.13 ×
.
−
3.45 × 1 + 0.0173 ×
+ 0.124 × ×
−
0.00542 × ×
.
−
7.93 × 1 + 0.0936 ×
−
0.0017 ×
−
0.0023 × ×
−
8.90 × 1 + 0.0047 ×
+ 0.0010 ×
−
3.95 ×
T
L
= liquidus temperature C
C
AlF3
= konsentrasi aluminium fluorida wt
Universitas Sumatera Utara
C
CaF2
= konsentrasi kalsium fluorida wt C
Al2O3
= konsentrasi alumina wt = 5 C
LiF
= konsentrasi lithium fluorida wt = 0 C
MgF2
= konsentrasi magnesium fluorida wt = 0.5 Untuk Pot nomor 97
C
AlF3
= 13.6 C
CaF2
= 4.6 C
Al2O3
= 5 C
LiF
= 0 C
MgF2
= 0.5
=
1011
+ .
50
×
13
.
6 − 0
.
13
×
13
.
6
2
.
2
− 3
.
45
×
4
.
6 1
+ .
0173
×
4
.
6
+ .
124
×
13
.
6
×
4
.
6 − 0
.
00542
×
13
.
6
×
4
.
6
1
.
5
− 7
.
93
×
5 1
+ .
0936
×
5 − 0
.
0017
×
5
2
− 0
.
0023
×
13
.
6
×
5 −
8
.
90
×
1
+ .
0047
× +
.
0010
×
13
.
6
2
− 3
.
95
× .
5
= 934.43
Perhitungan efisiensi arus atau current efficiency CE dalam persamaan di bawah ini contoh pada pot nomor 97 dalam Tabel 4.3 sebagai berikut :
Current Efficiency CE =
Berat metal
yang di
tapping berat
metal secara
teoritis
x 100
Universitas Sumatera Utara
Berat metal secara teoritis , dengan kuat arus 190.000 A = 190 kA, selama satu hari 24 jam
diperoleh: P = 0,3354 x I x H x 10
-3
P = 0,3354 x 190 x 24 x 10
-3
= 1529,42 Kg
Untuk Pot nomor 97 Berat metal secara teoritis = 1529,42 kg
berat metal yang ditapping = 1345 kg
Current Efficiency CE =
1345 1529
,
42
x 100
= 87.94
4.2. Pembahasan
Keadaan kondisi pot yang harus dijaga adalah salah satunya adalah : 1.
Bath temperature BT : 955 ±10
C 2.
Keasaman bath Sa : 9,5 ± 1,5 wt
Universitas Sumatera Utara
Liquidus Temperatur LT dipengaruhi oleh kadar AlF
3
dan CaF
2
didapat dari perhitungan solheim dimana jika nilai LT adalah bagian dari Bath Temperatur BT. Bath
Temperatur BT diukur tiap harinya dengan menggunakan alat thermosensor. BT selalu
diupayakan agar tetap dalam batasannya yaitu 955 ±10 C untuk menjaga pot beroperasi dengan
stabil. Jika BT melebihi batas dan mencapai temperatur 1000 C maka akan terjadi reaksi
balik. Aluminium akan kembali menjadi alumina dalam fasa gas atau biasa disebut metal fog. Jika BT turun dibawah batas 940
C maka bath akan mulai mengeras dan konversi alumina menjadi aluminium menurun yang mengakibatkan munculnya lumpur dalam jumlah yang
banyak. BT juga merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi Current Eficiency CE. Bila BT melebihi batas operasi maka akan mengakibatkan panas hilang dalam jumlah yang besar.
Akibat banyaknya panas yang hilang, mengakibatkan CE menurun. Salah satu variabel yang mempengaruhi BT ialah Sa. Besarnya Sa ditentukan oleh
berapa banyak AlF
3
yang dimasukan kedalam pot tiap harinya. AlF
3
dituangkan secara manual tiap harinya pada shift 1 dan shift 3 pada pot yang nilai Sa-nya kurang guna menjaga keasaman
dalam bath. Tanpa penambahan AlF
3
, diperlukan temperatur yang lebih tinggi untuk meleburkan alumina menjadi aliminium. Keasaman pot senantiasa dijaga pada batasan 9,5 ±1,5 wt.
Keasaman bath dapat dilihat dari kandungan F-AlF
3
dalam bath, kelebihan AlF
3
menandakan tingkat keasaman.
Konsentrasi AlF
3
dalam bath dapat mempengaruhi kelarutan alumina dalam bath. Makin tinggi Sa maka makin tinggi tingkat kelarutan alumina. Namun bila Sa terlalu tinggi atau keluar
dari standar operasi maka dapat menyebabkan LT menurun dan keluar dari batas standar operasi. Sehingga temperatur untuk mengkonversikan alumina menjadi aluminium tidak tercapai.
Universitas Sumatera Utara
Kondisi yang ideal ialah dimana panas yang diberikan kepada pot sesuai dengan panas yang dibutuhkan oleh pot. Kelarutan alumina mempengaruhi kondisi tersebut dimana tingkat
kelarutan alumina yang tinggi menyebabkan panas yang dibutuhkan juga tinggi. Namun bila Sa terlalu rendah maka akan menaikan tingkat kelarutan alumina. Tingkat
kelarutan alumina yang rendah menyebabkan panas yang dibutuhkan juga rendah. Panas yang diberikan pada pot melebihi panas yang dibutuhkan. Sehingga banyak panas yang tidak terpakai
atau selisih antara panas yang diberikan dengan panas yang dibutuhkan bernilai besar mengakibatkan LT meningkat.
Untuk mendapatkan sifat-sifat elektrolit yang lebih baik seperti temperatur liquidis yang lebih rendah maka ke dalam larutan elektrolit ditambahkan bahan aditif. Salah satu bahan aditif
adalah aluminium
florida AlF
3
, dimana
penambahan tersebut
didasarkan atas
keasaman bath kelebihan aluminium fluorida dalam larutan elektrolit tersebut dan keasaman bath dipertahankan dalam batas agar tercapai kondisi operasi yang baik.
Efisiensi arus perbandingan berat aluminium cair yang dihasilkan secara aktual terhadap berat aluminium yang dihitung secara teoritis dapat ditingkatkan dengan menaikkan tingkat
keasaman bath, karena dengan keasaman bath yang tinggi dapat menurunkan temperatur liqudis sehingga akan mengurangi konsumsi energi dan meningkatkan efisiensi arus.
Salah satu penyebab rendahnya efisiensi arus adalah rendahnya tingkat keasaman elektrolit bath, hal ini
terjadi karena dengan tingkat keasaman yang rendah akan mengakibatkan temperatur operasi akan naik sehingga akan lebih memungkinkan terjadinya reaksi balik aluminium menjadi
alumina kembali, maka untuk meningkatkan efisiensi arus perlu pengendalian penambahan AlF
3
yang didasarkan atas keasaman elektrolit tersebut, sedangkan dengan tingkat keasaman
Universitas Sumatera Utara
elektrolit yang terlalu tinggi hal ini juga akan menurunkan efisiensi arus dan untuk kondisi operasi yang baik maka AlF
3
tidak perlu ditambahkan lagi.
Universitas Sumatera Utara
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
