Kebutuhan Alumina Anode Effect AE

2.4. Kebutuhan Alumina

Selama beroperasinya sel, terjadi pembentukan kerak di atas 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 di sekitar 2 sampai 6. Kebutuhan teoritis alumina adalah 1,89 per kilogram aluminium. Tetapi dalam prakteknya, angkanya kira-kira 1,91. bila kadar alumina di dalam penangas itu sudah berkurang dan efek anoda berlangsung pada anoda itu terbentuk suatu lapisan tipis karbon tetrafluorida di penangas 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 di dalam penangas dan bagaimana mekanisme dekomposisi elektrolitnya masih belum jelas. Tetapi pada akhirnya ialah pembebasan oksigen pada anoda dan pengendapan logam aluminium pada katoda. Oksigen itu bergabung dengan anoda karbon menghasilkan CO dan CO tetapi kebanyakan adalah CO Austin G T.,1990. Universitas Sumatera Utara

2.5. Pengelolaan Material Alumina

Bahan-bahan untuk keperluan produksi aluminium pertama sekali didatangkan menggunakan kapal melalui pelabuhan. Bahan-bahan tersebut adalah fresh alumina, kokas coke dan hard pitch. Fresh alumina akan dimasukkan ke dalam silo alumina, kokas ke dalam silo kokas dan pitch ke dalam pitch storage house. Bahan baku untuk keperluan di gedung reduksi berupa fresh alumina dibawa menggunakan belt conveyor ke dalam silo alumina yang berjumlah 3 unit dan masing- masing silo berkapasitas 20.000 ton, kemudian dibawa ke Dry ScrubbingSystem DSS yang berjumlah 27 unit namun yang beroperasi sekarang 24 unit yang masing-masing berkapasitas 13 ton dengan menggunakan air slide untuk direaksikan dengan gas HF yang berasal dari pot. Hasil dari reaksi ini adalah reacted alumina yang disimpan dalam alumina bin yang berjumlah 3 unit yang masing-masing berkapasitas 12.000 ton. Alumina dimasukkan ke daybin yang berjumlah 6 unit dan masing-masing berkapasitas 600 ton dengan menggunakan belt conveyor kemudian dari daybin dimasukkan kedalam distribusi bin yang berjumlah 12 unit yang masing- masing berkapasitas 60 ton dengan menggunakan air slide selanjutnya akan dimasukkan ke dalam hopper pot yang berjumlah 510 unit namun yang beroperasi sekarang 470 unit yang masing-masing berkapasitas 5 ton dengan menggunakan ACC. Dari hopperpot, Alumina akan dimasukkan ke dalam pot operasi. Universitas Sumatera Utara Flowsheet aliran material alumina dapat dilihat pada Gambar 2.2 sebagai berikut : Gambar 2.2 Flowsheet Aliran Material Alumina ALUM INA SILO DRY SCRUBBER FRESH ALUM I NA REACTED ALUM I NA BIN DAY BIN DISTRIBU TION BI N ACC POT HOPPER Universitas Sumatera Utara

2.5.1. Pemasukan Alumina

Alumina feeding sebagian besar biasanya terdapat dalam prosedur sel Hall- Heroult. Jadi, ini dilakukan dengan pengisian dan bentuk yang sangat berbeda dari operasi yang strategis. Grjotheim telah menjelaskan beberapa karakteristik dan konsekuensi termal untuk tipe aluminium yang berbeda, gambarannya sangat berbeda untuk karakteristik break and feed, kebutuhan panas dan kecenderungan endapannya sludge, awalnya menunjukkan keuntungan dari teknik feeding tersebut. Keuntungan-keuntungan ini mungkin secara ringkas yang terdapat dibawah ini : a. Dalam pembentukan lumpur atau endapan sludge dapat diperkecil b. Konsentrasi alumina Al O di dalam bath dapat dijaga konstan c. Bilangan dari anode effect AE dapat menurun secara drastis Aplikasi dari proses pengontrolan alumina Al O adalah bentuk dari asumsi bahwa kehabisan dari alumina Al O dengan waktu tertentu. Strategi pengontrolan digunakan untuk menjaga konsentrasi alumina Al O di dalam bath dibagian sempit dengan konsentrasi ± 0,5 massa dalam alumina Al O yang rendah pada sisi sel yang minimum. Aliran atau kecepatan feeding cocok dengan pertambahan berat unit per waktu, tetapi karena pembuangan yang lain mempunyai berat yang sama, dan itu tentu Universitas Sumatera Utara mempunyai waktu interval yang berlainan. Pada waktu periode tertentu alumina Al O yang masuk ke dalam interval waktu yang singkat kepada aliran normal dari pemakaian alumina Al O dalam sel dan pada periode alumina Al O yang lain pemasukan alumina Al O pada interval yang lama underfeeding Grjotheim, K., 1988.

2.5.2. Metode Pemasukan Alumina

Pemasukan Alumina Al O pada PT. Inalum memiliki dua metode, yaitu Regular Feeding dan Demand Feeding. Regular Feeding adalah metode pemasukan alumina secara berkala dengan jumlah alumina Al O per waktu yang telah ditentukan. Regular Feeding secara otomatis teah diatur pemasukannya oleh sistem komputer yaitu rata – rata 20kg per 15 menit sekali, di mana pada saat alumina Al O akan masuk kerak tengah akan dipecah oleh teeth blade dan alumina Al O akan masuk ke dalam tungku reduksi. Demand Feeding adalah metode pemasukan alumina Al O berdasarkan kebutuhan dari tungku reduksi, di mana pada saat tungku reduksi dalam keaadaan lapar atau membutuhkan alumina Al O yang dideteksi oleh sistem komputer maka alumina Al O akan dimasukkan ke dalam tungku reduksi. Universitas Sumatera Utara Metode Demand Feeding memeiliki pembagian pada waktu dan takaran pada pemasukkan alumina Al O untuk mengetahui kapan kondisi pot lapar dan kelebihan alumina Al O . Siklus pembagian metode Demand Feeding dapat dilihat pada tabel 2.4. Tabel 2.4. Pembagian Demand Feeding Over Feeding Under Feeding Over Feeding A OA Over Feeding B OB Under Feeding A UA Under Feeding B UB Feeding 100 normal Feeding ≥ 100 sampai ΔV- Feeding 70 Feeding 40 sampai ΔV+ selama 15 menit OB + UA = 120 menit UA = OB - 120 menit selama 2 hari Alumina Al O sebelum masuk ke dalam pot kerak tengah akan dipecah oleh teeth blade agar alumina Al O dapat masuk dan tidak menumpuk dibagian anoda. Kerak tengah saat dipecah oleh teeth blade kemudian alumina Al O masuk dalam tungku reduksi pada Gambar 2.3 sebagai berikut : Universitas Sumatera Utara Gambar 2.3 Teeth Blade Memecah Kerak Tengah

2.6. Anode Effect AE

Anode effect adalah peristiwa naiknya tegangan listrik pot secara tiba-tiba karena kandungan alumina di dalam elektrolit sangat rendah. Anode effect dapat dihentikan dengan menambahkan alumina ke dalam elektrolit sambil menaik turunkan anoda sehingga gas-gas di bawah anoda dapat keluar. Pekerjaan seperti ini dapat dilakukan dengan kompoter maupun secara manual bila program kompoter tidak berhasil menghentikannya. Selain itu, menurunya kadar alumina di dalam kriolit akan Universitas Sumatera Utara menyebabkan kriolit berhenti membasahi anoda dan gelembung gas akan berkumpul di permukaan anoda., dan bila lapisan ini pecah, maka akan menimbulkan percikan bungan api atau funkenentladung bahasa German, sehingga anode effect disebut para operatur juga sebagai funken. Anode effect dapat menyebabkan terhambatnya aliran arus dari anoda ke katoda. Anosda effect dapat menyebabkan peningkatkan tegangan permukaan pada anoda atau lapisan elektrolit yang berada pada kerapatan arus kritis. Selain itu kekntalan juga mempengaruhi terjadinya Anode effect karena gelembung gas pada anoda sulit bergerak ke luar. Kekentalan yang tinggi terjadi karena rendahnya temperatur operasi. Jika selama proses elektrolisa kandungan alumina dalam kriolit rendah, maka akan menyebabkan sudut pembasahan anoda oleh kriolit besar. Akibatnya gelembung- gelembung gas mudah berkumpul pada permukaan anoda yang berada dalam kriolit. Jika hal tersebut sering terjadi dalam pot, maka operasi tidak akan stabil dan akan mempengaruhi produksi dan CE Current Efficiency akan rendah. Anode effect dihasilkan jika kandungan alumina yang terlarut dalam kriolit rendah atau sekitar 1-1,5 dari kriolit.. selama berlangsungnya anode effect tegangan sel meningkat karena intensitas arus listrik dijaga konstan dalam sel-sel yang terhubung dalam satu rangkaian. Tegangan dapat bervariasi dari 10-50 volt, tergantung pada kondisi operasi dari sel terutama di bagian anoda. Walaupun Universitas Sumatera Utara memberikan banyak dampak negatif terhadap proses elektrolisa maupun kondisi pot, namun anode effect juga sangat penting untuk operasi tungku reduksi. Semua alumina yang ditambahkan terkonsumsi dan pot tersebut tidak mengalami overfeeding atau pemasukan alumina yang berlebihan Alcan Alesa Engineering Ltd, 2007. Universitas Sumatera Utara BAB III BAHAN DAN METODE 3.1. Alat dan Bahan 3.1.1. Alat