1.2 Perumusan Masalah
- Studi perbandingan antara metode penentuan besi oksida dalam alumina yang digunakan
di PT. INALUM
1.3 Tujuan
- Untuk mengetahui kadar Fe
2
O
3
yang terdapat pada masing-masing sampel alumina.
- Untuk mengetahui pengaruh tinggi rendahnya kadar Fe
2
O
3
yang terdapat dalam alumina
yang digunakan sebagai bahan baku utama.
- Untuk mengetahui apakah alumina yang digunakan masih memenuhi standar industry.
1.4 Manfaat
- Untuk mengetahui zat-zat pengotor yang terdapat di dalam alumina yang digunakan
sebagai bahan baku utama yang berpengaruh terhadap kualitas produk yang dihasilkan.
Universitas Sumatera Utara
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Aluminium
Aluminium berasal dari biji aluminium alam, yang dijumpai sebagai tambang bauksit yang mengandung kandungan utama aluminium oksida alumina. Baksit diolah dalam dapur
listrik yang menghasilkan ingot aluminium.
Aluminium tahan karat karena di udara membentuk paduan aluminium oksida hasil reaksi antara O
2
di udara dengan permukaan logam aluminium. Lapisan aluminium ini berisi oksida yang cukup kedap udara dan tidak dapat terhembus dan ini menghambat terjadinya
pengkaratan. Agar aluminium ini tahan terhadap karat perlu dilakukan finishing lebih lanjut dengan meggunakan anodisasianodixing. Lapisan oksida aluminium terbentuk secara alami
amat tipis ini membuat daya tahan meningkat, lapisan ini dapat dipertebal dengan proses anodisasi. Dengan cara menempatkan aluminium ke dalam larutan elektrolit yang kemudian
dialiri arus listrik. Wargadinata, 2002
2.2 Alumina
Satu-satunya oksida aluminium adalah aluminaAl
2
O
3
. Meskipun demikian, kesederhanaan ini diimbangi dengan adanya bahan-bahan polimorf dan terhidrat yang sifatnya
bergantung kepada kondisi pembuatannya. Terdapat dua bentuk anhidrat Al
2
O
3
yaitu α-Al
2
O
3
dan -Al
2
O
3
. Logam-logam trivalensi lainnya misalnya Ga, Fe membentuk oksida-oksida yang
Universitas Sumatera Utara
mengkristal dalam kedua struktur yang sama. Keduanya mempunyai tatanan terkemas rapat ion- ion oksida tetapi berbeda dalam tatanan kation-kationnya.
α-Al
2
O
3
stabil pada suhu tinggi dan juga metastabil tidak terhingga pada suhu rendah. Ia terdapat di alam sebagai mineral korundum dan dapat dibuat dengan pemanasan -Al
2
O
3
atau oksida anhidrat apa pun di atas 1000
o
. -Al
2
O
3
diperoleh dengan dehidrasi oksida terhidrat pada suhu rendah ~ 450
o
. α-Al
2
O
3
keras dan tahan terhadap hidrasi dan penyerapan asam. -Al
2
O
3
mudah menyerap air dan larut dalam asam; alumina yang digunakan untuk kromatografi dan diatur kondisinya untuk berbagai kereaktifan adalah -Al
2
O
3
.
Terdapat beberapa bentuk alumina terhidrat dengan stokiometri dari AlO.OH sampai AlOH
3
. Penambahan amoniak pada larutan mendidih garam aluminium menghasilkan suatu bentuk AlO.OH yang dikenal sebagai bohmite. Bentuk kedua AlO.OH terdapat di alam sebagai
mineral diaspore. Hidroksida sesungguhnya AlOH
3
diperoleh sebagai endapan Kristal putih bilamana CO
2
dialirkan ke dalam larutan basa “Aluminat”. Max Well, 1968
2.2.1 Proses Pengolahan Alumina
Alumina adalah bahan baku utama dalam industry peleburan aluminium. Alumina ini berasal dari bermacam-macam bahan baku seperti : bauksit, dowsit, kaolinit, anorthosit, dan lain-
lain.
Untuk mendapatkan alumina, bahan baku tersebut dapat diekstraksi dan masing-masing bahan baku tersebut mempunyai kandungan alumina yang berbeda-beda serta tingkat pengotoran
yang berbeda-beda pula. Akan tetapi pada umumnya bauksit merupakan bijih yang paling banyak mengandung alumina dari yang diperdagangkan sekitar 30-65 Al
2
O
3
. Bauksit dari
Universitas Sumatera Utara
suatu tambang mungkin mengandung satu atau lebih mineral aluminium yang masih bercampur dengan bermacam-macam pengotoran.
Gibbsite megandung silika reaktif dalam jumlah yang rendah dibanding dengan boehmite dan diaspore, sehingga ongkos untuk memproduksi alumina lebih murah karena suhu, tekanan
dan kaustik soda dalam prosesnya lebih rendah. Pengotoran-pengotoran utama yang terdapat pada bijih bauksit adalah SiO
2
, Fe
2
O
3
, TiO
2
, MnO
2
, NiO
2
, Cr
2
O
3
, dan lain-lain.
Pada prinsipnya pembuatan alumina dari bauksit adalah proses bayer yang ditemukan pada tahun 1888 oleh Karl Bayer seorang ahli dari Jerman. Secara garis besar proses pembuatan
alumina dari bauksit dengan metode bayer terdiri dari 4 tahap yaitu : ekstraksi, penjernihan, pengendapan, dan kalsinasi. www.azom.com
2.2.2 Produksi Al
2
O
3
dengan Proses Bayer
Mendominasi bahan baku untuk produksi aluminium adalah bauksit. ini adalah suatu aluminium hidroksida yang tidak murni dengan Fe
2
O
3
dan silika sebagai zat pengotor utama. kebanyakan bauksit diperlakukan dalam proses bayer untuk produk Al
2
O
3
murni.
Setelah solusi telah dipenuhi dengan hidroksida aluminium di dalam bagian yang dapat larut dipindahkan oleh penyelesaian, cucian, dan filtrasi. solusi didinginkan ke suhu-kamar dan
melemahkan dengan air. ini penurunan temperatur dan pH membawa solusi itu ke dalam area keunggulan untuk AlOH
3
. bagaimanapun, dalam rangka mempercepat hidroksida itu, menabur benih dengan AlOH
3
segar adalah perlu. ketika tidak ada hujantimbulnya lebih lanjut terjadi hidroksida itu dipisahkan dengan bahan pengental, mencuci, dan filtration. hidroksida adalah
Universitas Sumatera Utara
calcined pada sekitar 1200
o
C untuk memberi 99.5 Al
2
O
3
, dimana solusi dipusatkan oleh penguapan dan dikembalikan ke dalam larut langkah.
Jika bauksit tadinya tanah kerikil tinggi pada bagian yang tidak dapat larut dari larut langkah, lumpur merah, akan masih berisi sejumlah oksida aluminium pantas dipertimbangkan.
proses khusus telah dikembangkan untuk memulihkan oksida aluminium ini. Dengan begitu lumpur yang merah mungkin calcined dengan kapur perekat dan abu soda untuk memberi
aluminat sodium dapat larut dalam air dan silikat zat kapur tidak dapat larut, yang terdahulu dilarutkan ke luar dan trated seperti diuraikan di atas. lumpur merah yang sisanya menjadi nilai
kecil, tetapi boleh temukan beberapa penggunaan sebagai suatu bijih besi. Rosenqvist, 1983
2.2.3 Sifat-Sifat Alumina
Aluminium oksida adalah insulator penghambat panas dan listrik yang baik. Umumnya Al
2
O
3
terdapat dalam bentuk kristali n yang disebut dengan corondum atau α-aluminium oksida.
Aluminium oksida dipakai sebagai bahan abrasif dan sebagai komponen dalam alat pemotong, karena sifat kekerasannya.
Aluminium oksida berperan penting dalam ketahan logam aluminium terhadap pengkaratan dengan udara. Logam aluminium sebenarnya amat mudah bereaksi dengan oksigen
di udara. Aluminium bereaksi dengan oksigen membentuk aluminium oksida, yang terbentuk sebagai lapisan tipis yang dengan cepat menutupi permukaan aluminium. Lapisan ini melindungi
logam aluminium dari oksida lebih lanjut.
Universitas Sumatera Utara
Alumina yang dihasilkan melalui anodiasi bersifat amorf, namun beberapa proses oksidasi seperti plasma electrolytic oxydation menghasilkan sebagian besar alumina dalam
bentuk kristalin, yang meningkatkan kekerasan.
Menjelaskan sifat-sifat aluminium oksida dapat menimbulkan kebingungan karena dapat berada pada beberapa bentuk yang berbeda. Salah satu bentuknya sangat tidak reaktif. Ini
diketahui secara kimia sebagai α-Al
2
O
3
dan dihasilkan pada temperatur yang tinggi. Aluminium oksida merupakan senyawa amfoter, artinya dapat bereaksi baik sebagai basa maupun asam.
Reaksi dengan air
Aluminium oksida tidak dapat bereaksi secara sederhana dengan air seperti natrium oksida, magnesium oksida, dan tidak dapat larut dalam air. Walaupun masih mengandung ion
oksida, tetapi terlalu kuat berada dalam kisi padatan untuk bereaksi dengan air.
Reaksi dengan asam
Aluminium oksida mengandung ion oksida, sehingga dapat bereaksi dengan asam seperti pada natrium atau magnesium oksida. Artinya sebagai contoh, aluminium oksida dapat bereaksi
dengan asam klorida encer yang panas menghasilkan larutan aluminium klorida.
Al
2
O
3
+ 6HCl 2 AlCl
3
+ 3 H
2
O
Dalam hal ini dan sama dalam reaksi dengan asam yang lain, aluminium oksida menunjukkan sisi basa dari sifat amfoternya.
Universitas Sumatera Utara
Reaksi dengan basa
Aluminium oksida juga dapat menunjukkan sifat asamnya, dapat dilihat dalam reaksi dengan basa seperti larutan natrium hidroksida.
Berbagai aluminat dapat terbentuk senyawa dimana aluminium ditemukan dalam ion negatif. Hal ini menunjukkan karena aluminium memiliki kemampuan untuk membentuk ikatan
kovalen dengan oksigen
Pada contoh natrium, perbedaan elektronegativitas antara natrium dengan oksigen terlalu besar untuk membentuk ikatan selain ikatan ionik. Elektronegativitas meningkat dalam satu
periode sehingga elektronegativitas antara aluminium dan oksigen lebih kecil. Hal ini menyebabkan terbentuknyanikatan kovalen diantara keduanya. Dengan larutan natrium
hidroksida pekat yang panas aluminium oksida bereaksi menghasilkan larutan natrium tetrahidroksoaluminat yang tidak bewarna.
2.2.4 Fase Alumina dan Penggunaannya
2.2.4.1 Hidrat Alumina hidroksida alumina
Hidrat alumina ini merupakan produksi pertama yang dipakai yang diperoleh dengan proses Bayer dan kandungan aluminanya ± 65 .
Variasi-variasi yang terjadi di dalam produksi ini merupakan perbedaan kandungan soda dan besi ataupun urutan penaganan-penganan selanjutnya. Hidriksida alumina ini dipakai untuk
produk-produk bahan kimia aluminium, yang dipakai sebagai perubahan pengubah-pengubah di dalam produksi dari aluminium utama seperti flourida aluminium.
Universitas Sumatera Utara
2.2.4.2 Calcined Alumina
Calcined alumina ini mempunyai kandungan alumina 99 , yang terdiri dari 93 alumina aktif dan 6 kandungan air campuran kimia. Calcined alumina ini merupakan produk
akhir utama dari proses Bayer. Calcined alumina digunakan untuk berbagai keperluan antara lain :
1. untuk peleburan smelting, dipakai adalah yang umum, berukuran kasar dan sedang.
2. untuk bata tahan api.
3. untuk busi kendaraan dipakai kadar sodanya yang rendah.
4. untuk pembuatan gelas dipakai ukuran sedang dan halus serta kandungan soda yang
rendah. 5.
Untuk pembuatan cat
2.2.4.3 Fused Alumina
Fused alumina putih ini mempunyai kandungan alumina sebanyak 99.5 - 99.9 , dan diproduksi dari calcined alumina di dalam pemanas listrik. Sedangkan fused alumina cokelat
kandungan alumina sebanyak 94 - 97 dan diproduksi dari calcined bauksit di dalam pemanas listrik. Alumina-alumina fused ini secara jelas digunakan dalam industri abrasives alat
pengempelas, penggosok, dan o bat asah.
2.2.4.4 Tabular Alumina
Tabular alumina mempunyai kandungan alumina lebih dari 99.5 diproduksi dengan memanaskan hidrat alumina dengan temperatur sedikit di bawah titik lebur dari alumina tersebut
Universitas Sumatera Utara
2040-2300
o
C untuk mengubah alumina corundum ke dalam bentuk kristal berbentuk tablet yang amat keras dan padat. Alumina jenis ini terutama dipakai dalam refractory.
2.2.5 Pengggunaan Alumina
Setiap tahunnya, 65 juta ton alumina digunakan lebih dari 90 -nya digunakan dalam pruduksi logam aluminium. Aluminium oksida digunakan dalam pembuatan bahan kimia
pengelolaan air seperti aluminium sulfat, polialuminium klorida, dan natrium aluminat. Berton- ton alumina digunakan dalam pembuatan zeolit, pelapisan pigmen titania dan pemadam api.
Aluminium oksida memiliki kekerasa 9 dalam skala Mohr. Hal ini menyebabkannya banyak digunakan sebagai abrasif untuk menggantikan intan yang jauh lebih mahal. Beberapa jenis
ampelas, dan pembesih CDDVD juga menggunakan aluminium oksida.
2.2.6 Proses fabrikasi alumina
Secara alami, aluminium oksida terdapat dalam bentuk kristal corundum. Batu mulia rubi dan sapphire tersusun atas corundum dengan warna-warna khas yang disebabkan kadar
ketidakmurnian dalam struktur corundum.
Aluminium oksida atau alumina merupakan komponen utama dalam bijih bauksit aluminium yang utama. Pabrik alumina terbesar di dunia adalah Alcoa, Alcan, dan Rusal.
Perusahaan yang memiliki spesialisasi dalam produksi aluminium oksida dan aluminium hidroksida misalnya adalah Alcan dan Almatis. Bijih bauksit terdiri dari Al
2
O
3
, Fe
2
O
3
, dan SiO
2
yang tidak murni. Campuran ini dimurnikan terlebih dahulu melalui proses Bayer :
Al
2
O
3
+ 3H
2
O + 2NaOH + panas 2NaAlOH
4
Universitas Sumatera Utara
Fe
2
O
3
tidak larut dalam basa yang dihasilkan, sehingga bisa dipisahkan melalui penyaringan. Sio
2
larut dalam bentuk silikat SiOH
6 2-
. Ketika cairan yang dihasilkan didinginkan, terjadi endapan AlOH
3
, sedangkan silikat masih larut dalam cairan tersebut. AlOH
3
yang dihasilkan kemudian dipanaskan.
2AlOH
3
+ panas Al
2
O
3
+ H
2
O
Al
2
O
3
yang terbentuk adalah alumina.
Pada tahun 1961, perusahaan General Electric mengenbangkan lucalox, alumina transparan yang digunakan dalam lampu natrium. Pada Agustus 2006, ilmuwan Amerika Serikat
yang bekerja untuk 3M berhasil mengembangkan teknik untuk membuat alloy dari aluminium oksida dan unsur-unsur lantanida, untuk memproduksi kaca yang kuat, yang disebut dengan
alumina transparan. www.chem-is-try.org
2.3 Besi Fe
Besi yang murni adalah logam bewarna putih perak yang kukuh dan liat. Ia melebur pada 1535
o
C. jarang terdapat besi yang komersial yang murni; biasanya besi mengandung sejumlah kecil karbida, silisida, fosfida, dan sulfida dari besi, serta sedikit grafit. Zat-zat pencemar ini
memainkan peranan penting dalam kekuatan struktur besi. Besi dapat dimagnitkan. Asam klroda encer atau pekat dan asam sulfat encer melarutkan besi. Pada mana dihasilkan garam-garam besi
II dan gas hidrogen.
Besi membentuk dua deret garam yang penting.
Universitas Sumatera Utara
Garam-garam besi II atau ferro diturunkan dari besi II oksida, FeO. Dalam larutan, garam-garam ini mengandung kation Fe
2+
dan bewarna sedikit hijau. Ion-ion gabungan dan kompleks-kompleks sepit yang bewarna tua adalah juga umum. Ion besi II dapat mudah
dioksidasikan menjadi besi III, maka merupakan zat pereduksi yang kuat. Semakin kurang asam larutan itu, semakin nyatalah efek ini; dalam suasana netral atau basa bahkan oksigen dari
atmosfer akan mengoksidasikan ion besi II. Maka larutan besi II harus sedikit asam bila disimpan untuk waktu yang agak lama.
Garam-garam besi III atau ferri diturunkan dari oksida besi III, Fe
2
O
3
. Mereka lebih stabil daripada garam besi II. Dalam larutannya, terdapat kation-kation Fe
2+
yang bewarna kuning muda; jika larutan mengandung klorida, warna menjadi semakin kuat. Zat-zat pereduksi
mengubah ion besi III menjadi besi II. Vogel, 1985
2.4 Besi OksidaFe
Kategori