Data Perhitungan Pengaruh Penambahan Alf3 Terhadap Temperatur Bath Dan Molten Yang Dihasilkan Di PT. INALUM

BAB 4 DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Data

Dari hasil praktek kerja lapangan yang telah dilaksanakan pada unit operasi tungku reduksi, telah dilakukan pengamatan langsung di lapangan dan memperoleh data-data pot operasi pada pot line 1. Adapun data yang diperoleh adalah persentase kelebihan AlF3 Sa dalam larutan elektrolit bath dan kuat arus yang digunakan. Pengamatan dan pengambilan data diambil pada tanggal 23 Januari 2010 dan 3 hari sebelumnya untuk Sa dan BT yang dapat dilihat pada tabel di bawah ini: Tabel 4.1 Data Pengamatan pada Tanggal 230110 No Nomor Pot Umur Pot I kA Sa BT o C 1 R-101 1465 190,3 8,9 947 2 R-106 1468 190,3 10,8 953 3 R-111 243 190,3 7,1 1000 4 R-117 625 190,3 13,1 933 5 R-121 1013 190,3 15,1 936 Universitas Sumatera Utara Keterangan: I = kuat arus kA Sa = persentase kelebihan AlF 3 didalam bath BT = temperatur bath Tabel 4.2 Data Pengamatan Sa dan BT dari tanggal 20-22 januari 2010 No Nomor Pot Sa 200110 Sa 210110 Sa 220110 BT o C 200110 BT o C 210110 BT o C 220110 1 R-101 8,5 8,9 8,9 968 960 947 2 R-106 7,4 10,8 10,8 954 943 953 3 R-111 8,9 7,1 7,1 985 998 1000 4 R-117 16 13,1 13,1 943 943 933 5 R-121 14,9 15,1 15,1 947 940 936 Tabel 4.3 Data Hubungan Umur Pot dengan Konsumsi AlF3 Umur hari 1- 45 46- 180 181- 365 366- 546 547- 730 731- 1095 1096- 1460 1461- 1825 1826- 2190 2191- 5000 Konsumsi AlF 3 Kghari 7,9 12,5 13,3 14,8 15,9 17,3 18,5 19,6 20,1 20,7

4.2 Perhitungan

Untuk mengetahui berapa banyak aluminium yang dapat dihasilkan dengan kuat arus 190 kA, pertama sekali kita perlu mengetahui berapa banyak aluminium yang dapat dihasilkan dengan kuat arus 1 kA selama 1 jam. Ini dapat dihitung dengan persamaan: Universitas Sumatera Utara F n t i Mr F t i e m × × × = × × = Dimana: m = massa aluminium kg e = berat ekivalen = Mrvalensi i = kuat arus kA t = waktu detik F = konstanta Faraday = 96.500 Mr = massa atom relatif n = valensi Maka: 96500 3 3600 1 27 × × × = m 3354 , = m kg Berarti dengan kuat arus 1 kA dan waktu 1 jam dapat dihasilkan 0,3354 kg aluminium. Sehingga, dapat dihitung berapa jumlah aluminium yang dihasilkan secara teoritis dengan kuat arus 190 kA 190,3 kA menurut persamaan: η × × × = H I P 3354 , Dimana: P = produksi aluminium kg I = kuat arus kA H = waktu jam η = efisiensi arus = 92,4 Universitas Sumatera Utara Maka: η × × × = H I P 3354 , 924 , 32 190 3354 , × × × = P kg P 25 , 1884 = Jadi, selama 32 jam 4 shift, aluminium yang dihasilkan secara teoritis sebanyak 1884,25 kg. Namun pada prakteknya, aluminium yang dihasilkan kurang dari harga teoritis. Ini dapat diakibatkan karena temperatur bath terlalu tinggi ataupun terlalu rendah. Seperti yang telah dikemukakan sebelumnya, temperatur bath ini dipengaruhi oleh banyaknya aluminium fluorida AlF 3 di dalam pot reduksi. Sehingga perlu dilakukan perhitungan untuk mengetahui berapa banyak AlF 3 yang harus dimasukkan kedalam pot reduksi. Hal ini dapat dihitung dengan menggunkan rumus: Unit pemasukan AlF 3 hari = [konsumsi AlF 3 + {Formula BT – 955 x 5 x α} + {9,9 - formula Sa x 3850 x 10- 2 x β}]10 Dimana: 1. Konsumsi AlF 3 didasarkan pada umur pot. 2. Formula BT = BT rata-rata 3 hari sebelumnya x 25 + BT hari saat pemasukan AlF 3 x 75 3. Formula Sa = Sa rata-rata 3 hari sebelumnya x 25 + Sa hari saat pemasukan AlF 3 x 75 4. α = 0,60 β = 0,40 Universitas Sumatera Utara Sebagai contoh pada pot R-111 yang berumur 243 hari. Persentase kelebihan AlF 3 di dalam bath rendah yaitu 7,1 berada di bawah standar Sa yang telah ditentukan yaitu 9,9 ± 1,5 sehingga mengakibatkan temperatur bath menjadi tinggi yaitu 1000 o C. Jadi, perlu ditambahkan AlF 3 dengan jumlah yang sesuai agar temperatur bath turun mendekati temperatur normal 955 o C ± 10 o C sehingga kondisi operasi dapat lebih membaik. Unit pemasukan AlF 3 hari = [konsumsi AlF 3 + {Formula BT – 955 x 5 x α} + {9,9 - formula Sa x 3850 x 10- 2 x β}]10 Diketahui umur pot = 243 hari, maka: Konsumsi AlF 3 untuk pot R-111 = 13,3 kghari dari tabel 4.3. Data Hubungan Umur Pot dengan Konsumsi AlF 3 Formula BT = BT rata-rata 3 hari sebelumnya x 25 + BT hari saat pemasukan AlF 3 x 75 = 75 1000 25 3 1000 998 985 × +       ×       + + = 248,6 + 750 = 998,6 o C Formula Sa = Sa rata-rata 3 hari sebelumnya x 25 + Sa hari saat pemasukan AlF 3 x 75 = 75 1 , 7 25 3 1 , 7 1 , 7 9 , 8 × +       ×       + + = 0,02 + 0,05 = 0,07 Universitas Sumatera Utara Unit pemasukan AlF 3 hari =[konsumsi AlF 3 + {Formula BT – 955 x 5 x α}+ {9,9 - formula Sa x 3850 x 10-2 x β}]10 =[13,3 + {998,6 – 955 x 5 x 0,60}+ {9,9 – 0,07 x 3850 x 10-2 x 0,40}]10 =29,5 kg ≈ 30 kg Sehingga banyaknya AlF 3 yang perlu ditambahkan kedalam pot R-111 adalah sebanyak 30 kg. Dengan cara yang sama dapat diperoleh jumlah AlF 3 yang harus ditambahkan untuk pengendalian temperatur bath pada pot R-101, R-106, R-117 dan R-121 sehingga temperatur bath juga memenuhi standar yang telah ditetapkan. Berikut hasil perhitungan untuk pot R-101, R-106, R-117 dan R-121 dapat dilihat pada tabel di bawah ini: Tabel 4.4 Data Hasil Perhitungan No Nomor Pot Umur Pot I kA Sa BT o C AlF3 yang perlu ditambahkan kg MT 1 R-101 1465 190,3 8,9 947 20 2134 2 R-106 1468 190,3 10,8 953 20 1843 3 R-111 243 190,3 7,1 1000 30 1710 4 R-117 625 190,3 13,1 933 10 2178 5 R-121 1013 190,3 15,1 936 10 2328 Keterangan: MT = Metal Tapping Universitas Sumatera Utara

4.3 Pembahasan