2.5 Proses Pembuatan Anoda
Dalam proses pembuatan anoda dilakukan melalui beberapa tahap pembuatan dan melalui beberapa pabrik, yaitu :
2.5.1 Green Plant Pabrik Anoda Mentah
Green Plant adalah pabrik pembuatan anoda mentah yang dilakukan untuk memenuhi kebutuhan proses elektrolisa di pot reduksi. Pembuatan green block
dibagi menjadi beberapa sistem aliran berdasarkan sistem aliran bahan, meliputi : a.
Sistem penerimaan dan pengayakan kokas b.
Sistem penghancuran dan penggilingan kokas c.
Sistem penerimaan dan penghancuran butt d.
Sistem penimbangan dan pencairan Hard pitch e.
Sistem penimbangan, Pre-heater, dan pengadonan f.
Sistem pencetakan blok anoda mentah g.
Sistem transportasipengangkutan blok anoda mentah Bahan baku anoda pembuatan anoda :
A. Kokas
Kokas merupakan hasil residu minyak destilasi batubara dan minyak bumi, sehingga dalam penggunaannya dibedakan atas oil cokes dari minyak bumi dan
pitch cokes dari batubara . Kokas yang dihasilkan dari minyak bumi diperoleh melalui proses delayed cooking. Yaitu residu minyak bumi ini dipanaskan selama
24 jam pada temperatur 500
o
C dan tekanan 4 bar kemudian bahan yang dihasilkan yang merupakan kokas mentah dimasukkan ke dalam tungku kalsinasi yang
dipanaskan pada temperatur 1250-1380
o
C. Sedangkan kokas yang berasal dari residu batu bara diperoleh dari proses kalsinasi batubara juga.
Bahan kimia kokas dari proses pembuatannya sangat mempengaruhi kualitas kokas tersebut. Dampaknya dapat diringkas sebagai berikut:
1. Komposisi kimia dapat menunda pembentukan kokas khususnya
senyawa aromatis. Hal ini mempengaruhi kandungannya dan kondisi pembentukan kokas dan juga mempengaruhi struktur dan karakteristik
kokas mentah. 2.
Kandungan kimia dan fisika yang terdapat dalam kokas yang berukuran kecil dan titik uap dari kokas.
3. Kemurnian Vanadium dan sulfur dari minyak mentah atau kalsium dan
sodium dari proses penggaraman melalui reaktivitas anoda. Kualitas anoda diperoleh melalui kombinasi kandungan kimia dan fisika kokas
yang mana mempengaruhi strandarisasi anoda di pabrik anoda. Kokas mentah diproduksi dari residu hasil fraksinasi minyak bumi. Kokas
memiliki struktur orghophous yang tingkat penguapannya 8 – 12. Perlakuan panas terhadapnya disebut dengan proses kalsinasi. Ini sangat di butuhkan untuk
produksi elektroda dengan kokas yang dikalsinasi. Kemurnian struktur, unsur, dan penguapan kokas dapat turun Hulse, 2000.
Pemakaian kokas yang tepat harus sesuai persentase antara High Sulfur HS dengan Low sulfur LS. Pembuatan blok anoda mentah dibuat dengan
pencampuran blending beberapa bahan baku dan dengan ukuran kokas yang bervariasi sesuai dengan komposisi granulometrik. Ukuran kokas yang digunakan
dalam proses pembuatan blok anoda mentah adalah: a.
Kokas dengan ukuran 18 – 3 mm disebut kokas kasar 1C1 b.
Kokas dengan ukuran 3 – 1 mm disebut kokas kasar 2C2
c. Kokas dengan ukuran 1 – 0,2 mm disebut kokas medium
d. Kokas dengan ukuran dibawah 0,2 m disebut fine
B. Coal tar picth
Binder bahan perekat yang pada pabrik anoda biasanya menggunakan coal tar pitch. Coal tar pitch merupakan fraksi berat atau residu dari destilasi batubara dan
diproduksi pada pabrik kokas. Coal tar pitch merupakan senyawa aromatik tinggi. Ada beberapa kandungan yang terdapat dalam coal tar pitch yang dikemukakan
oleh Peterson,R.D pada tahun 2000 diantaranya adalah: • QI Quinoline Insolubles
Coal tar pitch biasanya mengandung 2 – 12 QI, biasanya 80-90 jenis QI normal dan primer dan juga senyawa anorganik murni yang membawa
keluar material karbon. QI normal terdiri dari 2 bentuk, yaitu bentuk hitam dan bentuk built karbon dari dekomposisi senyawa uap hidrokarbon. QI
pertama kali digunakan untuk mengukur senyawa aromatik pada coal tar pitch. QI juga diproduksi oleh transfer panas Coal tar pitch yang biasanya
disebut meshophase. QI juga dapat terbentuk untuk proses kokas selama pemanggangan anoda.
• Toluene Insoluble β-resin Toluene Insoluble mencakup nilai QI dan senyawa molekul serta senyawa
berat β-resin sama dengan TI – QI yang terdapat mengukur molekul tinggi yang mempunyai 5 -20 cincin aromatic dengan berat molekul sekitar 400.
• Hasil Kokas Hasil Kokas merupakan kandungan yang sangat penting dimana banyak
pitch yang akan tersisa di dalam anoda, hal ini sangat mempengaruhi porisitas anoda dan kekuatan ikat anoda.
• Softening Point Softening Point merupakan temperatur dimana coal tar pitch yang
dibentuk padat pada suhu kamar akan mengalami perubahan fase menjadi cairan yang kental.
Coal Tar Pitch yang digunakan sebagai bahan perekat Binder diperoleh dari hasil minyak bumi. Coal tar pitch dalam pembuatan anoda berfungsi sebagai pengikat
butiran-butiran kokas pengisi. Coal tar pitch berasal dari produk batu bara yang berupa gas jika diendapkan akan menghasilkan pitch. Kualitas coal tar pitch
diperhatikan karena jika kualitas coal tar pitch rendah akan mengganggu operasi reduksi aluminium, mengurangi efisiensi dan meningkatkan impurity.
C. Green scrap
Green Scrap adalah sekrap mentah yang merupakan hasil pengadonan antara Coal tar pitch dan cokas yang mengalami penolakan reject karena tidak memenuhi
spesifikasi kualitas yang telah ditentukan. Sehingga komponen-komponen di dalam kokas dan pitch terkandung pada green scrap.
Green scrap yang digunakan di pabrik anoda mentah berasal dari 2 sumber yaitu : a
Pasta yang rusak reject: adalah campuran material yang tidak layak untuk dicetak karena tidak memenuhi spesifikasi. Pasta reject ini bisa diakibatkan
oleh pencampuran yang tidak sempurna terlalu keras atau terlalu lembek,
kerusakan peralatan dan lain-lain, yang biasanya diperoleh pada saat start dan stop operasi.
b Blok anoda mentah yang rusak reject: Blok yang rusak karena beberapa hal
seperti retak, berpori–pori terlalu besar pada permukaan porosity, tinggi yang tidak sesuai, pecah, dan lain sebagainya.
Green Scrap sebelum digunakan dikeringkan dilapangan terbuka. Ukuran green scrap yang besar tidak langsung digunakan tapi dipecahkan dahulu dengan
menggunakan Hopper-201 dan akhirnya ditampung di bin B-206, dengan ukuran lebih kecil dari 20 mm. Sama seperti puntung anoda butt green scrap adalah
material yang bisa dimanfaatkan kembali. Green scrap digunakan kembali karena masih mengandung coal tar pitch dan cokas sehingga tidak menjadi limbah yang
tidak terpakai dan memaksimalkan material yang digunakan agar tidak terjadi kerugian material. Dan Green Scrap masih mengandung pitch yang dapat
memudahkan Kneader bekerja sehingga energi lebih mudah di kontrol. Green Scrap juga dapat mempengaruhi
1. Nilai AD Apparent Density
Nilai AD Apparent Density sangat berpengaruh pada kualitas green block. Standarisasi kualitas nilai AD Apparent Density sangat berpengaruh pada
kualitas green block bernilai 1,650 min. Jika semakin rendah nilai AD Apparent Density maka kemampuan alir udara dalam anoda semakin besar sehingga anoda
tersebut memiliki banyak celah yang membuat anoda tersebut akan mudah teroksidasi oleh udara. Hal ini yang akan membuat proses elektrolisa di pot
reduksi akan terganggu. Tetapi jika semakin tinggi nilai AD Apprent Density pada GB Green Block maka akan semakin rapat partikel-partikel yang terdapat
pada blok mentah tersebut. Maka semakin proses elektrolisa di pot reduksi juga akan berjalan dengan baik.
2. Reactivity Residu Co
2
dan O
2
RRCO
2
dan RRO
2
RRCO
2
dan RRO
2
adalah parameter yang menyatakan seberapa banyak anoda karbon yang hilang karena bereaksi dengan gas Co
2
dan O
2
pada saat digunakan di pot reduksi.
3. Komposisi Granulometri
Granulometri adalah pencampuran bahan-bahan yang dilakukan di green plant dalam pembuatan green block dengan menggunakan komposisi-komposisi
tertentu. Komposisi Granulometri berupa kokas, coal tar picth, butt dan green scrap yang masing-masing bahan tersebut telah ditetapkan oleh PT INALUM
berapa banyak yang diperlukan dalam proses pembuatan green block. Komposisi Granulometri sangat berpengaruh pada kualitas green block. Jika komposisi
Granulometrinya sempurna maka akan di dapat hasil green block yang sempurna juga.
D. Butt
Puntung Anoda butt adalah anoda yang tersisa setelah digunakan di dalam tungku reduksi. Sumber anoda sisa ada 2 macam, yaitu:
a Sisa anoda yang telah di pakai pada proses elektrolisa pada tungku reduksi
yang diperoleh setelah anoda dipakai ± 28 hari. Berat puntung ini ± 300 kg. b
Anoda panggang rusak yang diakibatkan oleh : • Anoda panggang mengalami oksidasi.
• Anoda panggang mengalami keretakan deformasi.
• Anoda panggang mengalami porosity pori-pori yang banyak. Puntung yang digunakan harus dibersihkan dahulu dengan crush breaker dan
dihancurkan dengan penghancur dan ukurannya ditentukan sesuai dengan ukuran kokas. Jumlah pemakaian puntung umumnya 30-35 .
Proses pembuatan blok anoda mentah di bagi menjadi beberapa sistem aliran berdasarkan sistem aliranberdasarkan sistem aliran bahan, meliputi :
Gambar 2.1 Flow Chart Carbon Operation
2.5.2 Baking Plant Pabrik Anoda Panggang
Kategori