TEKNOLOGI DAUR ULANG BESI TUA DAN BAJA
TEKNOLOGI DAUR ULANG BESI DAN BAJA
Rachmanu Eko Handriyono / 3313201206
Program Magister Teknik Lingkungan
Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya
1.
Pendahuluan
Besi dan baja telah memainkan peran penting dalam pembangunan ekonomi dunia. Besi
dan baja banyak diperlukan dalam pekerjaan konstruksi termasuk jembatan, bangunan,
peralatan rumah tangga, pabrik pengolahan / manufaktur, peralatan, kendaraan, minyak dan
infrastruktur gas dll. Salah satu alasannya biaya yang relatif rendah mulai dari membuat,
membentuk, pengelasan dan pengolahan, serta melimpahnya bahan baku yaitu biji besi. Biji
besi merupakan salah satu mineral paling penting di bumi ini.
Baja diproduksi dari bijih besi pada suhu tinggi biasanya dalam tungku dan
membutuhkan batu kapur, batu bara dan listrik. Proses ini membutuhkan energi yang tinggi.
Misalnya, produksi besi dan baja menggunakan tanur (BF/BOF) memerlukan energi sebesar
23 MJ/kg dan potensi pemanasan global sebesar 2,3 kg CO2e/kg (Norgate et al., 2006).
Teknologi daur ulang besi dan baja dapat menghemat energi, meterial, dan mengurangi gas
rumah kaca. US EPA melaporkan bahwa untuk setiap ton besi dan baja yang diproduksi dari
daur ulang menghemat 1.115 kg bijih besi, 625 kg batu bara dan 53 kg kapur, menghemat
75% energi, bahan baku 90%, mengurangi polusi udara oleh 86% , penggunaan air sebesar
40%, pencemaran air oleh 76% dan pertambangan limbah oleh 97%.
2.
Proses Produksi dan Timbulan Besi dan Baja
Pada dasarnya ada dua tahap teknologi produksi besi dan baja. Pertama didasarkan pada
pengurangan dan peleburan bijih besi menggunakan tanur (BF-BOF) berdasarkan rumus
kimia :
yC + 2FexOy 2xFe + yCO2
dan yang keedua didasarkan pada hasil peleburan kembali skrap baja menggunakan tungku
induksi (IF) dan tanur listrik (EAF) (Christopher, 2011).
Sebuah alur skematis ditunjukkan pada Gambar 1. Besi stainless biasanya dihasilkan
melalui proses dua tahap. Bahan baku (termasuk skrap baja) dilelehkan bersama-sama dalam
tanur listrik, dengan komposisi logam cair yang digunakan sesuai kira-kira dengan produk
besi stainless yang diinginkan. Logam cair kemudian dipindahkan ke bejana/wadah
pemurnian (biasanya disebut bejana/wadah dekarburisasi argoneoxygen (AOD.
Gambar 1. Skema Produksi Besi dan Baja
(Sumber : Norgate et al., 2006)
Proses timbulan besi dan baja biasanya berasal dari bengkel, industri, dan rumah tangga.
Besi yang berasal dari rumah tangga dibuang ke TPS lalu ke TPA, sedangkan yang berasal
dari industri langsung dibuang ke TPA kemudian dikirim ke tempat pemulungan setelah
melalui proses pemilahan lalu besi dikirim ke penadah besi tua. Besi yang berasal dari
bengkel bisa langsung dikirim ke penadah besi tua kemudian terjadilah proses daur ulang.
Skema proses timbulan besi bisa dilihat di Gambar 2 berikut :
3.
Gambar 2. Proses Timbulan Besi dan Baja
(Sumber : Ohimain, 2013)
Daur Ulang Besi
Proses daur ulang besi dimulai dari pemilahan dengan 2 tahap, yaitu pemisahan secara
magnetik dan manual. Pemisahan magnetik bertujuan untuk memisahkan logam non besi dari
logam besi. Setelah itu dilakukan pemisahan manual untuk memisahkan logam besi menjadi
dua tahap, besi karbon rendah dan besi karbon tinggi. Logam karbon tinggi membutuhkan
waktu lebih lama untuk mencair dan menghasilkan terak (slag) lebih tinggi, sedangkan besi
karbon rendah menghasilkan terak (slag) lebih sedikit dan lebih cepat mencair. Gambar 3
menyajikan diagram alir untuk proses daur ulang besi menggunakan 100 % logam bekas.
Gambar 3. Proses Daur Ulang Besi dan Baja
(Sumber : Ohimain, 2013)
Setelah proses pemisahan kemudian dilakukan proses pemanasan dengan suhu 1550 –
1600 oC untuk besi karbon rendah selama 1 hari dan suhu diatas 1600 oC lebih dari 1 hari
untuk besi karbon tinggi. Dari Gambar 3 diatas dapat diketahui bahwa kurang dari 7 % terak
(slag) diproduksi dalam potongan logam berkualitas tinggi, sementara 7 % - 15 % diproduksi
dalam logam berkualitas rendah. Terak (slag) banyak digunakan sebagai bahan untuk
konstruksi jalan di berbagai negara (Ohimain, 2013). Setelah proses pemanasan kemudian
dilakukan proses pendinginan selama 1 hari 30 menit. Dari proses pendinginan tersebut
dihasilkan limbah/kotoran besi dan besi yang bisa digunakan, lalu dipanaskan lagi pada suhu
1000 oC selama 1 hari dan didinginkan kembali. Setelah itu dilakukan proses penggilingan
untuk menghasilkan batangan besi berkarbon tinggi dan rendah.
4.
Kesimpulan
1. Teknologi daur ulang besi melalui proses pemisahan, pemanasan, pendinginan, dan
penggilingan menghasilkan batangan besi berkarbon tinggi dan rendah.
2. Proses pemanasan besi menghasilkan terak (slag) yang dapat digunakan sebagai
bahan untuk konstruksi jalan.
5.
Referensi
Christopher, S., 2011. Sustainability and value of steel recycling in Uganda. Journal of
Civil Engineering and Construction Technology. 2, 212-217
Norgate, T.E., Jahanshahi, S., Rankin, W.J., 2006. Assessing the environmental impact
of metal production processes. Journal of Cleaner Production. 15, 838-848
Ohimain, E.I., 2013. Scrap Iron and Steel Recycling in Nigeria. Greener Journal of
Environmental Management and Public Safety. 2, 001-009
Rachmanu Eko Handriyono / 3313201206
Program Magister Teknik Lingkungan
Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya
1.
Pendahuluan
Besi dan baja telah memainkan peran penting dalam pembangunan ekonomi dunia. Besi
dan baja banyak diperlukan dalam pekerjaan konstruksi termasuk jembatan, bangunan,
peralatan rumah tangga, pabrik pengolahan / manufaktur, peralatan, kendaraan, minyak dan
infrastruktur gas dll. Salah satu alasannya biaya yang relatif rendah mulai dari membuat,
membentuk, pengelasan dan pengolahan, serta melimpahnya bahan baku yaitu biji besi. Biji
besi merupakan salah satu mineral paling penting di bumi ini.
Baja diproduksi dari bijih besi pada suhu tinggi biasanya dalam tungku dan
membutuhkan batu kapur, batu bara dan listrik. Proses ini membutuhkan energi yang tinggi.
Misalnya, produksi besi dan baja menggunakan tanur (BF/BOF) memerlukan energi sebesar
23 MJ/kg dan potensi pemanasan global sebesar 2,3 kg CO2e/kg (Norgate et al., 2006).
Teknologi daur ulang besi dan baja dapat menghemat energi, meterial, dan mengurangi gas
rumah kaca. US EPA melaporkan bahwa untuk setiap ton besi dan baja yang diproduksi dari
daur ulang menghemat 1.115 kg bijih besi, 625 kg batu bara dan 53 kg kapur, menghemat
75% energi, bahan baku 90%, mengurangi polusi udara oleh 86% , penggunaan air sebesar
40%, pencemaran air oleh 76% dan pertambangan limbah oleh 97%.
2.
Proses Produksi dan Timbulan Besi dan Baja
Pada dasarnya ada dua tahap teknologi produksi besi dan baja. Pertama didasarkan pada
pengurangan dan peleburan bijih besi menggunakan tanur (BF-BOF) berdasarkan rumus
kimia :
yC + 2FexOy 2xFe + yCO2
dan yang keedua didasarkan pada hasil peleburan kembali skrap baja menggunakan tungku
induksi (IF) dan tanur listrik (EAF) (Christopher, 2011).
Sebuah alur skematis ditunjukkan pada Gambar 1. Besi stainless biasanya dihasilkan
melalui proses dua tahap. Bahan baku (termasuk skrap baja) dilelehkan bersama-sama dalam
tanur listrik, dengan komposisi logam cair yang digunakan sesuai kira-kira dengan produk
besi stainless yang diinginkan. Logam cair kemudian dipindahkan ke bejana/wadah
pemurnian (biasanya disebut bejana/wadah dekarburisasi argoneoxygen (AOD.
Gambar 1. Skema Produksi Besi dan Baja
(Sumber : Norgate et al., 2006)
Proses timbulan besi dan baja biasanya berasal dari bengkel, industri, dan rumah tangga.
Besi yang berasal dari rumah tangga dibuang ke TPS lalu ke TPA, sedangkan yang berasal
dari industri langsung dibuang ke TPA kemudian dikirim ke tempat pemulungan setelah
melalui proses pemilahan lalu besi dikirim ke penadah besi tua. Besi yang berasal dari
bengkel bisa langsung dikirim ke penadah besi tua kemudian terjadilah proses daur ulang.
Skema proses timbulan besi bisa dilihat di Gambar 2 berikut :
3.
Gambar 2. Proses Timbulan Besi dan Baja
(Sumber : Ohimain, 2013)
Daur Ulang Besi
Proses daur ulang besi dimulai dari pemilahan dengan 2 tahap, yaitu pemisahan secara
magnetik dan manual. Pemisahan magnetik bertujuan untuk memisahkan logam non besi dari
logam besi. Setelah itu dilakukan pemisahan manual untuk memisahkan logam besi menjadi
dua tahap, besi karbon rendah dan besi karbon tinggi. Logam karbon tinggi membutuhkan
waktu lebih lama untuk mencair dan menghasilkan terak (slag) lebih tinggi, sedangkan besi
karbon rendah menghasilkan terak (slag) lebih sedikit dan lebih cepat mencair. Gambar 3
menyajikan diagram alir untuk proses daur ulang besi menggunakan 100 % logam bekas.
Gambar 3. Proses Daur Ulang Besi dan Baja
(Sumber : Ohimain, 2013)
Setelah proses pemisahan kemudian dilakukan proses pemanasan dengan suhu 1550 –
1600 oC untuk besi karbon rendah selama 1 hari dan suhu diatas 1600 oC lebih dari 1 hari
untuk besi karbon tinggi. Dari Gambar 3 diatas dapat diketahui bahwa kurang dari 7 % terak
(slag) diproduksi dalam potongan logam berkualitas tinggi, sementara 7 % - 15 % diproduksi
dalam logam berkualitas rendah. Terak (slag) banyak digunakan sebagai bahan untuk
konstruksi jalan di berbagai negara (Ohimain, 2013). Setelah proses pemanasan kemudian
dilakukan proses pendinginan selama 1 hari 30 menit. Dari proses pendinginan tersebut
dihasilkan limbah/kotoran besi dan besi yang bisa digunakan, lalu dipanaskan lagi pada suhu
1000 oC selama 1 hari dan didinginkan kembali. Setelah itu dilakukan proses penggilingan
untuk menghasilkan batangan besi berkarbon tinggi dan rendah.
4.
Kesimpulan
1. Teknologi daur ulang besi melalui proses pemisahan, pemanasan, pendinginan, dan
penggilingan menghasilkan batangan besi berkarbon tinggi dan rendah.
2. Proses pemanasan besi menghasilkan terak (slag) yang dapat digunakan sebagai
bahan untuk konstruksi jalan.
5.
Referensi
Christopher, S., 2011. Sustainability and value of steel recycling in Uganda. Journal of
Civil Engineering and Construction Technology. 2, 212-217
Norgate, T.E., Jahanshahi, S., Rankin, W.J., 2006. Assessing the environmental impact
of metal production processes. Journal of Cleaner Production. 15, 838-848
Ohimain, E.I., 2013. Scrap Iron and Steel Recycling in Nigeria. Greener Journal of
Environmental Management and Public Safety. 2, 001-009