2.8. Proses Hall-Heroult
Alumina yang dihasilkan dari proses pemurnian masih mengandung oksigen sehingga harus dilakukan proses selanjutnya yaitu peleburan. Peleburan alumina
dilakukan dengan proses reduksi elektrolitik. Proses peleburan ini memakai metode Hall- Heroult.
Alumina dilarutkan dalam larutan kimia yang disebut kriolit pada sebuah tungku
yang disebut pot. Pot ini mempunyai dinding yang dibuat dari karbon. Bagian luar pot
terbuat dari baja. Aliran listrik diberikan melalui anoda dan katoda. Proses reduksi memerlukan karbon yang diambil dari anoda. Pada proses ini dibutuhkan arus listrik
searah sebesar 190 kiloampere. Arus listrik akan mengelektrolisa alumina menjadi aluminium dan oksigen
bereaksi membentuk senyawa CO
2
. Aluminium cair dari hasil elektrolisa akan turun ke dasar pot dan selanjutnya dialirkan dengan prinsip siphon ke krusibel yang kemudian
diangkut menuju tungku-tungku pengatur holding furnace. Kebutuhan listrik yang dihabiskan untuk menghasilkan 1 kg aluminium berkisar
sekitar 12 - 15 kWh. Satu kg aluminium dihasilkan dari 2 kg alumina dan ½ kg karbon. Reaksi permunian alumina menjadi aluminium adalah sebagai berikut :
970
o
C 2 Al
2
O
3
+ 3 C 4 Al + 3 CO
2
Na
3
AlF
6
Daryus, A., 2008
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2 Proses peleburan Al
2
O
3
menjadi aluminium dengan cara elektrrolisa.
2.9. Anode effect
Anode effect sering terjadi pada proses elektrolisa dari garam logam. Anode effect terjadi saat kekurangan alumina Al
2
O
3
di dalam larutan elektrolit Na
3
AlF
6
. Tanda fisiknya adalah timbulnya gelembung gas CO
2
pada bagian bawah anoda, yang menandakan menurunnya kemampuan elektrolit Na
3
AlF
6
untuk membasahi anoda. Akhirnya gelembung-gelembung gas CO
2
tersebut akan bergabung untuk membentuk suatu lapisan tunggal yang akan menutupi sebagian besar permukaan anoda. Dengan
sumber arus listrik yang tetap, beda potensial listrik akan naik lebih dari 30 volt. Hal ini disebabkan oleh gelembung gas CO
2
yang besar dan akan menaikkan rapat arus lokal
Universitas Sumatera Utara
pada anoda. Satu-satunya cara agar arus dapat melalui lapisan gas CO
2
pada permukaan anoda adalah dengan cara lompatan listrik electric arching.
Beda tegangan listrik akan naik perlahan seiring dengan kurangnya alumina Al
2
O
3
sampai suatu harga konsentrasi kritis tertentu yang berkisar antara 1 - 2 berat, tergantung dari rapat arus, suhu, konveksi larutan elektrolit Na
3
AlF
6
, komposisi larutan elektrolit Na
3
AlF
6
, dan bentuk dari anoda. Anoda effect dapat juga terjadi saat konsentrasi alumina Al
2
O
3
yang lebih tinggi dengan menaikkan rapat arus. Akibat dari anoda effect pada proses elektrolisis aluminium pada sel Hall-Heroult
yaitu adalah perubahan dari komposisi gas-gas anoda terutama CO
2
menjadi CO yang disertai dengan terbentuknya gas carbontetrafluoro CF
4
sebanyak 3 – 25 dan sedikit gas hexafluoroetana C
2
F
6
. Gas-gas ini akan menutupi permukaan aktif anoda sebagai lapisan film di permukaan. Lapisan ini juga mempengaruhi sifat pembasahan dari lapisan
antar muka dan juga bertindak sebagai penghambat listrik. Beberapa percobaan mengindikasikan hilangnya efisiensi arus saat anode effect
berlangsung sedangkan percobaan lainnya menunjukkan bahwa awalnya efiensi arus akan meningkat saat terjadinya anode effect, namun seiring dengan naiknya suhu sebagai
akibat dari naiknya beda tegangan listrik pada sel, maka efiensi arus akan menurun. Anonymous, 1998.
Universitas Sumatera Utara
BAB III BAHAN DAN METODE
3.1. Alat-alat
Kategori