Pabrik Smelter Grade Alumina (SGA) dari Bauksit dengan Proses Bayer - ITS Repository
TUGAS AKHIR – TK 145501
PABRIK SMELTER GRADE ALUMINA (SGA)
DARI BAUKSIT DENGAN PROSES BAYER
ANGGI MAULINDA
NRP. 2314 030 007
PRETY RIANA PATMAWATI
NRP. 2314 030 089
Dosen Pembimbing
Ir. Budi Setiawan, MT.
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA INDUSTRI
Fakultas Vokasi
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya 2017
TUGAS AKHIR – TK 145501
PABRIK SMELTER GRADE ALUMINA (SGA) DARI
BAUKSIT DENGAN PROSES BAYER
ANGGI MAULINDA
NRP. 2314 030 007
PRETY RIANA PATMAWATI
NRP. 2314 030 089
Dosen Pembimbing
Ir. Budi Setiawan, MT.
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA INDUSTRI
Fakultas Vokasi
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya 2017
FINAL PROJECT – TK 145501
SMELTER GRADE ALUMINA (SGA) PLANT FROM
BAUXITE WITH BAYER PROCESS
ANGGI MAULINDA
NRP. 2314 030 007
PRETY RIANA PATMAWATI
NRP. 2314 030 089
Supervisor
Ir. Budi Setiawan, MT.
DEPARTEMENT OF INDUSTRIAL CHEMICAL ENGINEERING
Faculty of Vocation
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya 2017
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah, Tuhan seru sekalian alam dan
tiada satupun yang menyamai-Nya. Shalawat serta salam
semoga tetap terlimpahkan kepada junjungan kita Nabi
Muhammad SAW beserta keluarganya.
Hanya dengan rahmat, taufiq serta hidayah Allah
sajalah dan juga dorongan yang kuat dari semua pihak,
maka penulis dapat menyelesaikan laporan yang berjudul :
“PABRIK SMELTER GRADE ALUMINA (SGA)
DARI BAUKSIT DENGAN PROSES BAYER”
Laporan tugas akhir ini merupakan tahap akhir
dari penyusunan tugas akhir yang merupakan salah satu
syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md.) di
Program Studi Departemen Teknik Kimia Industri FV-ITS
Terselesaikannya laporan tugas akhir ini tidak lepas
dari peran berbagai pihak yang turut memberikan arahan,
bimbingan, dan motivasi sehingga penulis dapat
menyelesaikannya dengan baik dan tepat waktu. Oleh
karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan
terima kasih kepada :
1. Bapak Ir. Agung Subyakto, MS. selaku Ketua
Departemen Teknik Kimia Industri FV-ITS
2. Ibu Warlinda Eka Triastuti, S.Si. MT. selaku
koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik Kimia
Industri FV-ITS
3. Bapak Ir. Budi Setiawan, MT. selaku dosen
pembimbing tugas akhir yang senantiasa
memberikan bimbingan, arahan dan dukungan serta
motivasi ditengah kesibukan beliau.
4. Ibu Dr. Ir. Lily Pudjiastuti, MT. dan Nurlaili
Humaidah, ST., MT. selaku dosen penguji tugas
akhir.
5. Seluruh dosen dan karyawan Departemen Teknik
Kimia Industri FV-ITS.
6. Kedua orang tua dan keluarga yang telah
memberikan dukungan moril dan materiil, doa untuk
kesuksesan serta jasa-jasa lain yang terlalu sulit
untuk diungkapkan.
7. Orang-orang terdekat yang selalu memotivasi,
menasehati, dan mendoakan penulis agar tetap
semangat dalam pengerjaan tugas akhir ini.
8. Rekan-rekan seperjuangan angkatan 2014, NITRO
14, yang senantiasa memberikan motivasi dan selalu
menemani di saat suka maupun duka.
9. Semua pihak yang telah memberikan bantuan dan
dukungannya baik dari segi moril ataupun materil
yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Akhirnya, hanya kepada Allah penulis
memohon semoga laporan tugas akhir ini dapat
bermanfaat khususnya bagi penulis dan segenap
pembaca pada umumnya.
PABRIK SMELTER GRADE ALUMINA (SGA) DARI
BAUKSIT DENGAN PROSES BAYER
Nama Mahasiswa : 1. Anggi Maulinda
2. Prety Riana Patmawati
Departemen
: Teknik Kimia Industri
Dosen Pembimbing: Ir. Budi Setiawan, MT.
2314 030 007
2314 030 089
ABSTRAK
Smelter Grade Alumina merupakan alumina yang
memiliki komposisi khusus untuk diolah menjadi aluminium.
Pabrik Smelter Grade Alumina akan didirikan di Kecamatan
Tayan, Kalimantan Barat dengan kapasitas 760.000 ton/tahun.
Proses produksi dilakukan dengan menggunakan proses Bayer
dan menggunakan bahan baku bauksit.
Proses produksi Smelter Grade Alumina menggunakan
proses Bayer dengan pertimbangan ketersediaan bahan baku
utama yaitu bauksit dan konsumsi energi dari masing-masing
proses. Proses Bayer dibagi menjadi tiga tahap, tahap pertama
yaitu digestion. Pada tahap ini Bauksit direaksikan dengan
NaOH. Tahap kedua adalah precipitation yaitu pembentukan
kristal alumina trihidrat. Tahap ketiga adalah calcination yaitu
proses pembentukan α-alumina.
Untuk mencapai kapasitas produksi tersebut, digunakan
bahan baku 5.054 ton/hari bauksit 2.064 ton NaOH untuk startup and 22,085 kg/hari NaOH untuk make up. Kebutuhan utilitas
pada pabrik Smelter Grade Alumina meliputi air pendingin yaitu
sebesar 30.010 m3/tahun, air umpan boiler sebesar 60.517
m3/hari, air make up boiler 12.103 m3/hari, air sanitasi sebesar
72 m3/hari dan air proses sebesar 11.474 m3/hari. Pabrik Smelter
Grade Alumina ini direncanakan akan beroperasi secara
kontinyu selama 24 jam/ hari dan 300 hari/tahun.
Kata kunci: Bauksit, Bayer, Smelter Grade Alumina,
i
SMELTER GRADE ALUMINA (SGA) PLANT FROM
BAUXITE WITH BAYER PROCESS
Name
Department
Supervisor
: 1. Anggi Maulinda
2314 030 007
2. Prety Riana Patmawati
2314 030 089
: Industrial Chemical Engineering
: Ir. Budi Setiawan, MT.
ABSTRACT
Smelter Grade Alumina (SGA) is the given name to
alumina utilized in manufacture of aluminium metal. Smelter
Grade Alumina plant will establish in Tayan District, West
Borneo with 760.000 ton/year capacity. The Smelter Grade
Alumina plant using bauxite for raw material with Bayer Process.
Smelter Grade Alumina plant production will use bayer
process with considering the availability of raw material and
energy consumption from each process. Bayer process is divided
into three stages, the first stage is digestion. At this process, the
bauxite is reacted with NaOH. The second stage is precipitation
that is the formation of crystalline trihydrate alumina. The third
stage is the calcination, which is the process of formation αalumina.
To achieve this production capacity, the raw materials
are used 5.054 ton / day bauxite and 2.064 ton NaOH for start-up
and 22,085 kg/day NaOH for make up. Utility needs for the
Smelter Grade Alumina pant include cooling water of 30.010 m3 /
day, boiler feed water 60.517 m3 / day, boiler make up water
12.103 m3 / day, sanitation water 72 m3 / year and process
water 11.474 m3 / day. The Smelter Grade Alumina plant is
planned to operate continuously for 24 hours / day and 300 days /
year.
Keywords: Bauxite, Bayer, Smelter Grade Alumina,
ii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
LEMBAR PENGESAHAN
KATA PENGANTAR
ABSTRAK............................................................................ i
ABSTRACT ........................................................................ ii
DAFTAR ISI ..................................................................... iii
DAFTAR GAMBAR ......................................................... v
DAFTAR GRAFIK .......................................................... vi
DAFTAR TABEL ............................................................. vii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang.................................................. 1
1.2 Dasar Teori ...................................................... 5
1.3 Kegunaan ......................................................... 7
1.4 Sifat Fisik dan Kimia ....................................... 8
BAB II MACAM DAN URAIAN PROSES
2.1 Macam Proses ................................................ 10
2.1.1 Proses Asam ...................................... 10
2.1.2 Proses Basa ....................................... 10
2.2 Seleksi Proses ................................................ 13
2.3 Uraian Proses Terpilih .................................... 13
BAB III NERACA MASSA ........................................ 17
BAB IV NERACA ENERGI ...................................... 33
BAB V SPESIFIKASI ALAT ................................... 38
BAB VI UTILITAS
6.1 Air .................................................................. 39
6.1.1 Air Sanitasi ........................................ 39
6.1.2 Air Proses .......................................... 40
6.1.2 Air Pendingin .................................... 40
6.1.2 Air Umpan Boiler ............................. 41
6.2 Proses Pengolahan Air ................................... 42
6.3 Perhitungan Kebutuhan Air ............................ 44
iii
6.4 Steam .............................................................. 45
6.5 Bahan Bakar ................................................... 46
6.6 Listrik ............................................................. 46
BAB VII KESELAMATAN DAN KESEHATAN
KERJA
7.1 Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3) Secara
Umum .................................................................... 47
7.1.1 Usaha-usaha Keselamatan Kerja ........ 47
7.1.2 Sebab-sebab Terjadinya Kecelakaan
Kerja ............................................................. 48
7.1.3 Alat-alat Pelindung Diri ..................... 49
7.2 Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3) Secara
Khusus .................................................................... 50
7.1.1 Usaha-usaha Keselamatan Kerja ........ 53
7.3 Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3) Pada
Alat ......................................................................... 53
BAB VIII INSTRUMENTASI
8.1 Instrumentasi Secara Umum .......................... 55
8.2 Instrumentasi pada Pabrik Smeter Grade
Alumina................................................................... 56
BAB IX PENGOLAHAN INDUSTRI KIMIA
9.1 Penganganan Limbah Industri Kimia ........ 57
9.1.1 Limbah Padat ..................................... 57
9.1.2 Limbah Cair ....................................... 58
9.1.2 Limbah Udara .................................... 58
BAB X
KESIMPULAN ........................................... 59
DAFTAR NOTASI ............................................................ ix
DAFTAR PUSTAKA ......................................................... x
LAMPIRAN
APPENDIKS A NERACA MASSA .................... A-1
APPENDIKS B NERACA ENERGI ................... B-1
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT ................ C-1
Flowsheet Pabrik Smelter Grade Alumina
Flowshet Utilitas Pabrik Smelter Grade Alumina
iv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Gambar 8.1
Lokasi Pabrik.............................................. 4
Diagram Alir Proses Sinter ...................... 11
Diagram Alir Proses Nepheline-based ..... 11
Perkembangan Proses Bayer .................... 12
Blok Diagram Tahap Digestion................ 14
Blok Diagram Tahap Precipitation .......... 15
Blok Diagram Tahap Calcination ............ 15
Metode Mixing Stockpile .......................... 65
v
DAFTAR GRAFIK
Grafik 2.1 Kebutuhan Aluminium Indonesia ................... 2
Grafik 2.2 Impor Alumina di Indonesia ........................... 3
Grafik 2.2 Konsumsi Alumina di Indonesia ..................... 3
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Perkembangan Ekspor, Impor dan Konsumsi
Alumina di Indonesia ........................................................... 3
Tabel 1.2 Data Produksi Alumina dan Smelter Grade
Alumina di Indonesia ............................................................ 4
Tabel 1.3 Komposisi Kimia Bauksit ............................... 5
Tabel 1.4 Komposisi Kimia Smelter Grade Alumina ..... 6
Tabel 1.5 Komposisi Kimia Red Mud ............................. 5
Tabel 2.1 Kelebihan dan Kekurangan masing-masing
proses
13
Tabel 3.1 Komposisi Bauksit ........................................ 17
Tabel 3.2 Neraca Massa Silo ......................................... 17
Tabel 3.2 Neraca Massa Ball Mill ................................. 17
Tabel 3.3 Neraca Massa Screen .................................... 18
Tabel 3.4 Neraca Massa Hopper ................................... 19
Tabel 3.5 Neraca Massa Mixer Bauksit ........................ 19
Tabel 3.6 Neraca Massa Mixer NaOH .......................... 19
Tabel 3.7 Neraca Massa Reactor Digester .................... 20
Tabel 3.8 Neraca Massa Flash Tank ............................. 21
Tabel 3.9 Neraca Massa Mixer Clarifier ...................... 21
Tabel 3.10 Neraca Massa Hydrocyclone Digester .......... 22
Tabel 3.11 Neraca Massa Clarifier Digester .................. 23
Tabel 3.12 Neraca Massa Clarifier Digester II ............... 23
Tabel 3.13 Neraca Massa Residu Washing ..................... 24
Tabel 3.14 Neraca Massa Residu Tank ........................... 25
Tabel 3.15 Neraca Massa Mixer Precipitation ............... 25
Tabel 3.16 Neraca Massa Reactor Precipitation ............ 26
Tabel 3.17 Neraca Massa Hydrocyclone Precipitation... 27
Tabel 3.18 Neraca Massa Evaporator............................. 27
Tabel 3.19 Neraca Massa RVF ........................................ 28
Tabel 3.20 Neraca Massa Hydrocyclone Precipitation II 28
Tabel 3.21 Neraca Massa Cyclone Preheater ................. 29
Tabel 3.22 Neraca Massa Fluidized Bed Calciner .......... 30
vii
Tabel 3.23
Tabel 3.24
Tabel 3.25
Tabel 3.26
Tabel 3.27
Tabel 3.28
Tabel 4.1
Tabel 4.2
Tabel 4.3
Tabel 4.4
Tabel 4.5
Tabel 4.6
Tabel 4.7
Tabel 4.8
Tabel 4.9
Tabel 4.10
Tabel 4.11
Tabel 6.1
Tabel 6.2
Tabel 6.3
Tabel 6.4
Tabel 6.5
Tabel 6.6
Tabel 6.7
Tabel 8.1
Tabel 8.2
Neraca Massa Cyclone .................................. 30
Neraca Massa Cyclone Cooler ...................... 31
Neraca Massa Fluidized Bed Cooler ............. 31
Neraca Massa Ball Mill ................................. 31
Neraca Massa Screen Alumina...................... 32
Neraca Massa Silo Bauksit ............................ 33
Neraca Panas Mixer NaOH ........................... 34
Neraca Panas Reactor Digester..................... 34
Neraca Panas Flash Tank .............................. 35
Neraca Panas Mixer Precipitation ................ 35
Neraca Panas Reactor Precipitation ............. 35
Neraca Panas Evaporator ............................. 36
Neraca Panas Barometric Condenser ........... 36
Neraca Panas Jet Ejector............................... 36
Neraca Panas Cyclone Preheater .................. 37
Neraca Panas Fluidized Bed Calciner ........... 37
Neraca Panas Fluidized Bed Cooler.............. 38
Parameter Air Pendingin ............................... 40
Parameter Air Pendingin ............................... 40
Kebutuhan Air Proses Pabrik ........................ 43
Kebutuhan Air Pendingin Pabrik .................. 43
Kebutuhan Air Umpan Boiler Pabrik............ 44
Kebutuhan Steam .......................................... 45
Kebutuhan Bahan Bakar ............................... 45
Identifikasi Instrumen ................................... 54
Instrumen Pabrik Alumina ............................ 55
viii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Aluminum merupakan salah satu logam yang penting
digunakan dalam dunia modern. Menurut Brandtzæg (2012),
aluminium banyak dipilih karena sifatnya yang tidak mudah
korosi, mudah dibentuk dan diproses, kuat namun ringan, dan
memiliki konduktivitas yang tinggi. Banyak sektor yang
sangat tergantung akan aluminium terutama industri
manufraktur. Indonesia merupakan negara yang memiliki
potensi dan sumber daya mineral yang tinggi. Salah satu
komoditas mineral Indonesia adalah bauksit. Bauksit
merupakan batuan mineral yang digunakan sebagai bahan
baku utama dalam pembuatan aluminium. Menurut
Kementrian Perdagangan (2013), Indonesia merupakan
negara produsen bauksit terbesar ke enam di dunia.
Dalam pembuatan aluminium bauksit harus
dimurnikan terlebih dahulu menjadi Smelter Grade Alumina
(SGA). Namun, hampir seluruh bauksit yang diproduksi di
Indonesia di ekspor ke negara lain hingga tahun 2014.
Sehingga kebutuhan Smelter Grade Alumina masih
menggantungkan impor. Untuk mengurangi ekspor raw
material dan meningkatkan nilai jual bahan tambang,
pemerintah mengeluarkan Undang-undang No. 4 Tahun 2009
tentang Pertambangan Mineral dan Batubara (Minerba),
dimana materi pokok yang terkandung didalam UU ini
mengatur penghiliran hasil tambang mineral dan batubara
dan melarang ekspor bahan mentah hingga tahun 2014.
Undang-undang
tersebut
juga
mengamanahkan
pembangunan refinery atau smelter untuk mengolah produk
raw material Indonesia. Maka sejak tahun 2013 mulai berdiri
pabrik pengolahan bauksit menjadi alumina ataupun Smelter
I-1
I-2
Bab I Pendahuluan
Grade Alumina, yaitu PT. Indonesia Chemical Alumina di
Kalimantan Barat (Kementrian Perdagangan, 2013).
Kebutuhan Smelter Grade Alumina didukung dengan
meningkatnya kebutuhan masyarakat terhadap Aluminium.
Menurut Kementrian ESDM (2012), Kebutuhan Aluminium
Indonesia pada tahun 2020 berada di kisaran 1.149.511 ton.
Kebutuhan aluminium Indonesia di supply oleh 40
perusahaan produsen dalam negeri dan kekurangannya masih
diimpor. Sehingga dengan meningkatnya kebutuhan
aluminium, melimpahnya sumber daya dan cadangan
bauksit, dan diterapkannya Undang-undang No. 4 Tahun
2009 tentang Pertambangan Mineral dan Batubara (Minerba),
dibutuhkan pendirian pabrik Smelter Grade Alumina di
Indonesia.
1.1.1 Sejarah
Proses produksi aluminium hidroksida atau alumina
dilakukan pertama kali dengan proses sinter yang ditemukan
oleh ilmuwan Perancis, Louis Le Chatelier, pada tahun 1855.
Pada proses ini bauksit direaksikan dengan natrium karbonat
(NaCO3) yang kemudian menjadi natrium aluminat. Preses
selanjutnya adalah tahap dekomposisi alumina menggunakan
proses (karbonatasi). Pada awalnya produksi alumina
digunakan untuk industri tekstil. Kebutuhan alumina
kemudian meningkat ketika digunakan sebagai bahan baku
produksi aluminium menggunakan proses Hall-Heroult
(Hudson, 2004).
Pada tahun 1888, ilmuwan Austria Karl Josef Bayer
mengembangkan proses sinter dari Le Chatelier yang
dinamakan proses Bayer. Proses ini kemudian mendapat
tanggapan positif dari dunia industri dan menggantikan
proses termal yang telah digunakan untuk memproduksi
alumina saat itu. Proses Bayer pada awalnya menggunakan
Na2CO3, seperti proses termal, pada proses leaching. Hingga
Pabrik Smelter Grade Alumina
dari Bauksit dengan Proses Bayer
Departemen Teknik Kimia Industri
Fakultas Vokasi ITS
I-3
Bab I Pendahuluan
pada tahun 1892, Bayer mengembangkan pressure leaching
dengan NaOH (Habashi, 1995).
Proses asam mulai dikembangkan pada tahun 1910
hingga 1930. Proses ini menggunakan bahan baku nonbauxite material berupa anortosit, kaolin, dan tanah liat.
Proses asam cukup populer pada tahun 1970 hingga 1980
dikarenakan adanya inflasi pada bauksit. Pada dasarnya
proses ini menggunakan prinsip acid-leaching untuk
mengesktraksi alumina. Asam sulfat merupakan senyawa
yang paling banyak digunakan. Asam sulfat sangat efektif
untuk proses acid-leacing dan ekonomis. Proses ini
menghasilkan crude alumina yang terkontaminasi dengan
besi yang kemudian dimurnikan (Seyuta, 2013).
Menurut Scarsella (2015), sekitar 80% produksi
alumina di dunia menggunakan proses Bayer, 14 %
menggunakan proses Sinter atau dengan modifikasi proses
Sinter dan Bayer, dan 3 % menggunakan bahan baku selain
bauksit, salah satu contohnya nepheline. Proses Bayer lebih
banyak dipilih karena konsumsi energinya lebih rendah
dibanding kan proses yang lain. Konsumsi energi proses
bayer rata-rata 12 GJ/ton sedangkan proses Sinter rata-rata
mengkonsumsi energi 22 GJ/ton. Menurut Adamek (2001),
pengembangan proses produksi alumina pada abad ini
berfokus pada pengembangan proses Bayer sehingga lebih
efisien, pemanfaatan sumber daya yang lebih efektif, efisiensi
energi, pengolahan residu dan recovery.
1.1.2 Alasan Pendirian Pabrik
Alumina adalah bahan baku dalam proses pembuatan
Alumunium. Sembilan puluh persen alumina diseluruh dunia
digunakan dalam produksi alumunium, sedangkan sisanya
digunakan dalam industri elektronik, dunia biomedis,
pembuatan refraktori dan industri kimia. Kegunaan alumina
yang sangat bervariasi menimbulkan tingginya angka impor
Departemen Teknik Kimia Industri
Fakultas Vokasi ITS
Pabrik Smelter Grade Alumina
dari Bauksit dengan Proses Bayer
I-4
Bab I Pendahuluan
alumina di Indonesia. Berdasarkan data dari Badan Pusat
Statistik (2016), diketahui bahwa impor produksi alumina
cenderung fluktuatif setiap tahunnya. Berikut ini adalah data
impor, ekspor dan konsumsi alumina beberapa tahun
terakhir:
Tabel 1.1 Perkembangan Ekspor, Impor dan Konsumsi
Smelter Grade Alumina Tahun 2010-2015 di Indonesia
Tahun
2010
2011
2012
2013
2014
2015
Impor
(Ton)
410,545.63
397,199.50
466,626.80
464,570.40
512,962.63
488,973.30
Ekspor
(Ton)
0
0
0
0
0
0
Konsumsi
(Ton)
410,545.63
397,199.50
466,626.80
464,570.40
512,962.63
488,973.30
(Badan Pusat Statitsik, 2016)
Berdasarkan data yang dipaparkan diatas dapat
diketahui bahwa kebutuhan alumina di Indonesia dari tahun
ke tahun mengalami kenaikan namun sifatnya fluktuatif.
Berikut ini adalah beberapa produsen alumina di Indonesia
beserta kapasitas produksinya:
Pabrik Smelter Grade Alumina
dari Bauksit dengan Proses Bayer
Departemen Teknik Kimia Industri
Fakultas Vokasi ITS
I-5
Bab I Pendahuluan
Tabel 1.2 Data Produksi Smelter Grade Alumina di
Indonesia
Kapasitas
Nama
Produk
Lokasi
produksi
Perusahaan
(Ton/thn)
SGA
PT. Well Harvest
(Smelter Kalimantan
Winning Alumina
1.000.000
Grade
Barat
Refinery*
Alumina)
SGA
PT. Inalum
(Smelter Kalimantan
ANTAM
1.000.000
Grade
Barat
Alumina**
Alumina)
*) PT.WHWA, 2016
**) PT.Inalum, 2016
Dengan pertimbangan data diatas, maka
direncanakan pendirian pabrik Smelter Grade Alumina baru
untuk memenuhi kebutuhan alumina di Indonesia sehingga
tidak terus bergantung pada impor alumina dari negara lain,
meningkatnya pendapatan negara karena meningkatnya
jumlah produksi, serta mengurangi angka pengangguran
yang cukup tinggi di Indonesia dengan terciptanya lapangan
pekerjaan baru.
1.1.3 Ketersediaan Bahan Baku
Bahan baku utama aluminium adalah bauksit.
Menurut Kementrian Perdagangan (2013),
Indonesia
merupakan negara produsen bauksit terbesar ke enam di
dunia dan menurut Badan Geologi Kementrian ESDM
(2016), Indonesia memiliki sumber daya bauksit sebesar
1348 juta ton dan 586 juta ton cadangan bauksit. Kandungan
bauksit tersebar di Provinsi kepulauan Riau, Provinsi
Kalimantan Barat, Provinsi Kalimantan Tengah, dan Provinsi
Departemen Teknik Kimia Industri
Fakultas Vokasi ITS
Pabrik Smelter Grade Alumina
dari Bauksit dengan Proses Bayer
I-6
Bab I Pendahuluan
Bangka Belitung. Karena ketersediaan bauksit yang
melimpah, maka berpotensi untuk didirikan pabrik Smelter
Grade Alumina.
1.1.4 Aspek Pasar
Smelter Grade Alumina adalah bahan baku utama
dalam peleburan aluminium. Aluminium adalah logam lunak
yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari,
meliputi transportasi, industri dan elektronik. Kebutuhan
Smelter Grade Alumina diprediksi semakin meningkat
dengan melihat cukup meningkatnya kebutuhan akan
aluminium di Indonesia. Dari data Kementrian ESDM,
kebutuhan aluminium pada tahun 2020 yang didapatkan
secara ekstrapolasi adalah 1.814.398 ton. Untuk membuat
satu ton aluminium dibutuhkan dua ton SGA, sehingga
membutuhkan Smelter Grade Alumina 3.628.796 juta ton
Konsumsi Aluminium
(Kementrian ESDM, 2012).
2000000
1800000
1600000
1400000
1200000
1000000
800000
y = 72980x - 1E+08
600000
R² = 0.9254
400000
200000
0
2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022
Tahun
Grafik 1.1 Konsumsi Aluminium Indonesia
Pabrik Smelter Grade Alumina
dari Bauksit dengan Proses Bayer
Departemen Teknik Kimia Industri
Fakultas Vokasi ITS
I-7
Bab I Pendahuluan
1.1.5 Penentuan Kapasitas Pabrik
Dalam menentukan kapasitas dari pabrik, perlu
dilakukan analisa akan kebutuhan alumina, jumlah produksi,
ekpor dan impor, serta ketersediaan bahan baku. Kebutuhan
alumina di Indonesia masih mengandalkan impor dari
berbagai negara terutama Australia. Jumlah impor alumina
mengalami fluktuasi dari tahun 2010 hingga 2014. Hal
tersebut merupakan dampak dari dikeluarkannya Undangundang No. 4 Tahun 2009 tentang Pertambangan Mineral dan
Batubara (Minerba). Namun, jumlah impor masih terbilang
sangat besar. Dibanding dengan impor, ekspor alumina
sangatlah kecil. Produksi alumina Indonesia baru dimulai
pada tahun 2013 di Kalimantan Barat. Perkembangan ekspor,
impor dan konsumsi di Indonesia pada tahun 2010-2015
tersaji pada Tabel I.1.
Impor Alumina (ton)
650,000.00
y = 21068x - 4E+07
R² = 0.7738
600,000.00
550,000.00
500,000.00
450,000.00
400,000.00
350,000.00
300,000.00
2010
2012
2014
2016
2018
2020
2022
Tahun
Grafik 1.2 Impor Alumina di Indonesia
Departemen Teknik Kimia Industri
Fakultas Vokasi ITS
Pabrik Smelter Grade Alumina
dari Bauksit dengan Proses Bayer
I-8
Bab I Pendahuluan
Impor Alumina (ton)
650,000.00
y = 21068x - 4E+07
R² = 0.7738
600,000.00
550,000.00
500,000.00
450,000.00
400,000.00
350,000.00
300,000.00
2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022
Tahun
Grafik 1.3 Konsumsi Alumina Indonesia
Dari hasil ekstrapolasi dengan metode regresi linier
data di atas, didapatkan persamaan y (kapasitas tahun x) =
23409 x (tahun x) – 50.000.000 Pabrik aluminium oksida
direncanakan beroperasi pada tahun 2020. Dapat diketahui
bahwa perkiraan impor aluminium oksida pada tahun 2020
adalah ± 613.860 ton/tahun. Untuk perkiraan data ekspor
alumina pada tahun 2020 sebesar 10 % dari total produksi
50.000 ton . Sedangkan data konsumsi alumina yang didapat
dari data impor dikurangi ekspor sebesar 613.860
ton/pertahun.
Dari data tersebut dapat diperoleh nilai kapasitas
pabrik Smelter Grade Alumina sebagai berikut:
Kapasitas
= (Hasil Produksi + Impor) – (Ekspor +
Konsumsi)
= (2.000.000 + 613.860) – (200.000 +
613.860)
= 1.800.000 Ton
Kapasitas Pabrik
= 42% x Kapasitas nasional
Pabrik Smelter Grade Alumina
dari Bauksit dengan Proses Bayer
Departemen Teknik Kimia Industri
Fakultas Vokasi ITS
I-9
Bab I Pendahuluan
= 42% x 1.800.000
= 756.000 ≈ 760.000 ton/tahun
Melihat peluang kapasitas diatas, maka kapasitas
produksi pabrik baru yang akan dibangun pada tahun 2020
ditetapkan sebesar 760.000 ton/tahun. Dengan asumsi
pertahun 300 hari.
1.1.6 Penentuan Lokasi Pabrik
Pada penentuan lokasi pabrik, ada beberapa kriteria
yang harus dipertimbangkan antara lain: penyediaan bahan
baku, pemasaran produk, fasilitas transportasi dan tenaga
kerja.
Gambar 1.1 Lokasi Pabrik
Lokasi pabrik Smelter Grade Alumina akan
direncanakan dibangun di Kecamatan Tayan, Kabupaten
Sanggau, Kalimantan Barat. Pertimbangan pemilihan lokasi
pabrik di Kalimantan Barat antara lain sebagai berikut:
1. Ketersediaan Bahan Baku
Lokasi pabrik Smelter Grade Alumina
akan
direncanakan berdiri di Kecamatan Tayan, Kabupaten
Sanggau, Kalimantan Barat dikarenakan Kabupaten
Sanggau memiliki pertambangan bauksit yang dikelolah
oleh PT. ANTAM tbk – UPB Bauksit Kalimantan Barat
Departemen Teknik Kimia Industri
Fakultas Vokasi ITS
Pabrik Smelter Grade Alumina
dari Bauksit dengan Proses Bayer
I-10
Bab I Pendahuluan
2.
3.
4.
5.
yang memiliki cadangan bauksit sebanyak 108.8 juta
wmt.
Ketersediaan Air
Pada Kecamatan Tayan, Kabupaten Sanggau,
Kalimantan Barat terdapat aliran Sungai Kapuas yang
dapat menunjang utilitas pabrik
Transportasi
Lokasi pabrik berjarak 119 km dari Pontianak, Ibu Kota
Provinsi Kalimantan Barat. Lokasi tersebut dapat diakses
dengan perjalanan darat selama 2 jam. Terdapat juga dua
pelabuhan yang juga berjarak kurang lebih 2 jam
berjalanan darat yaitu Pelabuhan Pontianak dan
Pelabuhan Rasau Jaya.
Sumber Daya Manusia (SDM)
Provinsi Kalimantan Barat memiliki jumlah penduduk
yang cukup tinggi yaitu sebesar 4.073.304 jiwa. Lokasi
pabrik yang dekat dengan Kota Pontianak
memungkinkan untuk mendapatkan SDM yang terdidik
sehingga dapat membantu penyerapan tenaga kerja
disana.
Faktor penunjang lain
Kecamatan Tayan, Kabupaten Sanggau, Kalimantan
Barat memiliki tanah yang relatif luas sehingga
pembangunan pabrik tidak menggangu penduduk
sekitar. Hal ini dikarenakan pabrik Smelter Grade
Alumina menghasilkan limbah red mud (residu bauksit)
yang membutuhkan lahan penampungan cukup luas.
1.2. Dasar Teori
1.2.1 Bauksit
Bauksit ditemukan pada tahun 1821 oleh Berthier dari
batuan sedimen di dekat Kota Les Baux di Provence,
Perancis. Komponen pembentuk Bauksit adalah Alumunium
oksida (Al2O3), besi oksida (Fe2O3), titanium oksida (TiO2),
Pabrik Smelter Grade Alumina
dari Bauksit dengan Proses Bayer
Departemen Teknik Kimia Industri
Fakultas Vokasi ITS
I-11
Bab I Pendahuluan
dan mineral Aluminosilikat. Bauksit merupakan batuan
sedimen yang mengandung mineral alumunium yaitu
gibbsite (γ-Al(OH)3), boehmite (γ- AlO(OH)), dan diaspore
(α-AlO(OH)). Gibbsite adalah mineral alumunium yang
banyak ditemukan pada bauksit muda di iklim tropis.
Mesozoic dan bauksit tua mengandung komponen mineral
alumunium boehmite atau diaspore. Namum, pada formasi
geologi dikerak bumi, bauksit tua didapat dari timbunan
bauksit muda di atasnya walaupun hanya sedikit (Hudson,
2002).
Sifat fisika dari bauksit meliputi tekstur, tingkat
kekerasan dan densitas. Ketiga sifat fisika tersebut sangatlah
beragam tergantung dari mineral aluminum penyusunnya.
Bauksit tipe diaspore memiliki kandungan besi oksida tinggi,
dengan tekstur sangat keras dan nilai densitas yang dapat
mencapai 3,6 g/cm3. Sebaliknya, bauksit muda atau gibbsite
memiliki tekstur yang sangat lunak, dan densitasnya hanya
2,0-2,5 g/cm3. Warna dari bauksit dapat ditentukan dari tipe
dan ukuran partikel dari komponen kandungan mineral besi.
Sehingga Bauksit memiliki warna dari kuning hinga oranye.
Bauksit yang mengandung senyawa besi berupa hematite
kasar akan memiliki warna lebih gelap (Hudson, 2002).
Tabel 1.3 Komposisi Kimia Bauksit
Komposisi Kimia
%
Al2O3
52,07
Na2O
1,37
Fe2O3
11,56
SiO2
3,32
TiO2
1,60
CaO
0,92
LOI
29,16
(Hudson, 2002).
Departemen Teknik Kimia Industri
Fakultas Vokasi ITS
Pabrik Smelter Grade Alumina
dari Bauksit dengan Proses Bayer
I-12
Bab I Pendahuluan
1.2.2 Aluminium Hidroksida
Proses pembuatan alumina pada dasarnya adalah
dengan kristalisasi dan netralisasi. Kristalisasi adalah
ekstraksi alumina dari bauksit menggunakan senyawa alkali.
Proses ini akan membuat larutan supersaturated yang
nantinya akan terbentuk kristal. Sedangkan proses netralisasi
adalah mereaksikan bauksit dengan senyawa asam. Proses ini
akan membentuk alumina dalam gelatin yang nantinya akan
dicuci. Proses kristalisasi lebih banyak digunakan
dibandingkan proses netralisasi, karena pada proses
netralisasi memerlukan pencucian kristal alumina dari
mother liquor sangat kompleks sehingga membutuhkan
energi yang sangat besar (Seecharran, 2010).
Klasifikasi umum dari beragam bentuk Alumunium
hidroksida dapat dilihat pada Gambar 1.2. Hasil dari proses
kristalisasi dapat dibagi menjadi dua yaitu tiga tipe trihidrat,
Al(OH)3; gibbsite, bayerite, dan nordstrandite. Sedangkan
bentuk yang lain adalah aluminium oksida hidroksida
AlO(OH) yang terdiri dari boehmite dan diaspore. Untuk
mengidentifikasi perbedaan kristal hidroksida dan oksida
dapat digunakan metode defraksi X-ray. Hidroksida dengan
pembentukan secara gelatin dapat dibedakan menjadi
amorphose dan pseudoboehmite (Hudson, 2002).
Gambar 1.2 Klasifikasi Aluminium Hidroksida
Pabrik Smelter Grade Alumina
dari Bauksit dengan Proses Bayer
Departemen Teknik Kimia Industri
Fakultas Vokasi ITS
I-13
Bab I Pendahuluan
1.2.3 Smelter Grade Alumina
Smelter atau Metalurgical Grade Alumina adalah
bentuk dari alumina yang khusus digunakan untuk
pembuatan logam aluminium. Smelter Grade Alumina
pertama kali menggunakan rotary kiln namun saat ini
diproduksi menggunakan fluid bed atau fluid flash calciners.
Pada fluid flash, aluminium hidroksida trihidrat dimasukkan
ke kolom yang dikontakkan dengan udara panas
menggunakan aliran counter-current. Pada proses ini
didapatkan pengurangan air pada aluminium hidroksida
basah. Proses kalsinasi terjadi selama rentang suhu antara
180-600ºC. Kalsinasi lanjut di lakukan pada suhu >1000ºC
untuk mengkonversi alumina ke bentuk α-alumina yang
merupakan komponen penyusun utama dari Smelter Grade
Alumina (Cotton, 2002).
Tabel 1.4 Komposisi Kimia Smelter Grade Alumina
Komposisi Kimia
%
Al2O3
99,7
Na2O
0,14
Fe2O3
0,12
SiO2
0,03
TiO2
0,016
CaO
0,009
ZnO
PABRIK SMELTER GRADE ALUMINA (SGA)
DARI BAUKSIT DENGAN PROSES BAYER
ANGGI MAULINDA
NRP. 2314 030 007
PRETY RIANA PATMAWATI
NRP. 2314 030 089
Dosen Pembimbing
Ir. Budi Setiawan, MT.
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA INDUSTRI
Fakultas Vokasi
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya 2017
TUGAS AKHIR – TK 145501
PABRIK SMELTER GRADE ALUMINA (SGA) DARI
BAUKSIT DENGAN PROSES BAYER
ANGGI MAULINDA
NRP. 2314 030 007
PRETY RIANA PATMAWATI
NRP. 2314 030 089
Dosen Pembimbing
Ir. Budi Setiawan, MT.
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA INDUSTRI
Fakultas Vokasi
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya 2017
FINAL PROJECT – TK 145501
SMELTER GRADE ALUMINA (SGA) PLANT FROM
BAUXITE WITH BAYER PROCESS
ANGGI MAULINDA
NRP. 2314 030 007
PRETY RIANA PATMAWATI
NRP. 2314 030 089
Supervisor
Ir. Budi Setiawan, MT.
DEPARTEMENT OF INDUSTRIAL CHEMICAL ENGINEERING
Faculty of Vocation
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya 2017
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah, Tuhan seru sekalian alam dan
tiada satupun yang menyamai-Nya. Shalawat serta salam
semoga tetap terlimpahkan kepada junjungan kita Nabi
Muhammad SAW beserta keluarganya.
Hanya dengan rahmat, taufiq serta hidayah Allah
sajalah dan juga dorongan yang kuat dari semua pihak,
maka penulis dapat menyelesaikan laporan yang berjudul :
“PABRIK SMELTER GRADE ALUMINA (SGA)
DARI BAUKSIT DENGAN PROSES BAYER”
Laporan tugas akhir ini merupakan tahap akhir
dari penyusunan tugas akhir yang merupakan salah satu
syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md.) di
Program Studi Departemen Teknik Kimia Industri FV-ITS
Terselesaikannya laporan tugas akhir ini tidak lepas
dari peran berbagai pihak yang turut memberikan arahan,
bimbingan, dan motivasi sehingga penulis dapat
menyelesaikannya dengan baik dan tepat waktu. Oleh
karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan
terima kasih kepada :
1. Bapak Ir. Agung Subyakto, MS. selaku Ketua
Departemen Teknik Kimia Industri FV-ITS
2. Ibu Warlinda Eka Triastuti, S.Si. MT. selaku
koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik Kimia
Industri FV-ITS
3. Bapak Ir. Budi Setiawan, MT. selaku dosen
pembimbing tugas akhir yang senantiasa
memberikan bimbingan, arahan dan dukungan serta
motivasi ditengah kesibukan beliau.
4. Ibu Dr. Ir. Lily Pudjiastuti, MT. dan Nurlaili
Humaidah, ST., MT. selaku dosen penguji tugas
akhir.
5. Seluruh dosen dan karyawan Departemen Teknik
Kimia Industri FV-ITS.
6. Kedua orang tua dan keluarga yang telah
memberikan dukungan moril dan materiil, doa untuk
kesuksesan serta jasa-jasa lain yang terlalu sulit
untuk diungkapkan.
7. Orang-orang terdekat yang selalu memotivasi,
menasehati, dan mendoakan penulis agar tetap
semangat dalam pengerjaan tugas akhir ini.
8. Rekan-rekan seperjuangan angkatan 2014, NITRO
14, yang senantiasa memberikan motivasi dan selalu
menemani di saat suka maupun duka.
9. Semua pihak yang telah memberikan bantuan dan
dukungannya baik dari segi moril ataupun materil
yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Akhirnya, hanya kepada Allah penulis
memohon semoga laporan tugas akhir ini dapat
bermanfaat khususnya bagi penulis dan segenap
pembaca pada umumnya.
PABRIK SMELTER GRADE ALUMINA (SGA) DARI
BAUKSIT DENGAN PROSES BAYER
Nama Mahasiswa : 1. Anggi Maulinda
2. Prety Riana Patmawati
Departemen
: Teknik Kimia Industri
Dosen Pembimbing: Ir. Budi Setiawan, MT.
2314 030 007
2314 030 089
ABSTRAK
Smelter Grade Alumina merupakan alumina yang
memiliki komposisi khusus untuk diolah menjadi aluminium.
Pabrik Smelter Grade Alumina akan didirikan di Kecamatan
Tayan, Kalimantan Barat dengan kapasitas 760.000 ton/tahun.
Proses produksi dilakukan dengan menggunakan proses Bayer
dan menggunakan bahan baku bauksit.
Proses produksi Smelter Grade Alumina menggunakan
proses Bayer dengan pertimbangan ketersediaan bahan baku
utama yaitu bauksit dan konsumsi energi dari masing-masing
proses. Proses Bayer dibagi menjadi tiga tahap, tahap pertama
yaitu digestion. Pada tahap ini Bauksit direaksikan dengan
NaOH. Tahap kedua adalah precipitation yaitu pembentukan
kristal alumina trihidrat. Tahap ketiga adalah calcination yaitu
proses pembentukan α-alumina.
Untuk mencapai kapasitas produksi tersebut, digunakan
bahan baku 5.054 ton/hari bauksit 2.064 ton NaOH untuk startup and 22,085 kg/hari NaOH untuk make up. Kebutuhan utilitas
pada pabrik Smelter Grade Alumina meliputi air pendingin yaitu
sebesar 30.010 m3/tahun, air umpan boiler sebesar 60.517
m3/hari, air make up boiler 12.103 m3/hari, air sanitasi sebesar
72 m3/hari dan air proses sebesar 11.474 m3/hari. Pabrik Smelter
Grade Alumina ini direncanakan akan beroperasi secara
kontinyu selama 24 jam/ hari dan 300 hari/tahun.
Kata kunci: Bauksit, Bayer, Smelter Grade Alumina,
i
SMELTER GRADE ALUMINA (SGA) PLANT FROM
BAUXITE WITH BAYER PROCESS
Name
Department
Supervisor
: 1. Anggi Maulinda
2314 030 007
2. Prety Riana Patmawati
2314 030 089
: Industrial Chemical Engineering
: Ir. Budi Setiawan, MT.
ABSTRACT
Smelter Grade Alumina (SGA) is the given name to
alumina utilized in manufacture of aluminium metal. Smelter
Grade Alumina plant will establish in Tayan District, West
Borneo with 760.000 ton/year capacity. The Smelter Grade
Alumina plant using bauxite for raw material with Bayer Process.
Smelter Grade Alumina plant production will use bayer
process with considering the availability of raw material and
energy consumption from each process. Bayer process is divided
into three stages, the first stage is digestion. At this process, the
bauxite is reacted with NaOH. The second stage is precipitation
that is the formation of crystalline trihydrate alumina. The third
stage is the calcination, which is the process of formation αalumina.
To achieve this production capacity, the raw materials
are used 5.054 ton / day bauxite and 2.064 ton NaOH for start-up
and 22,085 kg/day NaOH for make up. Utility needs for the
Smelter Grade Alumina pant include cooling water of 30.010 m3 /
day, boiler feed water 60.517 m3 / day, boiler make up water
12.103 m3 / day, sanitation water 72 m3 / year and process
water 11.474 m3 / day. The Smelter Grade Alumina plant is
planned to operate continuously for 24 hours / day and 300 days /
year.
Keywords: Bauxite, Bayer, Smelter Grade Alumina,
ii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
LEMBAR PENGESAHAN
KATA PENGANTAR
ABSTRAK............................................................................ i
ABSTRACT ........................................................................ ii
DAFTAR ISI ..................................................................... iii
DAFTAR GAMBAR ......................................................... v
DAFTAR GRAFIK .......................................................... vi
DAFTAR TABEL ............................................................. vii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang.................................................. 1
1.2 Dasar Teori ...................................................... 5
1.3 Kegunaan ......................................................... 7
1.4 Sifat Fisik dan Kimia ....................................... 8
BAB II MACAM DAN URAIAN PROSES
2.1 Macam Proses ................................................ 10
2.1.1 Proses Asam ...................................... 10
2.1.2 Proses Basa ....................................... 10
2.2 Seleksi Proses ................................................ 13
2.3 Uraian Proses Terpilih .................................... 13
BAB III NERACA MASSA ........................................ 17
BAB IV NERACA ENERGI ...................................... 33
BAB V SPESIFIKASI ALAT ................................... 38
BAB VI UTILITAS
6.1 Air .................................................................. 39
6.1.1 Air Sanitasi ........................................ 39
6.1.2 Air Proses .......................................... 40
6.1.2 Air Pendingin .................................... 40
6.1.2 Air Umpan Boiler ............................. 41
6.2 Proses Pengolahan Air ................................... 42
6.3 Perhitungan Kebutuhan Air ............................ 44
iii
6.4 Steam .............................................................. 45
6.5 Bahan Bakar ................................................... 46
6.6 Listrik ............................................................. 46
BAB VII KESELAMATAN DAN KESEHATAN
KERJA
7.1 Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3) Secara
Umum .................................................................... 47
7.1.1 Usaha-usaha Keselamatan Kerja ........ 47
7.1.2 Sebab-sebab Terjadinya Kecelakaan
Kerja ............................................................. 48
7.1.3 Alat-alat Pelindung Diri ..................... 49
7.2 Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3) Secara
Khusus .................................................................... 50
7.1.1 Usaha-usaha Keselamatan Kerja ........ 53
7.3 Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3) Pada
Alat ......................................................................... 53
BAB VIII INSTRUMENTASI
8.1 Instrumentasi Secara Umum .......................... 55
8.2 Instrumentasi pada Pabrik Smeter Grade
Alumina................................................................... 56
BAB IX PENGOLAHAN INDUSTRI KIMIA
9.1 Penganganan Limbah Industri Kimia ........ 57
9.1.1 Limbah Padat ..................................... 57
9.1.2 Limbah Cair ....................................... 58
9.1.2 Limbah Udara .................................... 58
BAB X
KESIMPULAN ........................................... 59
DAFTAR NOTASI ............................................................ ix
DAFTAR PUSTAKA ......................................................... x
LAMPIRAN
APPENDIKS A NERACA MASSA .................... A-1
APPENDIKS B NERACA ENERGI ................... B-1
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT ................ C-1
Flowsheet Pabrik Smelter Grade Alumina
Flowshet Utilitas Pabrik Smelter Grade Alumina
iv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Gambar 8.1
Lokasi Pabrik.............................................. 4
Diagram Alir Proses Sinter ...................... 11
Diagram Alir Proses Nepheline-based ..... 11
Perkembangan Proses Bayer .................... 12
Blok Diagram Tahap Digestion................ 14
Blok Diagram Tahap Precipitation .......... 15
Blok Diagram Tahap Calcination ............ 15
Metode Mixing Stockpile .......................... 65
v
DAFTAR GRAFIK
Grafik 2.1 Kebutuhan Aluminium Indonesia ................... 2
Grafik 2.2 Impor Alumina di Indonesia ........................... 3
Grafik 2.2 Konsumsi Alumina di Indonesia ..................... 3
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Perkembangan Ekspor, Impor dan Konsumsi
Alumina di Indonesia ........................................................... 3
Tabel 1.2 Data Produksi Alumina dan Smelter Grade
Alumina di Indonesia ............................................................ 4
Tabel 1.3 Komposisi Kimia Bauksit ............................... 5
Tabel 1.4 Komposisi Kimia Smelter Grade Alumina ..... 6
Tabel 1.5 Komposisi Kimia Red Mud ............................. 5
Tabel 2.1 Kelebihan dan Kekurangan masing-masing
proses
13
Tabel 3.1 Komposisi Bauksit ........................................ 17
Tabel 3.2 Neraca Massa Silo ......................................... 17
Tabel 3.2 Neraca Massa Ball Mill ................................. 17
Tabel 3.3 Neraca Massa Screen .................................... 18
Tabel 3.4 Neraca Massa Hopper ................................... 19
Tabel 3.5 Neraca Massa Mixer Bauksit ........................ 19
Tabel 3.6 Neraca Massa Mixer NaOH .......................... 19
Tabel 3.7 Neraca Massa Reactor Digester .................... 20
Tabel 3.8 Neraca Massa Flash Tank ............................. 21
Tabel 3.9 Neraca Massa Mixer Clarifier ...................... 21
Tabel 3.10 Neraca Massa Hydrocyclone Digester .......... 22
Tabel 3.11 Neraca Massa Clarifier Digester .................. 23
Tabel 3.12 Neraca Massa Clarifier Digester II ............... 23
Tabel 3.13 Neraca Massa Residu Washing ..................... 24
Tabel 3.14 Neraca Massa Residu Tank ........................... 25
Tabel 3.15 Neraca Massa Mixer Precipitation ............... 25
Tabel 3.16 Neraca Massa Reactor Precipitation ............ 26
Tabel 3.17 Neraca Massa Hydrocyclone Precipitation... 27
Tabel 3.18 Neraca Massa Evaporator............................. 27
Tabel 3.19 Neraca Massa RVF ........................................ 28
Tabel 3.20 Neraca Massa Hydrocyclone Precipitation II 28
Tabel 3.21 Neraca Massa Cyclone Preheater ................. 29
Tabel 3.22 Neraca Massa Fluidized Bed Calciner .......... 30
vii
Tabel 3.23
Tabel 3.24
Tabel 3.25
Tabel 3.26
Tabel 3.27
Tabel 3.28
Tabel 4.1
Tabel 4.2
Tabel 4.3
Tabel 4.4
Tabel 4.5
Tabel 4.6
Tabel 4.7
Tabel 4.8
Tabel 4.9
Tabel 4.10
Tabel 4.11
Tabel 6.1
Tabel 6.2
Tabel 6.3
Tabel 6.4
Tabel 6.5
Tabel 6.6
Tabel 6.7
Tabel 8.1
Tabel 8.2
Neraca Massa Cyclone .................................. 30
Neraca Massa Cyclone Cooler ...................... 31
Neraca Massa Fluidized Bed Cooler ............. 31
Neraca Massa Ball Mill ................................. 31
Neraca Massa Screen Alumina...................... 32
Neraca Massa Silo Bauksit ............................ 33
Neraca Panas Mixer NaOH ........................... 34
Neraca Panas Reactor Digester..................... 34
Neraca Panas Flash Tank .............................. 35
Neraca Panas Mixer Precipitation ................ 35
Neraca Panas Reactor Precipitation ............. 35
Neraca Panas Evaporator ............................. 36
Neraca Panas Barometric Condenser ........... 36
Neraca Panas Jet Ejector............................... 36
Neraca Panas Cyclone Preheater .................. 37
Neraca Panas Fluidized Bed Calciner ........... 37
Neraca Panas Fluidized Bed Cooler.............. 38
Parameter Air Pendingin ............................... 40
Parameter Air Pendingin ............................... 40
Kebutuhan Air Proses Pabrik ........................ 43
Kebutuhan Air Pendingin Pabrik .................. 43
Kebutuhan Air Umpan Boiler Pabrik............ 44
Kebutuhan Steam .......................................... 45
Kebutuhan Bahan Bakar ............................... 45
Identifikasi Instrumen ................................... 54
Instrumen Pabrik Alumina ............................ 55
viii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Aluminum merupakan salah satu logam yang penting
digunakan dalam dunia modern. Menurut Brandtzæg (2012),
aluminium banyak dipilih karena sifatnya yang tidak mudah
korosi, mudah dibentuk dan diproses, kuat namun ringan, dan
memiliki konduktivitas yang tinggi. Banyak sektor yang
sangat tergantung akan aluminium terutama industri
manufraktur. Indonesia merupakan negara yang memiliki
potensi dan sumber daya mineral yang tinggi. Salah satu
komoditas mineral Indonesia adalah bauksit. Bauksit
merupakan batuan mineral yang digunakan sebagai bahan
baku utama dalam pembuatan aluminium. Menurut
Kementrian Perdagangan (2013), Indonesia merupakan
negara produsen bauksit terbesar ke enam di dunia.
Dalam pembuatan aluminium bauksit harus
dimurnikan terlebih dahulu menjadi Smelter Grade Alumina
(SGA). Namun, hampir seluruh bauksit yang diproduksi di
Indonesia di ekspor ke negara lain hingga tahun 2014.
Sehingga kebutuhan Smelter Grade Alumina masih
menggantungkan impor. Untuk mengurangi ekspor raw
material dan meningkatkan nilai jual bahan tambang,
pemerintah mengeluarkan Undang-undang No. 4 Tahun 2009
tentang Pertambangan Mineral dan Batubara (Minerba),
dimana materi pokok yang terkandung didalam UU ini
mengatur penghiliran hasil tambang mineral dan batubara
dan melarang ekspor bahan mentah hingga tahun 2014.
Undang-undang
tersebut
juga
mengamanahkan
pembangunan refinery atau smelter untuk mengolah produk
raw material Indonesia. Maka sejak tahun 2013 mulai berdiri
pabrik pengolahan bauksit menjadi alumina ataupun Smelter
I-1
I-2
Bab I Pendahuluan
Grade Alumina, yaitu PT. Indonesia Chemical Alumina di
Kalimantan Barat (Kementrian Perdagangan, 2013).
Kebutuhan Smelter Grade Alumina didukung dengan
meningkatnya kebutuhan masyarakat terhadap Aluminium.
Menurut Kementrian ESDM (2012), Kebutuhan Aluminium
Indonesia pada tahun 2020 berada di kisaran 1.149.511 ton.
Kebutuhan aluminium Indonesia di supply oleh 40
perusahaan produsen dalam negeri dan kekurangannya masih
diimpor. Sehingga dengan meningkatnya kebutuhan
aluminium, melimpahnya sumber daya dan cadangan
bauksit, dan diterapkannya Undang-undang No. 4 Tahun
2009 tentang Pertambangan Mineral dan Batubara (Minerba),
dibutuhkan pendirian pabrik Smelter Grade Alumina di
Indonesia.
1.1.1 Sejarah
Proses produksi aluminium hidroksida atau alumina
dilakukan pertama kali dengan proses sinter yang ditemukan
oleh ilmuwan Perancis, Louis Le Chatelier, pada tahun 1855.
Pada proses ini bauksit direaksikan dengan natrium karbonat
(NaCO3) yang kemudian menjadi natrium aluminat. Preses
selanjutnya adalah tahap dekomposisi alumina menggunakan
proses (karbonatasi). Pada awalnya produksi alumina
digunakan untuk industri tekstil. Kebutuhan alumina
kemudian meningkat ketika digunakan sebagai bahan baku
produksi aluminium menggunakan proses Hall-Heroult
(Hudson, 2004).
Pada tahun 1888, ilmuwan Austria Karl Josef Bayer
mengembangkan proses sinter dari Le Chatelier yang
dinamakan proses Bayer. Proses ini kemudian mendapat
tanggapan positif dari dunia industri dan menggantikan
proses termal yang telah digunakan untuk memproduksi
alumina saat itu. Proses Bayer pada awalnya menggunakan
Na2CO3, seperti proses termal, pada proses leaching. Hingga
Pabrik Smelter Grade Alumina
dari Bauksit dengan Proses Bayer
Departemen Teknik Kimia Industri
Fakultas Vokasi ITS
I-3
Bab I Pendahuluan
pada tahun 1892, Bayer mengembangkan pressure leaching
dengan NaOH (Habashi, 1995).
Proses asam mulai dikembangkan pada tahun 1910
hingga 1930. Proses ini menggunakan bahan baku nonbauxite material berupa anortosit, kaolin, dan tanah liat.
Proses asam cukup populer pada tahun 1970 hingga 1980
dikarenakan adanya inflasi pada bauksit. Pada dasarnya
proses ini menggunakan prinsip acid-leaching untuk
mengesktraksi alumina. Asam sulfat merupakan senyawa
yang paling banyak digunakan. Asam sulfat sangat efektif
untuk proses acid-leacing dan ekonomis. Proses ini
menghasilkan crude alumina yang terkontaminasi dengan
besi yang kemudian dimurnikan (Seyuta, 2013).
Menurut Scarsella (2015), sekitar 80% produksi
alumina di dunia menggunakan proses Bayer, 14 %
menggunakan proses Sinter atau dengan modifikasi proses
Sinter dan Bayer, dan 3 % menggunakan bahan baku selain
bauksit, salah satu contohnya nepheline. Proses Bayer lebih
banyak dipilih karena konsumsi energinya lebih rendah
dibanding kan proses yang lain. Konsumsi energi proses
bayer rata-rata 12 GJ/ton sedangkan proses Sinter rata-rata
mengkonsumsi energi 22 GJ/ton. Menurut Adamek (2001),
pengembangan proses produksi alumina pada abad ini
berfokus pada pengembangan proses Bayer sehingga lebih
efisien, pemanfaatan sumber daya yang lebih efektif, efisiensi
energi, pengolahan residu dan recovery.
1.1.2 Alasan Pendirian Pabrik
Alumina adalah bahan baku dalam proses pembuatan
Alumunium. Sembilan puluh persen alumina diseluruh dunia
digunakan dalam produksi alumunium, sedangkan sisanya
digunakan dalam industri elektronik, dunia biomedis,
pembuatan refraktori dan industri kimia. Kegunaan alumina
yang sangat bervariasi menimbulkan tingginya angka impor
Departemen Teknik Kimia Industri
Fakultas Vokasi ITS
Pabrik Smelter Grade Alumina
dari Bauksit dengan Proses Bayer
I-4
Bab I Pendahuluan
alumina di Indonesia. Berdasarkan data dari Badan Pusat
Statistik (2016), diketahui bahwa impor produksi alumina
cenderung fluktuatif setiap tahunnya. Berikut ini adalah data
impor, ekspor dan konsumsi alumina beberapa tahun
terakhir:
Tabel 1.1 Perkembangan Ekspor, Impor dan Konsumsi
Smelter Grade Alumina Tahun 2010-2015 di Indonesia
Tahun
2010
2011
2012
2013
2014
2015
Impor
(Ton)
410,545.63
397,199.50
466,626.80
464,570.40
512,962.63
488,973.30
Ekspor
(Ton)
0
0
0
0
0
0
Konsumsi
(Ton)
410,545.63
397,199.50
466,626.80
464,570.40
512,962.63
488,973.30
(Badan Pusat Statitsik, 2016)
Berdasarkan data yang dipaparkan diatas dapat
diketahui bahwa kebutuhan alumina di Indonesia dari tahun
ke tahun mengalami kenaikan namun sifatnya fluktuatif.
Berikut ini adalah beberapa produsen alumina di Indonesia
beserta kapasitas produksinya:
Pabrik Smelter Grade Alumina
dari Bauksit dengan Proses Bayer
Departemen Teknik Kimia Industri
Fakultas Vokasi ITS
I-5
Bab I Pendahuluan
Tabel 1.2 Data Produksi Smelter Grade Alumina di
Indonesia
Kapasitas
Nama
Produk
Lokasi
produksi
Perusahaan
(Ton/thn)
SGA
PT. Well Harvest
(Smelter Kalimantan
Winning Alumina
1.000.000
Grade
Barat
Refinery*
Alumina)
SGA
PT. Inalum
(Smelter Kalimantan
ANTAM
1.000.000
Grade
Barat
Alumina**
Alumina)
*) PT.WHWA, 2016
**) PT.Inalum, 2016
Dengan pertimbangan data diatas, maka
direncanakan pendirian pabrik Smelter Grade Alumina baru
untuk memenuhi kebutuhan alumina di Indonesia sehingga
tidak terus bergantung pada impor alumina dari negara lain,
meningkatnya pendapatan negara karena meningkatnya
jumlah produksi, serta mengurangi angka pengangguran
yang cukup tinggi di Indonesia dengan terciptanya lapangan
pekerjaan baru.
1.1.3 Ketersediaan Bahan Baku
Bahan baku utama aluminium adalah bauksit.
Menurut Kementrian Perdagangan (2013),
Indonesia
merupakan negara produsen bauksit terbesar ke enam di
dunia dan menurut Badan Geologi Kementrian ESDM
(2016), Indonesia memiliki sumber daya bauksit sebesar
1348 juta ton dan 586 juta ton cadangan bauksit. Kandungan
bauksit tersebar di Provinsi kepulauan Riau, Provinsi
Kalimantan Barat, Provinsi Kalimantan Tengah, dan Provinsi
Departemen Teknik Kimia Industri
Fakultas Vokasi ITS
Pabrik Smelter Grade Alumina
dari Bauksit dengan Proses Bayer
I-6
Bab I Pendahuluan
Bangka Belitung. Karena ketersediaan bauksit yang
melimpah, maka berpotensi untuk didirikan pabrik Smelter
Grade Alumina.
1.1.4 Aspek Pasar
Smelter Grade Alumina adalah bahan baku utama
dalam peleburan aluminium. Aluminium adalah logam lunak
yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari,
meliputi transportasi, industri dan elektronik. Kebutuhan
Smelter Grade Alumina diprediksi semakin meningkat
dengan melihat cukup meningkatnya kebutuhan akan
aluminium di Indonesia. Dari data Kementrian ESDM,
kebutuhan aluminium pada tahun 2020 yang didapatkan
secara ekstrapolasi adalah 1.814.398 ton. Untuk membuat
satu ton aluminium dibutuhkan dua ton SGA, sehingga
membutuhkan Smelter Grade Alumina 3.628.796 juta ton
Konsumsi Aluminium
(Kementrian ESDM, 2012).
2000000
1800000
1600000
1400000
1200000
1000000
800000
y = 72980x - 1E+08
600000
R² = 0.9254
400000
200000
0
2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022
Tahun
Grafik 1.1 Konsumsi Aluminium Indonesia
Pabrik Smelter Grade Alumina
dari Bauksit dengan Proses Bayer
Departemen Teknik Kimia Industri
Fakultas Vokasi ITS
I-7
Bab I Pendahuluan
1.1.5 Penentuan Kapasitas Pabrik
Dalam menentukan kapasitas dari pabrik, perlu
dilakukan analisa akan kebutuhan alumina, jumlah produksi,
ekpor dan impor, serta ketersediaan bahan baku. Kebutuhan
alumina di Indonesia masih mengandalkan impor dari
berbagai negara terutama Australia. Jumlah impor alumina
mengalami fluktuasi dari tahun 2010 hingga 2014. Hal
tersebut merupakan dampak dari dikeluarkannya Undangundang No. 4 Tahun 2009 tentang Pertambangan Mineral dan
Batubara (Minerba). Namun, jumlah impor masih terbilang
sangat besar. Dibanding dengan impor, ekspor alumina
sangatlah kecil. Produksi alumina Indonesia baru dimulai
pada tahun 2013 di Kalimantan Barat. Perkembangan ekspor,
impor dan konsumsi di Indonesia pada tahun 2010-2015
tersaji pada Tabel I.1.
Impor Alumina (ton)
650,000.00
y = 21068x - 4E+07
R² = 0.7738
600,000.00
550,000.00
500,000.00
450,000.00
400,000.00
350,000.00
300,000.00
2010
2012
2014
2016
2018
2020
2022
Tahun
Grafik 1.2 Impor Alumina di Indonesia
Departemen Teknik Kimia Industri
Fakultas Vokasi ITS
Pabrik Smelter Grade Alumina
dari Bauksit dengan Proses Bayer
I-8
Bab I Pendahuluan
Impor Alumina (ton)
650,000.00
y = 21068x - 4E+07
R² = 0.7738
600,000.00
550,000.00
500,000.00
450,000.00
400,000.00
350,000.00
300,000.00
2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022
Tahun
Grafik 1.3 Konsumsi Alumina Indonesia
Dari hasil ekstrapolasi dengan metode regresi linier
data di atas, didapatkan persamaan y (kapasitas tahun x) =
23409 x (tahun x) – 50.000.000 Pabrik aluminium oksida
direncanakan beroperasi pada tahun 2020. Dapat diketahui
bahwa perkiraan impor aluminium oksida pada tahun 2020
adalah ± 613.860 ton/tahun. Untuk perkiraan data ekspor
alumina pada tahun 2020 sebesar 10 % dari total produksi
50.000 ton . Sedangkan data konsumsi alumina yang didapat
dari data impor dikurangi ekspor sebesar 613.860
ton/pertahun.
Dari data tersebut dapat diperoleh nilai kapasitas
pabrik Smelter Grade Alumina sebagai berikut:
Kapasitas
= (Hasil Produksi + Impor) – (Ekspor +
Konsumsi)
= (2.000.000 + 613.860) – (200.000 +
613.860)
= 1.800.000 Ton
Kapasitas Pabrik
= 42% x Kapasitas nasional
Pabrik Smelter Grade Alumina
dari Bauksit dengan Proses Bayer
Departemen Teknik Kimia Industri
Fakultas Vokasi ITS
I-9
Bab I Pendahuluan
= 42% x 1.800.000
= 756.000 ≈ 760.000 ton/tahun
Melihat peluang kapasitas diatas, maka kapasitas
produksi pabrik baru yang akan dibangun pada tahun 2020
ditetapkan sebesar 760.000 ton/tahun. Dengan asumsi
pertahun 300 hari.
1.1.6 Penentuan Lokasi Pabrik
Pada penentuan lokasi pabrik, ada beberapa kriteria
yang harus dipertimbangkan antara lain: penyediaan bahan
baku, pemasaran produk, fasilitas transportasi dan tenaga
kerja.
Gambar 1.1 Lokasi Pabrik
Lokasi pabrik Smelter Grade Alumina akan
direncanakan dibangun di Kecamatan Tayan, Kabupaten
Sanggau, Kalimantan Barat. Pertimbangan pemilihan lokasi
pabrik di Kalimantan Barat antara lain sebagai berikut:
1. Ketersediaan Bahan Baku
Lokasi pabrik Smelter Grade Alumina
akan
direncanakan berdiri di Kecamatan Tayan, Kabupaten
Sanggau, Kalimantan Barat dikarenakan Kabupaten
Sanggau memiliki pertambangan bauksit yang dikelolah
oleh PT. ANTAM tbk – UPB Bauksit Kalimantan Barat
Departemen Teknik Kimia Industri
Fakultas Vokasi ITS
Pabrik Smelter Grade Alumina
dari Bauksit dengan Proses Bayer
I-10
Bab I Pendahuluan
2.
3.
4.
5.
yang memiliki cadangan bauksit sebanyak 108.8 juta
wmt.
Ketersediaan Air
Pada Kecamatan Tayan, Kabupaten Sanggau,
Kalimantan Barat terdapat aliran Sungai Kapuas yang
dapat menunjang utilitas pabrik
Transportasi
Lokasi pabrik berjarak 119 km dari Pontianak, Ibu Kota
Provinsi Kalimantan Barat. Lokasi tersebut dapat diakses
dengan perjalanan darat selama 2 jam. Terdapat juga dua
pelabuhan yang juga berjarak kurang lebih 2 jam
berjalanan darat yaitu Pelabuhan Pontianak dan
Pelabuhan Rasau Jaya.
Sumber Daya Manusia (SDM)
Provinsi Kalimantan Barat memiliki jumlah penduduk
yang cukup tinggi yaitu sebesar 4.073.304 jiwa. Lokasi
pabrik yang dekat dengan Kota Pontianak
memungkinkan untuk mendapatkan SDM yang terdidik
sehingga dapat membantu penyerapan tenaga kerja
disana.
Faktor penunjang lain
Kecamatan Tayan, Kabupaten Sanggau, Kalimantan
Barat memiliki tanah yang relatif luas sehingga
pembangunan pabrik tidak menggangu penduduk
sekitar. Hal ini dikarenakan pabrik Smelter Grade
Alumina menghasilkan limbah red mud (residu bauksit)
yang membutuhkan lahan penampungan cukup luas.
1.2. Dasar Teori
1.2.1 Bauksit
Bauksit ditemukan pada tahun 1821 oleh Berthier dari
batuan sedimen di dekat Kota Les Baux di Provence,
Perancis. Komponen pembentuk Bauksit adalah Alumunium
oksida (Al2O3), besi oksida (Fe2O3), titanium oksida (TiO2),
Pabrik Smelter Grade Alumina
dari Bauksit dengan Proses Bayer
Departemen Teknik Kimia Industri
Fakultas Vokasi ITS
I-11
Bab I Pendahuluan
dan mineral Aluminosilikat. Bauksit merupakan batuan
sedimen yang mengandung mineral alumunium yaitu
gibbsite (γ-Al(OH)3), boehmite (γ- AlO(OH)), dan diaspore
(α-AlO(OH)). Gibbsite adalah mineral alumunium yang
banyak ditemukan pada bauksit muda di iklim tropis.
Mesozoic dan bauksit tua mengandung komponen mineral
alumunium boehmite atau diaspore. Namum, pada formasi
geologi dikerak bumi, bauksit tua didapat dari timbunan
bauksit muda di atasnya walaupun hanya sedikit (Hudson,
2002).
Sifat fisika dari bauksit meliputi tekstur, tingkat
kekerasan dan densitas. Ketiga sifat fisika tersebut sangatlah
beragam tergantung dari mineral aluminum penyusunnya.
Bauksit tipe diaspore memiliki kandungan besi oksida tinggi,
dengan tekstur sangat keras dan nilai densitas yang dapat
mencapai 3,6 g/cm3. Sebaliknya, bauksit muda atau gibbsite
memiliki tekstur yang sangat lunak, dan densitasnya hanya
2,0-2,5 g/cm3. Warna dari bauksit dapat ditentukan dari tipe
dan ukuran partikel dari komponen kandungan mineral besi.
Sehingga Bauksit memiliki warna dari kuning hinga oranye.
Bauksit yang mengandung senyawa besi berupa hematite
kasar akan memiliki warna lebih gelap (Hudson, 2002).
Tabel 1.3 Komposisi Kimia Bauksit
Komposisi Kimia
%
Al2O3
52,07
Na2O
1,37
Fe2O3
11,56
SiO2
3,32
TiO2
1,60
CaO
0,92
LOI
29,16
(Hudson, 2002).
Departemen Teknik Kimia Industri
Fakultas Vokasi ITS
Pabrik Smelter Grade Alumina
dari Bauksit dengan Proses Bayer
I-12
Bab I Pendahuluan
1.2.2 Aluminium Hidroksida
Proses pembuatan alumina pada dasarnya adalah
dengan kristalisasi dan netralisasi. Kristalisasi adalah
ekstraksi alumina dari bauksit menggunakan senyawa alkali.
Proses ini akan membuat larutan supersaturated yang
nantinya akan terbentuk kristal. Sedangkan proses netralisasi
adalah mereaksikan bauksit dengan senyawa asam. Proses ini
akan membentuk alumina dalam gelatin yang nantinya akan
dicuci. Proses kristalisasi lebih banyak digunakan
dibandingkan proses netralisasi, karena pada proses
netralisasi memerlukan pencucian kristal alumina dari
mother liquor sangat kompleks sehingga membutuhkan
energi yang sangat besar (Seecharran, 2010).
Klasifikasi umum dari beragam bentuk Alumunium
hidroksida dapat dilihat pada Gambar 1.2. Hasil dari proses
kristalisasi dapat dibagi menjadi dua yaitu tiga tipe trihidrat,
Al(OH)3; gibbsite, bayerite, dan nordstrandite. Sedangkan
bentuk yang lain adalah aluminium oksida hidroksida
AlO(OH) yang terdiri dari boehmite dan diaspore. Untuk
mengidentifikasi perbedaan kristal hidroksida dan oksida
dapat digunakan metode defraksi X-ray. Hidroksida dengan
pembentukan secara gelatin dapat dibedakan menjadi
amorphose dan pseudoboehmite (Hudson, 2002).
Gambar 1.2 Klasifikasi Aluminium Hidroksida
Pabrik Smelter Grade Alumina
dari Bauksit dengan Proses Bayer
Departemen Teknik Kimia Industri
Fakultas Vokasi ITS
I-13
Bab I Pendahuluan
1.2.3 Smelter Grade Alumina
Smelter atau Metalurgical Grade Alumina adalah
bentuk dari alumina yang khusus digunakan untuk
pembuatan logam aluminium. Smelter Grade Alumina
pertama kali menggunakan rotary kiln namun saat ini
diproduksi menggunakan fluid bed atau fluid flash calciners.
Pada fluid flash, aluminium hidroksida trihidrat dimasukkan
ke kolom yang dikontakkan dengan udara panas
menggunakan aliran counter-current. Pada proses ini
didapatkan pengurangan air pada aluminium hidroksida
basah. Proses kalsinasi terjadi selama rentang suhu antara
180-600ºC. Kalsinasi lanjut di lakukan pada suhu >1000ºC
untuk mengkonversi alumina ke bentuk α-alumina yang
merupakan komponen penyusun utama dari Smelter Grade
Alumina (Cotton, 2002).
Tabel 1.4 Komposisi Kimia Smelter Grade Alumina
Komposisi Kimia
%
Al2O3
99,7
Na2O
0,14
Fe2O3
0,12
SiO2
0,03
TiO2
0,016
CaO
0,009
ZnO