Successfully reported this slideshow.
1                                        BAB I                                PENDAHULUAN1.1    Latar Belakang       Besi ...
21.4    Sistematika Penulisan       Sistematika penulisan laporan ini terdiri dari lima bab sebagai kajianutama. Bab I men...
3                                        BAB II                             TINJAUAN PUSTAKA2.1    Proses Pra-Olahan      ...
4karbonat dilakukan dalam berbagai variasi temperatur tergantung jenis senyawadan ikatan air pada senyawa. Kalsinasi merup...
5renggang dan pada temperatur tertentu atom- atom yang berikatan akan bergeraksangat bebas menyebabkan terputusnya ikatan ...
6maka reaksi dapat berlangsung. Persamaan energi bebas dari reaksi dekomposisibatu kapur adalah:       ∆GT0 = 40.250-34.4T...
7                                    BAB III                         METODE PERCOBAAN3.1   Diagram Alir Percobaan      Per...
83.2   Alat dan Bahan  3.2.1 Alat yang digunakan       1. Muffle Furnace       2. Neraca Teknis       3. Penjepit       4....
9                                         BAB IV                          HASIL DAN PEMBAHASAN4.1     Hasil Percobaan     ...
10     Gambar 4. Grafik Hubungan Bentuk Sampel terhadap Jumlah Fraksi yang                 Bereaksi pada Sampel yang Menga...
11bola dan bentuk kubus, perbandingan berat awal antara kedua sampel tersebutyaitu sekitar 1 untuk bentuk bola berbanding ...
12                                        BAB V                         KESIMPULAN DAN SARAN5.1    Kesimpulan       Setela...
13                            DAFTAR PUSTAKAHaryono, Didied. Diktat Kuliah Pirometalurgi. Cilegon. FT.UNTIRTA. 2007.Rosenq...
14LAMPIRAN  14
15Lampiran 1. Contoh PerhitunganBentuk bola,       Wo = Berat CaCO3 = 1,8 g       W = Berat CaO = 0,6 g           Wo W    ...
16Lampiran 2. Jawaban Pertanyaan dan Tugas1. Hitung berat CaO yang terjadi ?   Jawab :   Sampel 1 (Bentuk Bola)           ...
17                         101,2       PCO2   exp                        PCO2   1.045atm                     (1,987)(1173)...
18Lampiran 3. Gambar Alat dan Bahan        Gambar 6. Muffle Furnace      Gambar 7. Batu Kapur        Gambar 7. Mesin Gerin...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Isi laporan kalsinasi

7,766 views

Published on

Published in: Education

Isi laporan kalsinasi

  1. 1. 1 BAB I PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang Besi di alam ditemukan dalam bentuk senyawa hematit (Fe2O3) danmagnetit (Fe3O4). Selain berikatan dengan oksigen membentuk oksida besi, besijuga tercampur dengan pengotor- pengotor seperti sulfur, posfor dan lain- lain.Sewaktu dilebur, pengotor - pengotor tersebut terpisah dari besi membentuk terak,untuk mengikat dan menghasilkan terak diperlukan batu kapur (CaCO3) selain itujuga digunakan untuk menjaga kebasaan furnace. Batu kapur tidak dapat langsung bereaksi dengan terak di furnace,sehingga harus diubah menjadi oksida (CaO), dengan proses kalsinasi yang dapatdilakukan baik secara langsung maupun secara terpisah dengan furnacenya.Kalsinasi merupakan salah satu proses pra-olahan dengan tujuan untukmenghilangkan air kristal (hidrat) ataupun karbonat yang terkandung dalam bijih,dengan melakukan pemanasan pada temperatur yang tidak melebihi temperaturlelehnya.1.2 Tujuan Percobaan Adapun tujuan dari percobaan ini yaitu untuk mengetahui dan mempelajaripengaruh variasi bentuk bijih pada reaksi kalsinasi yang dilakukan padatemperatur tertentu selama waktu tertentu.1.3 Batasan Masalah Pada percobaan ini, permasalahan dibatasi mengenai penggunaan variasibentuk bijih yang akan dilakukan kalsinasi, sehingga dapat diketahui pengaruhnyaterhadap perubahan berat produk yang dihasilkan. 1
  2. 2. 21.4 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan laporan ini terdiri dari lima bab sebagai kajianutama. Bab I menjelaskan latar belakang, tujuan percobaan, batasan masalah, dansistematika penulisan laporan yang digunakan. Bab II merupakan tinjauan pustakayang berisi mengenai teori singkat yang terkait dengan percobaan yang dilakukan.Bab III menjelaskan mengenai metode penelitian yang dilakukan. Bab IVmenjelaskan mengenai data percobaan, dan pembahasan berdasarkan tinjauanpustaka dari data yang telah diperoleh. Bab V menjelaskan mengenai kesimpulandari percobaan yang telah dilakukan, yang dilengkapi dengan saran seputarpercobaan. Sebagai kajian tambahan, di akhir laporan terdapat lampiran yangmemuat contoh perhitungan, jawaban pertanyaan dan tugas, gambar alat danbahan yang digunakan dalam praktikum serta blanko percobaaan.
  3. 3. 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA2.1 Proses Pra-Olahan Dalam proses pirometalurgi bijih mengalami suatu proses yang dinamakanproses “Pra olahan”. Tujuan dari proses ini adalah mengubah senyawa logammenjadi bentuk senyawa lain yang lebih sesuai untuk proses berikutnya. ProsesPra olahan dilakukan pada temperatur tinggi sebelum mencapai titik leleh. Padaproses ini bijih mengalami dua perubahan baik perubahan bentuk ataupunperubahan sifat. Ada beberapa macam proses pada proses pra-olahan, yaitu: 1. Drying, proses penghilangan kandungan air atau moisture pada bijih dan terjadi pada temperatur yang tidak terlalu tinggi. 2. Kalsinasi, proses penghilangan kandungan air kristal pada suatu bijih, temperatur yang digunakan dalam proses ini lebih tinggi dari pada proses drying tapi tidak melebihi temperatur leleh. 3. Roasting, proses pemanggangan senyawa sulfida menjadi senyawa oksida. 4. Aglomerasi, proses penggumpalan dari material halus menjadi lebih besar ukurannya, yang terdiri dari beberapa jenis yaitu: Bricketing, Nodulizing, Sintering, dan Pelletizing.2.2 Kalsinasi Kalsinasi adalah penghilangan air, karbon dioksida, atau gas lain yangmempunyai ikatan kimia dengan bijih. Kalsinasi dikerjakan pada temperaturtinggi tanpa terjadi pelelehan dan disertai dengan penambahan reagen, hal inidimaksudkan untuk mengubah bentuk senyawa konsentrat. Kalsinasi biasa disebutjuga Dekomposisi Thermal (penguraian dengan temperatur). Contoh: Hidrat,karbonat, FeCO3, Mg(OH)2, MgCO3, CaCO3. Penghilangan air dalam senyawa 3
  4. 4. 4karbonat dilakukan dalam berbagai variasi temperatur tergantung jenis senyawadan ikatan air pada senyawa. Kalsinasi merupakan proses endotermik yang berartimemerlukan panas, dan juga lebih endotermik daripada proses Drying. Dalam aplikasinya di industri, kalsinasi dilakukan dalam berbagai furnace,diantaranya yaitu: 1. Untuk kuarsa, CaCO3, digunakan Shaft Furnace. 2. Untuk lumps digunakan Rotary Kiln. 3. Untuk material of uniform dengan ukuran kecil digunakan Fluidized Bed. Shaft Furnace Rotary Kiln Fluidized Bed Gambar 1. Bentuk Furnace Pada Proses Kalsinasi Kalsinasi adalah thermal treatment yang dilakukan terhadap bijih dalamhal ini batu kapur agar terjadi dekomposisi dan juga untuk mengeleminasisenyawa yang berikatan secara kimia dengan batu kapur yaitu karbon dioksidadan air. Proses yang dilakukan adalah pemanggangan dengan temperatur yangbervariasi bergantung dari jenis senyawa karbonat. Kebanyakan senyawa karbonatberdekomposisi pada temperatur rendah. Contoh, MgCO3 pada temperatur 417oC,MnCO3 pada 377oC, dan FeCO3 pada 400oC. Tetapi untuk kalsium karbonatdiperlukan suhu 900oC untuk melakukan dekomposisi hal ini dikarenakan ikatankimia yang cukup kuat pada air kristal. Kalsinasi adalah proses yang endotermik, yaitu memerlukan panas. Hal inidapat dilihat dari nilai ΔHo yang postif. Panas diperlukan untuk melepas ikatankimia dari air kristal karena dengan panas maka ikatan kimia akan menjadi
  5. 5. 5renggang dan pada temperatur tertentu atom- atom yang berikatan akan bergeraksangat bebas menyebabkan terputusnya ikatan kimia. Panas juga diperlukan untukmengoksidasi batu kapur menjadi oksidanya. Reaksinya : CaCO3 (800oC) = CaO (1000oC) + CO2 (900oC) , ΔHo = 42,5 Kcal..............(1) Panas mengalir secara konduksi ke seluruh bagian batu kapur. Lajukalsinasi batu kapur memiliki persamaan dengan reaksi yang dikendalikan olehdifusi. Dengan ukuran dan bentuk butiran yang sama, semakin tinggi temperatursemakin cepat proses dekomposisi. Waktu yang diperlukan dalam proses kalsinasibergantung pada ukuran dan bentuk dari butiran batu kapur. Dengan temperaturyang sama semakin kecil ukuran semakin cepat proses kalsinasi, bentuk yangbulat akan mempercepat proses kalsinasi.2.3 Aspek Termodinamika dari Kalsinasi Pada kalsinasi batu kapur, Reaksi kimia yang terjadi adalah : CaCO3 = CaO + CO2 Dari suatu padatan batu kapur (CaCO3) dihasilkan suatu padatan oksidakapur bakar (CaO) dan gas karbondioksida. Dalam keadaan kesetimbangandidapatkan suatu ketetapan kesetimbangan: CaO CO2 K= CaCO3 ..................................................................................(2) Dapat dimisalkan aktifitas dari padatan adalah satu (a = 1). Maka persamaanmenjadi, K= CO2 .............................................................................................(3)gas dinyatakan dalam bentuk tekanan, K= PCO 2 ................................................................................................(4)jadi tetapan kesetimbangan dari reaksi kalsinasi batu kapur adalah PCO . 2 Untuk menentukan apakah reaksi kalsinasi batu kapur dapat berlangsungatau tidak dapat dilihat dari nilai ΔGo dari reaksi, jika nilainya adalah negatif
  6. 6. 6maka reaksi dapat berlangsung. Persamaan energi bebas dari reaksi dekomposisibatu kapur adalah: ∆GT0 = 40.250-34.4T kal/mol..............................................................(5)2.4 Aspek Kinetika Dari Kalsinasi Temperatur Pada saat proses kalsinasi, batu kapur dipanaskan hinggamencapai 900oC. Energi panas yang dihasilkan oleh furnace mengalir secarakonduksi ke seluruh bagian permukaan batu kapur. Panas tersebut cukup untukmenguraikan batu kapur menjadi oksidanya dan gas karbon dioksida. Prosespenguraian tersebut menyebabkan massa dari batu kapur berkurang. Gambar 2. Zone Kalsinasi dalam Furnace dan Temperature Kalsinasi Dalam furnace ada tiga zone pemanasan dalam kalsinasi : 1. The preheating zone Batu kapur dipanaskan sampai 800oC, belum terjadi reaksi kalsinasi. 2. The reaction zone Batu kapur dipanaskan dengan suhu 900oC, temperatur efektif untuk proses kalsinasi batu kapur. Dalam zone ini terjadi reaksi kalsinasi. 3. The cooling zone Batu kapur yang dipanskan, dalam zone ini didinginkan sampai suhu 100oC. Proses kalsinasi banyak digunakan dalam industri, seperti pada industri semen dan pembuatan serbuk nikel ferit.
  7. 7. 7 BAB III METODE PERCOBAAN3.1 Diagram Alir Percobaan Percobaan ini secara umum digambarkan dalam bentuk diagram alirsehingga memudahkan pelaksanaan percobaan yang dilakukan seperti gambar 3. Persiapan 3 sampel Batu kapur Penggerindaan batu kapur untuk membuat bentuk bola, kubus, dan prisma segitiga Penimbangan sampel batu kapur yang sudah dibentuk mengunkan Proses Pemanasan di Muffle Furnace Sebelum Pemanasan selama 15 menit pada suhu 900oC Suhu 9000 selama 10,15 dan 20 menit Pengeluaran sampel dan pendinginan, kemudian penimbangan berat akhir sampel Setelah Pemansan Data Literatur Pembahasan Pembahasan Kesimpulan Gambar 3. Diagram Alir Percobaan 7
  8. 8. 83.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat yang digunakan 1. Muffle Furnace 2. Neraca Teknis 3. Penjepit 4. Mesin Grinda 5. Sarung Tangan 6. Stopwatch 7. Jangka Sorong 8. Crucible Baja (tempat sampel untuk kalsinasi) 3.2.2 Bahan yang digunakan 1. Batu kapur 3 buah3.3 Prosedur Percobaan 1. Mempersiapkan 3 buah batu kapur yang akan digunakan. 2. Membentuk batu kapur tersebut menjadi bentuk kubus, bola, dan prisma segitiga dengan ukuran yang sama atau mendekati. 3. Menimbang berat dan ukuran batu kapur. 4. Memanaskan batu kapur pada 900o selama 15 menit. 5. Setelah dilakukan pemanasan, mengeluarkan sampel batu kapur dengan penjepit dan mendinginkan batu kapur tersebut kemudian ditimbang kembali. 6. Melakukan pengamatan dan pembahasan data hasil berat dan ukuran batu kapur tersebut. 7. Membuat kesimpulan. .
  9. 9. 9 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN4.1 Hasil Percobaan Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, diperoleh data percobaanyang ditunjukkan dalam tabel 1. Tabel 1. Hasil Kalsinasi Batu Kapur pada Temperatur 900OC selama 15 menit. Berat (Gram) Sampel ΔW Sebelum Pemanasan Setelah Pemanasan Bola 1,8 0,6 1,2 Kubus 4,3 2,7 1,6Prisma Segitiga 2,2 1,4 0,84.2 Pembahasan Mengacu pada tabel 1 pada subbab hasil percobaan, maka dapat dijelaskanhubungan fraksi yang bereaksi pada bijih yang dilakukan proses kalsinasi denganvariari bentuk, sesuai dalam gambar 4. 9
  10. 10. 10 Gambar 4. Grafik Hubungan Bentuk Sampel terhadap Jumlah Fraksi yang Bereaksi pada Sampel yang Mengalami Kalsinasi Berdasarkan gambar 4, data menunjukan bahwa pada sampel yangberbentuk bola, setelah dilakukan proses kalsinasi, fraksi yang bereaksimenunjukkan hasil terbesar yaitu sebesar 0,667%. Hal ini berarti bahwa bentuksampel bola lebih mudah bereaksi atau terdekomposisi akibat dilakukannyakalsinasi. Sedangkan pada dua sampel lainnya, nilai fraksi yang bereaksi yanglebih rendah menunjukkan bahwa bentuk sampel seperti tersebut kurang optimumuntuk bereaksi. Artinya, untuk mendapatkan fraksi yang sama, dibutuhkan waktureaksi kalsinasi yang lebih lama. Sesuai dengan literatur bahwa bentuk bola lebih mudah bereaksi ataumenurut teori kinetika reaksi, bentuk benda yang menyerupai partikel bola (sangathalus), maka akan lebih mudah bereaksi sehingga perolehan fraksi yangbereaksinya akan lebih besar. Adapun pada hasil percobaan yang diperoleh daripraktikum kalsinasi ini, sampel bentuk kubus mengalami pengurangan berat yangpaling besar. Berdasarkan analisa yang praktikan lakukan, hal ini dapat terjadikarena ukuran awal sampel bentuk kubus jauh lebih besar dibandingkan dengandua sampel lainnya, sesuai dengan data berat awal untuk ketiga sampel yangdigunakan. Jika dilakukan perhitungan perbandingan berat antara sampel bentuk
  11. 11. 11bola dan bentuk kubus, perbandingan berat awal antara kedua sampel tersebutyaitu sekitar 1 untuk bentuk bola berbanding 2,5 untuk bentuk kubus. Sedangkan,berdasarkan data berat sampel setelah dilakukan kalsinasi, perbandingan beratantara bentuk bola dan bentuk kubus mencapai nilai 3 : 4. Oleh karena itu,mengacu kepada data percobaan dengan perbandingan berat awal dan berat akhirsampel serta sesuai dengan tinjauan literatur, maka dapat diketahui bahwa sampelberbentuk bola lebih mudah bereaksi dibandingkan sampel berbentuk kubusataupun prisma segitiga.
  12. 12. 12 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN5.1 Kesimpulan Setelah melakukan praktikum Kalsinasi di Laboratorium Metalurgi Ididapat kesimpulan sebagai berikut : 1. Sampel berbentuk bola lebih mudah bereaksi dibandingkan dengan sampel berbentuk kubus atau prisma, hal ini ditunjukkan dengan nilai fraksi yang bereaksi pada sampel bentuk bola memiliki nilai yang paling tinggi, dengan catatan bahwa temperatur dan waktu proses kalsinasi dibuat sama untuk semua jenis bentuk sampel. 2. Perbandingan pengurangan berat sampel terhadap berat awal memiliki nilai paling besar pada sampel bentuk bola yaitu sebesar 0,67, sehingga dapat dikatakan bentuk bola lebih mudah bereaksi dibandingkan sampel dengan bentuk kubus ataupun prisma segitiga.5.2 Saran Saran yang dapat diberikan untuk praktikum kalsinasi pada kesempatanselanjutnya, yaitu membuat bentuk sampel batu kapur dengan benar sehinggaukuran geometrinya dapat diukur dengan teliti dan menggunakan variasi waktuagar praktikan dapat mengetahui pengaruhnya terhadap kehilangan berat setelahproses kalsinasi. Untuk lebih memahami pemahaman tentang kalsinasi, makadapat juga dilakukan praktikum kalsinasi dengan jenis sampel yang berbeda,selain batu kapur untuk menghilangkan kandungan karbonat, misalnya denganmenggunakan sampel yang mengandung air kristal (hidrat) sehingga dapatdiketahui sampel jenis apa yang lebih cepat bereaksi dengan proses kalsinasidengan waktu dan temperatur tertentu. 12
  13. 13. 13 DAFTAR PUSTAKAHaryono, Didied. Diktat Kuliah Pirometalurgi. Cilegon. FT.UNTIRTA. 2007.Rosenquist, Terkel. Principles of Extractive Metallurgy. Tokyo. Mc.Graww-Hill Kogukusha. 1974. 13
  14. 14. 14LAMPIRAN 14
  15. 15. 15Lampiran 1. Contoh PerhitunganBentuk bola, Wo = Berat CaCO3 = 1,8 g W = Berat CaO = 0,6 g Wo W R Wo R = 0,667Jadi fraksi CaCO3 yang bereaksi adalah 0,667
  16. 16. 16Lampiran 2. Jawaban Pertanyaan dan Tugas1. Hitung berat CaO yang terjadi ? Jawab : Sampel 1 (Bentuk Bola) Wo = Berat CaCO3 = 1,8 g W = Berat CaO = 0,6 g Wo W R Wo R = 0,667 Sampel 2 (Bentuk Kubus) Wo = Berat CaCO3 = 4,3 g W = Berat CaO = 2,7 g Wo W R Wo R = 0,372 Sampel 3 (Bentuk Prisma Segitiga) Wo = Berat CaCO3 = 2,2 g W = Berat CaO = 1,4 g Wo W R Wo R = 0,3642. Hitung PCO2 proses ? Jawab : T = 900oC = 1173K o GT 40 .250 34 ,4T Kal mol o GT 40 .250 34 ,4(1173 ) Kal mol o GT 101,2 Kal mol Go PCO2 exp RT
  17. 17. 17 101,2 PCO2 exp PCO2 1.045atm (1,987)(1173)3. Plot PCO2 terhadap temperatur? Jawab : Tabel 2. Data Plot Temperatur terhadap PCO2 Temperatur (oC) PCO2 727 0,052 900 1,044 1000 4,047 Gambar 5. Hubungan antara Temperatur Kalsinasi terhadap PCO24. Buat kesimpulan dari pengamatan saudara? Jawab : Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa
  18. 18. 18Lampiran 3. Gambar Alat dan Bahan Gambar 6. Muffle Furnace Gambar 7. Batu Kapur Gambar 7. Mesin Gerinda Gambar 8. Media Penggerus Gambar 8. Mesin Gerinda Gambar 9. Jangka Sorong Gambar 10. Sarung Tangan Gambar 11. Neraca Teknis

×