BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
LATAR BELAKANG MASALAH
Pengolahan konsentrat tembaga menjadi tembaga blister di PT. Smelting dilakukan menggunakan proses Mitsubishi. Setelah melalui tiga tahapan proses secara sinambung, dihasilkan tembaga blister yang berkadar tembaga sekitar 98,5% (Gambar 1.1).
Pada tahap awal konsentrat tembaga kering masuk ke dalam tanur peleburan (Smelting Furnace) untuk dilelehkan menjadi matte. Tanur berikutnya adalah Tanur Pembersih Terak (Slag Cleaning Furnace) yang di dalamnya terjadi pemisahan terak dari matte. Tanur terakhir adalah Tanur Konversi (Converting Furnace). Di sini terjadi proses perubahan matte menjadi tembaga blister.
Gambar 1.1 Proses Mitsubishi5) BAB I PENDAHULUAN
1
or dan menningkatkan kadar tem mbaga Unntuk menurrunkan kaddar pengoto meenjadi sekitaar 99,5%, tembaga t bliister diprosees lagi dalaam Tanur Anoda A (annode furnacce). Prosess yang terjaadi di dalaam tanur aanoda ini adalah a prooses pemurrnian oksiddasi (fire reefining) yaang mencakkup dua macam m prooses secaraa berurutann, yaitu pro oses oksidaasi yang kkemudian diikuti d prooses reduksi. Oksidasi dilakukan dengan d tujuuan mengikaat pengotor yang adaa di dalam blister suppaya menjaadi oksida dan d masuk ke dalam terak. t Kaadar sulfur diturunkan dengan meengoksidasiinya menjaddi gas SO2 yang akaan keluar bersama b gaas buang. Proses P oksiidasi ini diilakukan deengan meeniupkan uddara yang diperkaya d ok ksigen (oxyygen enricheed air) ke dalam d tannur. Redukksi dilakukan dengan n tujuan menurunkan m kadar ok ksigen berrlebih hasiil oksidasi sebelumny ya. Redukssi dilakukaan dengan cara meereaksikan oksigen yaang terlarutt dalam lellehan denggan bahan bakar b meengandung karbon k sepeerti gas alam m atau bahann bakar minnyak.
1.2.
RU UMUSAN N MASAL LAH
Di PT. Smelting Gresikk, pada kon ndisi konseentrat yang normal deengan kaddar Pb di bawah b 4.6000 ppm di dalam tanur anoda secaara umum cukup c dittambahkan silika (SiO O2) sekitar 400 4 kg unttuk menjagaa kandungaan Pb tettap pada daaerah yang aman a dan memungkin m nkan supayaa anoda tem mbaga hasil tanur anoda a dapaat diproses dengan cara pemurnnian elektrrolitik (ellectrorefininng). Tetapi apabila kaadar Pb berrada di atass ambang batas, b maaka silika yaang ditambaahkan haruss semakin banyak juga.. Reeaksi pengikkatan Pb oleeh fluks SiO O2 (fluks asaam) Pb b
O
SiO2
PbO O.SiO2
terak
(1.1)
BAB I PEND DAHULUAN
2
Menurut Goto dan Hayashi14), silika memiliki viskositas tinggi yang didalam lelehan bersifat sebagai pembentuk jejaring (network former) sehingga meningkatkan viskositas terak secara keseluruhan. Dengan penambahan silika tadi maka terak akan menjadi semakin viscous dan semakin susah untuk dipisahkan dari fasa lebur lainnya (skimming) Untuk menurunkan viskositas terak ditambahkan bahan yang berfungsi sebagai penstabil terak (slagging) yaitu oksida basa (basic oxide) seperti CaO, FeO atau MgO. FeO banyak terdapat dalam Cl-slag (terak dari tanur ke2/pembersih) , sehingga dapat digunakan sebagai penstabil terak. Proses penambahan silika dan Cl-slag inilah yang disebut proses de-leading yang bertujuan untuk mengurangi kadar Pb dan memisahkannya ke dalam terak.
Jika kadar Pb dalam tanur anoda harus dikurangi, sebaliknya kadar arsen justru harus dijaga pada kondisi tertentu menyesuaikan dengan kadar Pb yang masih tersisa dalam anoda tembaga karena arsen memiliki peranan tersendiri dalam proses pemurnian
tembaga selanjutnya. Menurut
Demaerel9), dalam proses electrorefining keberadaan As dalam jumlah yang cukup di dalam anoda tembaga dapat mencegah gejala pasivasi anoda. Gejala pasivasi adalah suatu keadaan yang menyebabkan ion tembaga (Cu2+) tidak dapat melewati lapis difusi untuk masuk ke fasa ruah yang disebabkan oleh tingginya kandungan Pb yang ada di dalam tembaga ruah. Selain itu arsen juga membentuk lapisan Cu3As yang dapat meningkatkan potensial anoda sebesar 50 sampai 80 mV.
Di PT. Smelting Gresik, kadar arsen ditentukan dengan perbandingan 1/5 atau 1/6 dari kadar Pb yang ada di anoda tembaga. Karena kadar Pb di dalam anoda tembaga berkisar antara 5000-6000 ppm, maka kadar arsen di dalam anoda tembaga diharapkan sekitar 1000 ppm. Dengan penambahan fluks berupa silika dan Cl-slag pada proses di dalam tanur anoda maka kadar arsen di dalam blister tembaga akan mengalami perubahan. Untuk mengimbangi kehilangan arsen, ditambahkan logam arsen ke dalam tanur
BAB I PENDAHULUAN
3
anoda. Pada dewasa ini setiap proses de-leading dalam tanur anoda memerlukan penambahan logam arsenik sebanyak 410 kg.
1.3.
MAKSUD DAN TUJUAN PENELITIAN
Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari : 1. Korelasi antara jumlah fluks dengan kandungan unsur arsen di dalam tembaga anoda dan terak tanur anoda, 2. Pengaruh tingkat oksidasi terhadap kandungan arsen di dalam tanur anoda, 3. Pengaruh komposisi terak pada proses pemurnian anoda
1.4.
RUANG LINGKUP PEMBAHASAN
Ruang lingkup penelitian dibatasi pada perilaku arsen dalam proses pemurnian anoda pada proses Mitsubishi. Variabel-variabel jumlah silika, jumlah oksigen, temperatur akhir oksidasi, dan variabel lain dipelajari untuk kemudian ditentukan pengaruhnya terhadap proses kandungan arsen .
1.5.
SISTEMATIKA PENULISAN
Penulisan penelitian ini disajikan dalam beberapa bab yang dapat dijelaskan sebagai berikut : 1.5.1 Pendahuluan. Bab ini menguraikan latar belakang, rumusan masalah, maksud dan tujuan penelitian, ruang lingkup pembahasan dan sistematika penulisan laporan. 1.5.2 Tinjauan pustaka. Pada bab ini diuraikan teori-teori dasar mengenai proses pemurnian oksidasi, teknologi proses pemurnian oksidasi yang diterapkan dalam industri peleburan tembaga dan penelitian penelitian yang telah dilakukan dari literatur. Bab ini juga
BAB I PENDAHULUAN
4
menjelaskan model kinetika yang menjelaskan mekanisme reaksi pemurnian oksidasi. 1.5.3 Metodologi penelitian. Dimulai dari diagram alir metoda penelitian kemudian deskripsi proses de-leading pada tanur anoda dan prosedur percobaan. Prosedur percobaan terbagi atas penjelasan mengenai pengambilan dan preparasi sampel serta analisis kimia yang bertujuan untuk mengetahui komposisi kimia dari sampel. 1.5.4 Hasil Percobaan dan Pembahasan. Bab ini menguraikan interpretasi hasil percobaan, pembahasan aspek termodinamika dan kinetika proses pemurnian oksidasi terhadap variasi parameter yang telah ditetapkan dari awal penelitian. 1.5.5 Kesimpulan dan saran. Bab ini menguraikan kesimpulan yang didasari atas hasil percobaan dan penyampaian saran-saran untuk perusahaan maupun penelitian berikutnya.
BAB I PENDAHULUAN
5
