Teknik Kimia – FT UMJ Proses Industri Kimia Anorganik
Industri-industri dengan Raw Material Belerang E-learning Materi 7-8
Rini Siskayanti Jakarta, 10 April 2016
Kompetensi
Industri Belerang, Sulfida & Oksida Belerang
Mahasiswa mampu : 1) Menjelaskan tentang sulfur dan sumber keberadaannya. 2) Menjelaskan proses mendapatkan sulfur dari bahan baku . 3) Menjelaskan tentang sulfide belerang, macam dan kegunaannya. 4) Menjelaskan tentang oksida belerang, macam, sifat-sifat dan kegunaannya. 5) Menjelaskan tentang asam sulfat, sifat-sifat (fisika dan kimia) dan kegunaanya.
Physical Properties and Characteristics Sangat lembut, ringan, rapuh
hardness of 1.5-2.5 Terasa berminyak saat digosok Berbau menyengat ketika dibakar Tidak larut dalam air tapi mudah larut dalam CS2
Bentuk padat, warna kuning
native sulfur
Heated Sulfur Cair pada Suhu 108 ˚C Mengeluarkan bau yang menyengat ketika dipanaskan Sulfur menimbulkan warna biru jika terbakar SO2, or burnt sulfur, bau seperti telur busuk Sulfur bisa menjadi polimer jika dipanaskan diatas suhu 200 ˚C
latin sulphurium= “burning stone”
Sumber Sulfur volcanoes
salt domes
hot springs
Sulfur can be found…
Di Indonesia : 1. Jawa barat : Gunung Tangkuban perahu, Danau Putri, Galunggung, Ceremai, Telaga bodas 2. Jawa tengah : Gunung Dieng 3. Jawa timur : Gunung Arjuno, Gunung Welirang, kawah Ijen. 4. Sumatera utara : Gunung Namora 5. Sulawesi utara: Gunung Mahawu, Soputan 6. Maluku : Pulau Damar
but the best specimens are found in Italy.
Sulfur can be found… Belerang dapat ditemukan dalam keadaan : 1. Unsur bebas (56%)
FeS2
ZnS
2. Senyawa Sulfida (19%) Pyrit
: FeS2, FeS3, FeS4
Sfalerit
: ZnS
Kalkoprit : CuFeS2 Galena
: PbS
3. Hidrogen Sulfat (H2S) dan bahan2 buangan (25%)
CuFeS2 PbS
Manfaat Sulfur f i r e w o r k s
1. Untuk membuat Asam Sulfat
(70-85%) 2. Pada industri ban untuk vulkanisasi (menambah kekuatan) 3. Digunakan pada industri
obat2an, bahan peledak, korek api, pertanian, bahan kimia dan industri tekstil
black gunpowder vulcanization
anti- bacterial
Teknik Penambangan Belerang Tambang terbuka
Proses Frasch
Dilakukan dengan alat2 sederhana antara lain cangkul, linggis, ganco dan keranjang
Proses pencairan Belerang dalam tanah/laut dengan air panas (160 ˚C), lalu dipompakan kepermukaan bumi
Proses Frasch Sejak akhir tahun 1890-an, Herman Frasch Lubang-lubang bor digali sampai ke dasar lapisan yang mengandung belerang dengan menggunakan peralatan pemboran minyak biasa, sampai kedalaman 150 – 750 m. Kemudian suatu sarangan yang terdiri dari tiga pipa dengan diameter berkisar antara 3 cm sampai 20 cm dilewatkan melelui strata yang mengandung belerang dan berhenti di bagian atas anhidrat yang tidak mengandungnya, seperti pada gambar. Sebuah pipa 10 cm dimasukkan ke dalam pipa 20 cm, sehingga terbentuk sebuah ruang anulus di antara keduanya yang menjangkau sampai hampir ke dasar batuan yang mengandung belerang, dan duduk pada suatu kalung yang menutup rapat ruang anulus antara pipa 20 cm dan 10 cm tersebut. Sebuah pipa dengan diameter 3 cm dijulurkan di tengah-tengah sampai sedikit di atas kalung. Lubang-lubang dibagian atas digunakan untuk air panas keluar dan lubang dibagian bawah untuk belerang lebur masuk.
Proses Frasch Untuk mengoperasikan proses Frasch ini, air panas bersuhu 160oC dilewatkan melalui ruang anulus antara pipa 20 cm dan pipa 10 cm. Air itu akan keluar melalui perforasi (lubang-lubang) ke dalam formasi berpori di dasar sumur. Batuan yang mengandung belerang di sekitar sumur, yang dilalui oleh sirkulasi air panas tersebut akan menjadi panas dan suhunya naik sampai di atas titik cair belerang, yaitu kira-kira 115oC. Belerang cair yang lebih berat dari air akan tenggelam dan membentuk suatu kolam di sekitar dasar sumur, kemudian masuk melalui perforasi sebelah bawah, lalu naik ke atas melelui ruang antara pipa 10 cm dan pipa 3 cm. belerang cair itu didorong ke atas oleh tekanan air panas sampai kirakira separuh ketinggian ke permukaan. Udara bekanan air panas dipompakan melalui pipa 3 cm untuk mengaerasi belerang cair dan menurunkan densitasnya sehingga naik kepermukaan.
Proses Frasch Untuk mengoperasikan proses Frasch ini, air panas bersuhu 160oC dilewatkan melalui ruang anulus antara pipa 20 cm dan pipa 10 cm. Air itu akan keluar melalui perforasi (lubang-lubang) ke dalam formasi berpori di dasar sumur. Batuan yang mengandung belerang di sekitar sumur, yang dilalui oleh sirkulasi air panas tersebut akan menjadi panas dan suhunya naik sampai di atas titik cair belerang, yaitu kira-kira 115oC. Belerang cair yang lebih berat dari air akan tenggelam dan membentuk suatu kolam di sekitar dasar sumur, kemudian masuk melalui perforasi sebelah bawah, lalu naik ke atas melelui ruang antara pipa 10 cm dan pipa 3 cm. belerang cair itu didorong ke atas oleh tekanan air panas sampai kirakira separuh ketinggian ke permukaan. Udara bekanan air panas dipompakan melalui pipa 3 cm untuk mengaerasi belerang cair dan menurunkan densitasnya sehingga naik kepermukaan.
Proses Frasch Sedangkan air ditarik keluar dari formasi itu dengan laju aliran kira-kira sama dengan laju injeksinya, agar tidak terjadi peningkatan tekanan yang dapat menyebabkan pemasukannya terhenti. Setelah sampai dipermukaan, belerang cair itu dialirkan melalui pipa-pipa yang dipanaskan dengan uap ke dalam pemisah (separator), dimana udara dikeluarkan. Belerang itu kemudian dibiarkan memadat di dalam tong-tong penimbunan atau tetap dalam keadan cair di dalm tangki penimbunan yang dipanaskan dengan uap.
Proses Oksida Belerang Proses dari Belerang menjadi Sulfur dioksida (SO2) : Belerang mentah yang telah dikeluarkan dari tanah selanjutnya diproses lagi menjadi SO2 menurut reaksi : S
+
O2
SO2
S
+
1/2 O2
SO3
Manfaat SO2 antara lain : 1. 2. 3. 4. 5.
Bahan mentah pembuatan Asam Sulfat Bahan pemucat gula, tekstil, dll Bahan desinfektan untuk makanan & buah2an dalam kaleng Bahan pengkilang petroleum Bahan pendingin (refrigerant) Flowsheet hal 51
Proses Sulfida Belerang Sulfida2 Belerang yang paling penting adalah Na2S dan Na2S2O3
1. Pembuatan Na2S a. Pembakaran Na2SO4 dan C dalam dapur dgn suhu 850 ˚C
Na2SO4
+
4C
Na2S
+
4CO
Na2S yang terbentuk dilarutkan, disaring, dikristalkan berulang hingga menjadi Na2S.9H2O. Jika zat ini dipanaskan pada suhu tetap 160 ˚C selama 4-6 jam dalam bejana baja akan mencair dan airnya menguap hingga didapat Na2.H2O pekat. b. BaSO4 BaS
+
4C
+ Na2CO3
BaS
+
BaCO3 +
4CO Na2S
Na2S dilarutkan, lalu dikristalkan berulang hingga menjadi Na2S.9H2O
Proses Sulfida Belerang Sulfida2 Belerang yang paling penting adalah Na2S dan Na2S2O3
2. Pembuatan Natrium Tiosulfat (Na2S2O3) a.
2NaOH
+
SO2
Na2SO3 + H2O
Na2SO3
+
S
Na2S2O3
Reaksi ini dilakukan dalam bejana keramik sambil diaduk b. 2Na2S + Na2CO3 + 4SO2
3 Na2S2O3
+
CO2
Na2S2O3 dapat diperoleh secara kristalisasi bertingkat pada suhu 140 ˚C
Industri Asam Sulfat (H2SO4)
Kompetensi Mahasiswa mampu : 1)
Menyebutkan
macam-macam
proses
pembuatan asam sulfat.
2)
Menjelaskan
proses
Bilik
timbal
dalam
pembuatan asam sulfat
3)
Menjelaskan prose pembuatan asam sulfat dengan proses kontak.
4)
Menjelaskan
perbedaan
proses
pembuatan
asamsulfat dengan proses bilik timbal dan proses kontak.
Diskusi Belerang menjadi salah satu unsur alam yang tersedia melimpah dialam. Manfaat apakah yang dapat diperoleh dari segi ekonomi dan sosial
