tugas metalurgi proses kalsinasi

7/23/2019 Tugas Metalurgi Proses Kalsinasi

1/6

1

PROSES

PRE TREATMENT (KALSINASI)

2.1 Pengertian Kalsinasi

Kalsinasi adalah proses penghilangan air, karbon dioksida atau gas lain

yang mempunyai ikatan kimia dengan bijih. Contoh; hidrat, karbonat.

Kalsinasi adalah thermal treatment yang dilakukan terhadap bijih dalam hal ini

batu kapur agar terjadi dekomposisi dan juga untuk mengeleminasi senyawayang berikatan secara kimia dengan batu kapur yaitu karbon dioksida dan air.

Proses yang dilakukan adalah pemanggangan dengan temperatur yang

bervariasi bergantung dari jenis senyawa karbonat. Kebanyakan senyawa

karbonat berdekomposisi pada temperatur rendah. Contoh, MgCO pada

temperatur !"#oC, MnCO pada ##oC, dan $eCO pada !%%oC. &etapi untuk

kalsium karbonat diperlukan suhu '%%oC untuk melakukan dekomposisi hal ini

dikarenakan ikatan kimia yang cukup kuat pada air kristal.

Kalsinasi adalah proses yang endotermik, yaitu memerlukan panas hal ini

dapat dilihat dari nilai ()o yang posti*. Panas diperlukan untuk melepas ikatan

kimia dari air kristal karena dengan panas maka ikatan kimia akan menjadi

renggang dan pada temperatur tertentu atom+atom yang berikatan akan bergerak

sangat bebas menyebabkan terputusnya ikatan kimia. Panas juga diperlukan

untuk mengoksidasi batu kapur menjadi oksidanya.eaksinya

CaCO -%%oC/ 0 CaO -"%%%oC/ 1 CO2 -'%%oC/ , ()o 0 !2,3 Kcal -"/

Panas mengalir secara konduksi ke seluruh bagian batu kapur. 4aju

kalsinasi batu kapur memiliki persamaan dengan reaksi yang dikendalikan oleh

di*usi. 5engan ukuran dan bentuk butiran yang sama, semakin tinggi temperatur

semakin cepat proses dekomposisi. 6aktu yang diperlukan dalam proses

kalsinasi bergantung pada ukuran dan bentuk dari butiran batu kapur. 5engan

temperatur yang sama semakin kecil ukuran semakin cepat proses kalsinasi,

bentuk yang bulat akan mempercepat proses kalsinasi.


2/6

2

2.2 Kinetika Reaksi Kalsinasi Batu Kapur

Pada saat proses kalsinasi, batu kapur dipanaskan hingga mencapai

'%%oC. 7nergi panas yang dihasilkan oleh *urnace mngalir secara konduksi ke

seluruh bagian permukaan batu kapur. Panas tersebut cukup untuk menguraikan

batu kapur menjadi oksidanya dan gas karbon dioksida. Proses penguraian

tersebut menyebabkan massa dari batu kapur berkurang. Panas tidak hanya

bergerak kepermukaan tetapi juga berdi*usi kedalam batu kapur.

4aju dari kalsinasi batu kapur sangat bergantung pada bentuk dan ukuran dari

butiran batu kapur serta temperatur dan lama pemanasan yang digunakan.

8emaki bulat bentuk butiran maka proses pemanasan akan semakin e*ekti*karena panas dapat berdi*usi secara bebas dari segala sudut permukaan butir

sehingga distribusi panas merata dan reaksi kalsinasi dapat maksimal. 8emakin

tinggi suhu maka waktu yang diperlukan untuk reaksi dekomposisi semakin

cepat. 5alam *urnace ada tiga 9one pemanasan dalam kalsinasi yakni-/ :

a. &he preheating 9one

atu kapur dipanaskan sampai %%oC, belum terjadi reaksi kalsinasi.

b. &he reaction 9one

atu kapur dipanaskan dengan suhu '%%o

C, temperatur e*ekti* untukproses kalsinasi batu kapur. 5alam 9one ini terjadi reaksi kalsinasi.

c. &he cooling 9one

atu kapur yang dipanaskan, dalam 9one ini didinginkan sampai suhu

"%%oC

2. Pr!ses Kalsinasi pa"a In"ustri Se#en

Kalsinasi adalah suatu peralatan yang digunakan dalam industri semen

untuk mengakomodir proses kalsinasi, yaitu proses penguraian partikel bahan

baku yang bersenyawa karbonat menjadi senyawa oksidanya dan

karbondioksida. Proses kalsinasi tersebut diintensi*kan di dalam kalsiner dengan

meman*aatkan panas yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar.

5alam penelitian ini, kaji numerik tentang proses di dalam kalsiner dilakukan

dengan mensimulasikan proses kalsinasi dan proses pembakaran di dalam

kalsiner tipe


3/6

3

program perhitungan numerik *luent 3.!. 8imulasi tersebut dimaksudkan untuk

mendapatkan pola distribusi besaran+besaran *isik dan data+data yang terkait di

dalamnya.

)asil simulasi digunakan untuk mengevaluasi kinerja dari kalsiner. )asil

simulasi menunjukkan bahwa masih terdapat ,!2> komponen char dari batu

bara yang belum terbakar di dalam kalsiner sehingga menyebabkan kurangnya

sumber panas yang tersedia untuk proses kalsinasi. 8elain itu, hasil simulasi juga

menunjukkan bahwa potensi peman*aatan panas menjadi berkurang

dikarenakan adanya daerah berkecepatan tinggi dimana gas panas kurang

e*ekti* dalam memindahkan panas untuk proses kalsinasi. Kedua hal tersebut

menyebabkan derajat kalsinasi yang dihasilkan dari proses di dalam kalsiner

hanya ?',#>.

2.$ Ra% Meal Blen"ing

aw meal masuk ke silo untuk menjalani proses selanjutnya yaitu

blending -pencampuran/ sehingga alatnya dikenal dengan blending silo. Produk

blending ini akan menjadi kiln *eed. Kiln *eed sendiri tidak hanya bersumber dari

raw meal -produk raw mill/ tetapi juga dari return dust yang tertangkap di 7P raw

mill dan dust yang terpisah di @C&.Karena nilai 48$ dari return dust dan produk

@C& ini sangat tinggi biasanya ditambahkan alat dust bin sebelum kiln *eed. 5i

sini nilai 48$, 8M, dan AM dari kiln *eed sangat ditentukan kemampuan proses

blending di dalam silo. =ilai 48$ raw meal yang masih sering *luktuati* ditambah

dengan produk return dust akan mempengaruhi stabilitas proses pembakaran di
http://maulhidayat.wordpress.com/2012/12/28/gas-conditioning-tower/http://maulhidayat.wordpress.com/2012/12/28/gas-conditioning-tower/


4/6

4

kiln. lending silo menggunakan udara sebagai Bpengaduk raw meal di silo

sehingga akan diperoleh material yang homogen karena terbentuk lapisan+

lapisan raw meal akibat hembusan dari udara dari blower. Kiln *eed akan keluar

dari bottom silo dan melalui *low meter dan dikirim ke menara preheater

menggunakan air li*t atau bucket elevator.

1. Burning&'linkeriati!n


5/6

5

8etelah kiln ditransport dari blending silo atau ada yang dari kiln *eed bin, raw

meal akan melewati pemanasan awal di menara suspension preheater yang

terdiri atas !+? stage1kalsiner menggunakan hot gas keluaran kiln. Preheater

merupakan cyclone dan dalam tahap ini ada 2 proses penting yaitu heat trans*er

dan separation. )eat trans*er antara gas panas dan raw meal %> terjadi di

ducting antar+cyclone sedangkan separation %> terjadi di cyclone. Proses yang

terjadi di preheater meliputi evaporasi air permukaan dan air hidrat, dekomposisi

clay, dan sedikit kalsinasi.

Kalsiner

5i dalam kalsiner terjadi proses kalsinasi yaitu peruraian CaCO menjadi CaO

dan CO2 dan sedikit MgCO menjadi MgO dan CO2. Karena reaksi kalsinasi

bersi*at endotermis maka diperlukan panas yang cukup tinggi, sehingga

dilengkapi dengan burner untuk pembakaran coal meman*aatkan udara tersierdari cooler dan gas panas kiln. Kalsinasi terjadi pada suhu di atas %%oC pada

tekanan " atm, namun karena alat+alat di pabrik semen beroperasi di bawah "

atm jadi pada suh yang lebih rendah sudah mulai terjadi kalsinasi dan CaO

terbentuk langsung bereaksi dengan senyawa hasil dekomposisi clay sehingga

reaksi dapat berlangsung sempurna meskipun tergolong reversible. Kalsinasi di

kalsiner paling maksimal mencapai '%> selanjutnya sisanya terjadi di dalam kiln

sendiri. Pelepasan CO2 akibat reaksi ini menjadi isu lingkungan yang krusial di
http://maulhidayat.wordpress.com/2012/12/28/proses-pembuatan-semen/dt/


6/6

6

industri semen, volum gas CO2 hasil kalsinasi jauh lebih besar dari pada

CO2 hasil pembakaran *uel -batubara/

tugas metalurgi proses kalsinasi

Documents