BAB I

PENDAHULUAN

• Latar Belakang

Indonesia merupakan salah satu negara yang kaya akan sumber daya alam termasuk sumber daya mineral logam. Kesadaran akan banyaknya kekayaan mineral logam ini mendorong bangsa Indonesia untuk dapat memanfaatkan sumber daya alam tersebut secara efisien. Perusahaan yang bergerak dibidang pertambangan merupakan salah satu perusahaan yang memanfaatkan sumber daya alam tersebut. Dalam pemanfaatannya, tentu saja menggunakan berbagai metode dan teknologi sehingga dapat diperoleh hasil yang optimal dengan keuntungan yang besar, biaya produksi yang seminim mungkin serta ramah lingkungan. Untuk dapat mencapai hasil tersebut dibutuhkan sumber daya manusia sebagai elemen yang dinamis dan berwawasan lingkungan. Manusia adalah subyek pengguna teknologi yang utama. Oleh karena itu perlu adanya suatu usaha peningkatan kualitas sumber daya manusia sebagai salah satu upaya untuk menyeimbangkan antara perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dengan kemampuan manusia sebagai pengguna serta keberadaan sumber daya alam sebagai objek yang dimanfaatkan.

Dengan meningkatnya wawasan lingkungan manusia, manusia mulai menyadari akan bahaya dari berbagai material yang dapat mengganggu kesehatan manusia khususnya logam. Timah sekarang banyak dijadikan logam alternatif pengganti logam berbahaya lainnya sehingga dari segi permintaan pasar industri akan logam timah ini akan terus meninggkat khususnya pada negara-negara maju yang sadar akan kesehatan. Dengan meningkatnya permintaan pasar perusahaan timah harus mengiringinya dengan penerapan teknologi yang lebih efisien dan tentunya berwawasan lingkungan.

Melihat potensi PT Timah sebagai salah satu produsen timah terbesar yang telah mendapat pengakuaan dunia akan kualitas timah yang diprosuksi, dan juga potensi sumber daya mineral cassiterite (SnO2) sebagai bijih logam timah di pulau Bangka yang cukup besar, menarik minat saya selaku mahasiswa Teknik Metalurgi dan Material yang secara khusus mempelajari pengolahan logam untuk menambah pengetahuan saya dalam pengolahan atau memproduksi logam timah serta memberi pengalaman kerja di sebuah perusahaan yang bergerak dalam produksi logam timah sehingga dapat menunjang pengetahuan sebagai calon sarjana Teknik Metalurgi dan Material.

Oleh karena itu diperlukan suatu kegiatan kerja praktek pada perusahaan yang bergerak dalam bidang pengolahan logam. Kerja praktek ini diharapkan dapat menjadi sarana untuk menimba pengalaman kerja serta dapat terjun langsung ke lapangan melihat bagaimana proses kerja dalam sebuah perusaahan produsen logam yang professional secara ril.

Disamping ini kegiatan ini juga dilakukan untuk memenuhi kurikulum yang berlaku pada program studi Teknik Metalurgi dan Material Universitas Indonesia yang mewajibkan mahasiswa untuk melakukan kerja praktek untuk

memenuhi syarat kelulusan sebagai sarjana strata-1 bidang metalurgi dan material. Dimana hasil kerja praktek tersebut akan dilaporkan dan dipresentasikan.

• Tujuan Kerja Praktek

Beberapa tujuan saya dalam melakukan Kerja Praktek di PT Timah (Persero) Tbk. ini adalah sebagai berikut :

• Memenuhi salah satu mata kuliah di Departemen Metalurgi dan Material FTUI yang merupakan prasyarat bagi mahasiswa untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik.

• Mengamati secara langsung penggunaan teori–teori dasar yang telah diajarkan selama proses perkuliahan di lapangan.

• Memperluas wawasan dan pengalaman mengenai kondisi kerja di dunia industri sebagai bekal untuk terjun ke dunia kerja nantinya.

• Mendapatkan kesempatan untuk menganalisa setiap permasalahan yang mungkin terjadi di lapangan dan mengetahui tindakan penanganan yang tepat.

• Memperoleh bahan masukan pengembangan sistem pengajaran dalam rangka menyelaraskan dunia pendidikan dan industri.

• Menjalin hubungan dan kerja sama yang saling menguntungkan antara pihak universitas dengan pihak industri atau penyedia lapangan kerja.

• Pelaksanaan Kerja Praktek

Kerja Praktek ini dilaksanakan di PT Timah (Persero) Tbk. khususnya di Unit Metalurgi Muntok, Kabupaten Bangka Barat, Provinsi Kepulauan Bangka Belitung sejak tanggal 3 Agustus 2010 hingga 25 Agustus 2010.

• Ruang Lingkup Kerja Praktek

Ruang lingkup Kerja Praktek yang dilaksanakan di Unit Metalurgi Mentok adalah untuk dapat mengenal dan memahami rangkaian proses pengolahan logam timah secara menyeluruh dimulai dari pengolahan bijih timah hingga ke proses pencetakan produk akhir. Selain itu, Kerja Praktek ini juga meliputi proses untuk mengenal kondisi dunia kerja nyata yang meliputi kondisi dari perusahaan baik dari segi ekonomi maupun dari segi ketenagakerjaan yang meliputi sistem kerja di perusahaan, jumlah dan keberadaan karyawan, tata organisasi perusahaan dan sebagainya.

BAB II

PROFIL PERUSAHAAN

• Sejarah Perusahaan

Sejarah PT Tambang Timah (Persero) atau disingkat PT Timah dimulai pada abad ke-17 saat ditemukannya timah di daerah Melawang dan di dekat Muara Ulim di Bangka Selatan yang pada waktu itu berada di bawah kekuasaan Kesultanan Palembang. Pada tanggal 2 Juni 1722 dilakukan perjanjian monopoli pembelian timah antara Sultan Palembang dengan VOC. Dengan beralihnya kekuasaan VOC pada Pemerintah Hindia Belanda maka kegiatan penambangan diusahakan oleh Pemerintah Hindia Belanda maupun perusahaan swasta Belanda dengan daerah operasi Belitung, Bangka dan Singkep.

Kegiatan penambangan yang semula diusahakan oleh Pemerintah Hindia Belanda maupun perusahaan swasta Belanda secara berangsur-angsur diambil oleh Pemerintah RI. Di Belitung, didirikan PT Tambang Timah Belitung pada tahun 1958 berdasarkan akta notaris JAL Tobing St. Arifin No. 23 tanggal 24 April 1958 dan selanjutnya dijadikan PN Tambang Timah Belitung berdasarkan PP RI No. 95 tahun 1961. Di Bangka, didirikan PN Tambang Timah Bangka berdasarkan PP RI No. 95 tahun 1961. Kemudian pada tahun 1961 di Singkep juga didirikan PN Tambang Timah Singkep berdasarkan PP yang sama pula. Keseluruhan PN Tambang Timah ini berada di bawah koordinasi Badan Pimpinan Umum Timah (BPU) yang didirikan berdasarkan PP No. 87 tahun 1961.

Berdasarkan PP No. 21 tahun 1968 didirikan PN Tambang Timah, maka BPU dibubarkan sekaligus melebur PN Tambang Timah Bangka, Belitung dan Singkep menjadi PN Tambang Timah. Selanjutnya pada tahun 1976 berdasarkan PP No. 3 tahun 1976 mengenai pengalihan bentuk PN Timah menjadi PT Tambang Timah (Persero) dengan kedudukan kantor pusat di Jakarta yang terdiri dari unit-unit produksi berdasarkan letak geografi meliputi UPT Bangka, UPT Belitung, UPT Singkep dan Unit Peltim.

Berdasarkan SK Direksi No. 197/SK-0000/90-B1 tanggal 31 Desember 1990 dibentuk unit penambangan timah mesin gali mangkok (MGM) yang diikuti oleh unit penambangan darat berdasarkan SK Direksi No. 37/SK-0000/91-B1 tanggal 24 April 1991 dan selanjutnya dengan SK Direksi No. 85/SK-0000/91-B1 tanggal 29 Juni 1991 UPT Bangka, UPT Belitung dan UPT Singkep dibubarkan.

Sebagai tindak lanjut dari program restrukturisasi perusahaan maka kantor pusat yang berkedudukan di Jakarta direlokasikan ke Pangkalpinang mulai tanggal 2 Agustus 1991, sebagai langkah antisipasi untuk mendekatkan unsur pengambilan keputusan dengan unit produksi. Dalam waktu yang relatif cukup singkat sejalan dengan program restrukturisasi perusahaan, melalui SK Direksi No. 021/SK-0000/92-B1 pada tanggal 17 Febuari 1992 maka unit penambangan MGM, unit penambangan darat dan unit peleburan timah di Muntok dibubarkan dan selanjutnya unit-unit kerja tersebut langsung berada di bawah koordinasi direksi

PT Tambang Timah (Persero).

Dengan organisasi yang ramping dan luwes, manajemen PT Timah didukung oleh 5500 karyawan yang terampil dan profesional. Armada operasi penambangan lepas pantai terdiri dari 21 kapal keruk berbagai ukuran, merupakan yang terbesar di dunia dan merupakan aset terbesar perusahaan. Selain itu terdapat juga 375 instalasi penambangan darat yang dikelola berdasarkan sistem kontrak dengan swasta, dimana PT Timah secara langsung mengawasi dan bertanggungjawab terhadap teknik penambangan dan pengelolaan lingkungan di areal penambangan. Pusat metalurgi di Muntok dioperasikan dengan kapasitas produksi di atas 39000 metrik ton timah murni per tahun. Dari produk tersebut 95 % di ekspor ke seluruh dunia, terutama ke Eropa, Amerika Serikat, Taiwan dan Jepang.

Sejarah telah menunjukkan bahwa PT Timah dapat mempertahankan keunggulannya karena dapat memelihara hubungan baik dengan para pelanggan, masyarakat dan karyawan. Tujuan PT Timah adalah melanjutkan pertumbuhan dan perkembangan perusahaan dalam seluruh aspek usaha secara utuh dan berkesinambungan, sehingga dapat menjamin keuntungan yang optimal bagi seluruh pemegang saham.

• Unit Metalurgi

Sejalan dengan gerak laju pembangunan, sejak 2 Oktober 1995 perusahaan telah “Go Public” sehingga statusnya berubah menjadi PT. Timah (Persero) Tbk. yang seperti perusahaan lainnya akan memerlukan suatu struktur organisasi yang kuat, rapi dan sistematis untuk mendukung kelancaran tugas dan usahanya. Unit Metalurgi mempunyai organisasi kerja yang tentunya tidak terlepas dari keseluruhan organisasi PT. Timah (Persero) Tbk. Kepala Unit Metalurgi bertanggungjawab secara langsung pada Direksi PT. Timah (Persero) Tbk.

Pada saat ini PT. Timah (Persero) Tbk. khususnya Unit Metalurgi telah memperoleh sertifikat internasional ISO 9002 mengenai sistem manajemen mutu dan ISO 14001/1996 mengenai sistem manajemen lingkungan. Saat ini kantor pusat PT. Timah (Persero) Tbk. berkedudukan di Jalan Jendral Sudirman No. 51 Pangkalpinang, Bangka.

BAB IIITINJAUAN PUSTAKA

3. 1. Proses Pengolahan Logam Timah Timah termasuk logam non-ferrous yang banyak berasal dari mineral

cassiterite (SnO2) yang di tambang dalam bentuk pasir. Pasir cassiterite di Indonesia banyak berasal dari pulau Bangka atau juga dari pantai-pantai sekitar pulau Bangka. Timah dalam keadaan logam murni berwarna putih keperakan. Logam timah memiliki beberapa sifat yaitu :

• Titih leleh yang lebih rendah dari logam berat lainnya• Kekerasasan rendah • Sifat pembasahaan yang baik (untuk solder)• Ketahanan korosi yang baik• foodgrade

karena ketahanan korosinya yang baik itu, logam timah sekarang sudah menjadi alternatif sebagai logam pelapis (coating) logam lain yang ketahanan korosinya lebih rendah. Oleh sebab itu dibutuhkan logam timah dengan dengan kemurnian cukup tinggi untuk dipakai sebagai pelapis anti-korosi atau pengunaan lainnya.

Untuk dapat memenuhi permintaan pasar tersebut dalam industrsi timah dibutuhkan juga alternatif teknologi yang dapat di oprasikan untuk memperoleh logam timah dengan kemurniaan yang tinggi dengan efisiensi proses dan juga biaya produksi seekonomis mungkin serta dengan mempertimbangkan dampak teknologi tersebut bagi kesehatan manusia dan lingkungan.

Dalam industri pengolahan timah dikenal beberapa metode peningkatan kemurnian timah yaitu dengan metoode pyrometallurgy seperti smelting atau liquation yaitu proses peningakatan kemurniaan dengan prinsip perbedaan temperatur leleh dan juga metode hydrometallurgy seperti proses leaching dengan prinsip perbedaan kelarutan. Tetapi karena sulitnya melarutkan logam timah pemurniaan dengan pengunaan metode hydrometallurgy jarang dipakai untuk produksi skala besar. Hampir semua industri pengolahan timah memakai metode pyrometallurgy.

Semakin berkembangnya penggunaan timah sehingga kebutuhan timah dengan kemurniaan yang lebih tinggi lagi terus menjadi permintaan pasar industri. Walaupun kemurniaan timah yang diproduksi cukup sudah tinggi tetapi dari proses tersebut perlu proses lebih lanjut yaitu proses refining yang dapat dilakukan untuk menigkatkan kemurniaan timah. Proses refining timah ini dianggap penting dalam industri pengolahan timah karena dapat menigkatkan kemurniaan timah dengan konsentrasi sangat tinggi dapat dapat memisahkan pengotor-pengotor yang kebanyakan pengotor timah adalah unsur berhargga. Unsur berharga yang biasanya menjadi ikutan pada timah seperti Bismuth dan indium.

Komposisi unsur pengikut dari timah kasar sebelum dilakukan refining bisa bervariasi tergantung pada konsentrat, tahapan preparasi pada proses smelting dan juga perlakuan khusus lainnya. Table 3.1 menunjukan beberapa unsur ikutan timah yang dominan.

Tabel 3.1. Unsur pada timah sebelum dilakukan proses refining.Type of raw material

GradeContent

SnCuPbFeAsSbBi

ConcentrateI

98,90,140,100,330,280,060,01

Slime concentrate, Filter dust II

93,090,791,761,511,700,510,4

Returns (slag) III

92,062,730,891,711,221,290,11

Proses refining pada pengolahan timah terdiri dari dua metode yaitu dengan pyrometallurgy (pyrorefining) atau dengan metode hydrometallurgy (electrolytic refining). Proses refining dengan pyrometallurgy yaitu proses peningkatan kemurniaan timah dengan memanfaatkan perbedaan temperatur leleh dari timah denan beberapa pengotornya. Proses pyrorefining ini dilakukan secara bertahap dan disetiap proses hanya dapat memisahkan 1 atau 2 unsur pengotor dalam timah. Pengotor dipisahkan satu persatu pada setiap tahap berbeda dan dikumpulkan secara terpisah untuk memudahkan proses recovery selanjutnya. Salah satu kelebihan dari proses refining dengan pyrorefining yaitu tingginya

kecepatan produksi dibandingkan dengan proses refining metode hydrometallurgy. selain itu kekurangan dari pengunaan proses ini dalam skala industri adalah besarnya biaya yang dikeluarkan untuk pekerja.

Proses refining dengan metode hydrometallurgy yaitu dengan pemurniaan logam dengan memanfaatkan perbedaan tingkat kelarutan masing pengotor sehingga dapat dipisahkan dari logam timah tersebut. Pada proses electrolytic refining ini mengunakan prinsip elektrokimia yaitu perubahan dari energi listrik menjadi energi kimia. Salah satu kelebihan dari proses electrolytic refining dibandingkan dengan pyrorefining yaitu hampir semua jenis pengotor dapat dipisahkan secara bersamaan dalam satu tahapan proses selain itu produk logam timah yang dihasilkan memiliki kemurnian sangat tinggi. Pengotor-pengotor dari proses electrolytic refining akan terendapkan membentuk berbentuk lumpur sedangkan pada proses pyrorefining pengotornya berupa terak. Salah satu kekurangan dari proses electrolytic refining yaitu lambatnya proses produksi. Karena timah cukup sulit terlarut dalam elektrolit sehingga anoda dibuat dengan penampang yang cukup besar untuk meningkatkan efisiensi proses. Karena lambatnya proses produksi proses electrolytic refining banyak variabel yang harus dijaga untuk meningkatkan efisiensi proses seperti arus dan tegangan listrik yang digunakan, konsentrasi elektrolit, jarak anoda dan katoda, suhu elektrolit, ketebalan anoda dan katoda dll. Walaupun proses electrolytic refining membutuhkan pengadaan energi listrik yang besar tetapi tidak terlalu menjadi masalah dalam skala industri karena biaya untuk pengadaan energi lisrik ini hanya berkisar 0,1-0,2% dari hasil pendapatan produksi. Kekeurangan lainnya dari proses electrolytic refining yaitu sulitnya mencari elektrolit yang cukup baik, aman dan ekonimis untuk dipakai dalam skala besar.

3. 2. Aspek ElektrokimiaProses electrolytic refining adalah proses elektrolisis sehingga tidak akan

terlepas dari aspek elektrokimia. Mungkin untuk skala industri aspek ini tidak terlelu diperhitungkan secara mendetail. aspek elektrokimia ini mencakup aspek ionic dan elektrodik. Aspek ionik mencakup termodinamika elektrolit dan konduktivitas mass transport dan aspek elektrodik mencakup termodinamika elektrolit dan kinetika elektroda.

Gambar 3. 1. Aspek dalam elektrokimia dalam skala ionik dan elektrodik.

Dalam elektrokimia menjelaskan hubungan antara • Potensial standard• Perubahan energi bebas standard• Konstanta keseimbangan

Elektrokimia adalah salah cabang kimia yang mempelajari reaksi kimia yang berlangsung dalam larutan pada permukaan konduktor elektrodik (logam) dan konduktor ionik (elektrolit), dan melibatkan transfer elektron diantara elektroda dan transfer ion pada elektrolitnya.Jika reaksi kimia terjadi karena tegangan eksternal (seperti dalam elektrolisis) atau jika tegangan justru dibuat dari reaksi kimia (seperti dalam baterai), reaksi seperti

ini disebut reaksi elektrokimia. Secara umum, elektrokimia berhubungan dengan situasi dimana reaksi oksidasi dan reduksi terjadi secara terpisah dan dihubungkan oleh sirkuit eksternal.

• IonikElektrolit adalah suatu zat yang larut atau terurai ke dalam bentuk ion-ion

dan selanjutnya larutan menjadi konduktor elektrik, ion-ion merupakan atom-atom bermuatan elektrik. Elektrolit bisa berupa air, asam, basa atau berupa senyawa kimia lainnya. Elektrolit umumnya berbentuk asam, basa atau garam. Beberapa gas tertentu dapat berfungsi sebagai elektrolit pada kondisi tertentu misalnya pada suhu tinggi atau tekanan rendah. Elektrolit kuat identik dengan asam, basa, dan garam kuat. Elektrolit merupakan senyawa yang berikatan ion dan kovalen polar. Sebagian besar senyawa yang berikatan ion merupakan elektrolit sebagai contoh ikatan ion NaCl yang merupakan salah satu jenis garam yakni garam dapur. NaCl dapat menjadi elektrolit dalm bentuk larutan dan lelehan. atau bentuk liquid dan aqueous. sedangkan dalam bentuk solid atau padatan senyawa ion tidak dapat berfungsi sebagai elektrolit.

Elektrolit dapat diklasifikasikan menjadi 2 yaitu:• Aqueous

Elektrolit ini mempunyai kandungan air dan reaksi yang berlangsung dapat dilakukan pada temperatur ruang.

• Non-aqueousElektrolit ini berupa lelehan garam atau molten salt.

Dalam larutan elektrolit aqueous kekuatan asam atau basa lemah ditentukan oleh:• Derajat dissosiasi (α)• Konstanta Dissosiasi (Ka)• pH

Dalam elektrolit dibutuhkan kondisi reaksi yang sesuai secara termodinamika seperti pH dan potensial sel untuk dapat bereaksi tetapi tidak dapat menghitung kecepatan reaksi elektrokimia tersebut. Kecepatan reaksi dapat dilihat dari konduktivitas (Migrasi, Konveksi, Difusi) dan Mass Transport. Mass transfer ini dapat terjadi akibat perbedaan konsentrasi pada elektrolit. Perubahan potensial pada elektrolit menyebabkan terjadinya proses difusi pada interface.

Mass transport adalah pergerakan ion yang mengalir dalam pengaruh medan listrik dalam elektrolit. Medan listrik timbul karena adanya tegangan antara dua elektroda. Mobilitas dari mass trasnport ini bergantung pada dimensi dan muatannya dan juga konsentrasi larutan.Faktor yang mempengaruhi mass transport:

• turbulence flow• difusi• medan listrik

• Konveksi Koveksi yaitu pergerakan elektrolit dalam skala yang besar dari larutan ruah ke lapisan difusi. Proses ini dapat dilakukan dengan memberi pengadukan, pompaan elektrolit atau injeksi udara. Proses ini hanya efektif untuk memindahan ion-ion

logam kedaerah dekat permukaan elektroda, karena bagaimana pun akan terdapat lapisan elektrolit yang diam (stangnan) pada permukaan elektroda.

• Difusi Difusi adalah proses pergerakan ion-ion logam menuju OHP (outer helmhotz Plane) melalui lapisan elektrolit yang diam, karena terdapatnya perbedaan konsentrasi. Difusi dipengaruhi gradien konsentrasi antara konsentrasi permukaan dan konsentrasi ruah. Dalam keaadan tetap pengaliran ion-ion logam yang berdifusi sebanding dengan perbedaan konsentrasi ion tersebut yang digambarkan oleh hukum ficks sebagai berikut.

Ji = kapasitas difusi (jumlah ion yang melewati satu satuan luas per satuan waktu)D = kostanta difusiCx = ~ = konsentrasi ion positif pada larutan ruahCx = 0 = konsentrasi ion positif pada OHPσ = tebal lapisan difusi

• Migrasi Migrasi adalah transfer ion karena adanya gradien beda potensial. Migrasi dipengaruhi oleh medan listrik. Kecepatan migrasi dapat dirumuskan

Dimanai = rapat arusF = bilangan Faradayt+ = bilangan perpindahann = jumlah elektron

elektrodaLarutan RuahLapisan difusiOHPKonveksiDifusiMigrasi

Electrical Double layerGambar 3. 2. Kinetika konduktivitas laju ion.

Electrical double layer adalah struktur yang terbentuk pada permukaan, lapisan ini berupa dua lapisan pararel, lapisan pertama yaitu surface charge (dapat bermuatan positif atau negative) yang mengandung ion yang teradsorbsi. Lapisan kedua berupa ion yang tertarik menuju permukaan elektroda karena adanaya gaya coulomb akibat adanya muatan di lapisan pertama. Electrical double layer akan

menghambat menempelnya kation pada katoda.

Gambar 3. 3. skema Electrical double layer pada elektroda.• (inner Helmhotz plane) IHP • (outer Helmhotz plane) OHP• Lapisan difusi• Solvated ions• Ion adsorptif• Solvent molecule

ElektrodaKonduksi dari migrasi elektron pada keadaan solid

Mass transport terjadi secara konduksi, difusi dan migrasiET

elektrolitGambar 3. 4. Elektron transfer pada interface.

• ElektrodikElektrodik terdiri dari anoda dan katoda. Anoda adalah elektroda yang

mengalami oksidasi sedangkan katoda mengalami reaksi reduksibaReductantoxidantProdukProduk

Gambar 3. 5. anoda sebagai pendonor elektron ke katoda.Reaksi AnodikSn Sn2+ + 2e- stannous dissolutionH2 2H+ + 2e- Hidrogen evolution2H2O O2 + 4H+ + 4e- Oksigen reductionReaksi KatodikSn2+ + 2e- Sn Stannous reduction2H2O + 2e- H2 + 2OH- Hidrogen reductionO2 + 2H2O + 4e- 4OH- Oksigen reduction

Pada gambar a terjadi reaksi oksidasi dalam hal ini logam akan berubah menjadi ionnya akibat adanya elektron di dalam logam dan ion tersebut akan mengalir dalam larutan. Dan pada gambar b terjadi reaksi reduksi yang merubah ion logam dari larutan menjadi logam akibat dari hilangnya elektron dari logam tersebut. Pergerakan-pergerakan elektron ini juga melibatkan pelepasan atau penyerapan energi bebas. Elektrolisis bekerja dengan menyerap energi bebas dari sumber listrik untuk reaksi non-spontan (∆G bernilai positif). Pengaliran arus listrik dalam sel dapat mengerakan reaksi non-spontan sehingga terjadi electrolisis. Proses elektrolisis ini mengunakan arus listrik berupa arus DC sehingga dibutuhkan rectifier untuk mengubah arus listrik AC menjadi DC.

+Rectifier

~Sumber Listrik AC

-Gambar 3. 6. perubahan arus AC menjadi DC dengan rectifier.

Secara termodinamika dapat dilihat apakah reaksi redoks dapat berjalan atau tidak. Tetapi tidak dapat mengukur kecepatan reaksi redoks ini. Perhitungan reaksi ini hanya dari estimasi kecenderungan dari reaksi reduksi-oksidasi. Karena adananya mass transport dan seberapa cepat pergerakannya perlu dilihat secara kinetik. Semakin besar tegangan yang dipakai, semakin besar arus yang mengalir akan meningkatkan kecepatan reaksi kimia.

3. 3. Elektrolisis TimahReaksi elektrolisis ditemukan berkat jasa Michael Faraday atau yang lebih dikenal dengan hukum faraday mengenai stoikiometri elektron dalam reaksi reduksi-oksidasi.

Dalam 1 mol elektron bernilai sama dengan 1 Faraday atau 96500 Coloumb. Kemudian dikenal juga rumus Faraday untuk menghitung massa produk logam yang dihasilkan pada proses elektrolisis.

Jika i adalah rapat arus persatuan luas maka

W = massa produkMr = massa atomi = rapatt = waktue = elektro valensi Reaksi kimia atau redoks baru dapat berlangsung jika dapat menembus energi aktivasi. Pemberian teganagan berlebih atau overpotensial dalam elektrolisisi dibutuhkan untuk mencapai energi aktivasi tersebut. Tetapi jika potensial yang diberikan terlalu besar maka logam bukan Sn yang terdeposisi tetapi logam yang lebih mulia (noble) dibanding Sn yang justru akan terdeposisi.

Gambar 3. 6. Energi bebas dan energy aktivasi

= overpotensial

= symetri factor = applied potensial = termodinamika Nerst potensial

EN dapat di hitung dengan mengunakan persamaan Nerst hasil proyeksi dari diagram Pourbaix.

Dari persamaan Nerst ini dapat dilihat hubungan antara tegangan yang diberikan pada elektroda dengan konsentrasi dari elektrolit.

Gambar 3. 7. Diagam pourbaix Sn.Jika dalam sel diperhitungkan pula nilai hambatan pada bahan konduktor yang digunakan serta hamabatan elektrolit dalam sel maka nilai E (applied potensial) menjadi

= applied potensial (V)R = hambatan (Ω)I = arus ()

• Sel elektrolisis Electrolytic refining adalah suatu metode permunian yang penting karena

dapat diperoleh logam dengan tingkat kemurnian yang sangat tinggi. Proses electrolytic refining ini cocok di pakai pada beberapa logam seperti Cu, Ag, Pb, Au, Ni, Sn, Zn etc. Batangan logam timah yang masih memiliki beberapa pengotor digunakan sebagai anoda dan lembaran dari logam timah murni digunakan sebagai katoda dihubungkan secara konduktif kemudian di masukan dalam larutan elektrolit. Lalu pada system tersebut dialiri arus listrik. Proses electrolytic refining timah mengunakan prinsip kerja dari elektrolisis yaitu dengan mengubah energi listrik yang mengalir dan menghasilkan reaksi kimia dalam sel. Dalam hal ini reaksi yang terjadi adalah reaksi reduksi-oksidasi. Elektron akan mengalir dalam logam dan ion sendiri mengalir dalam elektrolit. Elektron secara konduksi dapat mengalir pada media logam, semikonduktor dan conducting polymer material. Sedangkan ion dapat mengalir dalam media larutan elektrolit, lelehan garam, elektrolit padat dan polymeric electrolyte. Materi-materi tersebut bergerak dengan cara migrasi, difusi dan konveksi.

Impure Tin Anode

Anode Slime

High-purityTin catode

Gambar 3. 6. Sel sederhana electrolytic refining timah Dalam deret potensial standar pada table 3. 2 Sn lebih bersifat lebih

elektronegatif dibanding pengotornya seperti antimony, arsenic, bismuth, dan tembaga. Sehingga elektrolit yang digunakan dalam proses refining timah tidak akan melarutkan pengotor dari unsur-unsur tersebut.

Table 3. 2. Deret standar potensial (v)

FeNiSnPbHBiSbAsCuAg

-0.44-0.25-0.136-0.126

0+0.32+0.152+0.247+0.337+0.799

Pengotor-pengotor atau unsur pengikut yang ada pada timah kebanyakan memiliki standar potensial yang lebih positif sehingga yang terlarut terlebih dahulu dalam elektrolit bukanlah pengotor tetepi timah yang larut dan membentuk ion. Tetapi karena Sn lebih positif dari standar potensial hidrogen pengunaan tegangan berlebih yang terlalu tinggi dapat menyebabkan hidrogen yang justru terdissosiasi.

• Elektrolit Pemilihan elektrolit merupakan salah satu pertimbangan dalam proses electrolyte refining. Komposisi dari elektrolit sangat menpengaruhi kepadatan dan ketebalan dari deposit timah pada produk katoda nantinya. Elektrolit diatur agar mudah berdifusi pada katoda dan tidak terjadi arus pendek.

Dari beberapa elektrolit yang sudah dikenal dan digunakan dalam proses electrolytic refining timah, dapat dibagi menjadi 3 kelompok yaitu elektrolit asam, elektrolit basa dan elektrolit lelehan garam. Elektrolit asam terdiri dari elektrolit larutan asam klorida, fluorosilicate (ditambah asam sulfat) dan sulphate-organic. elektrolit basa yaitu larutan alkali hydroxide dan alkali sulphide. Dan yang terakhir mengunakan elektrolit dari lelehan garam timah.

• Elektrolit asam kloridaElectrolit secara umum yang dipakai yaitu larutan dari asam hidroklorida dan asam sulfat dengan tamabahan beberapa bahan aditif. Penambahan bahan aditif seperti gelatin dan cresol dapat menghasilkan deposit yang halus.Elektrolit terbuat dari larutan stannous chloride dan asam hidroklorida. Larutan ini dijaga agar tidak terjadi hidrolisis SnCl2 dan penigkatan konduktifitas listrik pada larutan. Saat anoda terdissosiasi akan membentuk ion Sn2+, Fe2+, Cu2+, Bi3+ , Sb3+, AsO3

3-, Pb2+. Ion Pb akan membentuk endapan PbCl2. Walaupun membentuk

endapan PbCl2 memiliki kelarutan yang tinggi pada suhu 200C dapat larut 9,9 gr dalam 1 liter air. Ion Sb3+ dan Bi3+ akan terhidrolisis membetuk oksiklorida yang larut (BiOCl). Tembaga, besi dan arsenik akan larut dalam elektrolit.Kekurangan elektrolit jenis ini ion sulfat akan menyebabkan anoda akan melarutkan kembali Pb pada lumpur dan membentuk Pb2SO4. Salah satu kendala lain dalam pengunaan zat asam sebagai elektrolit yaitu terbentuknya lapisan di anoda karena adanya kandungan Pb di anoda. Untuk itu lapisan pengotor di anoda itu harus dibersihkan secara berkala.

Dalam elektrolit larutan klorida hanya Fe dan Pb yang dapat dipisahkan dari Sn dengan pada elektrolisis. Selain dari rendahnya tingkat penghilangan pengotor kekurangan yang utama dari elektrolit ini yaitu deposit timah yang menempel pada katoda berbentuk kristal dendrite yang kurang menempel kuat pada katoda hal dapat menyebabkan arus pendek. Elektrolit jenis ini dapat dipakai untuk pemurnian lead-tin alloy untuk memisahkan Sn dan Pb.

• Elektrolit fluorosilicate dan sulphate-organic

Stannous fluorosilicate (SnSiF6) sama seperti PbSiF6, larut dengan baik di air. Dari sifat kelarutan ini kenapa dipakai elektrolit fluorosilicate digunakan untuk memurnikan Sn didapat dari analogi proses pemurnian Pb. Proses elektrolisis dilakukan dalam sel yang terbuat dari wadah kayu yang dilapisi dengan aspal. Rapat arus yang digunakan 120 A/m2. Untuk mendapatkan endapatkan endapan yang padat diperlukan penambahan glelatin dan cresol dan bahan aditif yang lain.

Saat anoda larut dalam elektrolit fluorosilicate, Cu, Bi, Sb, As berjatuhan membentuk lumpur dan dapat terpisah dengan baik dari Sn. Hanya Pb yang beresiko dapat ikut menepel pada katoda. Untuk menghindari itu perlu dilakukan penambahan asam sulfat agar terbentuk endapan Pb dan membentuk lumpur di dasar sel. Pengunaan elektrolit fluorosilicate dapat memisahkan hampir semua pengotor dalam timah dengan kemurnian mencapai 99.99%. tetapi penambahan asam sulfat berlebih dapat menyebabkan endapan anoda berbentuk kristal dendrit dan terebentuknya lapisan pasif pada anoda.

Salah satu masalah yang terjadi dari proses ini yaitu cepatnya korosi yang terjadi pada instalasi terutama pada karet penyemprot elektrolit, pompa dan bak elektrolit. Terlebih lagi Penyiapan fluorosilicate mahal dan elektrolit yang berbahaya karena bersifat racun. dan elektrolit mudah terdekomposisi. Beberapa aditif organik ditambahkan untuk mendapatkan endapan yang padat dan halus. Dan munculah elektrolit sulphate-organic. Pengunaan electrolit H2SiF6 dan H2SO4

yang tidak melarutkan antimony, bismuth dan tembaga. Elektrolit sulphate-organic dapat terbuat dari benzene, phenol, cresol,

tolune, naphthalene dll yang dithreatment dengan asam sulfat panas. Elektrolit ini dapat menghasilkan dapat menghindari deposit timah yang berbentuk spons dengan penambahan gelatin dan cresol. Elektrolit ini mengunakan rapat arus 85-108 A/m2 dengan suhu 350C. dengan kemurniaan yang didapat sampai 99,98% Sn. Kelemahan dari elektrolit ini yaitu terbentuknya lapisan pasif di anoda dari deposit Pb. Elektrolit berupa asam sulphate-organic memiliki kekurangan yaitu mahalnya biaya produksi.

• Elektrolit alkaline dan alkali sulphideElektrolit terbuat dari sodium thiostastannete (Na4SnS4) dan larutan Na2S. unutk mendapatkan deposit Sn yang padat dipakai rapat arus yang kecil dengan suhu larutan 80-900C. Elektrolit ini dapat memisahkan Fe, Cu, Pb, Bi dan pengotor lainnya dengan pembentukan endapan sulfida yang tidak larut dan membentuk endapan lumpur. Kelemahan dari elektrolit ini yaitu tingginya temperatur yang harus dipakai pada elektrolit selain itu tingginya temperatur ini dapat menguapkan larutan yang berbahaya jika sampai masuk dalam tubuh manusia. Selain itu tingkat kemurnian yang dihasilkan juga tidak terlalu tinggi disbanding elektrolit lainya. Karena elektrolit tidak dapat menghilangakan Pb dan Bi dengan sempurna. Juga sulitnya katoda unutk dilelehkan kembali untuk proses pencetakan.

• Elektrolit lelehan garam Pengunaan lelehan garam (CaCl2-KCl-NaCl) dari logam timah dapat mengunakan beberapa variasi kualitas dari timah mentah anoda dengan kemurnian tidak terlalau tinggi yaitu Sn 75%. Elektroda berupa grafit dengan rapat arus 50-200 A/dm2. Elektrolit lelehan garam dapat memisahkan arsenic dan antimony secara efisien. Tetapi memiliki kekurangan yaitu pembentukan lapisan pasif pada permukaan elektroda. Elektrolit jenis ini akan sangat efektif menghilangkan Pb sampai 25%Pb menjadi PbS dan membentuk lumpur. Logam Sn yang terdeposisi di katoda lebih halus diandingkan dengan pengunaan elektrolit asam tanpa harus diberi aditif koloid. Tetapi rapat arus yang di pakai sangat kecil dan suhu proses tinggi yaitu 900C.

Yang menghasilkan lumpur dengan kandungan Fe, Cu, Pb dan Bi. Elektrolit ini bebas dari lapisan pasif tetapi dibutuhkan suhu reaksi yang tinggi yaitu 70-900C.

3. 4. Proses elektrolytic refining timah Proses Electrolytic refining yang dilakukan dengan mengunakan starter sheet yang digunakan sebagai katoda yang berbentuk plat tipis persegi. Sedangkan anoda berbentuk plat timsh dengan ketabalan tertentu yang dibuat dari pencetakan timah kasar. Anoda dan katoda diletakan dalam elektrolit secara bergantian dalam setiap sel. Setiap sel ini terdiri dari beberapa pasangan anoda katoda. Setiap anoda dan katoda akan diganti setelah logam di anoda sudah terdeposisi di katoda secara maksimal dan diganti dengan starter sheet katoda dan anoda timah yang baru. Starter sheet katoda dibuat dengan dibuat dengan cara sket casting dari 3% logam timah hasil electrolytic refining dan 97% lainnya dilebur kembali untuk dicetak menjadi ingot atau yang lainnya. selama proses refining didasar sel lama kelamaan akan terbentuk lumpur yang masih mengandung Sn dan juga unsur pengotor lainnya. Di anoda lama kelamaan akan muncul kotoran seperti lumpur dipermukaan yang menghambat proses elektrolisis maka perlu dilakukan proses pembershian anoda secara berkala. ketebalan katoda yang semakin tebal akan mengurangi proses elektrolisis sehingga dalam satu siklus katoda diganti diganti dua kali atau lebih. Untuk dapat menigkatkan efisiensi proses elektrolisis jarak antara anoda katoda juga diperhitungkan. Jarak antara anoda dan katoda ini dibuat sedekat mungkin tetapi jika jarak anatar anoda dan katoda akan menyebabkan

arus pendek.

Gambar 3. 7. Sel electrolytic refiningSetelah katoda yang terdeposisi penuh oleh logam timah kemudian katoda di lebur lagi untuk membentuk ingot. Biasanya ingot yang dicetak tidak tidak terlalu besar untuk menjaga kemurnian logam timah. Untuk memastikan kualitas dari logam timah hasil refining perlu dilakukan quality control dengan cara pengambilan sampel dari hasil electrolytic refining. Secara komersial kualitas standar timah diklasifikasikan dalam ASTM B339. High grade AAA (Sn 99,98%), grade A (Sn 99,8%), Grade B, C, D dan E memiliki kemurnian yang lebih rendah dari 99%.

BAB IVPENGOLAHAN DATA

4. 1. Typical Analsis of Tin Product PT TIMAH 2010Brand : Banka 99.99Ingot : StandardDimension (cm) : 53.5 x 15.5 x 6 Weight (Kg) : 25% Sn : 99,99

Table 4. 1. Kandungan kimia pada timah 4N.Chemical Analysis (max)

% Fe% As% Pb% Cu% Bi% Sb% Ni% Co0,0010,0010,00240,00080,00030,00080,00060,0003% Cd% Zn% Al% Ag% In% S

% cr% Hg0,00030,00030,00020,00030,00050,00030,00050,0004

4. 2. Stock Taking Logam Timah Juli 2010Tabel 4. 2. Stock taking impure Sn bulan juli.

Jenis logam Tonase% Sn

Barat SnBalaok FeedTimah Feed Ketel 4Timah Feed Ketel 5Timah Feed Ketel 6Anoda baruEx. AnodaAnoda dalam selDross FeedSlime

0 kg6000 kg2500 kg7000 kg17780kg

240 kg245942 kg

500 kg79686 kg

99,9299,9299,9299,9299,92

99,9299,9299,9221,32

0,00 kg5995,20 kg2498,00 kg6994,40 kg

17765,78 kg239,81 kg

245745,25 kg499,60 kg

16990,00 kgJumlah

359648 kg

296728,03 kg

Tabel 4. 3. Stock taking Sn 4N bulan juli.Jenis logam

Tonase% Sn

Barat SnBalaok Banka 4NTimah 4N KetelTimah 4N KetelTimah 4N KetelTimah 4N KetelKatoda baruKatoda dalam selKatoda produk yang blm dicetakDross Timah 4N

384 kg0 kg0 kg0 kg

1000kg60 kg

26572 kg0 kg

100 kg99,9999,9999,9999,9999,99

99,9999,9999,9999,99

383,96 kg0,00 kg0,00 kg0,00 kg

999,90 kg59,99 kg

26569,34 kg0,00 kg

199,98 kgJumlah

28216 kg

28213,18 kgTotal

387864 kg

324941,21 kg

UNIT 3 A=54080 kg K=4032 kg Tanki bahan kimia

UNIT 4 A=43680 kg K=3360 kgUNIT 5 A=56160 kg K=3024 kgUNIT 1 A=57460 kg K=8092 kgUNIT 2 A=34112 kg K=8064 kg

RectifierKetel 6 7000 kgKetel 5 2500 kgKetel 4 6000 kgKetel 3 0 kgKetel 2 0 kgKetel 1 0 kgLogam 4N 384 kgKatoda baru 60 kgHolding pot 1000 kgDross feed 500 kgDross 4N 200 kgKatoda blm cetak 0 kgFeed 0 kgAnoda baru 17780 kgEx. anoda 240 kgSLIME 79686 kg

Gambar 4. 1. Stock taking logam timah bulan juli.

4. 3. Balance Current Proses Juli 2010

DROSS SLIME BANKA 99,99Timah BANKA

Gambar 4. 2. Balance product.Tabel 4. 4. Balance current prosses impure Sn pada bulan juli 2010.

INPUT PROSESOUTPUT PROSES

UraianBerat

UraianBerat

Penerimaan logam feedSisa logam feedSisa logam ketel 4Sisa logam ketel 5Sisa logam ketal 6Sisa ex. AnodaSisa anoda baruAnoda dalam selPemakaian Ex, anoda

180000 kg0 kg

6000 kg4800 kg

3900 kg0 kg

27020 kg241886 kg131100 kg

Hasil cetak anodaSisa logam feedSisa logam ketel 4Sisa logam ketel 5Sisa logam ketal 6Sisa ex. AnodaSisa anoda baruAnoda dalam sel

Dross feedSlime

309260 kg0 kg

6000 kg2500 kg7000 kg240 kg

17780 kg245942 kg

3744 kg2240 kg

Jumlah594706 kg

Jumlah594706 kg

Tabel 4. 5. Balance current prosses tiimah 4N bulan juli 2010.INPUT PROSES

OUTPUT PROSESUraianBerat

UraianBerat

Hasil panenSisa logam 4N ketel 1Sisa logam 4N ketel 2Sisa logam 4N ketel 3Sisa logam ketel holding ERKatoda dalam sel

Stok katoda baruKatoda produk yang blm dileburSisa logam 4N

240033 kg0 kg0 kg0 kg

2400 kg25634 kg

15 kg0 kg0kg

Hasil cetak logam 4NSisa logam 4N ketel 1Sisa logam 4N ketel 2Sisa logam 4N ketel 3Sisa logam ketel holding ERKatoda dalam selPemakaian katodaStok katoda baruKatoda produk yang belum dileburSisa logam 4N

Dross logam 4N188000 kg

0 kg0 kg0 kg

1000 kg26572 kg48380 kg

60 kg0 kg

384 kg

3686 kgJumlah

268082 kgJumlah

268082 kg

Tabel 4. 6 Bahan yang diperlukan untuk Proses ER.Bahan Kimia sebagai elektrolit

Bahan BakarBahan kimia pengolahan limbahH2SO4

SnSO4

H2SiF6

GelatinEugenolHCLSolarBriket LPGOxygenKapurTawasCausitic soda

Tabel 4. 7 Pemakaian bahan pada bulan juli.Pemakaian BBM

Pemakaian bahan bakar penunjangPemakaian listrik

Pemakaian air demineralisasi23500 kg

BriketGas ElpijiOksigen

957,3 Kwh22000 ltr

980 kg0 kg

120 kg

Tabel 4. 8 Produksi limbah kategori B3 pada bulan juli.Produksi limbah kategori B3

Air olahan limbah98000 ltr

Slime UPL2240 kg

Waste acid0ltr

BAB V PEMBAHASAN

5. 1. Proses Pengolahan Timah Secara Umum PT Timah adalah penghasil timah nomor dua terbesar di dunia setelah Cina

dengan produksi 45,000 ton/tahun. PT Timah dalam hal ini Unit Metalurgi memproduksi logam timah dengan beberapa kualitas dari tingkat kemurniannya dan menjadi merek dagangan internasional yaitu Timah Banka (99,92%), Timah Mentok (99,85%), Timah Banka Low Lead (99,93%) serta Timah Four Nine (99,99%). Masing-masing jenis timah mengalami perlakuan dan proses berbeda. Proses permurniaan di Unit Metalurgi terbagi menjadi tiga jenis proses yaitu pyrorefining, eutectic refining, dan electrolytic refining.

Gambar 5. 1. Flowsheet peleburan timah di Unit MetalurgiSelanjutnya untuk mendapatkan logam timah dengan tingkat kemurniaan

yang lebih tinggi lagi diperlukan proses pemurniaan untuk dapat memenuhi standar pasar internasional karena hampir 95% dari produksi timah di Unit Metalurgi di eksport ke luar negeri. Proses ini meliputi pyrorefining yaitu proses pemurniaan dengan metode pyrometallurgy dan menghasilkan produk dengan merek dagang Timah Banka dan Timah Mentok. Kemudian proses eutecticrefining yaitu pemurniaan yang didasarkan perbedaan temperature solidifikasi antara Pb dan Sn, dan dari proses ini didapat produk dengan merek dagang Timah Low Lead. Dan pemurniaan electrolytic refining yaitu proses pemurniaan dengan mengunakan metode elektrolisis untuk menghasilkan produk dengan merek dagang Timah Banka Four Nine.

Tabel 5. 1. Typical analysis kandungan timah.Unsur

Banka TinMentok Tin

Banka Low lead A1

Banka Low lead A2

Banka Low lead A3

Sn (min)Pb (Max)

SbBICuAsFeAlCdZn

Ni + Co99,920,0360,0050,0040,0090,0170,0070,0010,0010,0010,00599,850,0430,0060,0060,0350,0270,0100,0010,0010,0010,00599,930,0200,0050,0040,0090,0170,0070,0010,0010,0010,00599,930,0100,0050,004

0,0090,0170,0070,0010,0010,0010,00599,930,0050,0050,0040,0090,0170,0070,0010,0010,0010,005

elekltrolitrectifier

Starter sheetanoda

Produk katodaAnoda scrap

Sel electrolytic refiningSLIME

Starter sheet castinganoda castingingot casting

Crude tinBanka 99,99Melting ketel

Melting ketel

Gambar 5. 2. Alur kerja electrolytic refining.

5. 2. Pencetakan dan Preparasi AnodaFeed timah Banka/Mentok/Ex Anoda atau timah yang berasal dari ketel 4, 5, 6 yaitu ketel dengan kandungan Pb rendah hasil proses pyrorefining di lebur dalam

melting ketel pada suhu 3000C. logam timah yang sudah mencair kemudiaan dialirkan ke pencetakan melalui saluran yang sudah dipnaskan pada suhu 3000C. kemudian dilakukan pencetakan dan dibiarkan membeku dalam cetakan selama 10 menit. Setelah anoda membeku kemudian di angkat dan di hitung beratnya. Lepengan anoda ini kemudian diratakan permukaannya dengan menggunakan palu hal ini dilakukan agar proses elektrolisis terjadi merata. Ketebalan anoda yang digunakan yaitu 3 cm. pada bagian atas anoda dibentuk seperti lengan baju agar anoda dapat tergantung diatas bak sel. Bagian bawah dari anoda dibuat dengan lebar lebih pendek agar larutan elektrolit mudah ditiriskan saaat pembersihan anoda dari lumpur.

Gambar 5. 3. Tempat pencetakan anoda.44 cm

108 cm100 cm77 cm

Gambar 5. 4. Anoda yang selesai dicetak.5. 3. Pencetakan dan Preparasi Starter Sheet KatodaStarter sheet yang akan digunakan sebagai katoda terbuat dari produk timah hasil electrolytic refining sebelumnya yang dilebur kembali dan cetak menjadi lembaran dengan ketebalan kurang lebih 1 mm dengan massa sekiar 5-7 kg. Katoda dibuat setipis mungkin agar proses deposisi berlangsung optimal juga menghindari jarak anatar anoda dan katoda yang terlalau dekat. Katoda yang sudah terdeposisi penuh sebelumnya dari proses elektrosis kemudian dilelehkan dalam melting ketal pada suhu 2450C. suhu yang digunakan lebih rendah karena hampir semua pengotor sudah hilang. Setelah timah mencair pada melting ketel kemudian dilakukan stirring selama 30 menit. Pisahkan dross yang muncul ke bak dross. Kemudian alirkan cairan timah kecetakan sheet melalui saluran pengeluaran yang sudah dipanaskan. Setelah katoda selesai dicetak kemudian ratakan ujung-ujung katoda dengan gunting. Pasang batangan tambaga pada katoda dengan melipat bagian ujung katoda dan siram dengan timah cair pada lipatan agar lipatan menempel. Batangan tembaga ini berguna sebagai konduktor dalam sel. Kemudian ratakan starter sheet yang melengkung.

80 cm100 cm

Gambar 5. 5. Starter sheet katoda.5. 4. Membuat Elektrolit Electrolit untuk electrolytic refining Sn dibuat dengan larutan fluorosilicate acid, sulfuric acid serta kristal Stannous sulfate. Air suling atau air demineralisasi diisikan kedalam electrolyte mixing tank dengan kapasitas 200 liter. Kemudian pompakan fluorosilicate acid dan sulfuric acid dari drumnya. Takar sulfuric acid sesuai dengan kebutuhan dan dimasukan dalam jerigen reservoir dengan kapasitas 20 liter. Banyaknya sulfuric acid disesuaikan dengan banyaknya kandungan Pb yang ada dalam logam timah, pengunaan sulfuric acid yang berlebih akan menyebabkan lapisan pasif pada anoda. Kemudian masukan sulfuric acid dalam electrolyte mixing tank. Kemudian masukan Stannous sulfate padat kedalam electrolyte mixing tank sampai larut. Proses ini akan meningkatkan suhu larutan,

diamkan larutan sampai suhunya turun. Kemudian masukan fluorosilicate acid ke jerigen reservoir. Bila suhu larutan sudah menurun dibawah 350C hidupkan mixer dan tuangkan fluorosilicate acid dalam electrolyte mixing tank. Setelah elektrolit selesai dipreparasi kemudian dipompakan menuju tanki reservoir elektrolit. Selain larutan tersebut elektrolit perlu ditambahkan beberapa addition agent. Adisi yang ditambahkan pada elektolit ini berupa zat koloid yaitu gelatin dan eugenol. Koloid ini berfungsi agar katoda yang terbentuk terbebas dari bentuk jarum dan deposit timah pada katoda menjadi lebih halus dan merata.

Gambar 5. 5. Tanki elektrolit dan bahan kimia. 5. 5. Pengoprasiaan Sel Elektrolit

Pompakan larutan elektrolit yang ada dalam tanki reservoir ke sel sampai semua bak pada setiap unit terisi dalam keaadaan penuh. Bersihkan busbar tembaga pada sisi sel dengan amplas. Batangan tembaga sebagai konduktor untuk menggantungkan lempeng katoda pada sel. Sebelum anoda dan katoda dimasukan dalam larutan elektrolit bersihan permukaannya dengan amplas dari pengotor-pengotor yang ada. Kemudian masing-masing sel dimasukan 13 keping anoda dan 14 keping katoda secara bergantiaan. Pada unit 1 dan 2 memiliki 32 sel, unit 3 dan 4 memiliki 32 sel dan unit 5 memiliki 36 sel. Anoda dan katoda ini diangkat dengan mengunakan over head travelling crane dengan kapasitas 3 ton Kemudian nyalakan pompa sirkulasi elektrolit. Pompa elektrolit ini berguna untuk memberi aliran pada elektrolit dalam skala besar sehingga dapat meningkatkan aliran konveksi sehingga dapat memindahkan ion-ion logam kedaerah dekat dengan permukaan elektroda atau lapisan difusi. Setelah sel selesai dipreparasi kemudian hidupkan rectifier dan naikan arus listrik sampai pada 1000 A, rectifier yang digunakan memiliki kapasitas sebesar 2000 A. Catat V total, V sel dan I total di kontrol panel seperti pada tabel 5. 2. . sel electrolytic refining ini berkerja pada suhu ruang. Konsentrasi larutan diperhatikan secara berkala jika terjadi penurunaan konsentrasi dari larutan elektrolit maka perlu ditambahakan lagi elektrolit untuk meningkatkan konsentrasi dari larutan.

Tabel 5. 2. Voltage pada masing masing rectifier

Rectifier 1Rectifier 2Rectifier 3Voltage sel

0,3 V0,3 V0,3 V

Voltage total 10,8 V9,6 V9,6 V

Ampere Max1000 A1000 A1000 A

Bongkar (set)12345

10,2 V9,6 V9 V

8,4 V7,8 V

9 V8,4 V7,8 V7,2 V6,6 V

9 V8,4 V7,8 V7,2 V6,6 V

Gambar 5. 3. Satu unit sel electrolytic refining.5. 6. Pencucian Anoda

Selama proses elektrolisis, anoda akan dilapisi oleh lumpur pada permukaan anoda. Lumpur ini terdiri dari sulfida logam yang yang membentuk presipitat. Lumpur ini masih mengandung kadar timah yang cukup tinggi samapi 30% dan juga mengandung logam berharga lainnya. walapun demikian untuk melakukan recovery logam pada lumpur ini Unit Metalurgi belum memiliki teknologinya untuk dilakukan dalam skala besar. Lumpur pada permukaan anoda ini akan menghambat proses elektrolisis. Untuk itu perlu dilakukan proses pembersihan anoda secara berkala. Anoda yang berlapis lumpur diangkat menggunakan over head travelling crane dari dalam sel dan jangan samapi bersentuhan dengan katoda disampingnya. Setalah anoda berada diatas sel, biarakan beberapa saat sampai anoda tidak menetes lagi. Pindahkan anoda menuju bak pencucian anoda. Semprotkan air demineralisasi pada permukaan anoda sampai lumpur yang melekat lepas. Dan pasang kembali anoda kedalam sel.5. 7. Penggantiaan Anoda dan katoda

Setelah anoda dan katoda siap dipanen, anoda dan katoda dilakukan penggantiaan dengan anoda dan katoda yang baru biasanya 1 siklus penggantian anoda dan katoda dilakukan selama 7 hari. Sebelum dilakukan pengangkatan matikan kran pompa elektrolit. Turunkan arus listrik pada rectifier sampai 50 A.

Angkat katoda dengan over head travelling crane pelan-pelan dan jangan sampai bersentuhan dengan anoda. Kemudian bawa katoda ke bak perendaman untuk dibersihkan dari elektrolit. Setelah katoda dibersihkan kemudian lepas batangan tembaga. Periksa keadaan katoda dari cacat fisik dan juga pengotor kemudian timbang berat katoda. Setelah itu dapat dilakukan pencairan untuk dijadikan ingot atau dibuat starter sheet kembali. Ambil sampel katoda pada setiap sel untuk dilakukan typical analisis kemurniaan Sn nya dan juga kandungan unsur lainnya untuk menjaga kualitas logam timah. Anoda dalam sel diangkat menggunakan over head travelling crane sel ke bak pencucian anoda. Semprotkan lumpur yang menempel pada anoda dengan air demineralisasi sampai lumpur yang menempel pada permukaan terlepas. Anoda yang sudah bersih kemudian disusun pada sel “Half Life” atau “Full Life”’ tergantung pada ketebalan logam timah yang tersisa. Jika ketebalan logam timah sudah habis hampir setengahnya dimasukan dalam sel “Half life” dan anoda yang masih penuh disusun pada sel “Full Life”. Sedangkan anoda yang dianggap sudah habis disusun sebagai dan tidak dapat dipakai lagi untuk proses elektrolisis disusun sebagai ex-anoda. Ex-anoda ini nantinya dapat dilebur kembali pada melting ketel dan dilakukan pencetakan anoda untuk pembuatan anoda baru.

Gambar 5. 4. Anoda yang sudah habis.

Gambar 5. 5. Katoda yang sudah terdeposisi penuh.

Tabel 5. 3. Contoh typical analysis katoda pada unit 5.Katoda

FePbCuNiAsSb

KL1 – KL4292224

KL5-KL81

1111213

KL9-KL12272223

KL16-KL181103224

5. 8. Pencairan Timah Katoda dan Pencairan Logam ProdukKatoda hasil panen pada proses elektrolisis kemudian dicairkan dalam

melting ketel pada suhu 2750C. setelah logam timah mancair dalam ketel kemuidan lakukan strirring selama 30 menit. Kemudian logam timah cair dicetak dalam bentuk ingot dengan cap “BANKA 99.99” kemudian dilakukan penimbangan. Jika ada balok timah yang bentuk fisik kurang baik saat pencetakan dicairkan kembali di ketel. Ingot timah yang dicetak Unit Metalurgi terdiri dari dua jenis ingot dengan ketebalan berbeda yaitu ingot tebal dan tipis. Ingot tebal dengan massa 27-28 kg setiap ingot sedangkan ingot tipis dengan massa 22-24 kg.

Gambar 5. 5. Ingot yang selesai di cetak.

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

• Kesimpulan

• Proses refining pada pengolahan timah terdiri dari dua metode yaitu dengan pyrometallurgy (pyrorefining) atau dengan metode

hydrometallurgy (electrolytic refining).• Untuk mendapatkan logam timah dengan kadar sangat

tinggi sampai 99,99% dapat dilakukan proses electroyitic refining yaitu proses pemurniaan dengan mengunakan prinsip elektrolisis. electrolytic refining ini cocok di pakai pada beberapa logam seperti Cu, Ag, Pb, Au, Ni, Sn, Zn dll.

• Kelebihan dari proses electrolytic refining dibandingkan dengan pyrorefining yaitu hampir semua jenis pengotor dapat dipisahkan secara bersamaan dalam satu tahapan proses dan menghasilkan kadar Sn yang lebih tinggi.

• kekurangan dari proses electrolytic refining dibandingkan dengan proses pyrorefining yaitu lambatnya proses produksi.

• Elektrolit yang digunakan untuk proses electrolytic refining dapat berupa larutan elektrolit asam, larutan elektrolit basa atau pun elektrolit lelehan garam.

• Pemilihan elektrolit merupakan salah satu pertimbangan dalam proses electrolyte refining. Komposisi dari elektrolit sangat menpengaruhi kepadatan dan ketebalan dari deposit timah pada produk katoda nantinya

• Variabel yang harus dijaga untuk menjaga efisiensi proses seperti arus dan tegangan listrik yang digunakan, konsentrasi elektrolit, jarak anoda dan katoda, suhu elektrolit, ketebalan anoda dan katoda dll

• Saran

• Tingkatkan kembali pemakaiaan alat keselamatan kerja di lingkungan kerja. Karena pada proses electrolytic refining ini mengunakan bahan kimia yang berbahaya dan lingkungan atmosfir udara yang dipenuhi uap bahan kimia.

• Mulai beralih pada elektrolit yang lebih aman karena elektrolit yang sekarang dipakai termasuk dalam bahan kimia beracun.

DAFTAR PUSTAKA

• Habashi, Fathi. (1997). Handbook of Extractive Metallurgy Volume II. Federal Republic of Germany: VCH Verlagsgesellschaft mbH.

• Sevryukov, N., Kuzmin, B. & Chelishchev, Y.. General Metallurgy. Moscow: Peace Publishers.

• Murach, N. N., Sevryukov, N. N., Pol’kin, S. I. & Bykov, U. A.. (1967). Metallurgy of Tin. England: National Lending Library for Science and Technology.

• Work Instruction Form Electrolytic Refining PT Timah (Persero) Tbk. 2007.

• Wahyuadi S., Johny & Rustandi, Andi. (2009). Bahan Mata Kuliah Ekstraksi. Depok: Departemen Metalurgi & Material Fakultas Teknik Universitas Indonesia.

• Lyons, Mike (2005). Electrochemistry Lecture. Melbourne: Chemistry Departement Trinity College.

• “Double layer (interfacial) ” diakses dari http://en.wikipedia.org/wiki/Double_layer_(interfacial) pada tanggal 10 Agustus 2010 pukul 18:31:01 WIB.