bhn bku hall heroult

Upload: andre-gugun

Post on 11-Oct-2015

9 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

bhn Al

TRANSCRIPT

Beberapa perlengkapan yang digunakan dalam proses Hall-Heroult (Berdasarkan PT. Inalum) antara lain :a.Anoda karbon yang digunakan di pabrik reduksi merupakan anoda karbon hasil produksi dari pabrik karbon yang ada di PT. Inalum. Anoda ini terbuat dari kokas residu hasil penyulingan minyak bumi atau kokas batubara. Anoda ini dilengkapi dengan tangkai (rodding) untuk menghubungkan arus dari busbar anoda ke blok anoda karbon. Anoda yang dipakai pada prosesHall-Heroultadalah karbon.Pemilihan material karbon sebagai anoda ini perlu dipertimbangkan berdasarkan acuan literatur sebagai berikut:1)Konduktivitas listrik tinggi (0,0036-0,0091 cm) agar aliran listrik dapat mengalir efektif.2)Daya tahan panas tinggi, titik sublimasi 4.200oC dan titik leleh 3.700oC pada tekanan 1 atm berguna untuk bekerja pada suhu operasi yang tinggi (965oC)3)Konduktivitas panasnya tinggi berguna pada saat prosesbackingsehinggapotreduksi cepat mencapai suhu yang tinggi.4)Ekspansi panas yang rendah ( 0,5 kali tembaga) berguna pada saat konstruksi perangkaian anoda agar anoda tidak terlepas dari tangkainya karena pemuaian.5)Densitas rendah (1,4-1,7 gr/m3) agar partikel karbon yang terlepas (debu) tidak terendapkan pada katoda sehingga tidak mengotori produkingot.b.KatodaKatoda merupakan elektroda berkutub negatif. Katoda yang sering digunakan pada prosesHall-Heroultadalah katoda karbon.Kategori dalam pemilihan karbon berdasarkanbahan baku dan proses pembuatannya harus memiliki spesifikasi sebagai berikut :1)Katoda amorphus bahan baku antrasit, suhu pemanggangan 1.200oC.2)Katoda semigrafit bahan baku grafit, suhu pemanggangan 1.200oC.3)Katoda semigrafit bahan baku semigrafit, suhu pemanggangan 2.300oC.4)Katoda semigrafit bahan baku kokas, terintegrasi hingga suhu 3.000oC.c.ElektrolitElektrolit yang dipakai dibagian reduksi PT. Inalum pada prosesHall-Heroultadalah lelehankryolite(Na3AlF6). Lelehan ini dipilih karena kemampuannya melautkan berbagai jenis oksida dengan baik.Kelarutan alumina dalamkryolite(bath) dipengaruhi oleh suhu lelehankryolite. Pada suhu 960oC alumina melarut dalam lelehankryolitemurni sebanyak 11% dari beratnya. Kelarutan alumina juga dapat dipengaruhi oleh zat tambahan (aditif) dalamkryolite.d.BathBath adalah cairan yang mengandung 70-90% kryolite (Na3AlF6) dan komponen lainnya seperti alumina dan alumunium fluorida. Dalam satu pot reduksi alumunium dibutuhkan 12 ton bath. Karena hanya berfungsi sebagai elektrolit, kehilangan kryolite di pot reduksi selama produksi relatif kecil yaitu sekitar 0,2 kg/ton alumunium yang umumnya terjadi karena penguapan.Bath ini memiliki sifat yang menguntungkan untuk operasi peleburan. Sifat-sifat tersebut antara lain sebagai berikut :1)Mampu melarutkan alumina dengan baik2)Konduktivitas tinggi3)Tegangan dekomposisi lebih tinggi dai alumina4)Titik lelehnya relatif rendah5)Tidak bereaksi dengan alumina dan karbon6)Cukup encer sebagai pelarut7)Tekanan uap rendahTABEL 3KOMPOSISIBATHKomponenKandungan (%)

AlF3(Alumunium Florida)CaF2(Kalsium Florida)Al2O3(Alumina)Na3AlF6(Kryolite)7-93-41-879-90

e.Alumunium Fluorida (AlF3)Penggunaan Alumunium Fluorida (AlF3) didalam proses peleburan antara lain dapat menurunkan nilailiquidustemperatur, daya serap logam dam cairan, tegangan permukaan, kekentalan dan berat jenis serta dapat meningkatkan keasaman bath. Sedangkan efek yang tidak diinginkan dari penambahan AlF3ini adalah dapat menurunkan daya larut alumina, konduktivitas listrik serta tekanan uap.f.Soda AbuPemakaian soda abu padapotreduksi hanya pada saat transisi saja, yaitu untuk memperkuat struktur lapisan karbon pada katoda dan dinding samping sehingga tidak mudah tererosi baik olehbathmaupun metal alumunium. Pemakaian soda abu juga membantu mempercepat terbentuknya lapisan kerak di dinding sampingpot. Lapisan kerak ini fungsinya sebagai penahan erosibath.g.Energi ListrikEnergi listrik merupakan faktor penting pada peleburan alumunium khususnya di bagian reduksi. Energi listrik yang digunakan merupakan energi listrik arus searah (DC) untuk melangsungkan proses elektrolisis sekaligus menghasilkan panas untuk melelehkankryolitedan untuk mengoperasikan alat-alat atau sistem pemrosesan lainnya pada pabrik reduksi.ProsesHall-Heroultdidasarkan pada prinsip elektrolisa lelehan garam alumina pada temperatur tinggi (2.050oC). Lelehan garam alumina merupakan campuran alumina (Al2O3) dengankryolite(Na3AlF6) dengan titik leleh 1.010oC. Bejana yang diperlukan dalam proses peleburan alumunium dengan prosesHall-Heroultdisebut bejana sel elektrolisarectangularyang mempunyai dua elektroda, yaitu anoda (elektroda positif) dan katoda (elektroda negatif).Karena proses ini didasarkan pada proses elektrolisa maka dalam bejana ini diperlukan suatu media yang dapat menyalurkan arus listrik untuk keperluan tersebut. Oleh karena itu dipasanglah batang-batang baja yang dipasang pada dasar bejana tersebut. Arus listrik yang dialirkan akan menyebabkan kedua elektroda saling berinteraksi. Interaksi ini disebabkan karena adanya beda potensial yang dimiliki kedua elektroda tersebut akibat aliran arus listrik yang dialirkan.Reaksi dasar yang terjadi pada sel elektrolisa adalah sebagai berikut :Katoda :4Al2O38Al+6O2Anoda:7C+ 6O25CO2+2CO___________________________________4Al2O3+7C8Al+5CO2+2COPada reaksi diatas dapat kita lihat bahwa produk setelah reksi adalah logam aluminium, gas CO dan gas CO2. logam aluminium yang didapat dari proses ini akan terendapkan pada dasar bejana elektrolisa, hal ini disebabkan karena beret jenis logam aluminium lebih besar dri pada berat jenis larutan campuran alumina dan kryolit. Logam aluminium produk dari reaksi ini akan memiliki presentase (kadar) aluminium sekitar 99,70% dan siap untuk dipasarkan. Pemasaran logam ini biasanya dalam bentuk balok-balok aluminium atau lebih dikenal dengan nama aluminium ingot. Secara sistematis proses peleburan alumina menjadi aluminium dapat digambarkan pada bagan berikut :GAMBAR 4.1SKEMAPROSES HALL HERRAULTUntuk keperluan yang sifatnya langsung, logam aluminium yang didapat dari pross elektrolisa tidak perlu lagi dimurnikan, misalnya untuk keperluan dunia rekayasa dan elektronika. Sedangkan untuk keperluan yang sifatnya khusus, misalnya untuk keperluan industri, pengepakan, makanan atau industri obat-obatan, maka aluminium ini harus diproses lagi. Proses ulang ini disebut refinery, dari proses ini akan didapatkan suatu produk logam aluminium dengan kadar 99,9%Angga juner, makalah aluminium, 2012