Nama : Juan Carlos Sihotang

NPM : 1206237914

PEMBUATAN SPONGE IRON DARI PELLET BIJIH BESI DALAM ROTARY

KILN DI LAMPUNG SELATAN

LEMBAGA ILMU PENGETAHUAN INDONESIA (Unit Kerja)

UPT.BalaiPengolahan Mineral Lampung – LIPI

JL.Ir.Sutami KM.15 TanjungBintang Lampung Selatan

1. Pendahuluan

Bahan baku awal dalam pembuatan besi dan baja adalah biji besi (iron ore). Biji besi yang didapatkan

dari alam umumnya merupakan senyawa besi dengan oksigen seperti hematite (Fe2O3), magnetite

(Fe3O4), limonite (Fe2O3), atau siderite (Fe2CO3). Sebelum digunakan sebagai bahan baku pembuatan

besi baja, besi yang dikandung dalam bijih besi harus dipisahkan dari oksigen dan pengotor yang

mengikatnya. Proses penghilangan oksigen dan pengotor bijih besi disebut proses reduksi bijih besi.

Proses reduksi bijih besi secara umum terbagi atas dua metode yaitu reduksi langsung (direct

reduction) dan reduksi tidak langsung (indirect reduction).

Proses reduksi bijih besi secara tidak langsung dilakukan dalam blast furnace dengan reduktor berupa

kokas, batu bara atau char dengan temperatur di atas titik lebur besi dengan produk berupa lelehan

logam Fe yang selanjutnya diumpankan kedalam BOF (Basic Oxygen Furnace) dan sebagian kecil

akan dicetak menjadi pig iron. Proses reduksi ini kurang efektif karena belum mampu mengolah bijih

besi dengan kandungan besi (Fe) di bawah 60 %, di samping itu membutuhkan konstruksi alat yang

cukup rumit dan keterbatasan arang kayu sebagai reduktor serta efesiensi bahan bakar/reduktor yang

masih rendah ± 1,1 ton arang kayu/ton pig iron.

Sedangkan proses reduksi langsung merupakan proses pemisahan Fe dari oksigen dengan reduktor

berupa padatan seperti batu bara atau gas alam (CH4). Proses reduksi langsung dilakukan di bawah

titik lebur dalam tungku reduksi sehingga produk yang dihasilkan dalam bentuk padatan (besi spons).

Proses reduksi ini lebih efisien karena sudah mampu mengolah langsung bijih besi dengan kandungan

besi (Fe) di bawah 60%.

Salah satu proses reduksi langsung yaitu dengan menggunakan rotary kiln. Rotary kiln merupakan

tungku putar yang digunakan untuk kalsinasi, di mana suhu operasinya berkis arantara 700OC –

1000OC. Rotary kiln dipilih karena dapat digunakan untuk proses kontinyu. Karakteristik bahan baku

merupakan hal yang sangat sensitif dalam pembuatan sponge iron. Karakteristik kimia dan fisik

merupakan faktor yang penting pada rotary kiln.

Bahan baku bijih besi pada pabrik rotary kiln cukup fleksibel, bisa berupa iron ore pellet, lump ore,

atau pasir besi. Kandungan Fe minimum 53% dan kandungan gangue maksimum 5%. Batu kapur

digunakan sebagai bahan aditif pada proses reduksi bijih besi di rotary kiln yang berfungsi sebagai

penyerap belerang dari campuran bahan baku selama proses reduksi. Bahan ini dicampur terlebih

dahulu sebelum dimasukkan kedalam rotary kiln.

Reduktor yang digunakan pada proses rotary kiln adalah batu bara, mulai dari jenis antrasit sampai

lignite. Tiap jenis batu bara memerlukan adaptasi operasi rotary kiln terutama dalam hal rasio antara

bijih besi dan jumlah reduktor yang dibutuhkan. Untuk penggunaa batu bara dengan kandungan kalori

rendah, diperlukan tambahanbahan bakar seperti gas alam atau bahan bakar cair, untuk menjaga profil

temperatur yang dibutuhkan dalam proses. Berdasarkan data tersebut maka banyak batubara Indonesia

memenuhi persyaratan sebagai bahan pereduksi.

Reaksi yang terjadi di rotary kiln:

Boudard reaction:

C + CO2 2 CO (regenerasi)...........................................(1)

Proses reduksi:

Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 (reduksi ).............................(2)

2. Pembuatan Sponge Iron Dari Pellet Bijih Besi Dalam Rotary Kiln Di Lampung Selatan

Ketersediaan sumberdaya mineral yang melimpah menjadikan Indonesia sebagai negara yang

berpotensi signifikan dalam pengembangan dan pengolahan material. Indonesia memiliki bahan baku

yang berlimpah berupa bijih besi dan material pendukung lainnya. Tetapi keterbatasan penerapan

teknologi menyebabkan ketergantungan Indonesia pada impor sponge iron dan besi kasar (pig iron)

sebagai bahan baku industri logam masih tinggi. Proses reduksi pellet bijih besi dalam tungku diam

dan tungku putar (rotary kiln) telah dilakukan dengan cukup memuaskan. Pada penelitian yang

didanai Program Insentif Peneliti dan Perekayasa LIPI-Ristek Tahun 2011 telah dihasilkan sponge

iron dengan metalisasi mencapai 96% pada tungku diam dan   80% pada tungku putar (Rotary kiln).

Upaya untuk meningkatkan derajat metalisasi pellet bijih besi hingga min. 90% dalam proses reduksi

di rotary kiln dengan proses kontinyu akan dilanjutkan pada kegiatan PKPP Tahun 2012. Pada

unit rotary kiln variabel operasi penting yang harus diperhatikan dan diamati untuk memperoleh

kualitas sponge iron yang dikehendaki meliputi komposisi umpan pellet bijih besi, ukuran umpan,

laju alir umpan, profil temperatur operasi, kecepatan putar rotary kiln, sudut kemiringan kiln, waktu

tinggal, bahan bakar laju alir dan temperatur udara untuk burner  dan komposisi produksponge iron.

Provinsi Lampung merupakan salah satu propinsi di Indonesia yang memiliki potensi cadangan bijih

besi lokal yang menguntungkan dan memenuhi syarat untuk diolah. Dalam kegiatan ini, akan

dilakukan pengembangan dan pengolahan bijih besi menjadi sponge iron. Pellet bijih besi direduksi

dalam unit Rotary kiln dengan kapasitas 200 kg/jam yang akan dioperasikan secara kontinyu. Data-

data hasil penelitian pada Program Insentif Peneliti dan Perekayasa LIPI-Ristek Tahun 2011 akan

dijadikan sebagai dasar untuk pengembangan dan peningkatan produksi sponge iron. Proses

reduksi pellet bijih besi dilaksanakan pada temperatur 950 – 1100 oC dalam rotary

kiln menggunakan pulverized burner hasil rekayasa UPT. Balai Pengolahan Mineral Lampung LIPI

(UPT BPML LIPI) yang telah dipatenkan dan ditetapkan sebagai salah satu hasil Inovator pada Tahun

2010 berbahan bakar batu bara lokal dan sumber energi lainnya berbasis biomassa. Target

kualitas sponge iron komersial yang diharapkan memiliki kadar Fe metal  ≥ 78% dan derajat

metalisasi ≥ 90%.

Unit Rotary kiln yang akan digunakan untuk mereduksi bijih besi memiliki dengan spesifikasi panjang

10 m dan diameter dalam 54 cm. Keberhasilan kegiatan ini diharapkan dapat memberikan banyak

manfaat dan keuntungan bagi pembangunan Indonesia diantaranya menggali dan mengolah potensi

lokal berupa bijih besi dan batubara, meningkatkan penggunaan bahan bakar lokal (batu bara lokal

dan sumber energi lainnya berbasis biomassa), meningkatkan partisipasi pihak industri dalam

berinvestasi, dan pada gilirannya berpotensi besar untuk meningkatkan pendapatan masyarakat.

3. Referensi

http://biofarmaka.ipb.ac.id/biofarmaka/2013/PIRS%202012%20-%20file-MT-TeX_16.pdf

http://pkpp.ristek.go.id/index.php/penelitian/detail/259