semen

BAB II

URAIAN PROSES

2.1 Bahan Baku

Bahan baku yang digunakan untuk pembuatan semen adalah batuan alam yang

mengandung oksida – oksida kalsium, alumina, silika dan besi. Bahan baku tersebut

terdiri dari tiga kelompok yaitu bahan baku utama, bahan baku penunjang (korektif)

dan bahan baku tambahan.

2.1.1 Bahan Baku Utama

Bahan baku utama merupakan bahan baku yang mengandung komposisi kimia oksida –

oksida kalsium, silika dan alumina. Bahan baku utama yang digunakan yaitu batu

kapur (Lime Stone) dan tanah liat (Clay).

a. Batu kapur (Lime Stone)

Calsium carbonat (CaCO3) berasal dari pembentukan geologis yang pada

umumnya dapat dipakai untuk pembuatan semen portlad sebagai sumber senyawa

kapur (CaO).

b. Tanah liat (Clay)

Tanah liat (Al2O3.K2O.6SiO2.2H2O) merupakan bahan baku semen yang mempunyai

smber utama senyawa silika, senyawa alumina, dan senyawa besi.

1. Sifat Fisika Bahan Baku UtamaBahan baku utama memiliki sifat fisik seperti pada tabel 2 di bawah ini.

Tabel 2. Sifat – Sifat Fisika Bahan Baku Utama

No Sifat – Sifat BahanKomponen Bahan Baku

Batu Kapur Tanah Liat

1

2

3

4

5

6

Rumus kimia

Berat molekul

Densitas

Titik leleh

Warna

Kelarutan

CaCO3

100,09 g/gmol

2,71 g/ml

1339 oC

Putih keabu – abuan

Larut dalam air, asam

NH4Cl

Al2O3.K2O.6SiO2.2H2O

796,40 g/gmol

2,9 g/ml

Terurai pada 1450 oC

Coklat kemerah –

merahan

Tidak larut dalam air,

asam, pelarut lain

Sumber : Perry, R. H, tahun 1989

2. Sifat Kimia Bahan Baku UtamaSemua senyawa utama untuk semen terdapat dalam batu kapur dan tanah liat, tetapi tidak

semua batu kapur dan tanah liat memiliki proporsi kimia yang memenuhi untuk membuat semen

dengan kualitas semen yang diinginkan. Oleh karena itu, pada proses pembuatan semen bahan baku utama tersebut biasanya ditambah bahan lain sebagai koreksi unsur kimia yang kurang, yaitu berupa pasir besi dan pasir silika.

Senyawa kimia yang terdapat dalam bahan baku dan yang diperlukan adalah Oksida Kalsium (CaO), Oksida Silisium (SiO2), Oksida Alumunium (Al2O3) dan Oksida Besi (Fe2O3). Disamping senyawa-senyawa tersebut, terdapat juga senyawa-senyawa lain yang keberadaannya tidak diinginkan dan harus dibatasi, sepeti Magnesium Oksida (MgO), Alkali, Klorida, Sulfur, dan Fosfor.

a. Oksida Kalsium (CaO) Dalam proses pembuatan semen, Oksida Kalsium merupakan komponen yang terbesar jumlahnya, dan akan bereaksi dengan Oksida Silikat, Alumunium Silikat, Alumina, dan Oksida Besi dan membentuk senyawa mineral potensial penyusun kekuatan dalam semen.

b. Oksida Silikat/ Silium (SiO2) Oksida Silikat merupakan oksida komponen terbesar kedua setelah Oksida Kalsium. Oksida ini juga sangat menentukan dalam pembentukan mineral potensial. Oksida Silikat diperoleh dari penguraian dan dekomposisi mineral-mineral Montmorilnit, Kaolinit, ataupun yang berasal dari tanah liat. Disamping itu, Oksida Silikat dapat juga diperoleh dari batuan Pasir Silika (Silica Sand).

c. Oksida Alumunium/Alumina (Al2O3)Oksida Alumunium bersama Oksida Kalsium membentuk Oksida Kalsium

Aluminta (C3A). Oksida Alumunium bersama dengan Oksida Besi dan Oksida Kalsium

dalam pembakaran di kiln akan membentuk senyawa Kalsium Alumina Ferrit (C4AF).

Oksida alumunium sebagian besar diperoleh dari tanah liat. Oksida Alumina selain ikut

bagian dalam reaksi-reaksi pembentukan mineral potensial juga berperan untuk

menurunkan titik leleh (flix) pada proses pembakaran di kiln. Oksida Alumina ini juga

menentukan tingkat kekentalan lelehan hasil pembakaran di kiln dengan nilai

berbanding luru.

d. Oksida Besi (ferrit) (Fe2O3) Oksida besi bersama Oksida Kalsium dan Alumunium pada proses pembakaran di kiln akan bereaksi membentuk senyawa Kalsium Alumina Ferrit (C4AF). Oksida besi juga bersifat menurunkan titik leleh pembakaran di kiln dan juga menentukan tingkat fase cair dalam klinkerisasi dengan nilainya berbanding lurus, tetapi viskositasnya lebih rendah dibanding alumunium.

e. Oksida Magnesium (MgO) Oksida Magnesium tidak berperan dalam membentuk mineral potential, bahkan keberadaannya dalam semen akan merugikan karena akan menurunkan kualitas semen. Kadar MgO bebas dalam semen dibatasi paling tinggi 2 % dan akan bereakasi dengan air.

MgO(s) + H2O(g) Mg(OH)2(s) …………………………..(1)

Reaksi ini berlangsung sangat lambat, sedangkan proses pengerasan semen sudah selesai dan Mg(OH)2 menempati ruangan yang lebih besar dari MgO dan hal ini akan menyebabkan terpecahnya ikatan pasta semen yang sudah mengeras sehingga akan menimbulkan keretakan pada hasil penyemanan. Sumber MgO terutama berasal dari dolomite (CaCO3.MgCO3) dan dapat juga berasal dari blast furnace slag yang mengandung MgO tinggi.

f. Oksida Belerang Oksida belerang yang sebagian besar berasal dari bahan bakar dan senyawa sulfur dari bahan mentah, akan sangat mengganggu proses pembakarandi kiln. Oksida belerang pada suhu tinggi ± 1450 oC akan menguap dan akan bereaksi dengan alkali membentuk senyawa alkali sulfat yang akan terkondensasi atau mengembun pada suhu 1000 oC. SO2 berlebih akan bereaksi dengan CaO membentuk CaSO4 yang akan menyebabkan kebuntuan pada daerah preheater atau dalam istilah operasi bisa disebut dengan build up di inlet kiln, dan bisa menyebabkan berhentinya operasi kiln.

g. Klorida Klorida biasanya berasal dari tanah liat. Pada suhu pembakaran di buring zone, klorida akan menguap dan akan mengembun membentuk coating yang juga akan menyebabkan terjadinya bulid up. Apabila kandungan klorida dalam bahan semen cukup tinggi dilakukan antisipasi dengan melengkapi kiln dengansystem by pass untuk mengeluarkan secara periodik. Kandungan klorida dalam semen akan menyebabkan karat pada besi beton.

h. Fluoride Fluoride dalam bahan baku semen tidak begitu diperhatikan, karena biasanya persentasenya sangat rendah, antara 0,03 – 0,08 % dan pada pembakaran mudah menguap sehingga tidak mengganggu proses pembakaran.

i. Fosfor Oksida Kandungan Fosfor Oksida dalam bahan baku sangat rendah. Oksida ini dalam jumlah besar akan merugikan kualitas semen, karena akan menurunkan kuat tekan semen, khususnya pada kuat tekan awal.Struktur mineral bahan baku berpengaruh terhadap :

- Kekerasan : - Sifat Abrasi - Kemampuan untuk dipecah - Kemampuan untuk digiling

- Kadar Air : - Sifat plastis (plasticy) - Sifat mudah lengket (stickness)

- Pemilihan proses pembuatan (basah, semi basah, semi kering, kering).- Reaktifitas : - Sifat – sifat pembakaran

Tabel 3. Pengaruh Oksida Utama Pada Pembentukan Klinker dan Sifat Semen

Oksida Pembentukan Klinker Sifat Semen

CaO - Mempengaruhi kekuatan semen

SiO2

Al2O3

Fe2O3

-

Merendahkan temperatur

sintering

Merendahkan temperatur

sintering

Mempengaruhi kekuatan semen

Membantu pada kekuatan awal

Tidak terlalu berpengaruh pada

kekuatan awal

Sumber :PT. Semen Baturaja (Persero) (2010)

Pengaruh komposisi kimia terhadap raw mix dan sifat semen yang dihasilkan

antara lain :

A. Pengaruh silica rasio : menunjukkan tinggi rendahnya kandungan silica padaraw mix.Sumber : PT. Semen Baturaja (Persero) (2010)

Silica Rasio tinggi jika kadar SiO2 tinggi atau kadar Al2O3 dan Fe2O3rendah, maka :a. Raw mix sulit dibakar dan klinker akan berdebub. Jumlah C3S rendah, kekuatan awal semen tinggi.c. Kekuatan awal rendah, kekuatan awal semen tinggi.d. Setting time mudah decontrol (lama), kebutuhan bahan bakar tinggi.e. Free CaO tinggi, sifat coating jelek dan tidak tahan terhadap thermal shock.

Silica rasio rendah jika kadar SiO2 rendah atau kadar Al2O3 dan Fe2O3 tinggi, maka :

a. Temperatur klinkerisasi dapat lebih rendah, pembentukan kliker lebih mudah terbakar.b. Kemungkinan terbentuknya ring formation dalam kiln.c. Jumlah C3S tinggi.d. Kekuatan awal lebih rendah, kebutuhan bahan bakar rendah.e. Klinker berbentuk bola, dan sulit digiling, setting time semen pendek.

B. Pengearuh Alumina Rasio : Menunjukkan tinggi rendahnya kadar Al2O3 raw mix.Sumber : PT. Semen Baturaja (Persero) (2010)

Alumina rasio tinggi jika kadar tinggi atau kadar Fe2O3 rendah maka :

a. Setting time semen sulit dikontrol (pendek), panas hidrasi selama setting tinggi.b. Kadar C3S tinggi, menurunkan kadar CSF4F, menaikkan kadar C3A.c. Rendahnya daya tahan terhadap serangan air lautd. Liquid phase cenderung tinggi dan terlalu viskositase. Ketahanan terhadap sulfat rendah.

Alumina rasio tinggi jika kadar Al2O3 tinggi atau kadar Fe2O3 rendah maka:

a. Liquid phase lebih tinggi, reaksi klinkerisasi lebih cepat, temperaturklinkerisasi lebih rendah.b. Panas hidrasi rendah

c. Daya tahan terhadap air laut tinggid. Setting time lamae. Kuat tekan awal semen rendah.

C. Pengaruh Lime Saturation FactorMenunjukkan perbandingan antara % CaO dalam raw mix dengan CaO yang dibutuhkan

untuk mengikat Oksida lainnya. Lime Saturation Factordidasarkan pada jumlah maksimum dari kapur yang dapat digabungkan dengan kondisi operasi yang optimum yaitu klinker tidak mengandung CaO bebas ; pencampuran dan kehalusan raw mix terjamin sempurna / baik ; pada proses pembakaran dalam kiln, reaksi bisa berlangsung sempurna.

Sumber : PT. Semen Baturaja (Persero) (2010)

Lime Saturation Factor tinggi maka :

a. Kadar C3S tinggi, kadar C2Sb. Kekuatan awal tinggic. Raw mix sulit dibakard. Kecenderungan Free CaO tinggie. Setting time lambat (rendah)

Lime Saturation Factor rendah maka :

a. Kadar C3S rendah, kadar C2S tinggib. Raw mix mudah dibakar

Sumber : PT. Semen Baturaja, 2010

2.1.2 Bahan Baku Penunjang (Korektif)Bahan baku korektif adalah bahan tambahan pada bahan baku utama apabila

pada pencampuran bahan baku utama komposisi oksida – oksidanya belum memenuhi

persyaratan secara kualitatif dan kuantitatif.

Pada umumnya, bahan baku korektif yang digunakan mengandung oksida silika,

oksida alumina dan oksida besi yang diperoleh dari pasir silika (silica sand) dan pasir

besi (iron sand).

a. Pasir silika (silica sand)Pasir silika digunakan sebagai pengkoreksi kadar SiO2 dalam tanah liat yang rendah.

b. Pasir besi (iron sand)Pasir besi digunakan sebagai pengkoreksi kadar Fe2O3 yang biasanya dalam bahan baku

utama masih kurang. Bahan baku penunjang memiliki sifat fisik dan kimia sebagai berikut:

Tabel 4. Sifat – Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku Penunjang

No Sifat – Sifat BahanKomponen Bahan Baku

Pasir Silika Pasir Besi

1

2

3

4

5

6

7

Rumus kimia

Berat molekul

Densitas

Titik leleh

Titik didih

Warna

Kelarutan

SiO2

60,06 g/gmol

1,32 g/ml

1710 oC

2230 oC

Coklat keputihan


alkali tetapi larut dalam

HF

Fe2O3

159,70 g/gmol

5,12 g/ml

Terurai pada 1560 oC

-

Hitam


tetapi larut dalam HCl


2.1.3 Bahan Baku TambahanBahan baku tambahan adalah bahan baku yang ditambahkan pada terak atau

klinker untuk memperbaiki sifat – sifat tertentu dari semen yang dihasilkan. Bahan

baku tambahan yang biasa digunakan untuk mengatur waktu pengikatan semen

adalah Gypsum. Berikut adalah sifat fisik dan kimia darigypsum.

Tabel 5. Sifat – Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku Tambahan

No Sifat – Sifat Bahan Gypsum

1234567

Rumus kimiaBerat molekulDensitasTitik lelehTitik didihWarnaKelarutan

CaSO4. 2H2O172,17 g/gmol2,32 g/ml128 oC163 oCPutihLarut dalam air, gliseril, Na2S2O3 dan garam NH4


2.2 Proses ProduksiProses pembuatan semen yang dilakukan pada PT. Semen Baturaja ini

menggunakan proses kering (Dry process). Proses produksi ini dimulai dari

penyediaan bahan mentah, penggilingan bahan mentah, pembakaran, pendinginan

klinker, penggilingan klinker, dan pengantongan semen.

2.2.1 Peralatan Yang DigunakanPeralatan yang digunakan dalam proses pembuatan semen di PT. Semen

Baturaja (Persero) dibedakan dalam dua kelompok, yaitu :

A. Peralatan utama proses pembuatan semen1. Crusher

a. Hammer crusher, digunakan untuk memecah batu kapur dengan kapasitas 600 ton batu kapur/jam (WB).

b. Roller crusher, digunakan untuk memecah tanah liat dengan kapasitas alat 500 ton tanah liat/jam (WB).

2. Raw mill, digunakan untuk menggiling dan mengeringkan bahan mentah dengan

kapasitas 360 ton/jam(DB).

3. Preheater

a. Cyclone preheater, digunakan untuk pemanasan awal dengan kapasitas 1700 ton/hari.

b. Cyclone preheater dengan precalsiner (secondary burner),digunakan untuk

calsinasi raw meal dengan kapasitas 2500 ton/hari.

Tabel 6. Spesifikasi Preheater

Stage Kiln string Precalsiner String

Stage IStage IIStage IIIStage IV

2 x 4,48 m diameter1 x 6,00 m diameter1 x 6,40 m diameter

2 x 6,40 m diameter

1 x 4,11 m diameter1 x 6,11 m diameter1 x 6,39 m diameter

1 x 6,53 m diameter

Sumber : PT. Semen Baturaja (Persero), 2010

4. Rotary kiln, digunakan untuk proses klinkerisasi (pembakaran klinker) dengan

kapasitas 4300 ton klinker/hari.

Panjang dengan bentuk sudut inklinasi 4o ke arah outlet, di mana bagianoutlet lebih rendah dari bagian inlet. Komponen – komponen kiln terdiri dari :

a. Shell kiln,Berbentuk silinder yang berbuat dari plat baja yang dilapisi dengan lining yang berupa batu tahan api (fire brick).

b. Supporting Rollers,Berfungsi untuk menumpu shell kiln yang duduk pada tyre, dimanasuporting roller ini dapat berputar sesuai dengan putaran kiln.

c. Thrust Rollers,Merupakan sistem mekanis yang berfungsi untuk mengatur gerak maju atau mundur kiln sepanjang sumbunya.

d. Kiln Drive,Menggerakan kiln dengan electro motor dengan system transmisi daya dan roda gigi pinion sebagai penggerak kiln.

e. Cooling Sistem,Terpasang di sekeliling kiln, untuk mendinginkan dinding luar kiln.

f. Outlet Kiln,Merupakan suatu bagian dari kiln untuk tempat keluarnya klinker hasil proses pembakaran pada shell kiln.

Spesifikasi Kiln PT. Semen baturaja (persero)

Kiln

Panjang : 75 m

Diameter : 4,5 m

Kapasitas : 4300 ton/hari

Heat consumption : 800 kcal/kg clinker

Ketebalan shell kiln : 35,45 mm

Ketebalan Refractory : 200 mm

Kiln Slope : 0,03

Kecepatan putar kiln : 3rpmKemiringan kiln :150

5. Clinker cooler, digunakan untuk mendinginkan klinker dari hasil pembakaran di kiln

dengan kapasitas 4300 ton klinker/hari.

6. Coal mill, digunakan untuk menggiling dan mengeringkan batubara dengan kapasitas

30 ton fine coal/jam.

7. Tube mill, digunakan untuk penggilingan terak dengan kapasitas 50 dan 75 ton

semen/jam.

8. Cement mill, digunakan untuk penggilingan klinker dengan kapasitas 50 dan 75 to

semen/jam.

9. Packer, digunakan untuk proses pengantongan semen yang akan di pasarkan.

B. Peralatan bantu proses pembuatan semen

1. Alat Penangkap Debu

a. Electrostatic precipitator, untuk menyaring debu secara elektrostatik pada proses

penggilingan bahan mentah dan proses pembakaran di pabrik Baturaja.

b. Dust collector, untuk menangkap atau menyaring debu pada proses pembuatan

semen.

C. Peralatan Transportasi Proses Pembuatan Semen

1. Dump truck, untuk transportasi pada hasil penambangan dengan kapasitas 20-35 ton.

2. Belt conveyor, untuk transportasi bahan mentah, semen, terak dan lainnya.

3. Air slide, untuk transportasi bahan kering dan halus seperti raw mealdan semen.

4. Chain conveyor/steel palte conveyor / drag chain, untuk transportasi material yang

panas atau material yang mudah lengket (clinker, rawmeal, batubara, tanah liat, batu

kapur, dll).

5. Screw conveyor, untuk material halus dari hopper.

6. Pneumatic lift, untuk transportasi raw meal atau semen dari bawah keatas, misal raw

meal atau semen akan dimasukkan kedalam silo.

7. Bucket elevator, untuk membawa material dengan arah vertikal. Alat ini untuk

mengangkut material yang berupa bubuk atau bulk dengan ukuran sampai dengan 50

mm dan temperatur sampai dengan 350 oC ke arah vertikal, kapasitasnya bisa

mencapai 1300 m3/jam dengan isian maksimal 75% dan ketinggian 60 m.

8. Drag Chain Conveyor, untuk mengangkut material bulk secara mendatar atau sedikit miring (maksimal 20o). Alat ini bisa tahan sampai dengan temperatur 500 oC karena semua bagiannya terdiri dari logam dengan kapasitas ± 500 ton/jam, digunakan untuk mengangkut material klinker kecement mill.

D. Peralatan Penyimpanan Produk

1. Lime stone storage (blending storage lime stone), merupakan tempat penyimpanan

tertutup batu kapur produk crusher dengan kapasitas 2 x 17000 ton batu kapur.

2. Clay storage, tempat tertutup yang digunakan untuk menyimpan atau menampung

tanah liat produk crucher dengan kapasitas 2 x 5000 ton tanah liat.

3. Cover storage clinker, merupakan tempat tertutup untuk menyimpan terak produk

dengan kapasitas 1 x 40000 ton terak.

4. Raw meal silo, untuk menyimpan atau menampung raw meal produk penggilingan dan

pengeringan bahan mentah dengan kapasitas 1 x 20000 ton raw meal.

5. Clinker silo, digunakan untuk menyimpan terak produksi kiln dengan kapasitas 2 x

8500 ton dan 1 x 40000 ton terak di PBR dan 1 x 5000 ton di PPG dan di PPJ.

E. Peralatan Bantu Lainnya pada Proses Pembuatan Semen

1. Kompresor adalah peralatan yang menghasilkan udara dengan tekanan tinggi .

2. Blower adalah peralatan yang menghasilkan udara yang bertekanan sedang.

3. Fan adalah peralatan yang menghasilkan udara dengan tekanan rendah dan

mempunyai volume yang tinggi.

4. Power stasion adalah unit pembangkit listrik yang disalurkan untuk menggerakkan

mesin/peralatan listrik, dan alat lainnya.

5. Water treatment adalah unit pengolah atau penjernih untuk keperluan pendinginan

mesin pabrik dan untuk keperluan rumah tangga.

2.2.2 Uraian Proses

1. Penyediaan Bahan MentahBahan mentah yang dibutuhkan dalam pembuatan semen antara lain batu

kapur, tanah liat , pasir silica dan pasir besi .

a. Penambangan Batu Kapur (Lime Stone)Batu kapur dapat diperoleh dengan cara penambangan. Metode penambangan yang

dilakukan di PT. Semen Baturaja (Persero) bersifat tambang terbuka. Metode ini dipakai karena deposit batu kapur di PT. Semen Baturaja (Persero) terletak pada daerah yang mendatar, sehingga tempat kerjanya (front) digali kearah bawah sehingga membuat cekungan (pit). Metode penambangan seperti ini disebut “Pit Type Quarry”. Penambangan batu kapur berlokasi di daerah Pusar yang terletak lebih kurang 1200 m kearah barat daya dari arah pabrik. Area penambangan dengan luas lebih kurang 51,5 ha ini memiliki ketebalan tanah penutup (Over Burden) rata – rata 4 meter.

Aktivasi penambangan batu kapur meliputi clearing, stripping, drilling, blasiting, loading, hauling dan crushing.Alat-alat perlengkapan penambangan batu kapur adalah sebagai berikut :

- Bor tipe Rotary Drill dengan diameter 4 in- Mobil kompresor- Hydraulic Exavator- Rear Dump Truck HD 200 dan HD 300

Alat-alat bantu antara lain :

- Buldozer- Pompa listrik- Greader- Wheel loader

Kegiatan penambangan batu kapur meliputi :

1. ClearingClearing adalah kegiatan pembersihan semak belukar maupun bongkahan – bongkahan

batu yang berada di atas lokasi dan menghalangi penambangan. Tanah humus di bagian atas lokasi dan menghalangi penambangan. Tanah humus di bagian atas harus ditimbun pada tempat

tertentu dan ditanami rumput agar tidak terjadi erosi, sehingga kelak dapat dipakai sebagai reklamasi bekas – bekas penambangan.

2. Stripping of Over Burden (Pengupasan Tanah Penutup). Stripping of Over Burden adalah kegiatan pengupas tanah penutup yang mempunyai

ketebalan lebih kurang 4 meter dengan menggunakan alat gali Back Hoe UH 20. Lapisan tanah selanjutnya digali dan dimuat ke dalam Dump TruckHD 200 kemudian dibuang ke tempat pembuangan di sebelah tenggara front.

3. Drilling (Pengeboran)Untuk penambangan batu kapur terlebih dahulu dilakukan pengeboran guna

pembuatan lubang ledak (Blast Hole). Jenis alat yang digunakan

padafront penambangan batu kapur ada tiga jenis yaitu :

- Jack HammerDigunakan untuk bongkahan-bongkahan (Boulder) yang terdapat pada bagian atas dari batu kapur untuk memudahkan operasi.

- Wagon Drill dan Rotary DrillWagon Drill dan Rotary Drill digunakan bila permukaan batu kapur sudah cukup rata

dan dioperasikan untuk pembuatan lubang ledak. Geometri lubang ledak produksi PT.

Semen Baturaja (Persero) terdiri dari burden 2,5 meter, kedalaman lubang ledak bor

rata-rata 7 meter, posisi kemiringan lubang 80o dan spacing 3 meter. Jika pengeboran

telah selesai, dilanjutkan dengan pengisian lubang ledak dengan bahan peledak.

4. Blasting (Peledakan)Perlengkapan peledakan secara umum terbagi antara lain :

- Penggalak awal (Detonator listrik, sumbu ledak)- Penggalak utama (primer, Booster)- Penggalak nyala panas atau arus listrik (kabel listrik, sumbu bakar).- Sumber nyala atau arus listrik (Blasting Machine).

Bahan peledak yang dipakai :- Damotion 805

Bahan peledak dengan bentuk seperti dodol yang pekat dengan melarutkan Nitro Catton dalam Nitro.

- ANFOCampuran Ammonium Nitrat dengan bahan bakar solar dengan perbandingan berat 94 % - 6 %.

Standar penggunaan bahan peledak adalah 130 gram/ton. Sedangkan urutan pekerjaan yang dilakukan selama pengisian bahan peledak adalah sebagai berikut :

- Mempersiapkan bahan peledak, detonator, listrik dan peralatan lain.- Pengecekan kedalaman lubang.- Mengontrol detonator dengan Ohm Meter.- Memasukkan detonator ke dalam Damotin.

- Memasukkan primer bahan peledak ke dalam lubang.- Memasukkan pekerjaan stemming (pemadatan lubang tambang).- Menghubungkan detonator listrik sehingga menjadi rangkaian yang tersusun baik.- Menguji rangkaian dengan alat Blasting Ohm Meter untuk mengetahui apakah sudah sempurna.- Memberikan tanda sirine sebagai awal dimulainya peledakan.5. Loading (Pemuatan)

Merupakan rangakaian kegiatan yang dilakukan untuk mengambil dan memuat material ke dalam alat angkut. Alat muat yang dipakai antara lain :Hydraullic Shovel, Back Hoe, Whell Loader. Setelah batu kapur digali dengan alat muat lalu dimasukkan ke Dump Truck.

6. Hauling (Pengangkutan)Merupakan serangkaian pekerjaan yang dilakukan untuk mengangkut batu kapur ke

peralatan pemecah batu kapur. Alat angkut yang digunakan adalahDump Truck.7. Crushing (Pemecahan)

Batu kapur yang diangkut dari tambang dengan Dump Truckdituangkan ke dalam lime stone hopper. Selanjutnya batu kapur dimasukkan ke dalam alat pemecah (single shaft hammer crusher) oleh appron feeder. Prinsip kerja dari alat pemecah yaitu berdasarkan putaran (rotation) dan pukulan (impact) dari hammer yang membentuk impact wall lining. Produk yang lolos dari saringan (grate basket) masuk discharge steel conveyor, sedangkan material jatuhan dari appron feeder ditampung oleh drag chain dan masuk discharge steel conveyor. Selanjutnya batu kapur tersebut diangkut dengan melalui rangkaian seri belt conveyor dicurahkan dengan membentuk layer – layer ke tempat penumpukan yang dibagi dua bagian yaitu stock pile I dan II.

b. Penambangan Tanah Liat (Clay) Penambangan tanah liat yang berlokasi di Air Gading terletak lebih kurang 400 meter arah barat daya dari pabrik. Lapisan over burden berkisar antara 0,2 – 0,5 meter, Luas lokasi penambangan lebih kurang 27,4 ha dengan system penggalian dari atas bench.Alat – alat yang digunakan :

a. Hydraullic Exavator / Back Hoe Hitachi dengan kapasitas 2,4 m3

b. Rear Dump TruckAlat bantu yang digunakan :Buldozer untuk pengupasan tanah penutup Kegiatan penambangan tanah liat meliputi clearing, stripping, loading, hauling dan crushing.

1. Clearing / Stripping Untuk pembersihan/pengupasan over burden tersebut cukup dengan

menggunakan bulldozer.2. Loading / Hauling

Alat yang dipakai adalah back hoe dengan kapasitas 2,4 m3, sedangkan alat angkutnya adalah Rear Dump Truck dengan kapasitas 20 ton.

3. Crushing Dengan alat angkut Dump Truck, tanah liat dari tambang diangkut dan dituangkan

ke dalam clay hopper. Appron feeder yang dilengkapi dengan I speed mentransfer tanah liat ke Double Roller Crusher. Prinsip kerjaDouble Roller Crusher adalah dengan cara ditekan oleh dua buah roller yang putarannya berlawanan arah. Pada roller tersebut dilengkapi dengan kuku baja (teeth) untuk membantu memecah tanah liat yang keras. Untuk menampung jatuhan material dari appron feeder dipasang drag chain. Material yang telah dihancurkan selanjutnya dimasukkan ke dalam stock pile tanah liat dengan alat transport belt conveyor.

c. Penyediaan Pasir SilikaPasir silika digunakan sebagai bahan koreksi pada bahan mentah utama yang kekurangan

SiO2. Jumlah yang dibutuhkan didasakan pada perhitungan otomatis oleh program QCX di bagian pengendalian mutu. Pasir silika tersebut diperoleh dengan cara membeli dari tambang rakyat. Sifat fisik pasir silika antara lain ada yang berwarna kuning putih, hingga coklat kemerah-merahan tergantung dari lokasi tambang rakyat tersebut. Bentuknya seperti pasir biasa, namun yag membedakan adalah warnanya yang khas dan berkilat, serta ada juga yang masih dalam bentuk bongkahan atau gumpalan-gumpalan sebesar kepalan tangan.

d. Penyediaan Pasir Besi / Bijih BesiBerfungsi sebagai bahan koreksi adanya kekurangan komposisi Fe2O3. Di dapat

dengan cara membeli dari Larmpung dan rekanan - rekanan yang di tunjuk. Warnanya

kebanyakan hitam, warna gelap, kemerahan dan kecoklatan. Kekerasan 5,5 – 6,5 skala

Mohs. Bentuk butiran halus seperti pasir.

2. Penggilingan Bahan MentahPenggilingan bahan mentah adalah cara untuk memperkecil ukuran bahan

mentah menjadi lebih kecil atau membuat luas permukaan material menjadi lebih

besar. Tujuan dari penggilingan bahan mentah ini adalah untuk mendapatkan

campuran bahan mentah yang homogenik dan untuk mempermudah terjadinya reaksi

kimia pada saat klinkerisasi. Selain penggilingan , material juga mengalami

pengeringan dengan media pengeringanya berupa gas panas yang dapat berasal

dari hot gas generatorataupun dari kiln exchaust gas.

Bahan mentah utama yang terdiri dari batu kapur dan tanah liat di garuk

dengan menggunakan reclaimer dari stock pile masing – masing , kemudian bahan

koreksi yang berupa pasir silika dan pasir besi di campur dengan bahan mentah

uatama dalam sebuah belt conveyor untuk di umpankan ke dalam vertical mill. Di

dalam vertical mill keempat bahan mentah yang telah bercampur dengan proporsi

tertentu itu mengalami proses penggilingan dan pengeringan. selanjunya, material

yang telah halus di hisap dengan sebuah fan. Untuk mendapatkan produk vertical

mill tepung baku atau raw meal yang memiliki kehalusan sesuai dengan standard ,

maka material yang terhisap harus melewati separator terlebih dahulu dan selanjutnya

di pisahkan dari gas panas dengan menggunakan 4 buah cyclone.

Tepung baku yang telah terpisah dari gas panas selanjutnya di masukkan ke CF

Silo ( Continous Flow Silo ) dengan menggunakan alat transport

berupafluxoslide dan belt bucket elevator. Di dalam CF Silo raw meal akan

dihomogenisasi dan di simpan serta siap di umpan ke kiln . produk atas dari Cyclone

separator adalah uap air , gas panas dan sebagian debu yang terikat pada waktu

pemisahan ini di transportasikan ke Electric Precipitator. Didalam Electric

Precipitator ini debu ditangkap oleh elektroda – elektoroda yang bertegangan tinggi .

Debu yang terkumpul ini di kembalikan lagi ke CF Silo . Sedangkan gas panas dari kiln

, uap air dan sebagian debu yang tidak tertangkap oleh elektrode – elektroda Electric

Precipitator di transportastikan ke cerobong (stack) dengan bantuan

sebuah fan adalah IDF fan.

a. Penggilingan BatubaraRaw coal yang diperoleh dari PT. Bukit Asam (Persero) ditumpuk dalamdome storage,

selanjutnya reclaimer akan menggaruk batubara untuk dijatuhkan dalam belt conveyor. Kemudian oleh bucket elevator material dibawa ke raw coal silo.

b. Penggilingan Raw CoalProses diawali dengan pemanasan sistem (heating up), yang bertujuan untuk

mempersiapkan kondisi operasi coal mill dengan cara memasukkan gas panas

dari kiln hingga mencapai temperatur tertentu dan harus dilakukan dengan benar

hingga tidak membahayakan system sebelum dimasuki batubara.

Setelah kondisi panas memenuhi persyaratan segera raw coaldimasukkan ke

dalam coal mill melalui twin paddle. Di dalam coal mill,raw coalmasuk di

antara table dan roller membentuk ketebalan tertentu bed contactdengan gas panas

mengalami proses pengeringan. Selain hasil penggilingandihisap oleh jet pulse

filter untuk dipisahkan antara coal halus dari gas panas.Coal halus ditangkap oleh

filter kemudian disimpan dalam bin sebagai produkcoal mill yang siap untuk digunakan

pada proses pembakaran, sedangkan gas panasnya dibuang melalui stack (prinsip

kerjanya sama dengan raw materialsemen pada vertical mill).

Keberhasilan proses penggilingan batubara selain dari segi kuantitas juga

ditinjau dari kualitasnya, yaitu kadar air dan kehalusan fine coal produkcoal

mill standar air maksimal 9 %, agar tidak merugikan proses pembakaran, sedangkan

kehalusan batubara dibatasi maksimum 20 % yang lolos ayakan 90 µ. Tingkat

kehalusan yang berlebihan akan merugikan dalam proses pembakran.

Agar sistem tetap bertekanan negative dan tidak adanya batubara yang

berhamburan, maka digunakan jet pulse dengan ukuran kecil.

c. Pengumpanan coal ke kiln dan kalsinerKebutuhan batubara yang dialirkan ke kiln maupun calsiner diatur dengan control

system. Fine coal dari bin akan turun ke pfister dengan bantuan udara dari aerasi untuk ditimbang sesuai dengan kebutuhan. Selanjutnya keluar melalui pipa`kemudian dihembuskan oleh udara bertekanan tinggi dari blowermenuju kiln burner atau calsiner burner untuk proses pembakaran. Prinsip utama yang paling penting adalah stabilitas supply batubara dari pfitser keburner sangat berpengaruh terhadap proses pembakaran di kiln dan calsiner.

3. Proses Pemanasan Awal dan Proses Klinkeriasia. Proses pemanasan awal

Proses pemanasan awal adalah proses penguapan air dan prosescalsinasi pada

umpan kiln raw meal pada temperatur 600 – 800 0C.

Proses ini terjadi pada Preheater , yang terdiri dari 2 unit (2 string), masing-

masing string terdiri dari 4 cyclone, salah satu string dilengkapi dengan burner

precalsiner (secondary Burner). Dengan adanya Preheater 2string dan dilengkapi

dengan Burner Precalsiner, maka akan terjadi peningkatan / percepatan proses

kalsinasi (sebagian besar proses kalsinasi sudah terjadi di preheater) dan beban

kalsinasi didalam kiln menjadi lebih ringan atau berkurang.

Tabel 7. Reaksi Pada Proses Pembuatan Semen

Temperatur (0C) Reaksi yang terjadi (perubahan) Reaksi

0-100

100-600

600-800

700-900

1100-1200

1200-1450

Penguapan air dalam Roller Mill

Penguapan air hidrat dari tanah

Liat

Penguraian senyawa karbonat

(proses Calsinasi) terutama jenis

magnesium karbonat sedangkan

karbonat dari senyawa kalsium

akan terurai pada suhu 900 0C.

Mulai terbentuknya senyawa C3A,

C2S, C2AF

Pembentukan senyawa C2S, C4AF,

C3A maksimum

Pembentukan C3S dan

pengurangan CaO bebas pada

CaCO3 → CaO(s) + CO2

Al2O3 + 3CaO → 3CaO.Al2O3

Al2O3 + 4CaO + Fe2O3 →

4CaO.Al2O3.Fe2O3

SiO2 + 2CaO → 2CaO.SiO2

3CaO + SiO2 → 3CaO.SiO2

temperatur 1260 0C, terbentuk

fase cair (Liquid Phase) yang

apabila didinginkan menjadi

terak (klinker)

Sumber : PT. Semen Baturaja (Persero) (2010)

Menurut teori atau neraca panas pada pembakaran, bahwa panas yang

dibangkitkan dari bahan baker sebagian besar dipakai untuk proses calsinasi di

preheater dan sebagian kecil dipakai dalam proses klinkerisasi di kiln.

4. PembakaranTepung baku (raw meal) yang telah dihomogenisasi di dalam CF Silo

dikeluarkan dan dengan menggunakan serangkaian peralatan transport, tepung baku

di umpankan ke kiln. Tepung baku yang di umpankan ke Kiln di sebut umpan baku

atau umpan kiln (kiln feed) . proses pembakaran yang terjadi meliputi pemanasan awal

umpan baku di preheater (pengeringan, dehidrasi dan dekomposisi) , pembakaran di

kiln (klinkerisasi) dan pendinginan di Grate cooler (quenching).

a. PengeringanPengeringan di sini adalah proses penguapan air yang masih terkandung dalam umpan

baku. Terjadi pada saat umpan baku kontak dengan gas panas pada temperature sampai 200 ºC.b. Dehidrasi

Dehidrasi adalah proses terjadinya pelepasan air kristal (combined water) yang terikat secara molekuler di dalam mineral – mineral umpan baku . Proses ini terjadi temperatur 100 – 400 ºC . Kondisi ini menyebabkan struktur mineral menjadi tidak stabil dan akan terurai menjadi pada temperature 400 – 900 ºC.

c. Dekomposisi dan kalsinasiDekomposisi adalah proses penguraian atau pemecahan mineral –mineral umpan baku

menjadi oksida – oksida yang relatif terjadi pada temperature 400 – 900 ºC .d. Klinkerisasi

Klinkerisasi adalah proses pembentukan senyawa – senyawa penyusun semen Portland baik dalam fasa padat maupun dalam fasa cair. Pada temperature1260 - 1310 ºC mulai terjadi lelehan terutama terdiri dari komponen Al203 dan Fe2O3. Pada temperatur 1450 ºC, jumlah fasa cair dapat mencapai 20 -30 %.Dalam fasa cair terjadi pembentukan ( C3S ) 3 CaO.SiO2 dengan persamaan reaksi sebagai berikut :2 CaO.SiO2 + CaO 3 CaO.SiO2

Apabila dalam proses klinkerisasi masih terdapat CaO yang belum bereaksi dengan oksida lainnya, maka akan terbentuk CaO bebas ( free lime ) yang bersifat merugikan terhadap , mutu semen . Banyaknya CaO bebas pada klinker dapat di jadikan salah satu indikator apakah

proses pembakaran klinker berjalan dengan baik atau tidak. Semakin banyak CaO berarti proses pembakaran tidak berjalan dengan baik.

Peralatan utama untuk pembakaran P.T Semen Baturaja (Persero) adalahRotary kiln yang dilengkapi dengan Suspension Preheater.

Kecepatan pembakaran bahan baku dalam rotary kiln ( tanur putar ) bergantung pada :- Kecepatan putar kiln = 3 rpm- Panjang kiln = 75 m - Diameter kiln = 4,5 m- Kemiringan kiln = 150

e. QuenchingQuenching adalah proses pendinginan klinker scara mendadak setelah reaksi klinkerisasi

selesai. Quenching dilakukan di dalam Grate Cooler dengan media pendingnnya berupa udara luar yang dihembuskan ke dalam Grate Cooler dengan menggunakan fan.

Tujuan quenching adalah untuk mendapatkan klinker dengan mutu yang baik , diantaranya :

- Mencegahnya terjadinya reaksi inversi terjadi pada pendinginan lambat pada temperatur ± 1200 ºC.

- Mencegahnya terjadinya pembentukan struktur Kristal beta 2 CaO.SiO2 yangbersifat hidraulis menjadi Kristal alfa 2 CaO.SiO2 yang bersifat kurang atau tidak hidraulis. Klinker yang dihasilkan kemudian disimpan di dalam klinker silo.

- Dengan adanya pendinginan yang mendadak dari temperatur tinggi (1000°C) menjadi

temperatur yang rendah (100°C) akan dihasilkan terak yang rapuh (berpori-pori

tinggi) sehingga memudahkan dalam proses penggilingan terak.

- Untuk melindungi peralatan transportasi terak dari temperatur tinggi.

- Panas terak dikembalikan ke dalam kiln sebagai udara sekunder pada pembakaran.

5. Penggilingan semenKlinker yang disimpan dalam klinker silo dikeluarkan dan di angkut dengan chain

conveyor masuk ke dalam bin klinker. Sementara gypsum dari gerbong dibongkar dan disimpan dalam bin gypsum. Dengan perbandingan tertentu, klinker dan gypsum dikeluarkan dari bin masing – masing dan akan bercampur di belt conveyor. Dari belt conveyor campuran ini kemudian dihancurkan dengan roller press sehingga memiliki ukuran tertentu yang selanjutnya digiling dengan menggunakan alat penggiling berupa tube mill yang berisi bola – bola besi sehingga media penghancurnya.

Dengan menggunakan sebuah fan , material yang telah halus dihisap dan dipisahkan dari udara pembawanya dengan menggunakan beberapa perangkat pemisah debu. Hasil penggilingan ini disimpan dalan semen silo yang kedap udara. Semen yang dihasilkan harus memenuhi syarat mutu fisik semen dengan kehalusan minimal 3000 cm2/g (SNI mempersyaratkan min. 2800 cm2/g).

6. Pengantongan SemenSemen dikeluarkan dari semen silo dan diangkut dengan menggunakanbelt

conveyor masuk ke steel silo. Dengan alat pengantongan berupa Rotary Packer, semen dikantongi dengan setiap 1 sak berisi 50 kg semen , kemudian di bawa ke truk untuk dipasarkan.

Untuk lebih jelasnya, proses pembuatan semen Baturaja dapat dilihat diagram

alirnya pada gambar berikut.

Produk

Produk yang dihasilkan dari proses pembuatan semen di PT. Semen

Baturaja (Persero) adalah Semen Portland Type I menurut standar Nasional Indonesia.

Semen Portland Type I adalah semen Portland untuk penggunaan umum yang tidak

memerlukan persyaratan khusus seperti yang disyaratkan pada jenis-jenis lain.

Penggunaan semen Portland type I dapat dipakai untuk seluruh bangunan seperti

untuk jalan, jembatan, bangunan gedung dan lain-lain jenis konstruksi, terutama yang

tidak ada kemungkinan mendapat serangan sulfat dari tanah dan timbulnya panas

hidrasi yang tinggi.

2.3.1 Sifat – Sifat Fisik Produk PT. Semen Baturaja (Persero)Sifat – sifat fisik dari produk semen Portland type I yang dihasilkan oleh PT.

Semen Baturaja (Persero) dapat dilihat pada tabel 8 di bawah ini.

Tabel 8. Sifat – Sifat Fisik Semen Portland Type I

No Uraian SatuanSyarat SNI Semen Portland Tipe I

Standar PT. Semen Baturaja (Persero)

1

2

3

Kahalusan : uji permeabilitas udara dengan alat blaineWaktu pengikatan dengan alat vicat :AwalAkhirKekekalan :

m2/kg

menit

min 280

min 45maks 375

maks 320

min 110maks 320

4

5

pemuaian dengan AutoclaveKuat tekan :3 hari7 hari28 hariPengikatan semu penetrasi akhir

%

kg/cm2

%

maks 0,8

min 125min 200min 280maks 50

maks 0,1

min 180min 260min 350maks 70

Sumber : PT, Semen Baturaja (2010)

2.3.2 Sifat – Sifat Kimia Produk Semen PT. Semen Baturaja (Persero)Sifat – sifat kimia dari produk semen Portland type I yang dihasilkan oleh PT.

Semen Baturaja (Persero) dapat dilihat pada tabel 9 di bawah ini.

Tabel 9. Sifat – Sifat Kimia Semen Portland Type I

Uraian Semen Portland Tipe I

SiO2, % minimumAl2O3, % maksimumFe2O3, % maksimumMgO, % maksimumSO3, % maksimumJika C3Ao ≤ 8,0 %Jika C3Ao > 8,0 %Bagian tak larut,% maksimumHilang pijar, % maksimum

Tidak ada syaratTidak ada syaratTidak ada syarat6,0 %, maksimumTidak ada sarat3,0 % maksimum3,5 % maksimum3,0 % maksimum

5,0 % maksimum

Sumber : PT, Semen Baturaja (2010)

semen

Documents