Tugas Material Teknik DasarMagnesium

Extraction Of MagnesiumOleh:

Antonio Hazman Pilipus Albert Soetjipto

Hengky Ady Wibowo

Pengertian Magnesium Magnesium adalah unsur yang paling melimpah keenam di kerak bumi.Aplikasi magnesium: Mineral untuk metabolisme tubuh Suar Logam aluminium-magnesium ini biasanya digunakan dalam

pembuatan kaleng minuman, bahkan bisa digunakan sebagai komponen kendaraan karena beratnya ringan.

Fotografi dan piroteknik

Sumber utama senyawa magnesium yang umumnya dicari adalah: • air laut (magnesium klorida, MgCl2) • dolomit CaMg(CO3)2 • magnesit (MgCO3) • karnalit (KCl•MgCl2•6H2O).

Proses ekstraksi MagnesiumAda dua proses ekstraksi utama magnesium:

• Proses silicothermic • Proses elektrolitik

Proses Silicotermic(Pidgeon, Magnetherm, Bolzano) : Proses ini melibatkan mengurangi terak magnesium oksida cair oleh ferosilikon bawah tekanan gas rendah pada suhu sekitar 2500F (1400 º C). Proses-proses ini sangat bagus untuk memproses mineral magnesium yang berbentuk dolomit.Proses Elektrolitik : proses ini adalah magnesium klorida yang persiapannya diikuti oleh disosiasi elektrolitik dari magnesium klorida. Proses ini sangat bagus untuk memproses magnesium dalam bentuk magnesit, karnalit dan magnesium klorida.Pada slide-slide selanjutnya akan kami tampilkan dan jelaskan mengenai 4 proses diatas

PROSES SILICOTHERMIC: PIDGEON Proses Pidgeon merupakan salah satu metode produksi logam magnesium,

melalui pengurangan silicothermic. Proses ini memiliki permintaan energi yang tinggi, 366 MJ / kg Mg.

Proses ini memiliki 3 tahapan proses, yaitu; kalsinasi dolomit,pencampuran produksi dengan ferosilikon, silicothermic (pengurangan MgO oleh ferosilikon). Berikut penjelasannya:

Proses kalsinasi terjadi di rotary-kiln yang beroperasi pada suhu 1000-1300. Ferosilikon dihasilkan melalu proses carbothermic kemudian di campurkan dengan dolomit dan diaduk dalam tabung yang trbuat dari Nickel-Chromium. kemudian pada suhu 1160 reduksi dari dolomit menghasilkan uap magnesium. Berikut reaksinya: 2 CaO.MgO(s) + (x Fe) Si(s) = 2 Mg(s) + 2 Ca2SiO4(s)

Uap ini kemudian dikondensasikan di sebuah kondensor yang menggunakan pendingin air.

Proses ini memerlukan suhu sekitar 1550oc – 1600oc, serta tekanan sebesar 5 – 10 KPa. Proses ini juga menggunakan ferro-silicon mengurangi magnesium oksida untuk memproduksi magnesium, dengan rumus kimia :

2 MgO+CaO + Al2O3 + Si → 2 Mg + Ca2SiO4+Al2O3

Dari hasil reaksi di atas akan di hasilkan Mg berupa uap dan akan di hasilkan ampas biji. Ampas biji ini akan dibuang melalui molten. Oleh karena Mg di hasilkan dalam bentuk uap maka diperlukan alat vakum dan kondensator untuk merubah menjadi padatan

PROSES MAGNETHERM

Langkah kerjanya yaitu, pertama bongkahan dolomit dan ferosilikon ditempatkan didalam sebuah kontener pemanas(d) dan (e). Kemudian pemanas elektrikal memanaskan kedua senyawa ini sehinga terjadi Reduksi pada suhu 1200C dan tekanan dibawah 4 mBar.Kemudian uap magnesium akan terkondensasi didalam kondnsor pada sekitar suhu 400-500C.

Reaksi yang terjadi adalah: 2 CaO.MgO(s) + (x Fe) Si(s) = 2 Mg(s) + 2 Ca2SiO4(s)Sama dengan pidgeon process karena bolzano termasuk dalam kategori proses silikotermik.

PROSES BOLZANO

Sebelum proses elektrolitik dilakukan, magnesium oksida harus di ubah menjadi magnesium klorida melalui proses klorinasi. Selanjutnya, magnesium klorida akan dimasukkan ke dalam sel elektrolisis seperti yang ditunjukkan pada figur. Pada figur tersebut, grafit bertindak sebagai anoda sedangkan baja sebagai katodanya. Elektrolit yang digunakan adalah magnesium klorida.

Suhu yang digunakan adalah 680 – 7500C. Dalam kondisi ini magnesium klorida akan terdekomposisi menjadi logam magnesium dan gas klorin sesuai dengan reaksi dalam persamaan berikut.

MgCl2(l) → Mg(l) + Cl2(g)

Cathode: 2Cl- Cl2 + 2e

Anode:Mg2+ + 2e Mg

PROSES ELEKTROLITIK

Magnesit(putih), dolomit(kuning

Reaktor Pidgeon

Karnalit Magnesit

CARE FOR THE ENVIRONMENT

• POLUTAN-POLUTAN YANG MUNCUL

Dari proses-peroses pengekstraksian magnesium yang telah disebutkan diatas, muncul berbagai polutan seperti , SO2 , NOx, Cl2 , HCl, dan dalam beberapa kasus juga mengemisikan Sulfur Heksafluorida(SF6). Sulfur dioksida biasanya muncul dalam polutan akibat dari proses kalsinasi dari dolomit. Nitrogen oksida diemisikan dari proses pengeringan dolomit dan pengkalsinasian MgO. Dan yang terakhir Klorin dan asam klorida muncul dari proses elektrolisis dan klorinasi.

• MEDIA-MEDIA YANG TERCEMARI Berikut adalah media-media yang tercemari akibat dari

proses-proses pengekstraksian magnesium:a. TanahPolutan yang terdapat di tanah biasanya adalah

PCDD/PCDFs(Dioxin dan Furan)b. Air polutan yang ditemukan dalam air adalah senyawa logam.

PROSES ALTERNATIF DALAM PENGEKSTRAKSIAN

Karena dari proses-proses yang diatas banyak mengemisikan polusi, maka, perlu dicari alternatifnya. Salah satunya adalah proses dehidrasi MgCl2 yang dikembangkan oleh perusahaan Norsk Hydro.

PENJELASAN PROSES

Pada proses ini, awalanya diproduksi garam MgCl2 dengan cara melarutkan magnesit dengan HCL, pengotor seperti alumunium, besi, san mangan dihilangkan dari cairan dengan proses purifikasi. kemudian garam ini dievaporasi yang kemudian menghasilkan MgCl2. Garam ini kemudian diektrolisis, hasil elektrolisis ini nantinya menghasilkan logam magnesium dan gas klorin. Agar tidak mencemari lingkungan sekitar maka gas klorin ini direaksikan dengan hidrogen untuk menghasilkan asam klorida yang nantinya di daur ulang untuk dijadikan bahan pada saat proses pelarutan mineral magnesit.

CARA-CARA LAIN

Selain menggunakan cara diatas, ada beberapa cara lain untuk menghilangkan polutan-polutan tersebut menurut Integrated Pollution Prevention and Control, berikut akan kami tampilkan tabelnya

Measure Description ConsiderationsAlternate Processes Priority consideration should be given

to alternate processes with less environmental impacts than traditional magnesium manufacturing process.

Examples include:- Norsk Hydro’s Mgcl2

brine Dehydration Process.- Elimination of carbon source- replaces graphite with non-graphite anode.

 Feed Quality

Increasing availability of magnesium scrap and other magnesium containing raw materials would make it attractive for smelters to use it in their process.

Smelter should ensure that only high grade scrap, free of contaminants be used.

Pre-treatment Techniques

The calcinations of dolomite creates significant amount of dust

Use of Gas Suspension Calciner could reduce it significantly.

Treatment of the off-gases

Off-gases from chlorination furnaces in magnesium plants contain pollutants such as PCDD, PCDF, CHCs, and others.

Use of wet scrubbers and wet electrostatic precipitators remove aerosols, followed by incineration to destroy PCDD/PCDF and other VOCs. Activated carbon is also used to absorb pollutants.

 Treatment of effluent

Wastewater collected from the various parts of the magnesium plant such as the scrubbing effluent from the chlorination stage contain PCDD/PCDF and other CHCs.

Removal of solids by flocculation, sedimentation and filtration. followed by activated carbon injection to remove contaminants.

REFERENSIhttp://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-industri/bahan-

baku-dan-produk-industri/bijih-magnesium/

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-smk/kelas_x/aplikasi-sel-elektrolisis/

http://www.magnesium.com/w3/data-bank/article.php?mgw=64&magnesium=68

Integrated Pollution prevention and Control (IPPC), Reference Document on Best Available Techniques in the Non-Ferrous Metal Industries, May 2000

Habashi, F. (1997) 'Magnesium'. Handbook of Extractive Metallurgy. Winheim, Wiley-VCH.

Mayer, A. (1944), 'Plant for Production of Magnesium by the Ferrosilicon Process', Trans. AIME, vol.159, no., p. 363-376.

Wulandari, W., Rhamdhani, M.A., Brooks, G.A. & Monaghan, B.J. (2009) 'Distribution of Impurities in Magnesium Production via Silicothermic Reduction', Proceedings of European Metallurgical Conference 2009, Innsbruck, Austria, GDMB.p. 1401-1417

Vitze, Andre. ‘Recycling of Magnesium’, 2005.