G09dhi.pdf

7/26/2019 G09dhi.pdf

1/33

REDUKSI BIJIH BESI LATERIT DARI BAYAH PROVINSI

BANTEN DENGAN REDUKTOR BATU BARA

DADANG HIDAYAT

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2009

7/26/2019 G09dhi.pdf

2/33

ABSTRAK

Dadang Hidayat. Reduksi Bijih Besi Laterit dari Bayah Provinsi Banten dengan ReduktorBatubara. Dibimbing oleh Dondin Sajuthi dan Idrus Bambang Iryanto.

Bijih besi banyak ditemukan di Indonesia. Permasalahan energi yang dihadapi industri

baja nasional dapat diatasi dengan menggunakan reduktor batubara. Indonesia merupakansalah satu negara yang memiliki cadangan batubara, yaitu sekitar 38,8 milyar ton.

Penelitian ini bertujuan melakukan pengkayaan kandungan bijih besi laterit dalam batuanbesi dengan benefisiasi, memperoleh suhu optimum dalam reduksi bijih besi laterit, danmembandingkan hasil reduksi antara penambahan kapur dan penambahan bentonit.

Penelitian ini meliputi beberapa tahap, yaitu preparasi sampel, analisis bijih besi (meliputisilikat, Fe total, dan Fe

2+), pembuatan besi spons (reduksi bijih besi), analisis besi spons

(meliputi Fe total dan Fe metal), analisis komposisi kimia dari kapur dan bentonit(meliputi CaO, MgO, silikat), dan analisis batubara (meliputi kadar air, volatile matter(vm), kadar fixed carbon (fc), dan kadar abu). Berdasarkan hasil penelitian yang telahdilakukan maka diperoleh bahwa kadar silikat menurun setelah dilakukan benefisiasi,

yaitu 5.90% menjadi 2.69% sehingga kadar Fe total dapat meningkat, yaitu 56.70%menjadi 64.51%. Batubara yang digunakan termasuk jenis sub-bituminus dengan kadarfixed carbon 47.19% karenanya cukup efektif untuk proses reduksi. Penambahan bentonitberfungsi sebagai perekat sehingga pelet yang diperoleh lebih baik (cukup keras) dan

kadar metalisasi lebih tinggi dibandingkan penambahan kapur dengan persen metalisasiberturut-turut, yaitu 82.11% dan 80.63%. Suhu optimum yang diperoleh untuk mereduksi

bijih besi laterit dari bayah berkisar antara 1000 o

C dan 1100 o

C. Bijih besi laterit daribayah cukup dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku alternatif untuk produksi baja.

ABSTRACT

Dadang Hidayat. Laterit Iron Ore Reduction from Bayah, Banten Province with CoalReductor. Supervised by Dondin Sajuthi and Idrus Bambang Iryanto.

Iron ore is one of the most usually found metal in Indonesia. The energy problemsfaced by the national steel industry can be reduced by using coal reductor. Indonesia is acountry which has coal reserves at least 38.8 billion tons. The objectives of this researchare to enrich laterite iron ore in iron rock with benefiziation, to get optimum temperatureof laterite iron ore rediction, and to compare the final reduction result between calciteand bentonite addings. This research covers several stages, includes sample preparation,iron ore analysis (includes silicate, total Fe, and Fe

2+), spons iron producing (iron ore

reduction), spons iron analysis (includes total Fe and metal Fe), calcite and bentonitechemical composition analysis (includes CaO, MgO, and silicate), and coal analysis(includes moisture contain, volatile matter (vm), fixed carbon (fc) contain, and ash

contain). Based on the results of the research is that the silicate content decreased afterthe benefiziation from 5.90% to 2.69%, which total Fe content has been increased from56.70% to 64.51%. The used coal was a type of sub-degree bituminus with 47.19% fixedcarbon which it was quite effective for reduction process. The function of the bentonitaddings was as a sticker which can make the pellet was more better and made themetalization contain was higher than the calcite addings with respectively percentage are82.11% and 80.63%. The range of optimum temperature of the iron ore laterit reductionfrom bayah is 1000

oC to 1100

oC. Laterit iron ore from bayah could be used as alternative

raw materials for steel production.

7/26/2019 G09dhi.pdf

3/33

REDUKSI BIJIH BESI LATERIT DARI BAYAH PROVINSI

BANTEN DENGAN REDUKTOR BATU BARA

DADANG HIDAYAT

Skripsisebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Sains pada

Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2009

7/26/2019 G09dhi.pdf

4/33

Judul : Reduksi Bijih Besi Laterit dari Bayah Provinsi Banten dengan ReduktorBatu bara

Nama : Dadang HidayatNIM : G44052926

Menyetujui:

Pembimbing I, Pembimbing II,

Prof. drh. Dondin Sajuthi, MST, Ph.D Idrus Bambang Iryanto, STNIP 19541027 19767603 1 001 NIK 6495

Mengetahui:Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Institut Pertanian Bogor

Dr. drh. Hasim, DEA

NIP 19610328 198601 1 002

Tanggal Lulus:

7/26/2019 G09dhi.pdf

5/33

7/26/2019 G09dhi.pdf

6/33

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Serang pada tanggal 23 Januari 1987 dari pasangan H. Dulmukindan Hj. Desy Rohayati sebagai anak kedua dari tiga bersaudara. Penulis menjalankan

pendidikan formal mulai dari taman kanak-kanak (TK) sampai perguruan tinggi (PT).Tahun 2002 sampai 2005 di SMA Negeri 2 Krakatau Steel Cilegon. Tahun 2005,penulis melanjutkan studi di Departemen Kimia Fakultas Matematika dan IlmuPengetahuan Alam IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI).

Penulis melakukan praktik lapangan pada tahun 2008 di PT Krakatau Steel, Cilegondengan judul laporan adalah proses percobaan pembuatan besi spons dari scale wire rodmill. Selama perkuliahan, penulis aktif dalam organisasi kampus antara lain DewanKeluarga Mushala As-Shaf Asrama Putra Tingkat Persiapan Bersama IPB tahun

2005/2006, Organisasi Mahasiswa Daerah Keluarga Mahasiswa Banten tahun 2005/2006,Forum for Scientific Studies tahun 2005/2007, Lembaga Dakwah Kampus Al-Hurriyyah(hubungan luar dan pengembangan sumber daya manusia) tahun 2005/2007, IkatanMahasiswa Kimia IPB tahun 2006/2007, Badan Eksekutif Mahasiswa Keluarga

Mahasiswa IPB Departemen Sosial dan Lingkungan tahun 2007/2008, kepengurusanasrama Sylvasari IPB (pengembangan sumber daya manusia, pertahanan dan keamanan,koperasi, dan pecinta alam) tahun 2006/2008.

7/26/2019 G09dhi.pdf

7/33

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR GAMBAR................................................................................................ viiiDAFTAR LAMPIRAN............................................................................................. viii

PENDAHULUAN............................................................................................ 1

TINJAUAN PUSTAKABijih Besi dan Besi Laterit................................................................................. 1

Benefisiasi dan Pembuatan Pelet........................................................................ 2Reduksi Bijih Besi..2

Reduksi Langsung dengan Reduktor Padatan dan Gas..................................... 2Batu bara............................................................................................................ 2Batu Kapur dan Bentonit.................................................................................... 3Tinjauan Kinetika Reduksi................................................................................. 4X-Ray Fluorescence Spectrofotometer dan Carbon/Sulfur Determinator......... 4

BAHAN DAN METODEBahan dan Alat................................................................................................... 5Lingkup Penelitian............................................................................................. 5

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengkayaan Kandungan Bijih Besi Laterit dengan Benefisiasi......................... 7Pengaruh Suhu Pada Persen Reduksi Bijih Besi Laterit.................................... 8Pengaruh Suhu Pada Persen Metalisasi Bijih Besi Laterit................................. 9Perbandingan Penambahan Kapur dan Bentonit................................................ 10

SIMPULAN DAN SARANSimpulan ............................................................................................................ 11Saran................................................................................................................... 11

DAFTAR PUSTAKA............................................................................................... 11

LAMPIRAN.............................................................................................................. 13

7/26/2019 G09dhi.pdf

8/33

viii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1 Diagram kesetimbangan gas CO dan CO2untuk reduksi bijih besi.. 4

2 Pengaruh suhu pada persen reduksi bijih besi laterit dari Bayah.......................... 8

3 Pengaruh suhu pada persen karbon setelah proses reduksi

bijih besi laterit dari Bayah.................................................................................... 9

4 Pengaruh suhu pada persen metalisasi bijih besi laterit dari Bayah...................... 10

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1 Bahan baku dan hasil percobaan............................................................................ 14

2 Alat yang digunakan dalam percobaan .15

3 Diagram alir reduksi bijih besi ..16

4 Diagram alir benefisiasi......................................................................................... 17

5 Rumus-rumus perhitungan pada metode analisis..18

6 Data hasil pengujian ......................................................................19

7 Contoh perhitungan................................................................................................ 21

7/26/2019 G09dhi.pdf

9/33

2

PENDAHULUAN

Bijih besi merupakan komoditi tambang

yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku

baja. Bijih besi banyak ditemukan di

Indonesia, namun bahan baku baja masihdidatangkan dari luar negeri. Berdasarkan BEI

News (2005), Cina menggunakan bahan bakubaja tertinggi di dunia, yaitu 16.7% pada

tahun 2000. Bahan baku baja yang digunakan

sebanyak 141.2 juta ton akan tetapi dua tahun

kemudian langsung melonjak menjadi 211.2

juta ton. Produksi baja di Cina meningkat

setiap tahunnya. Tahun 2003 sampai 2005,

produksi baja di Cina berturut-tutut adalah

220, 300, dan 350 juta ton. Konsumsi baja di

Indonesia menurut harian umum pelita (2009),

tahun 1997 sampai 2000 adalah 36, 13, 14 ,

dan 26 kilogram per kapita yang mengalamipenurunan pada tahun 1998 akibat krisis

ekonomi. Negara lain seperti Filipina,

Thailand, Malaysia, Jepang, AS, dan Korea

Selatan berturut-turut adalah 44, 111, 274,

635, 472, dan 846 kilogram per kapita pada

tahun 2000. Berdasarkan analisis internalyang dikeluarkan PT Krakatau Steel (KS),

konsumsi baja canai panas pada tahun 2007

mencapai sekitar 2,91 juta ton dengan asumsi

peningkatan 10%, pada tahun 2008 konsumsi

baja domestik akan menyentuh 3.25 juta ton.

Kenaikan harga bahan baku baja di pasar

internasional, memicu pemerintah dan parakuasa pertambangan (KP) untuk mulai

memanfaatkan bahan baku lokal. Menurut

Sutisna (2007), ada empat jenis cebakan bijih

besi di Indonesia, yaitu skarn, placer, laterit,dan sedimen. Cebakan laterit jumlahnya

paling melimpah, yaitu mencapai 1 miliar ton,

sedangkan cebakan bijih besi skarn, placer,

dan sedimen berturut-turut hanya mencapai

15, 159, dan 1 juta ton. Cebakan ini juga

mengandung karbonat, silikat, besi, hematit,dan magnetit sehingga kadar besinya rendah,

yaitu hanya 40-60%. Bahan baku lokal berupa

bijih besi laterit dapat dijadikan pelet yangakan direduksi menjadi besi spons.

Pemanfaatan bijih besi lokal ini dapat

mengurangi biaya produksi sehingga hargajual bajanya dapat bersaing.

Kenaikan harga tersebut diakibatkan

naiknya harga iron ore pellet dan minyak

mentah yang terus meningkat membuat harga

bahan baku dan biaya produksi baja menjaditinggi. Salah satu penyebab kenaikan biaya

produksi baja adalah tingginya harga impor

bahan bakupelet. Selain itu teknologi berbasis

gas yang digunakan saat ini sepertiHojalata Y

Lamina (HYL) I dan HYL III (dengan

kapasitas kurang lebih 2 juta ton besi spons

per tahun) semakin tidak kompetitif untukdioperasikan. Permasalahan energi yang

dihadapi industri baja nasional dapat diatasi

dengan menggunakan reduktor batu bara.

Menurut Raharjo (2006), Indonesiamerupakan salah satu negara yang memiliki

cadangan batu bara sekitar 38.8 miliar tondengan 70% batu bara muda dan 30% batu

bara kualitas tinggi.

Penelitian ini bertujuan melakukan

pengkayaan kandungan bijih besi laterit dalam

batuan besi dengan benefisiasi, memperoleh

suhu optimum dalam reduksi bijih besi laterit,

dan membandingkan hasil reduksi antara

penambahan kapur dan penambahan bentonit.

TINJAUAN PUSTAKA

Bijih Besi dan Besi Laterit

Mineral merupakan bahan-bahan

anorganik alam yang ditemukan dalam kerak

bumi sedangkan mineral yang digunakan

sebagai sumber untuk produksi bahan-bahan

secara komersial disebut bijih besi (Keenan etal.1992). Bijih besi dapat berupa karang keras

sekali, butiran kecil, dan tanah yang gembur

dengan warna yang beragam dari hitam

hingga merah bata. Besi adalah suatu logam

yang sangat kuat dan keras. Namun,

kekerasannya tidak melebihi nikel dan kobalt

sehingga perlu diberi zat aditif atau dibentukpaduan logam dengan nikel, kobalt, atau

logam lain (Meyer 1980).

Besi laterit merupakan jenis cebakan

endapan residu yang dihasilkan dari prosespelapukan batuan dengan melibatkan

dekomposisi, pengendapan kembali, dan

pengumpulan secara kimiawi. Bijih besi tipe

laterit umumnya terdapat di daerah puncak

perbukitan dengan kemiringan

7/26/2019 G09dhi.pdf

10/33

7/26/2019 G09dhi.pdf

11/33

3

yang terdiri atas karbon, hidrogen, dan

oksigen. Karakteristik batu bara tipebituminus (A, B, C, dan D) dapat dilihat pada

Tabel 1,

Tabel 1 Karakteristik batu bara (Grigoreet al. 2007)

Batu bara A B C D

Analisis Proksimat (%)

Kadar air 2.4 2.5 1.4 1.1

Kadar abu 5.6 7.7 7 9.8

Zat terbang 28.9 26.2 21.3 20.2

Karbon tetap 65.5 66.1 71.7 70

Analisis Abu (%)

SiO2 61.4 53.6 56.9 48.3

Al2O3 28.3 28.4 18.3 37.9

Fe2O3 4.3 7.6 12.8 5.3CaO 1.3 3 3.7 2.5

MgO 0.34 0.95 1.6 0.58

TiO2 1.5 1.4 1.1 1.4

Na2O 0.3 0.57 0.45 0.65

K2O 0.48 1 0.92 0.54

P2O5 0.79 1.7 1.3 1.9

Mn3O4

7/26/2019 G09dhi.pdf

12/33

4

menghasilkan kekerasan sehingga melindungi

pelet daritekanan tinggi.

Tinjauan Kinetika Reduksi

Kinetika reaksi reduksi bijih besi adalah

kecepatan besi oksida untuk bertransformasi

menjadi logam besi dengan melepaskanoksigen. Kecepatan reaksi reduksi bijih besi

ditentukan oleh tinggi rendahnya kemampuanbijih besi tersebut untuk direduksi yang

dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu

ukuran partikel, bentuk dan distribusi ukuran

partikel, bobot jenis,porosity, struktur kristal,

serta komposisi kimia (Ross 1980). Kinetika

reduksi langsung menggunakan reduktor batu

bara dipengaruhi oleh kombinasi beberapa

mekanisme, yaitu perpindahan panas,

perpindahan massa oleh konveksi, difusi fase

gas, serta reaksi kimia dengan gasifikasi

karbon. El-Geassy et al. (2007) menjelaskanbahwa ada banyak faktor yang memengaruhi

reduksi besi oksida seperti komposisi bahan

baku, basisitas, komposisi gas, dan suhu

reduksi. Pengaruh komposisi gas terjadi pada

perubahan volume dari besi oksida pada suhu

800-1100oC.

Reaksi batu bara dan bijih besi

merupakan suatu sistem yang kompleks.

Perubahan dalam reaksi sangat dipengaruhi

oleh parameter perpindahan panas yang

meliputi ukuran, bentuk, bobot jenis partikel

dan kecepatan aliran panas. Perpindahan

panas yang terjadi dalam proses reduksiadalah perpindahan panas secara konduksi.

Proses konduksi adalah perpindahan panas

melalui zat padat. Dalam sistem reduksi

langsung dengan karbon, mekanismeperpindahan panas yang paling berpengaruh

adalah adalah konduksi dan konveksi (Sun

1998). Proses konduksi sangat bergantung

pada suhu proses, sifat padatan dan fase gas

yang terjadi sehingga nilai konduktifitas panas

padatan merupakan salah satu hal pentingdalam proses reduksi Konduktivitas panas

yang tinggi akan meningkatkan kecepatan laju

reaksi (Milandia 2005).Perpindahan massa terjadi karena adanya

gas CO dari batu bara yang bereaksi dengan

bijih besi membentuk logam besi (Fe),sehingga oksigen dilepaskan dari bijih besi

tersebut dan karbon (C) akan bereaksi dengan

karbon dioksida (CO2) untuk membentuk CO.

Aliran gas CO yang menyebabkan proses

konveksi dan difusi dipengaruhi olehperbedaan tekanan dan konsentrasi gas dalam

sistem sehingga perpindahan massa dapat

berjalan baik (Milandia 2005).

Seki dan Nagata (2006) menjelaskan

bahwa besi oksida yang berisi karbon dapat

direduksi pada suhu lebih rendah. Penurunan

suhu ketika reduksi bijih besi dengan karbonterjadi saat peningkatan efisiensi energi dan

karbon sebagai CO2. Reaksi kimia yang

terjadi pada proses reduksi langsung bijih besi

dengan reduktor batu bara meliputidevolatilisasi batu bara, reduksi bijih besi

dengan gas, dan gasifikasi arang batu bara(char). Devolatilisasi batu bara mulai terjadi

lebih awal pada suhu rendah dengan laju

reaksi lebih cepat dari reaksi reduksi bijih besi

maupun gasifikasi arang batu bara.

Kesetimbangan reaksi dapat dilihat pada

gambar 1.

Gambar 1 Diagram kesetimbangan gas CO

dan CO2 untuk reduksi bijih besi

(Ross 1980).

X-Ray F luorescence Spectrof otometer

dan Carbon/Sulf ur Determinator

Fluoresensi dan absorpsi sinar-X telah

digunakan untuk analisis kualitatif dan

kuantitatif penentuan unsur-unsur. Sumber

sinar-X untuk keperluan analisis dapat berasaldari tabung sinar-X, radioisotop, dan sinar-X

sekunder. Serapan sinar-X menimbulkan ion

tereksitasi tingkat elektronik, saat kembali ke

keadaan dasar akan melibatkan transisi tingkat

energi yang lebih tinggi. Setelah beberapa

saat, ion kembali ke keadaan dasar melaluiserangkaian transisi elektronik yang khas

dengan memancarkan radiasi pada panjang

gelombang yang sama dengan sinar yang

menyebabkan eksitasi. Komponen alatnya

adalah sumber sinar, pemilih panjang

gelombang (filter), sel (tempat sampel),

detektor atau tranduser, dan pemprosesan

sinar dan luaran (Skoog et al. 1998).

7/26/2019 G09dhi.pdf

13/33

5

Carbon/sulfur determinator merupakan

alat untuk analisis bahan-bahan seperti batubara, semen, dan bijih-bijih mineral. Carbon

determinator menggunakan suatu carbon

infrared celluntuk menentukan persen karbon

pada setiap sampel. Elemental Determinatorsitu dapat diatur dengan pilihan berikut:

karbon, belerang rendah, belerang tinggi,belerang dan karbon rendah, belerang dan

karbon tinggi, belerang rendah dan belerang

tinggi, dan cakupan rangkap (karbon dan

belerang rendah dan belerang tinggi) (Labfit

2008). Carbon/sulfur determinator

menggunakan cawan khusus untuk analisisnya

sehingga dipanaskan dahulu di dalam tungku

perapian pada suhu yang tinggi antara 1250C

dan 1350C (Eltra 2005).

BAHAN DAN METODE

Bahan dan AlatBahan-bahan yang digunakan dalam

penelitian ini adalah bijih besi dari Bayah,

H2O2 30%, HF 38-40%, K2S2O7, SnCl2 10%,HgCl2 10%, larutan standar EDTA 0.1 M,indikator Fe (difenilamina sulfonat) 0.1%,

larutan standar K2Cr2O7 0.1 N, indikator

murexide, kapur, bentonit, Br2, TEA

(trietanolamin), FeCl3 15%, dan batu bara.

Gambar bahan baku dapat dilihat pada

Lampiran 1.

Alat-alat yang digunakan dalampenelitian ini adalah alat-alat gelas, magnet,

hot plate, mesin penggiling (labotary disk

mill), mesin pengepresan briket (briquetting

press machine), spektrofotometer sinar-Xfluoresensi, tanur (furnace), cawan platina,

kertas saring Whatman no. 41, cawan

porselen, ayakan 150 mesh, neraca analitik,

neraca kasar, sudip, bulp, oven, geockel glass,

dan carbon/sulfur determinator. Gambar

peralatan dapat dilihat pada Lampiran 2.

Lingkup Penelitian

Penelitian ini meliputi beberapa tahap,yaitu preparasi sampel, analisis bijih besi

(meliputi silikat, Fe total, dan Fe2+

),

pembuatan besi spons (reduksi bijih besi),analisis besi spons (meliputi Fe total dan Fe

metal), analisis komposisi kimia dari kapur

dan bentonit (meliputi CaO, MgO, silikat),

dan analisis batu bara (meliputi kadar air,

volatile matter (VM), kadar fixed carbon(FC), dan kadar abu). Metode analisis

mengacu pada American Society for Testing

and Materials(ASTM) tahun 2003 sedangkan

diagram alir penelitian dapat dilihat pada

Lampiran 3.

Preparasi SampelBatuan besi yang mengandung bijih besi

laterit dikeringkan dalam oven, didinginkan,

digiling halus, dan diayak dengan ayakan

ukuran 150 mesh. Bijih besi hasil pengayakan

dikocok agar homogen. Selanjutnya dilakukananalisis komposisi kimia menggunakan x-ray

fluoresence (XRF) spektrofotometer danmetode basah sehingga didapatkan data

komposisi kimia yang terkandung dalam

sampel sebelum dilakukan benefiasi.

Benefiasi dilakukan pada sampel melalui

pencucian berulang menggunakan air dan

deterjen dengan bantuan magnet, lalu

dilakukan analisis komposisi kimia kembali

menggunakan XRF spektrofotometer dan

metode basah. Diagram alir proses benefisiasi

dapat dilihat pada Lampiran 4.

Reduksi Bijih Besi

Bijih besi yang telah digiling lalu diayak

ukuran yang lolos 150 mesh. Campuran hasil

gilingan (yang lolos dari ayakan 150 mesh)

dengan batu bara dan kapur yang halus lalu

diaduk hingga homogen. Campuran tersebutditambahkan air sehingga dapat dilakukan

pembuatan pelet secara manual lalu

dikeringkan. Masukkan pelet yang sudah

kering dalam tanurpada suhu 800, 900, 1000,

1100 dan 1200oC selama 60 menit. Besi

spons didinginkan pada suhu kamar, digiling

sampai 150 mesh, lalu dilakukan uji Fe metaldan Fe total.

Standardisasi Kalium Dikromat

Sebanyak 0.3 gram Fe standar (61.09%)ditambah HCl pekat hingga larut sempurna

kemudian ditambahkan akuades 200 ml lalu

dipanaskan hingga mendidih ldan reduksi

dengan SnCl2 10% hingga jernih. Sebanyak

15 ml HgCl2 10% dan 10 ml H3PO4 85%

ditambahkan pada larutan kemudianditambahkan indikator Fe 0.1%, lalu titrasi

dengan larutan standar K2Cr2O7 hingga

berwarna ungu. Catat volume K2Cr2O7 yangdigunakan. Rumus perhitungan pada

Lampiran 5.

Analisis Fe Total

Sebanyak 0.3 sampel ditimbang dengan

neraca analitik lalu dimasukkan dalam

erlenmeyer. Sampel dilarutkan dengan 25 ml

larutan HCl pekat. Setelah sampel larut,kemudian encerkan dengan akuades sebanyak

200 ml dan dididihkan hingga menimbulkan

gelembung. Reduksi dengan beberapa tetes

SnCl2 10% hingga tidak berwarna lalu

didinginkan pada suhu kamar. Sebanyak 15

7/26/2019 G09dhi.pdf

14/33

6

ml HgCl2 10% dan 10 ml H3PO4 85%

ditambahkan pada sampel, indikator Feditambahkan lalu dititrasi dengan larutan

standar K2Cr2O7 hingga berwarna ungu.

Volume K2Cr2O7 yang digunakan dicatat.

Rumus perhitungan pada Lampiran 5.

Analisis Fe2+

Ditimbang dengan teliti 0.5 sampel lalu

dimasukkan dalam erlenmeyer 250 ml, 10 ml

NaHCO3 10%, dan 25 ml HCl pekat

ditambahkan. Erlenmeyer ditutup dengan

geockel glass yang berisi NaHCO3 10%,

kemudian sampel dipanaskan sampai larut

sempurna, lalu didinginkan perlahan dan

geockel glass dibiarkan berada pada

tempatnya hingga dingin. Geockel glass

dibuka, ditambahkan 10 ml H3PO4, dan 5 tetes

indikator Fe 0.1%. Titrasi dilakukan denganlarutan standar K2Cr2O7 0.1 N sampai terjadi

perubahan warna dari hijau menjadi ungu.


Analisis Fe metal

Sebanyak 0.2 sampel ditimbang denganneraca analitik, sampel dimasukkan dalam

labu takar 200 ml. Larutan FeCl3sebanyak 50

ml ditambahkan dan gas argon dialirkan

dalam labu takar. Labu takar langsung ditutup

lalu diaduk dengan pengaduk magnetik

selama 55 menit. Setelah itu, ditambahkan

larutan NH4Cl sedikit melewati tanda tera,kocok hingga homogen. Larutan diambil 100

ml dan dimasukkan kedalam erlenmeyer 250

ml. Sebanyak 20 ml campuran asam

fosfat:sulfat dan indikator Fe ditambahkanpada larutan. Titrasi dilakukan dengan larutan

standar K2Cr2O7 sampai terjadi perubahan

warna dari tak berwarna menjadi ungu.


Analisis SilikatSebanyak 1.0 sampel (G) ditimbang lalu

dimasukkan dalam gelas piala 400 ml, sampel

dilarutkan dengan HCl pekat dan ditutupdengan kaca arloji. Sampel dipanaskan hingga

larut kemudian ditambahkan beberapa tetes

H2O2 lalu dipanaskan sampai kering, dandidinginkan. Sebanyak 50 ml larutan HCl

ditambahkan dan dipanaskan sampai larut lalu

diencerkan dengan akuades kemudian larutan

dididihkan. Endapan disaring dengan kertas

Whatman no. 41 dalam 500 ml labu takar,endapan dicuci dengan akuades lalu

dimasukkan endapan dan kertas saring dalam

cawan platina. kertas saring dipijarkan dalam

tanur pada suhu 1000oC kemudian ditimbang

(A). Endapan diberi sedikit akuades lalu

ditambahkan HF dua kali dan dipijarkan pada

suhu 1000oC, didinginkan, dan ditimbang

(B). Sisa residu dalam cawan platina

dilarutkan dengan HCl pekat dan ditambahkan

sedikit akuades, dipanaskan hingga larut, lalu

dimasukkan dalam labu takar. Larutandiencerkan dengan akuades hingga tanda tera,

residu pada labu takar digunakan untukanalisis Fe total, CaO, dan MgO. Rumus

perhitungan pada Lampiran 5.

Analisis CaO

Filtrat yang diperoleh pada penentuan

SiO2diencerkan dengan akuades sampai tanda

tera dan dikocok sampai homogen, kemudian

diambil sebanyak 100 ml menggunakan pipet

volumetrik, lalu dimasukkan kedalam gelas

piala. Filtrat ditambahkan 5 ml TEA

(trietanolamin), dan 1 ml KCN. KOHditambahkan hingga pH 13, kemudian

ditambahkan indikator murexide, dititrasi

dengan EDTA 0.1 M hingga berwarna violet.


Analisis MgOLarutan yang sama (filtrat CaO di atas),

ditambahkan HCl pekat hingga jernih,

ditambahkan amonia pekat hingga pH 10,

ditambahkan indikator EBT (eriochrome

black-T) dan dititrasi dengan EDTA 0.1 M

terjadi perubahan warna dari merah menjadi

biru. Rumus perhitungan pada Lampiran 5.

Analisis kadar AirWadah yang konstan ditimbang (A),

kemudian wadah dan sampel ditimbang (B),lalu dipanaskan dalam oven pada suhu 100 C

sampai bobot konstan. Sampel didinginkan,

kemudian ditimbang (C). Rumus perhitungan

pada Lampiran 5.

Analisis Hilang PijarCawan kosong yang telah konstan

ditimbang (A), kemudian cawan kosong dan

sampel (1-4) ditimbang (B), lalu dipijarkandalam tanur pada suhu 1000 C selama 24

jam (semalam) atau sampai bobot konstan.

Sampel didinginkan dalam eksikator,kemudian ditimbang (C). Rumus perhitungan

pada Lampiran 5.

Analisis Volati le Matter

Cawan kosong dan koach yang telahkonstan ditimbang (A). Cawan kosong, koach,

dan sampel (1-3) ditimbang (B). Sampel

dipijarkan dalam tanur pada suhu 1000 C

selama 8 menit, lalu didinginkan dalam

eksikator, kemudian ditimbang (C).

7/26/2019 G09dhi.pdf

15/33

7

Penentuan Fixed CarbonPenentuan fixed carbon dari batu bara

berdasarkan selisih antara hasil perhitungan

hilang pijar dan volatile matter.

Penentuan Kadar AbuPenentuan kadar abu dari batu bara

berdasarkan selisih antara total persentase(100%) dan hasil perhitungan hilang pijar.

Analisis dengan Alat X-RayFlouresence

Spectrofotometer

Sampel dalam wadah pipa paralon dipress

dengan mesin pengepresan briket pada

tekanan 35 ton. Sampel ditempatkan pada

wadah analisis lalu ditutup rapat. Nama dan

kode sampel dimasukkan, tombol F1 ditekan

sehingga diperoleh hasil analisis tentang

komposisi kimia dalam bentuk persen padalayar.

Analisis dengan Alat Carbon/Sulfur

Determinator

cawan yang kosong pada ditimbang

dengan timbangan dalam alat, kemudiansampel dimasukkan sebanyak 0.3, lalu

ditambahkan katalisator secukupnya. Cawan

dan sampel dimasukkan dalam tempat

pembakaran sehingga data mengenai kadar

karbon dan sulfur terlihat pada layar.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengkayaan Kandungan Bijih Besi

Laterit dengan Benefisiasi

Bijih besi yang berbentuk batuan harusdihilangkan jumlah air dari sampel supaya

bobot yang diperoleh konstan. Kadar air yang

diperoleh kecil, yaitu 1.03% karena air hanya

terdapat pada bagian lapisan luar batuan besi.

Menurut Harjadi (1986), air yang terikat

secara fisik untuk menghilangkannyadiperlukan panas rendah sekadar untuk

menguapkannya, umumnya suhu 100-105 C.

Hasil analisis awal terdapat pada Lampiran 6baik dengan analisis metode XRF maupun

analisis metode konvensional. Mulyaningsih

(2005) menyatakan bahwa metode XRF lebihcepat dibandingkan metode konvensional,

metode konvensional memerlukan beberapa

tahapan analisis, sedangkan metode XRF

hanya satu tahap analisis dan langsung

dihasilkan analisisnya. Selain itu, metodekonvensional memiliki tingkat keakuratan

hasilnya yang lebih tinggi dibandingkan

dengan metode XRF. Hal ini disebabkan

metode XRF mempunyai kendala dalam

karakteristik matrik sampel dan matrik

standar. Standar yang digunakan dalam

metode XRF maupun metode basah adalahiron ore yang sudah diketahui kadar Fe total

maupun Fe metal dengan pasti (kode material

standarnya euroMRC 685-1).

Pada metode fluoresensi sinar-X, sampellogam atau spesimen batuan disinari oleh

berkas sinar-X gelombang pendek. Berkas inidapat mementalkan sebuah elektron dari kulit

elektron terdalam dari sebuah atom, dan untuk

menggantikan elektron yang hilang ini,

sebuah elektron lain dapat melompat dari

salah satu kulit luar dan dengan demikian

terbebas energi dalam bentuk sinar-X. Radiasi

sinar-X sekunder atau pendaran

(fluorescence) yang dihasilkan ini akan

dipancarkan dengan panjang gelombang yang

karakteristik dari atom yang bersangkutan,

dan intensitas radiasi itu dapat digunakanuntuk memperkirakan banyaknya unsur di

dalam sampel yang menimbulkan radiasi itu.

Ini merupakan suatu contoh dari sejumlah

metode uji yang disebut non-destruktif (tak

merusak) (Basset et al.1994).

Adanya unsur-unsur lain dalam jumlahyang cukup besar setelah dilakukan analisis

metode XRF menandakan bahwa dalam bijih

besi laterit tersebut masih terdapat banyak

pengotor sehingga kadar Fe total kecil.

Apabila kadar Fe total dari bijih besi kurang

dari 63% maka perlu dilakukan proses

benefisiasi. Proses ini digunakan untukmemisahkan antara mineral berharga dari

pengotornya berdasarkan perbedaan sifat

kemagnetan yang dimilki oleh mineral-

mineral pada bijih besi. Dengan mengurangipengotor-pengotor tersebut, maka diharapkan

akan didapatkan kadar Fe yang lebih tinggi.

Fraksi ukuran yang digunakan adalah 150

mesh karena mineral-mineral berharga yang

terdapat pada bijih besi terjebak antara

mineral-mineral pengotor yang lain.Hasil dari proses benefisiasi dapat

dikelompokkan sebagai berikut: hasil

benefisiasi yang banyak mengandung mineralberharga, hasil benefisiasi bijih besi yang

banyak mengandung unsur pengotor dan hasil

benefisiasi bijih besi yang masih cukupbanyak mengandung mineral berharga

sehingga perlu dilakukan proses benefisiasi

ulang. Ketika proses benefisiasi berlangsung,

terdapat gaya yang bekerja antara lain: gaya

magnet atau medan magnet yang ditimbulkanoleh pemisah magnet, gaya gravitasi, gaya

sentrifugal, gaya gesek, gaya tarik atau tolak

antar partikel.

Proses benefisiasi (pengkayaan) dengan

melakukan pencucian bijih besi

7/26/2019 G09dhi.pdf

16/33

8

menggunakaan air dan deterjen serta

pemisahan dengan magnet. Pencucianterutama digunakan untuk mengurangi jumlah

unsur-unsur pengganggu yang terdapat pada

bijih besi seperti silika. Setelah dilakukan

proses benefisiasi, diperoleh kadar silikamenurun dari 5.90 menjadi 2.69%. Alasan

digunakannya deterjen adalah sebagai zatyang mampu memperkecil tegangan

permukaan dimana unsur-unsur pengganggu

akan terikat pada deterjen dan menjaga tetap

teremulsinya kotoran suatu pelarut. Proses

benefiasi ini dilakukan berulang-ulang agar

kotoran-kotoran pengganggu berkurang

sehingga kadar Fe total dapat meningkat, yaitu

56.70 menjadi 64.51%. Perhitungan kadar Fe

total dapat dilihat pada Lampiran 7.

Penentuan Fe total dengan metode basah

menggunakan HCl pekat untuk melarutkanbesi oksida yang terkandung dalam bijih besi

laterit. Ketika besi oksida larut sempurna

terjadi perubahan warna dari kuning menjadi

coklat kemerahan. Air akuades untuk

mengencerkan larutan besi oksida. Pada saat

larutan mendidih, Fe3+

akan direduksi menjadiFe

2+ oleh larutan SnCl2 sehingga warna

berubah menjadi tak berwarna. Penambahan

larutan HgCl2 setelah larutan dingin untuk

menangkap kelebihan Sn2+

yang berubah

menjadi Sn4+

berdasarkan reaksi berikut,

(Arthur 1979)

2Fe3++ Sn2+ 2Fe2++ Sn4+

Penambahan H3PO4 berfungsi

mengaktifkan indikator Fe (difenilamina

sulfonat) karena asam fosfat akan membentuk

kompleks Fe3+

sehingga berada dalam trayekperubahan indikator. Selanjutnya dititrasi

menggunakan larutan kalium dikromat yang

sudah distandardisasi. Pada titrasi tersebut

akan terjadi proses oksidasi Fe2+

menjadi Fe3+

.

Perubahan warna yang terjadi dari putih

menjadi kehijauan kemudian ungu.Penentuan Fe

2+didasarkan pada pelarutan

dengan HCl pada kondisi ruang yang ditutup

geockel glass untuk mencegah masuknyaoksigen sehingga tidak terjadi oksidasi Fe

2+

menjadi Fe3+

. Penambahan H3PO4 berfungsi

mengaktifkan indikator Fe karena asam fosfatakan membentuk kompleks Fe

3+. Selanjutnya

pada titrasi dengan larutan kalium dikromat

akan terjadi proses oksidasi Fe2+

menjadi Fe3+

.

Pengaruh Suhu Pada Persen Reduksi

Bijih Besi Laterit

Persen reduksi besi spons adalah

banyaknya oksigen yang diambil atau hilang

dari besi oksida oleh reduktor pada saat proses

reduksi. Persen reduksi besi spons

menunjukkan seberapa besar keberhasilan dari

proses reduksi bijih besi melalui prosesreduksi langsung. Selain persen reduksi, untuk

melihat kualitas besi spons digunakan juga

persen metalisasi.

Berdasarkan ilmu termodinamika,kenaikan suhu menyebabkan reaksi reduksi

bijih besi akan cenderung berjalan ke arahkanan (membentuk produk [logam Fe]) atau

berjalan lebih spontan. Sehingga reaksi

reduksi bijih besi akan berjalan semakin baik

pada setiap kenaikan suhu namun persen

reduksi akan menurun yang ditunjukkan

gambar 2 akibat perubahan gas langsung

menjadi CO2.

Gambar 2 Pengaruh suhu pada persen reduksibijih besi laterit dari Bayah

Perpindahan massa yang terjadi dalam

sistem reduksi langsung terdiri atas proses

difusi dan konveksi. Proses konveksi yang

disebabkan oleh aliran gas dalam sistem

merupakan mekanisme perpindahan massa

yang paling dominan dalam reduksi langsung

(Sun 1999). Sebagian besar reaksi kimia yang

terjadi selama reduksi bijih besi adalah reaksi

endotermik. Suhu proses yang digunakan

menentukan keberhasilan proses reduksi bijihbesi karena akan memengaruhi tingkat

metalisasi dan persen reduksi dari besi spons

yang dihasilkan (Sun 1999).

Kenaikan suhu menyebabkan laju

perpindahan panas antar partikel padatanmakin tinggi, karena konduktifitas panas

padatan dan radiasi yang meningkat. Panas

harus selalu tersedia untuk menjaga

kelangsungan reduksi bijih besi. panas yang

masuk digunakan pada proses gasifikasi

karbon untuk menghasilkan gas CO yangberperan sebagai reduktor. Hal ini disebabkan

karena gasifikasi karbon memiliki nilai energi

7/26/2019 G09dhi.pdf

17/33

9

aktifasi yang tinggi karena reaksinya berjalan

endotermik. Pelepasan oksigen dari besioksida dilakukan oleh gas CO yang dihasilkan

dari reaksi gasifikasi karbon dengan gas CO2

yang berjalan secara endotermik dengan

persamaan (Perry 1984),C + O2CO2

C + CO2 2COLaju gasifikasi karbon juga dipengaruhi

oleh laju perpindahan massa gas oksida (CO2

dan O2) untuk mengoksidasi karbon. Semakin

tinggi suhu maka laju difusi dan konveksi gas

oksida makin tinggi sehingga laju gasifikasi

karbon juga meningkat. Peningkatan laju

gasifikasi karbon akan meningkatkan

konsentrasi gas reduktor yang menyebabkan

konsumsi karbon sehingga jumlah karbon (%)

akan berkurang yang ditunjukkan pada

Gambar 3. Naiknya suhu maka padatankarbn memiliki kecenderungan yang kuat

untuk menjadi CO, sehingga volume gas CO

semakin besar dengan bertambahnya suhu.

Pada suhu 800oC dan 900

oC diperlukan

persen gas CO yang lebih tinggi untuk

mereduksi magnetit (Fe3O4) menjadi wustit(FeO) jika dibandingkan dengan suhu 1000oC, hal ini disebabkan reaksi reduksi magnetit

menjadi wustit berjalan secara endotermik.

Gambar 3 Pengaruh suhu pada persen

karbon setelah proses reduksi

bijih besi laterit dari Bayah

Peningkatan konstanta laju gasifikasikarbon akan meningkatkan konsumsi karbon

sehingga laju proses reduksi dan pembentukan

CO2 dan H2O untuk gasifikasi karbon

meningkat. Sehingga laju proses reaksi

reduksi secara keseluruhan akan meningkat

(Milandia 2005).

Komposisi kimia batu bara dapat

memengaruhi proses pembakaran dalam

mereduksi bijih besi. Kandungan volatile

matter (VM) memengaruhi kesempurnaanpembakaran dan intensitas api. Penilaian

tersebut didasarkan pada rasio atau

perbandingan antara kandungan karbon (fixed

carbon) dengan zat terbang, yang disebutdengan nisbah bahan bakar (fuel ratio).

Semakin tinggi nilai fuel ratio maka jumlahkarbon di dalam batu bara yang tidak terbakar

juga semakin tinggi. Jika perbandingan fuel

ratio nilainya lebih dari 1.2 pengapian akan

kurang baik karena kecepatan pembakaran

menurun. Kadar abu tinggi berarti

memengaruhi tingkat pengotoran tinggi.

Kadar abu dalam percobaan ini 7.93% yang

berarti pengotornya cukup tinggi. Kadar

karbon yang diperoleh 47.19% karenanya

dapat digolongkan ke dalam batu bara jenis

sub-bituminus.Pada suhu 1000

oC tersedia panas yang

lebih tinggi untuk mereduksi magnetit

menjadi wustit jika dibandingkan pada suhu

900oC, sehingga kebutuhan persen gas CO

lebih kecil. Pada suhu rendah (T

7/26/2019 G09dhi.pdf

18/33

10

metalisasi akan naik namun turun pada suhu

1000oC akibat jumlah CO berkurang setelah

proses reduksi.

Reaksi lambat ini terjadi karena gas

reduktor (CO) yang dibutuhkan untuk reaksi

reduksi bijih besi dan gasifikasi batu baratidak cukup karena batu bara telah

terdevolatilisasi lebih awal sehingga gas COyang tersisa tidak mencukupi untuk reaksi

lainnya. Secara umum, perubahan dari hematit

menjadi magnetit, magnetit menjadi wustit

dan wustit menjadi logam besi dengan reduksi

langsung merupakan reduksi orde ke-1

(Donskoi et al.2002).

Ishizaki, Nagata, dan Hayashi (2007)

menjelaskan bahwa penggabungan batu bara

dengan bijih besi terjadi saat kondisi butiran

dipanaskan mencapai suhu 800C. Di atas

suhu ini, terjadi reduksi Fe3O4 menjadi FeOpada rentang suhu 800-1000 C kemudian

FeO menjadi Fe pada suhu 1000 C-1250 C.

Perubahan hematit menjadi logam besi (Fe)

terjadi dalam tiga tahap, yaitu hematit menjadi

magnetit, magnetit menjadi wustit dan wustit

menjadi Fe. Hematit mulai tereduksi padasuhu 580

oC dan mulai berakhir pada 670

oC

menggunakan gas CO dan H2 hasil

devolatilisasi batu bara. Magnetit tereduksi

pada suhu 670-870oC membentuk FeO

menggunakan gas CO dan H2 hasil

devolatilisasi dan CO yang berasal dari reaksi

gasifikasi batu bara. FeO tereduksi pada suhu870-1200

oC dengan gas CO hasil gasifikasi

batu bara. Reaksi maksimum terjadi pada suhu

950-1100oC. Hal ini disebabkan karena

karbon sangat mudah teroksidasi pada suhu 800

oC (Liu 2003).

Penambahan kapur suhu 800 o

C dan 900oC tingkat metalisasi bijih besi Bayah (19.45%

dan 44.50%) dan penambahan bentonit

(17.97% dan 43.78%) lebih rendah jika

dibandingkan dengan tingkat metalisasi padasuhu 1000

oC, yaitu 80.63% untuk

penambahan kapur dan 82.11% untuk

penambahan bentonit. Hal ini disebabkan olehlaju gasifikasi karbon pada suhu 800

oC dan

900oC berjalan lebih lambat karena masih

terdapat jelaga jika dibandingkan pada suhu1000

oC. Nilai persen metalisasi dapat dilihat

pada gambar 4. Selain itu, belerang yang

terkandung dalam bijih besi dan batu bara

diikat oleh kapur bakar hasil kalsinasi batu

kapur. Reaksi yang terjadi ditunjukkan olehpersamaan berikut:

CaO + S + C CaS + CO

2S + 2CaO + Si2CaS + SiO2

S + 2CaO + 2Si2CaSi + SO2,

Nomura et al. (2007) menyatakan bahwa

ketika suhu 1200oC, komponen utama dari

batu bara, SiO2, dan FeO di dalam serbuk

bijih besi dapat bereaksi menghasilkan suatu

campuran FeO dan SiO2, yaitu fayalite

(2FeO.SiO2). Akibat terbentuknya fayalite,hasil reduksi yang diperoleh lebih rendah dari

1000o

C walaupun sisa karbonnya sedikit.

Gambar 4 Pengaruh suhu pada persen

metalisasi bijih besi laterit dari

Bayah

Perbandingan Penambahan Kapur dan

Bentonit

Proses pembentukan pelet untuk besi

spons dipengaruhi oleh penambahan air,bahan perekat, dan ukuran butiran.

Penambahan air yang terlalu banyak akan

membuat pelet menjadi lebih lunak sehingga

sulit dibentuk bulatan. Penambahan air yang

terlalu sedikit akan membuat kekuatan bola

pelet berkurang. Pembentukan pelet dengan

penambahan kapur lebih rapuh dibandingkanpenambahan bentonit akibat kadar Al2O3pada

bentonit yang lebih banyak sehingga lebih

mudah untuk merekatkan partikel bijih besi.

Penambahan binder atau perekat akan

membuat pelet semakin kuat setelah dilakukan

proses reduksi. Bentonit berperan sebagaiperekat karena Kandungan utama bentonit

adalah 80% mineral monmorilonit seperti

kristal aluminium, hidrosilikat dengan struktur

lapisan membentuk tanah liat. Struktur

monmorilonit terdiri atas 3 layer, yaitu lapisanalumina (Al2O3) berbentuk oktahedral yang

diapit oleh 2 lapisan silika (SiO4) berbentuk

tetrahedral. Bentonit mengandung SiO2 lebih

tinggi dibandingkan CaO sehingga hasil besi

spons dapat dikatakan bersifat asam

sedangkan kapur mengandung kadar CaOlebih banyak dibandingkan SiO2sehingga besi

spons dapat dikatakan bersifat basa.

7/26/2019 G09dhi.pdf

19/33

7/26/2019 G09dhi.pdf

20/33

12

Coal, Coke, Soils, Mineral Ores,

Catalysts and Plants [terhubung berkala]http://www.labfit.com/ (9 April 2009).

Liu G. 2003. Thermal Investigations of Direct

iron Ore reductions With Coal.[terhubung berkala].

http://www.sciencedirect.com/. (14 Mei2009)

Meyer K. 1980. Pelletizing Of Iron Ores.

Germany : Springer-Verlag Berlin.

Milandia A. 2005. Studi Pendahuluan

Pembuatan Besi Spons menggunakan

Bijih Besi Lokal Dengan Reduktor

Campuran Batu baraGreencoke

[Skripsi]. Cilegon: Fakultas Teknik,

Universitas Sultan Ageng Tirtayasa.

Mulyaningsih R. 2005. Perbandingan

Komposisi Kimia Bijih Besi Dengan

Metode Analisis Konvensional dan

Flouresensi Sinar-X Di PT Krakatau Steel

[Skripsi]. Surabaya:Fakultas Matematikadan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas

Jendral Achmad Yani

Nomura S et al. 2007. Some Fundamental

Aspects of Highly Reactive Iron Coke

Production. ISIJ International 47(6):823

830.

Novyanto, O. 2007. Mengenal Fabrikasi Besi

Kasar. [terhubung berkala]

http://okasatria.blogspot.com (18Maret2009).

Harian Umum Pelita. 2009. Konsumsi Baja

Naik Tahun 2003. [terhubung berkala]

http://www.pelita.or.id (28 Juli 2009)

Pelton D dan Christopher W. 2000. Direct

Reduced Iron Technology and Economics

of Productions and Use. Warrendale :The Iron and Steel Society

Perry RH. 1984. Perrys Chemical

Engineering Hand Book. Ed ke-6.

International Student Edition. Tokyo:

MC-Graw-Hill Book Company.

Raharjo IB. 2006. Mengenal Batu bara.[Terhubung berkala] http://www.

indeni.org (19 Maret 2009).

Rosenqvist T. 1983. Principles of Exstractive

Metallurg second edition. Singapura :

McGraw- Hill Book Co.

Ross HU. 1980. Physical Chemistry: Part IThermodynamics. Direct Reduced Iron

Technology and Economics of Productions

and Use. Warrendale : The Iron and Steel

Society

Saidi A et al. 2004. Hyperactivation ofBentonite in Pelletizing Process.

International Journal of ISSI 1(1):38-41.

Sani H. 2008. Bijih Laterit. [terhubung

berkala] http://one.indoskripsi.com (19

Maret 2009).

Seki I dan Nagata K. 2006. Reduction

Kinetics of Hematite Powder

Mechanically Milled with Graphite. ISIJ

International 46(1):17.

Skoog DA, Holler FJ, dan Nieman TA. 1998.

Principles Of Instrumental Analysis. Ed

ke-4.USA: Harcourt Brace and Company

Sutisna DT. 2007 Potensi dan PemanfaatanCebakan Bijih Besi di Indonesia.

Departemen Energi dan Sumber Daya

Mineral Badan Geologi Pusat Sumber

Daya Geologi. Bandung.

Sun S. 1999. A Study of Kinetics and

Mechanism of Iron Ore Reduction inOre/Coal Composites. Kanada:McMaster

University.

Syuhada et al. 2009 Modifikasi Bentonit(Clay) menjadi Organoclay dengan

Penambahan Surfaktan.Jurnal Nano sains

& Nanoteknologi ISSN 1979-0880.

2(1):1-5

[Tekmira] Teknologi dan Mineral. 2005. BatuKapur/Gamping. [terhubung berkala]

http:// www.tekmira.esdm.go.id/. (12 Mei

2009)

Arthur I. 1979. A Textbook of Macro and

Semi Micro Qualitative Inorganic

Analysis.Ed ke-4. London and New York

: Longman. Inc

Word Coal Institute. 2004. Pengertian Batu

bara. [terhubung berkala]http://www.worldcoal.org. (19Maret

2009)
http://www/http://www.sciencedirect.com/http://www.pelita.or.id/http://www/http://one.indoskripsi.com/http://www.worldcoal.org/http://www.worldcoal.org/http://one.indoskripsi.com/http://www/http://www.pelita.or.id/http://www.sciencedirect.com/http://www/

7/26/2019 G09dhi.pdf

21/33

13

LAMPIRAN

7/26/2019 G09dhi.pdf

22/33

14

Lampiran 1 Bahan baku dan hasil percobaan

a b

a. Sampel Bijih Besi Laterit dan b. Batu bara

a

b

a. Briket Bijih Besi Laterit dan b. BentukPelet yang akan direduksi

Hasil Titrasi Analisis Fe Total dan Fe Metal

7/26/2019 G09dhi.pdf

23/33

15

Lampiran 2 Alat yang digunakan dalam percobaan

a b

a. AlatLaboratory Disk Milldan b. AlatAuto Glass Bead

a b

a. Alat Briqueting Press Machunedan b. Alat Carbon/Sulfur Determinator

a b

a. AlatX-Ray Flouresence Spectrofotometerdan b. Tempat Sampel XRF

7/26/2019 G09dhi.pdf

24/33

16

Lampiran 3 Diagram alir reduksi bijih besi

Benefisiasi

Bijih besi

Bayah Batu bara

Preparasi sampel:

Grinding

Analisis

komposisi kimia(metode basah) dan

X-Ray Fluorosence

Screening

Preparasi sampel:

Grinding

Screening

Analisis

komposisi kimiaProximate analysis

Mixing1. Bijih besi+Batu bara+ 1% kapur + akuades2. Bijih besi+Batu bara+ 1% bentonit + akuades

Reduksi selama waktu

(60 menit) dan suhu

(800, 900, 1000, 1100, dan 1200 C)

Preparasi sampel:

Grinding dan Screening

Pengujian:- Analisis Fe metal

dan Fe total

-

Analisis % karbon

dengan Carbon

Determinator

Literatur

Simpulan

Pembahasan

Pengolahan data

Analisis komposisi

kimia pada kapur

dan bentonit

7/26/2019 G09dhi.pdf

25/33

17

Lampiran 4 Diagram alir benefisiasi

Sampel(Bijih Besi Laterit dari Bayah)

Pencucian dengan air dan deterjen

Pengadukan

Pemisahan dengan magnet

Penghilangan pengotor pada

permukaan

Pengeringan

Pengulangan jika analisis

Fe total < 63 %

Konsentrat Tailing

7/26/2019 G09dhi.pdf

26/33

18

Lampiran 5 Rumus-rumus perhitungan pada metode analisis

Perhitungan standardisasi kalium dikromat

N K2Cr2O7 = % Fe total bobot Fe standar (mg)

V K2Cr2O7 BA Fe 100%

Perhitungan kadar Fe total Keterangan:

% Fe total = (VN) K2Cr2O7 BA Fe 100% N = normalitas

bobot contoh (mg) V = volum (ml)

BA = bobot atom

Perhitungan kadar Fe 2+

% Fe 2+ = (VN) K2Cr2O7 BA Fe 100%

bobot contoh (mg)

Perhitungan kadar Fe metal

% Fe metal = (VN) K2Cr2O7 BA Fe FP 100% Keterangan:

bobot contoh (mg) 3 FP = faktor pengenceran

Perhitungan kadar SiO2

% SiO2 = AB 100% Keterangan : A= bobot silikat dan impuritis (gram)

G B = bobot impuritis (gram)

G = bobot contoh (gram)

Perhitungan kadar MgO

% MgO = (VN) EDTA BM MgO FP 100%bobot contoh (mg)

Keterangan:

Perhitungan kadar CaO BM = bobot molekul

% CaO = (VN) EDTA BM CaO FP 100%

bobot contoh (mg)

Perhitungan kadar air

% H20 = BC 100%

BA

Keterangan:

Perhitungan hilang pijar A = bobot wadah konstan (gram)% HP = BC 100% B = bobot wadah dan sampel (gram)

BA C = bobot setelah pemanasan (gram)

Perhitungan volatile matter

% VM = BC 100%

BA

Perhitungankarbon tetap dan kadar abu

fixed C = % HP - % VM

% ash = 100% - % HP

7/26/2019 G09dhi.pdf

27/33

19

Lampiran 6 Data hasil pengujian

a) Perbandingan komposisi kimia bijih besi laterit antara sebelum benefisiasi dansetelah benefisiasi

Komposisi Kimia Sebelum Benefisiasi (%) Setelah Benefisiasi(%)

Fe Total 56.7000 64.5100

Fe2+ 14.5300 19.3200

SiO2 5.9000 2.6900

CaO 0.4200 0.3500

MgO 0.2800 0.2600

MnO 0.9800 0.7400

Al2O3 1.2300 0.5300

TiO2 6.3200 4.7000

V2O5 0.5500 0.6200Cr2O3 0.0500 0.0500

P2O5 0.0900 0.0600

S 0.0200 0.0100

Ni 0.0114 0.0098

Cu 0.0068 0.0058

Na2O 0.0010 0.0009

K2O 0.0008 0.0009

Zn 0.0001 0.0001

Sn 0.0001 0.0001

Pb 0.0001 0.0001

Hilang PijarCaO/SiO2

1.02000.0852

0.96000.1301

b) Reduksi bijih besi laterit dari Bayah berdasarkan perbandingan mol danpenambahan kapur pada waktu 60 menit

suhuFe total

(%)Fe metal

(%)metalisasi

(%)karbon

(%)reduksi

(%)

800 60.15 11.70 19.45 4.11 44.52

900 65.24 29.03 44.50 2.35 58.54

1000 72.68 58.60 80.63 0.21 83.88

1100 71.59 56.22 78.53 0.09 82.40

1200 65.06 34.40 52.87 0.05 64.89

7/26/2019 G09dhi.pdf

28/33

20

c) Reduksi bijih besi laterit dari Bayah berdasarkan perbandingan mol danpenambahan bentonit pada waktu 60 menit

Suhu (oC)

Fe total(%)

Fe metal(%)

Metalisasi(%)

Karbon(%)

Reduksi(%)

800 58.5 10.51 17.97 5.15 45.05900 64.66 28.31 43.78 3.09 58.38

1000 71.92 59.05 82.11 0.82 85.26

1100 68.77 45.16 65.67 0.24 72.96

1200 70.39 52.6 74.73 0.15 79.63

d) Analisis kimia kapur dan bentonit

Komponen Kimia Kapur(%) Bentonit(%)

SiO2 0.33 59.18

CaO 51.27 2.73MgO 1.23 0.67

Hilang Pijar 42.45 18.01

Impuritis 4.72 19.41

e) Analisis kimia batu bara

Analisis Batu bara Hasil(%)

Volatile Matter 45.25

Kadar Abu 7.56

Fixed Karbon 47.19

Hilang Pijar 92.44

Sulfur 4.69

Kadar Air 8.96

7/26/2019 G09dhi.pdf

29/33

21

Lampiran 7. Contoh perhitungan

Analisis bijih besi dari Bayah setelah benefisiasi

Perhitungan kadar SiO2A = bobot silikat dan impuritis (gram) = 20.8929 gB = bobot impuritis (gram) = 20.8659 g

G = bobot sampel (gram) = 1.0013 g

% SiO2= A-B 100%

G

= (20.8929 - 20.8659)g 100%

1.0013 g

= 2.69 %

Perhitungan Fe total dari filtrat SiO2Bobot sampel = 1.0013 g = 1001.30 mg

Volume K2Cr2O7 = 21.60 ml

Normalitas K2Cr2O7 = 0.1068 N

% Fe total = (21.60 ml 0.1068 N) 56 g/mol 500/100 100%

1001.30 mg

= 64.51 %

Perhitungan Fe2+

Bobot sampel = 0.5046 g = 504.60 mg



% Fe 2+ = (16.30 ml 0.1068 N) 56 g/mol 100%

504.60 mg

=19.32 %

Perhitungan basisitasDiketahui hasil analisis XRF pada bijih besi

% CaO = 0.35 % dan % SiO2= 0.26 %

Basisitas = % CaO = 0.35 % = 1.35

% SiO2 0.26 %

Analisis kapur

Perhitungan SiO2A = bobot silikat dan impuritis (gram) = 20.8497 g

B = bobot impuritis (gram) = 20.8464 g

G = bobot sampel (gram) = 1.0034 g% SiO2= A-B 100%

G

= (20.8497 - 20.8464)g 100%

1.0034

= 0.33 %

7/26/2019 G09dhi.pdf

30/33

22

Penentuan CaOBobot sampel = 1.0034 g = 1003.40 mg

Volume EDTA = 19.40 ml

Normalitas EDTA = 0.0947 N% CaO = (19.40 ml 0.0947 N) 56 500/100 100%

1003.40mg

= 51.27 %

Penentuan MgOBobot sampel = 1.0034 g = 1003.40mg


Normalitas EDTA = 0.0947 N

% MgO = (0.65 ml 0.0947 N) 40 500/100 100%

1003.40mg

= 1.23 %

Penentuan basisitas% Basisitas = % CaO = 51.27 % = 155.36

% SiO2 0.33 %

Analisis bentonit

Perhitungan SiO2A = bobot silikat dan impuritis (gram) = 21.5684 g

B = bobot impuritis (gram) = 20.9751 g

G = bobot sampel (gram) = 1.0057 g

% SiO2= A-B 100%

G

= (21.5684 - 20.9751)g 100%

1.0057

= 58.99 %

Penentuan CaOBobot sampel = 1.0057 g = 1005.70 mg


Normalitas EDTA = 0.0961 N% CaO = (1.02 ml 0.0961 N) 56 500/100 100%

1005.70 mg

= 2.73 %

Penentuan MgOBobot sampel = 1.0057 g = 1005.70 mg


Normalitas EDTA = 0.0961N

% MgO = (0.35 ml 0.0961 N) 40 500/100 100%

1005.70 mg

= 0.67 %

7/26/2019 G09dhi.pdf

31/33

23

Penentuan basisitas% Basisitas = % CaO = 2.73 % = 0.0463

% SiO2 58.99 %

Analisis sampel batu bara

Perhitungan kadar air (H2O)A = Bobot wadah kosong yang telah konstan = 380.85 g

B = Bobot wadah + sampel = 1020.73 g

C = Bobot wadah + sampel setelah dioven = 963.38 g

% H2O = BC 100%

BA

= (1020.73963.38) g 100%

(1020.73380.85) g= 8.96 %

Perhitungan hilang pijar (HP)A = Bobot cawan kosong yang telah konstan = 18.9307 g

B = Bobot cawan + sampel = 22.7137 g

C = Bobot cawan + sampel setelah dipijarkan = 19.2207 g

% HP = BC 100%

BA

= (22.713719.2207) g 100%

(22.713718.9307) g

= 92.33 %

Rataan %HP = 92.33% + 92.55% = 92.44%

2

Perhitungan volatile matters (VM)A = Bobot cawan kosong yang telah konstan = 31.2295 g

B = Bobot cawan + sampel = 33.0035 g

C = Bobot cawan + sampel setelah dipijarkan = 32.1995 g

% VM = BC 100%

BA

= (33.003532.1995) g 100%(33.003531.2295) g

= 45.32 %

Rataan %VM = 45.32 % + 45.17% = 45.25 %

2

Perhitungan karbon tetap (fi xed C)% fixed C = % HP - % VM = 92.44% - 45.25 % = 47.19 %

Perhitungan kadar abu (ash)

% ash = 100% - % HP = 100 % - 92.44 % = 7.56%

7/26/2019 G09dhi.pdf

32/33

24

Perhitungan konsumsi batu bara

2Fe2O3+ 3C > 4Fe + 3CO2

Diketahui: Basis sampel 100 gram

mol Fe2O3 = g/Mrmol Fe2O3 = 100 g/160 g/mol

= 0.625 mol

Mol C = 3/2 0.625 mol

= 0.9375 mol

Bobot karbon yang dibutuhkan adalah:

Gram karbon = mol C Ar C

= 0.9375 12 = 11.25 g (untuk 100%fixed carbon)

Diketahui persenfixed carbon sub-bituminus 47.19 %. maka jumlah

karbon yang diperlukan adalah:

C = gg

84.23%19.47

%10025.11

Analisis besi spons berdasarkan perbandingan mol dan penambahan kapur

pada suhu 1000oC serta waktu 60 menit

Perhitungan Fe totalBobot sampel = 0.3012 g = 301.20 mg

Volume K2Cr2O7 = 36.60 mlNormalitas K2Cr2O7 = 0.1068 N

% Fe total = (36.60 ml 0.1068 N) 56 g/mol 100%

301.20 mg

=72.68 %

Perhitungan Fe metalBobot sampel = 0.2014 g = 201.40 mg



% Fe metal = (29.60 ml 0.1068 N) 56 g/mol 200 ml/100 ml 100%

201.40 mg 3=58.60 %

Perhitungan metalisasi% Metalisasi = % Fe metal 100 %

% Fe total

= 58.60 % 100%

72.68 %

= 80.63 %

7/26/2019 G09dhi.pdf

33/33

25

Analisis besi spons berdasarkan perbandingan mol dan penambahan

bentonit pada suhu 1000oC serta waktu 60 menit

Perhitungan Fe totalBobot sampel = 0.3002 g = 300.20 mg



% Fe total = (36.10 ml 0.1068 N) 56 g/mol 100%

300.20 mg

=71.92 %

Perhitungan Fe metalBobot sampel = 0.2012 g = 201.20 mg


Normalitas K2Cr2O7 = 0.1068 N% Fe metal = (29.80 ml 0.1068 N) 56 g/mol 200 ml/100 ml 100%

201.20 mg 3

=59.05 %

Perhitungan metalisasi% Metalisasi = % Fe metal 100 %

% Fe total

= 59.05 % 100%

71.92 %

= 82.11 %

Perhitungan persen reduksi bijih besi laterit berdasarkan perbandingan mol

dan penambahan bentonit pada suhu 1000oC serta waktu 60 menit

%Reduksi = % Oksigen awal - % Oksigen akhir

% Oksigen awal

[iFetFe2+ Mr O + Fe2+Ar O][FetFem Ar O]

Mr Fe Ar Fe Ar Fe

=

[AFetotalFe2+ Ar O + Fe2+Ar O]

Ar Fe Ar Fe

= [64.51-19.32 48/112+19.32 16/56][71.92-59.0516/56] 100%

[64.51-19.32 48/112 + 19.32 16/56]

= 24.95-3.6770

24.95

= 85.26%

Keterangan : itFe = Kadar Fe total sebelum direduksi

tFe = Kadar Fe total sesudah direduksi

m

Fe= Kadar Fe metal sesudah direduksi

Documents

G09dhi.pdf