BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Lithopone merupakan campuran dari seng sulfida dan barium
sulfat. Lithopone merupakan hasil reaksi antara barium sulfida dan
seng sulfat. Lithopone mempunyai rumus molekul ZnS.BaSO4, dengan
kandungan barium sulfat sebesar 30% dan kandungan seng sulfida
sebesar 70%. Dalam perdagangan produk ini dikenal dengan Lithopone.
Produk ini pertama sekali ditemukan pada tahun 1870 dan menjadi
populer sebagai bahan pewarna (pigmen) putih karena secara ekonomi
memiliki harga yang lebih murah dibandingkan dengan pewarna putih
yang digunakan sebelumnya yaitu titanium dioksida (TiO2). Di
samping itu, produk ini memiliki kemampuan terdispersi yang lebih
baik dalam air serta menghasilkan tingkat keputihan warna yang
lebih baik. Kegunaan dasar dari lithopone adalah bahan pewarna
(pigmen) dalam cat, tinta dan produk produk kosmetika. Lithopone
juga dipergunakan sebagai bahan pemutih kertas dan tekstil, dimana
lithopone bertindak sebagai agen pewarna utama. Lithopone juga
digunakan sebagai bahan pewarna sekaligus penyusun produk-produk
yang terbuat dari gipsum, misalnya untuk peralatan kedokteran.
Didasari luasnya penggunaan lithopone dalam berbagai industri, maka
pendirian pabrik lithopone di Indonesia perlu dilakukan. Menurut
sumber data BPS selama lima tahun terakhir (1999 sampai 2004),
kebutuhan tiap tahun adalah sebagaimana yang tercantum pada tabel
1.1. berikut:Tabel 1.1. Kebutuhan Lithopone Lima Tahun Terakhir
(dalam kg/tahun) di
Indonesia
Saat ini lithopone telah diproduksi oleh beberapa negara seperti
Jepang, China dan Korea Selatan.
1.2 Rumusan Masalah
Kebutuhan terhadap produk-produk yang menggunakan lithopone
cukup tinggi di Indonesia. Untuk memperolehnya, Indonesia masih
harus mengimpor dari negara-negara yang telah memproduksi
lithopone, seperti Jepang, China dan Korea Selatan, dan membutuhkan
biaya yang tidak sedikit. Berdasarkan informasi ini, pra rancangan
pabrik pembuatan lithopone perlu dipelajari.
1.3 Tujuan Rancangan Pabrik
Tujuan dari pra rancangan pabrik lithopone dari barium sulfat
dan karbon aktif adalah untuk membuat studi kelayakan pendirian
pabrik lithopone, juga untuk menerapkan disiplin ilmu teknik kimia
khususnya di bidang rancangan, proses dan operasi teknik kimia
sehingga memberikan gambaran kelayakan pra rancangan pendirian
pabrik ini.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Lithopone
Lithopone memiliki rumus kimia ZnS.BaSO4 dengan struktur bangun
seperti yang disajikan pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Struktur Lithopone
Lithopone merupakan campuran dari seng sulfida dan barium
sulfat. Lithopone diperoleh dari hasil reaksi antara barium sulfida
dan seng sulfat. Lithopone baik digunakan sebagai bahan pewarna
dasar (pigmen) untuk cat, tinta dan beragam produk kosmetika. Saat
ini lithopone telah diproduksi oleh beberapa negara seperti Jepang,
China dan Korea Selatan.
2.2 Sifat sifat Bahan Baku
2.2.1 Sifat sifat Lithopone
(Sumber:
http://www.speclab.com/compound/chemabc/lithopone.htm)
Lithopone memiliki sifatsifat sebagai berikut:
1. Berat molekul sebesar 330,80 gram/mol.
2. Berupa tepung berwarna putih.
3. Memiliki pH netral (sekitar 6,8-7).
4. Cukup stabil pada kondisi suhu kamar dan tekanan 1 atm.
5. Memiliki ukuran partikel < 63 m.
6. Memiliki volatilitas maksimum 0,3%.
7. Kelarutan dalam air maksimum sebesar 25%.
8. Kelembaban maksimum 20%.
2.2.2 Sifat sifat Barium Sulfida (Sumber: American Institute of
Physics)
Sifat-sifat dari barium sulfida:
1. Mempunyai nama IUPAC thioxobarium.
2. Memiliki berat molekul sebesar 169.393 g/mol.
3. Panas fusi sebesar 371,9 J/gram.
4. Titik didih (boiling point) sebesar 1400 oC.
5. Densitas 4250 kg/m3.
6. Berwarna putih.
7. Memiliki nilai elektronegativitas sebesar 2,1 eV.
8. Konduktivitas listriknya bervariasi tergantung pada derajat
aktivasi dan
densitas bahan.
9. Mempunyai daya termolistrik sebesar 2,5 mv per derajat antara
970o C dan
1270o C.
10. Panas penyubliman sebesar 104 kkal/mol.
11. Memiliki struktur molekul Ba S.
12. Panas pembentukan sebesar -460 kJ/mol.
13. Cp sebesar 49,4 J mol-1 K-1.
14. Dapat disintesis melalui reduksi barium sulfat dengan gas
hidrogen pada
temperatur tinggi (950 oC) sesuai dengan reaksi:
BaSO4 + 4H2 BaS (s) + 4H2O (g)
2.2.3 Sifat sifat Seng Sulfat
(Sumber: http://www.speclab.com/compound/chemabc/znso4.htm)
Sifat-sifat dari seng sulfat:
1. Dapat dijumpai dalam bentuk bubuk kristal putih dan tanpa
aroma.
2. Bersifat transparan/meneruskan cahaya.
3. Titik didih (boiling point) sebesar 500 oC.
4. Densitas sebesar 1480 kg/m3.
5. Cukup stabil pada suhu kamar dan tekanan 1 atm.
6. Kelarutan dalam air sekitar 1 g/l atau lebih kecil.
7. Tidak terlarut dalam alkohol.
8. Mempunyai berat molekul sebesar 161 gram/mol.
2.2.4 Pembuatan Lithopone
Pada proses pembuatan lithopone, terjadi reaksi antara seng
sulfat dengan barium sulfide menghasilkan lithopone, dengan
kandungan barium sulfat 30% dan seng sulfida sebesar 70%. Lithopone
keluaran reaktor didinginkan sebelum selanjutnya dialirkan ke unit
filter untuk memisahkan padatan lithopone dengan cairan BaS dan
ZnSO4 yang terbentuk. Lithopone yang masih bercampur dengan cairan
barium sulfida dan seng sulfat dicuci terlebih dahulu menggunakan
air pada unit pencuci (washer). Lithopone keluaran unit pencuci
(washer) selanjutnya dicetak pada unit casting machine sebelum
akhirnya disimpan pada gudang penyimpanan.
2.3 Deskripsi Proses
a. Reaksi Barium Sulfida dengan Seng Sulfat
Pada proses pembuatan lithopone dari barium sulfida dan seng
sulfat terjadi reaksi berikut:
ZnSO4(l) + BaS(l) ZnS.BaSO4(s)
(Seng sulfat) (Barium sulfida) (Lithopone)
Reaksi ini berlangsung pada suhu 100oC dan tekanan 1 atmosfer.
Konversi reaksi ini sebesar 98 %
(www.chemweb.com/CRE/Pigments/)
b. Proses Pendinginan, Penyaringan dan Pencucian
Hasil reaksi antara seng sulfat dan barium sulfida di reaktor
menghasilkan lithopone, BaS dan ZnSO4. Barium sulfida dan seng
sulfat berada dalam fasa cair. Keluaran reaktor yang masih bersuhu
tinggi dialirkan ke unit cooler. Barium sulfida dan seng sulfat
yang berfasa cair kemudian dipisahkan dari lithopone menggunakan
filter. Keluaran filter yaitu lithopone yang masih bercampur dengan
cairan seng sulfat dan barium sulfida selanjutnya dicuci pada unit
washer menggunakan air pencuci.
c. Pencetakan
Lithopone yang telah terpisah dari barium sulfida dan seng
sulfat pada unit filter selanjutnya dicuci dengan air pada unit
washer, lalu dicetak pada unit casting machine yang bertujuan
menghasilkan ukuran partikel lithopone yang seragam. Lithopone
selanjutnya disimpan pada gudang penyimpanan dan siap
untukdipasarkan.http://chestofbooks.com/home-improvement/repairs/painting/Paint-Making-Color-Grinding/Lithopone-White-Part-3.html#.VCl-LaLCnWc
