Transcript of Jurnal Elektro Telekomunikasi Terapan [Bulan] [Tahun] UISI - TEKNIK... · Web viewPabrik Feronikel...
Jurnal Elektro Telekomunikasi Terapan [Bulan] [Tahun]Vol. 1, No. 1,
Oktober 2020, P-ISSN xxx-xxxx, E-ISSN xxxx-xxxX
STUDI PRA RANCANGAN PABRIK FERONIKEL MENGGUNAKAN REDUKTOR KOKAS
DENGAN KAPASITAS 29.341 ton/tahun
Anni Rahmat1, Amrotul Azizhah2, Ika Aprilia Nengse3
1Dosen Pengajar Departemen Teknik Kimia Universitas Internasional
Semen Indonesia
2Mahasiswa Departemen Teknik Kimia, Universitas Internasional Semen
Indonesia
3Mahasiswa Departemen Teknik Kimia, Universitas Internasional Semen
Indonesia
Abstract
Ferronickel is the final product produced from the reduction
melting process of nickel oxide or silicate containing iron. The
use of ferronickel is as a steel protector, copper protector,
aircraft industrial applications, and so on. Southeast Sulawesi
Province, Pomala District is the location chosen to establish a
Ferronickel Factory, this is based on several considerations, one
of which is the availability of raw materials, facilities and
infrastructure, labor, and market reach. The process of making
Ferronickel uses a pyrometallurgical process. The pyrometallurgical
process has several stages, namely material handling,
pre-processing, smelting, granulation, and packaging. The most
important process of making Ferronickel itself is in the smelting
process that uses a Blast Furnace. In Indonesia, the availability
of Ferronickel processing industry is still very small compared to
other industries. However, the need for and availability of
Ferronickel is inversely related. This can occur because the
application of Ferronickel is very broad and widely used. The
pre-design of the Ferronickel Plant is a feasibility study for the
construction of a new Ferronickel Plant by calculating several
parameters including: (i) calculation of equipment dimensions; (ii)
equipment specifications; (iii) utility requirements; (iv) the
quantity of raw materials required; and (v) economic parameters.
Based on the analysis obtained parameters including: (i) Rate on
Investment (ROI) is 15.23%; (ii) Pay Out Time (POT) is 4.03 years;
(iii) Break Even Point (BEP) is 67.90%; and (iv) Internal Rate of
Return (IRR) is 21.76%.
Keywords: Blast Furnace, Ferronickel, Pyrometallurgical
ABSTRAK
Feronikel merupakan hasil akhir yang dihasilkan dari proses
peleburan reduksi bijih nikel oksida atau silikat yang mengandung
besi. Penggunaan Feronikel ini sebagai pelindung baja, pelindung
tembaga, aplikasi industri pesawat terbang, dan lain sebagainya.
Provinsi Sulawesi Tenggara, Kecamatan Pomala merupakan lokasi yang
dipilih untuk mendirikan Pabrik Feronikel, hal tersebut didasari
oleh beberapa pertimbangan salah satunya adalah ketersediaan bahan
baku, sarana dan prasarana, tenaga kerja, dan jangkauan pasarnya.
Proses pembuatan Feronikel menggunakan proses pirometalurgi. Proses
pirometalurgi memiliki beberapa tahap yaitu material handling,
tahap pra-olahan, tahap peleburan, tahap granulasi, dan tahap
pengemasan. Proses terpenting dari pembuatan Feronikel sendiri
adalah pada proses peleburan yang menggunakan alat Blast Furnace.
Di Indonesia sendiri ketersediaan industri pengolah Feronikel masih
sangat sedikit dibandingkan dengan industri lainnya. Namun,
kebutuhan dan ketersediaan Feronikel berbanding terbalik. Hal
tersebut dapat terjadi karena aplikasi Feronikel sangat luas dan
banyak digunakan. Pra-rancangan Pabrik Feronikel merupakan studi
kelayakan pembangunan Pabrik Feronikel baru dengan menghitung
beberapa parameter diantaranya : (i) perhitungan dimensi alat; (ii)
spesifikasi alat; (iii) kebutuhan utilitas; (iv) jumlah bahan baku
yang dibutuhkan; dan (v) parameter ekonomi. Berdasarkan analisis
diperoleh parameter-parameter diantaranya : (i) Rate on Invesment
(ROI) adalah 15,23%; (ii) Pay Out Time (POT) adalah 4,03 tahun;
(iii) Break Even Point (BEP) adalah 67,90%; dan (iv) Internal Rate
of Return (IRR) adalah 21,76%.
Kata kunci: Blast Furnace, Feronikel, Pirometalurgi
1. PENDAHULUAN
Sumber daya alam yang ada di Indonesia tersebar secara merata dari
Sabang hingga Merauke. Hal ini yang menjadikan Indonesia sebagai
negara yang kaya akan sumber daya alamnya. Salah satu kekayaan alam
yang ada di Indonesia yaitu Nikel yang merupakan komoditas ekspor
andalan. Nikel yang berada di alam dapat berupa senyawa sulfida
(bijih sulfida magmatik / magmatic sulfide ore) atau senyawa oksida
(bijih lateritik). Indonesia merupakan negara yang berada di urutan
kedua terbesar sebagai negara produsen nikel yaitu sebesar 83.000
ton. Hal ini terjadi karena sebagian besar wilayah Indonesia lebih
memilih untuk mengekspor hasil nikelnya ke luar negeri dalam bentuk
mentah atau bijih nikel (nickel ore – HS 2604) dan penyebab
utamanya yaitu kurangnya industri pengolahan bijih nikel yang
tersedia di Indonesia, sehingga mengakibatkan nilai tambah
pengolahan nikel ke luar negeri[1].
Proses dan aktivitas pertambangan yang ada di Indonesia telah
diatur UU Nomor 4 Tahun 2009 yang berfokus membahas pertambangan
mineral dan batu bara. Di dalam UU ini menegaskan bahwa pemerintah
melarang perusahaan yang beroperasi dalam dunia pertambangan untuk
menjual hasil tambang dalam bentuk mentah atau dengan kata lain
harus dimurnikan terlebih dahulu. Penggunaan nikel biasanya
digunakan untuk perabotan rumah tangga, komponen elektronik,
sparepart kapal, mobil atau motor, bahkan dapat digunakan untuk
bahan dasar mata uang logam, dan masih banyak lainnya. Mayoritas
jenis nikel yang diekspor Indonesia adalah Nikel Laterit. Nikel
Laterit sebagian besar tersedia di Pulau Sulawesi, Halmahera, dan
Papua. Total potensi nikel yang ada di Indonesia yaitu sebesar
3.398.269.997 ton dengan potensi terbesar ada di Pulau Sulawesi
dengan cadangan sebesar 10.045.573 ton[2].
Gambar 1. Potensi Mineral Logam Indonesia[3]
Dengan sumber daya alam berupa bijih nikel yang terdapat di
Indonesia sebesar 1,5 miliar ton seharusnya dapat menyumbangkan
lebih kepada pendapatan negara sehingga Indonesia dapat menjadi
produsen nikel terbesar di dunia dan dapat mengimbangi angka
konsumsi nikel dunia[3].
2. SELEKSI DAN URAIAN PROSES
Adapun beberapa kategori dalam seleksi proses untuk pembuatan
Feronikel adalah sebagai berikut :
Tabel 1. Seleksi Pemilihan Proses
No.
Parameter
Pelat baja
24 jam (continous)
24 jam (continous)
24 jam (continous)
24 jam (continous)
Pabrik Feronikel yang akan didirikan menggunakan jenis teknologi
pirometalurgi dengan Tunnel Kiln dan Blast Furnace sebagai alat
peleburannya. Adapun sisa panas hasil pembakaran dari Blast Furnace
akan dialirkan ke Tunnel Kiln untuk menguapkan kandungan H2O yang
terkandung di dalam bijih sebelum melalui proses melting di Blast
Furnace.
1) Material Handling
Proses material handling bertujuan agar bijih yang diolah sesuai
dengan spesifikasi mesin maupun spesifikasi produk yang diinginkan.
Proses material handling meliputi transfer material, ore blending,
dan pengelolaan dalam pabrik. Berikut merupakan gambar tahap
material handling :
Gambar 2. Tahap Penyiapan Bahan Baku
2) Tahap Pra-Olahan (Raw Material Preparation)
Pada pembuatan Feronikel proses persiapan bijih meliputi beberapa
tahapan, yaitu ore sizing, ore drying, dan kalsinasi. Ore akan
dilakukan proses pengecilan ukuran hingga 10 – 15 mm. Penentuan
ukuran conditioned ore tersebut dikarenakan kadar LOI (lost of
ignation) yang ada pada ore lebih mudah tereduksi pada proses
selanjutnya. Proses selanjutnya adalah mengeringkan bijih nikel
tersebut menggunakan Rotary Dryer. Pengeringan tersebut mengurangi
kadar moisture content dari 30% menjadi 22%. Hal tersebut dilakukan
untuk menghindari terbentuknya debu ketika proses crushing. Bahan
ore mixing tersebut ditransportasikan menggunakan belt conveyor
masuk ke shuttle conveyor lalu masuk ke dalam bin.
Gambar 3. Tahap Pra-Olahan (Raw Material Preparation)
Selanjutnya proses terakhir adalah proses kalsinasi, proses
tersebut terjadi di Tunnel Kiln dengan temperature operasi 250°C
hingga 1000°C. Pada proses ini tidak hanya ditujukan untuk
menghilangkan air pada kandungan raw material tapi terjadi juga
proses reaksi pembakaran.
Gambar 4. Tahap Kalsinasi
3) Tahap Peleburan
Pada proses peleburan calsine hasil dari proses kalsinasi pada
Tunnel Kiln akan diolah untuk memisahkan crude FeNi oleh Blast
Furnace. Dalam Blast Furnace kalsin dilebur dan direduksi dengan
temperature ± 1450°C (untuk membuat kalsin menjadi crude FeNi) oleh
karbon dengan bantuan kokas (coke). Sebagian Fe dan Ni yang ada
dalam kalsin akan tereduksi sedangkan batu bara dalam kalsin akan
menjadi slag. Pada proses peleburan reaksi reduksi 80% terjadi
secara langsung dan 20% terjadi secara tidak langsung.
Gambar 5. Tahap Peleburan
Keluaran dari proses peleburan dengan fasa liquid karena beroperasi
pada temperature diatas 1300°C. Proses pembentukan crude yang
berfasa cair menjadi butiran-butiran yang siap dipasarkan dengan
disemprot air bertekanan tinggi. Proses ini menghasilkan crude
nikel yang dingin berbentuk butiran-butiran halus. Butiran-butiran
ini kemudian disaring, dikeringkan, dan siap untuk dikemas (2-4
mm).
Gambar 6. Tahap Granulasi
Granul Feronikel yang terlah terbentuk akan didistribusikan
menggunakan conveyor ke penampungan atau gudang masing-masing.
Terdapat dua tempat penampungan karena setelah proses granulasi,
terbentuk juga hasil samping berupa slag.
Gambar 7. Tahap Penampungan Feronikel
3. NERACA MASSA
a. Kapasitas Produksi
Kapasitas produksi Pabrik Feronikel yang akan direncanakan berdiri
pada tahun 2025 mengacu pada data kapasitas produksi PT. Aneka
Tambang, Tbk., mengingat pabrik tersebut memiliki kesamaan produk
yang dihasilkan. Adapun data kapasitas produksi dari PT. Aneka
Tambang, Tbk. adalah sebagai berikut :
Tabel 2. Kapasitas Produksi PT. Aneka Tambang, Tbk.[4]
Jenis Produk
Tahun
Kapasitas
2013
18249
2014
16851
2015
17211
2016
20293
2017
21762
2025
29341
Berdasarkan Tabel 3.2, perhitungan kapasitas produksi Feronikel
didapatkan dari perhitungan ektrapolasi kapasitas produksi PT.
Aneka Tambang, Tbk. pada Tabel 3.1. Adapun kapasitas produksi
Feronikel pada tahun 2025 sebesar 29.341 ton/tahun.
b. Neraca Massa
Perhitungan neraca massa merupakan prinsip dasar dalam perancangan
sebuah pabrik kimia. Perhitungan neraca massa dilakukan untuk
kebutuhan bahan baku, kebutuhan unit utilitas, spesifikasi
peralatan, dan kebutuhan lain yang terkait dengan pehitungan.
Adapun neraca massa overall Pabrik Feronikel adalah sebagai berikut
:
Tabel 4. Perhitungan Neraca Massa Overall
Inlet
Oulet
Perhitungan neraca energi diperlukan dalam penentuan kebutuhan
utilitas dan konservasi energi. Selain itu, perhitungan neraca
energi dilakukan pada alat-alat yang memerlukan atau melepaskan
energi. Adapun neraca energi overall Pabrik Feronikel adalah
sebagai berikut :
Tabel 5. Perhitungan Neraca Energi Overall
Inlet
Oulet
Utilitas merupakan suatu sistem proses yang berfungsi untuk
mendukung keberlangsungan suatu proses atau unit penunjang proses.
Sistem utilitas pada Pabrik Feronikel yaitu sistem penyediaan air,
penyediaan listrik, dan penyediaan bahan bakar. Adapun kebutuhan
utilitas pada Pabrik Feronikel adalah sebagai berikut :
Tabel 6. Sistem Untilitas Pabrik Feronikel
Utilitas
Kebutuhan
Air
Tata letak pabrik adalah suatu rancangan optimal dari perangkat
fasilitas – fasilitas fisik dalam pabrik, lokasi kerja karyawan,
aliran barang, terjadinya proses produksi, dan lokasi penyimpanan
bahan baku dan produk. Tujuan dari perancangan tata letak pabrik
yaitu (i) memudahkan proses manufaktur; (ii) meminimumkan
pemindahan barang; (iii) memelihara keluwesan susunan dan operasi;
(iv) memelihara perputaran barang setengah jadi yang tinggi; (v)
menekan modal tertanam pada peralatan; (vi) menghemat pemakaian
ruang bersama; (vii) meningkatkan keefektifan pemakaian tenaga
kerja; dan (viii) memberikan kemudahan, keselamatan, dan kenyamanan
pada karyawan.
Pabrik Feronikel terletak di Kecamatan Pomala, Kabupaten Kolaka,
Provinsi Sulawesi Tenggara. Faktor – faktor yang mempengaruhi
lokasi Pabrik Feronikel yaitu (i) letak pabrik terhadap
ketersediaan bahan baku; (ii) letak pabrik terhadap pasar, (iii)
ketersediaan sarana prasarana yang meliputi listrik, air, bahan
bakar dan jalan raya (transportasi); dan (iv) tersedianya tenaga
kerja. Adapun lokasi perencanaan dan data wilayah Pabrik Feronikel
dengan luas pabrik sebesar 16.889 m2 adalah sebagai berikut :
Gambar 8. Lokasi dan Tata Letak Pabrik Feronikel
Tabel 7. Data Kondisi Wilayah Pabrik Feronikel[5]
Letak Kabupaten
Kabupaten Kolaka secara geografis terletak pada 2o00’’ – 5o00’’ LS
dan 120o45’’ – 124o06’’ BT.
Topografi Wilayah
Daerah Pomalaa rata-rata berada pada ketinggian 0 – 300 meter
diatas permukaan laut.
Iklim (suhu rata-rata perbulan)
Jumlah Kepala Keluarga
45.393 Kepala Keluarga
7. STRUKTUR ORGANISASI
Struktur organisasi adalah salah satu faktor penting yang menunjang
keberhasilan dan kemajuan dari suatu perushaaan. Strategi
perusahaan untuk mendapatkan profit yang optimal salah satunya
yaitu pembagian tugas dan wewenang yang jelas pada setiap karyawan
yang terlibat. Pada Pabrik Feronikel terdapat 169 jumlah karyawan
perempuan dan karyawan laki – laki. Adapun struktur organisasi yang
ada pada Pabrik Feronikel adalah sebagai berikut :
Gambar 9. Struktur Organisasi Pabrik Feronikel
8. Analisis ekonomi
Sumber dana investasi untuk mendirikan Pabrik Feronikel berasal
dari pinjaman bank sebesar 40% dan dana pribadi sebesar 60%.
Tabel 8. Total Capital Investment Pabrik Feronikel
No.
Parameter
Biaya
Rp.222.573.493.003
Berdasarkan Tabel 8. Internal Rate Return (IRR) yang diperoleh
sebesar 21,76% dan Rate On Invesment (ROI) yang diperoleh sebesar
15,23%. Selain itu, juga diperoleh Pay Out Time (POT) sebesar 4,03
tahun. Perhitungan analisis ekonomi didasarkan pada discounted cash
flow dan Break Event Ponit (BEP) diperoleh sebesar 67,9%.
Berdasarkan analisis ekonomi yang diperoleh, maka Pabrik Feronikel
layak didirikan.
9. KESIMPULAN DAN SARAN
9.1 Kesimpulan
Pabrik Feronikel dengan kapasitas 29.341 ton/tahun dengan
menggunakan reduktor kokas terletak di Kecamatan Pomala, Kabupaten
Kolaka, Provinsi Sulawesi Tenggara. Pabrik Feronikel ini
direncanakan beroperasi 330 hari dalam setahun selama 24 jam. Pay
Out Time (POT) Pabrik Feronikel ini sebesar 4,03 tahun dengan Break
Even Point sebesar 67,9% sehingga layak untuk didirikan.
9.2 Saran
Dalam penyusunan dasar perancangan lebih baik jika langsung belajar
dari pabrik yang telah ada untuk menghindari kesalahan pada saat
perancangan.
DAFTAR PUSTAKA
[3] Kementerian Perindustrian Republik Indonesia. 2016. Hilirasi
Pembangunan Industri Berbasis Mineral Tambang. Jakarta :
Kementerian Perindustrian Republik Indonesia.
[4] Laporan Tahunan PT. Aneka Tambang, Tbk. Tahun 2013 –
2017.
[5] Gografis Kabupaten Kolaka.
https://www.kolakakab.go.id/v3/hal-geografis-daerah-.html Diakses
pada tanggal 9 September 2019 pukul 15:45.