KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah SWT. yang telah mengaruniakan rahmat-Nya sehingga dapat menyelesaikan penulisan Makalah Proses Industri Kimia tentang industri Asam Phospat dengan Proses Asam Sulfat ecara lancar dan sesuai waktunya. Makalah ini kami buat sebagai pendukung dan media alat dalam  program belajar diperkuliahan .

Dan pada kesempatan ini kami sebagai pembuat makalah ingin mengucapkan terima kasih kepada Ibu Indah Purnamasari, S.T, M.Eng sebagai Dosen Pembimbing pada mata kuliah Proses Industri Kimia I Di Politeknik Negeri Sriwijaya yang telah membimbing dalam pengerjaan makalah ini.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan Makalah ini, sehingga penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari segenap pembaca demi kebaikan dan kesempurnaan Makalah ini.

Akhir kata, penulis menyampaikan terimakasih kepada Ibu Indah Purnamasari, S.T., M.Eng. dosen pengasuh mata kuliah Proses Industri Kimia I serta semua pihak yang telah membantu hingga makalah ini dapat terselesaikan. Semoga materi dalam makalah ini dapat berguna bagi kita, khususnya mahasiswa DIII Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR....................................................................................................... 1

DAFTAR ISI...................................................................................................................... 2

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang........................................................................................................ 3

1.2 Tujuan..................................................................................................................... 3

BAB II PEMBAHASAN

1. Data Kuantitatif...................................................................................................... 4

2. Bahan Baku............................................................................................................ 4

3. Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku dan Produk...................................................... 4

4. Reaksi Kimia yang terjadi...................................................................................... 6

5. Uraian Proses.......................................................................................................... 6

6. Kegunaan Produk................................................................................................... 8

7. Fungsi Peralatan proses.......................................................................................... 9

BAB 3 PENUTUP

3.1 Kesimpulan.............................................................................................................. 12

3.2 Daftar Pustaka.......................................................................................................... 12

HASIL PRESENTASI...................................................................................................... 13

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Asam fosfat adalah asam utama yang digunakan dalam industri kimia, dihasilkan dengan

hidrasi fosfor petoksida, P4O10. Asam fosfat komersial memiliki kemurnian 75-85%. Asam

murninya adalah senyawa kristalin (mp. 42.35° C).  Satu atom oksigen terminal dan tiga gugus

OH diikat pada atom fosfor di pusat tetrahedral.  Ketiga gugus OH dapat melepaskan proton,

membuat asam ini adalah asam berbasa tiga (pK1 = 2.15). Bila dua asam fosfat berkondensasi

dan melepaskan satu molekul air, dihasilkan asam pirofosfat, H4P2O7.

Asam fosfat, juga dikenal sebagai asam ortofosfat atau asam fosfat adalah asam mineral

(anorganik) yang memiliki rumus kimia H3P O 4. Molekul asam ortofosfat dapat menggabungkan

dengan diri mereka sendiri untuk membentuk berbagai senyawa yang juga disebut sebagai asam

fosfat, namun dengan cara yang lebih umum. Asam fosfat rantai panjang juga dapat merujuk

pada kimia atau pereaksi yang terdiri dari asam fosfat, biasanya asam ortofosfat.

1.2.1 Tujuan

1. Menentukan bahan baku, produk, hasil samping, buangan dalam proses industri Asam

Phospat dengan Asam Kuat (H2SO4 Leaching).

2. Mengetahui proses pembuatan Asam Phospat dengan Asam Kuat (H2SO4 Leaching).

3. Mengetahui reaksi yang terjadi dalam proses tersebut.

4. Menngetahui uraian proses dari diagram alir proses pembuatan Asam Phospat dengan

Asam Kuat (H2SO4 Leaching)

BAB 2

PEMBAHASAN

2.1 Data Kuantitatif

Basis : 1 ton pada 100% dalam 90% yield 2,7 ton gypsum

Batuan Phosphate : 32% P2O5 2,5 ton

Asam Sulfat : (93-98 %) 2 ton

Kapasitas Pabrik : 100 – 150 ton per hari

2.2 Bahan Baku

Batuan Phospat

Asam Sulfat

2.3 Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku dan Produk

SIFAT FISIK DAN KIMIA BAHAN BAKU

a. Batuan Fosfat

Batuan fosfat tidak dapat sepenuhnya disebut mineral, karena tidak

memiliki komposisi kimia yang pasti. Batuan fosfat adalah substansi sekunder

yang terbentuk akibat akumulasi dari sisa-sisa organik seperti tulang dan

penggantian kapur, kalsit, dll, dengan larutan fosfat untuk membentuk

campuran kalsium fosfat. Warna dalam apatit sering disebabkan oleh adanya

unsur tanah langka atau dengan penyinaran alam.

Fosfat apatit termasuk fosfat primer karena gugusan oksida fosfatnya

terdapat dalam mineral apatit (Ca10(PO4)6.F2) yang terbentuk selama proses

pembekuan magma. Apatite ada dua jenis, yaitu klor-apatit memiliki

komposisi 3Ca3 (PO4)2 CaCl2 dan fluor-apatit memiliki komposisi 3Ca (PO4)2

CaF2.

Secara teoritis, komposisi persentase mereka adalah sebagai berikut:

Chlor-apatite P 2 O 5 41.0, CaO 53.8, Cl 6.8 = 101.6

Fluor-apatite P 2 O 5 42.3, CaO 55.5, F 3.8 = 101.6

b. Asam Sulfat

Rumus molekul : H2SO4

Berat molekul : 98,08 g/mol

Penampilan : cairan bening, tak berwarna, berbau pekat

Densitas : 1,84 g/cm3, cair

Kelarutan dalam air : tercampur penuh

Keasaman (pKa) : −3

Viskositas : 26,7 cP (20 °C)

Terbentuk akibat oksidasi sulfur dioksida

SIFAT FISIK DAN KIMIA BAHAN BAKU

Asam Fosfat

Rumus molekul : H 3PO4

Massa molekul : 98,00 g/mol

Penampilan : berwarna putih , padat atau cair, kental (> 42 ˚C)

Density : 1,885 g / mL (cair)

1,685 g / mL (85% larutan)

2,030 g / mL (kristal pada 25 ° C)

Titik lebur : 42,35 °C (anhidrat), 29,32 °C (hemihidrat)

Titik didih : 158 °C

Keasaman (p K a) : 2,148, 7,198, 12,375

Viskositas : 2,4-9,4 cP (85% aq)

147 cP (100%)

2.4 Reaksi Kimia Yang Terjadi

Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 + 6H2O 2H3PO4 + 3(CaSO4.2H2O)Reaksi Samping :

CaF2 + H2SO4 + 2H2O 2 HF + CaSO4 . 2H2O6HF + SiO2 H2SiF6 + 2H2O

2.5 Uraian Proses

Batuan fosfat dipecah hingga ukuran 65% - 200 mesh, dimasukkan ke dalam reactor

pengaduk dan ditambahkan H2SO4 93 – 98% dengan suhu pemanasan dari 75 – 80 ˚C, setelah

itu didinginkan dengan udara. Kemudian dialirkan ke travelling pan filter untuk proses

penyaringan dan dicuci dengan air panas. Air cucian yang mengandung gypsum dikirim ke

gypsum plant atau ditampung sebagai slurry, diolah dan dibuang ke lagoon. Air cucian yang

mengandung asam fosfat encer di travelling pan filter, direcycle ke reactor. Gas dari reactor

dibersihkan di fume scrubber sehingga bisa dibuang, larutan yang tidak terbentuk sempurna

ditampung sebagai slurry. Hasil dari travelling pan filter dipisahkan dalam reactor dan

terbentuk produk 40% H3PO4, dan hasil samping berupa sludge direcycle kembali ke

travelling pan filter. Untuk mendapatkan hasil H3PO4 yang cukup murni, larutan dari

travelling pan filter dimasukkan ke dalam evaporator untuk menguapkan air dengan bantuan

steam sehingga dihasilkan H3PO4 75%.

H3PO4 40% dicampur dengan H3PO4 75% dan ditambahkan H2SO4 93 – 98% dan

dinetralkan dengan NH3 pada tangki berpengaduk. Pengadukan bertingkat terjadi dari tangki

1, ke tangki 2, dan ke tangki 3. Dari tangki 1 ada yang langsung ke tangki 3, gas dari tangki

1, 2, dan 3 dialirkan ke fume dust scrubber untuk dibersihkan dan bisa dibuang. Dari tangki 3

dialirkan ke rotary granulator yang ditambah potassium kristal untuk membentuk butiran.

Butiran dikeringkan di Rotary Dryer dengan bantuan udara panas pada suhu 150 ˚C. Udara

dan debu keluar pada suhu 80 ˚C, dialirkan ke fume dust scrubber, dibersihkan dan dibuang

ke vent gas. Butiran yang kering menuju double deck screen ( tempat pengayakan ), diayak.

Produk yang halus digunakan sebagai bahan dasar pupuk kimia, untuk dikarungi dan

dikapalkan. Sedangkan produk yang kasar dipecah lagi dan diayak sesuai dengan produk

yang diinginkan

Diagram Alir Proses Produksi Asam Phospat dengan Asam Kuat

(H2SO4 Leaching)

Travelling Pan Filter

40%

H₃PO₄

75%

H₃PO₄

H20 Vent GasFurneScrubber

RecycleH3PO4

Weak AcidWash

Hot Wash Water

WashedGypsum

To GypsumPlant

Slurry toLagoon

NH3

Neutralizingsection

93-98%H2SO4

sludgesteam

Liquid NH3

H2OFume, Dust Scrubber

Conc. H3PO4

80 0CAir+Dust

Filler PotashCrystals

Feeder

RotaryGranulat

or

Air150 0C

Coure

Grinder

Fines Double Deck

Screens

Single Effectevaporator

Reactor

2.6 Kegunaan Produk

Beberapa kegunaan Asam Phosfat adalah sebagai berikut.

(a) Asam phospat digunakan sebagai pembersih dengan konstruksi perdagangan untuk

menghilangkan kandungan mineral, noda semen, dan noda air keras. Hal ini juga

digunakan sebagai chelant di beberapa pembersih rumah tangga bertujuan tugas

pembersih semacam itu.

(b) Asam phospat digunakan sebagai fluks oleh penggema (seperti railroaders model)

sebagai bantuan untuk penyolderan .

(c) Asam phospat juga digunakan dalam hidroponik pH solusi untuk menurunkan pH

larutan hara. Sedangkan jenis-jenis asam dapat digunakan, fosfor merupakan nutrisi

yang digunakan oleh tanaman, terutama selama berbunga, sehingga asam fosfat

terutama diinginkan. Hidroponik Umum turun pH larutan cair mengandung asam

fosfat di samping asam sitrat dan amonium bisulfat dengan buffer untuk

mempertahankan pH stabil dalam reservoir nutrisi.

(d) Asam Phospat digunakan sebagai bahan perantara dalam pembuatan detergent, bahan

kimia pengolah air

(e) Asam phospat digunakan untuk produksi pupuk, merupakan perantara antara biji

fosfat dan produk akhir seperti ammonium fosfat, tripel superfosfat, campuran pupuk

cair, dan beberapa tipe nitrat fosfat.

2.7 Fungsi Peralatan Proses

Fume scrubber

Tempat memisahkan antara fase gas dan fase liquid dengan menggunakan air sebagai

penyemprotnya

Reactor

Sebagai tempat dimana

terjadinya suatu reaksi

berlangsung, baik itu reaksi

kimia atau nuklir dan bukan

secara fisika.

Traveling Pan Filter

Sebagai alat penyaringan berjalan untuk

memisahkan gypsum dengan H3PO4.

Evaporator

Sebagai tempat untuk mendinginkan  atau

menguapkan fluida cair dengan menggunakan

steam atau media panas lainnya.

Tangki Pengaduk

untuk menggerakkan bahan (cair, cair / padat, cair /

cair, cair / gas, cair / padat / gas) di dalam bejana

pengaduk.

Rotary Granulator

Sebagai tempat untuk proses

membuat suatu butiran dengan dibantu

potassium kristal

Rotary Dryer

digunakan untuk mengeringkan bahan yang berbentuk bubuk, granula,

gumpalan partikel padat dalam ukuran besar. Pemasukkan dan pengeluaran bahan

terjadi secara otomatis dan berkesinambungan akibat gerakan vibrator, putaran

lubang umpan, gerakan berputar dan gaya gravitasi. Sumber panas yang

digunakan dapat berasal dari uap listrik, batubara, minyak tanah dan gas.

Double Deck Screens

digunakan untuk memisahkan bagian yang

tidak diinginkan berdasarkan ukurannya, dari dalam

bahan curah dan bubuk yang memiliki ukuran

partikel kecil dan bahan adonan atau campuran dari

cairannya.

Grinder

alat atau mesin yang digunakan untuk

menggiling butiran-butiran dari asam phospat

menjadi bentuk lebih halus.

BAB 3

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat ditarik dari makalah ini adalah sebagai berikut.

o Asam Phospat dihasilkan dari reaksi batuan phospat dengan bantuan asam sulfat dan air,

sehingga mengahasilkan produk asam phospat

o Adapun mekanisme reaksinya yaitu :

Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 + 6H2O 2H3PO4 + 3(CaSO4.2H2O)

o Adapun kegunaan dari asam phospat ini yaitu Asam Phospat digunakan sebagai bahan

perantara dalam pembuatan detergent, bahan kimia pengolah air dan juga Asam phospat

dapat digunakan untuk produksi pupuk, merupakan perantara antara biji fosfat dan

produk akhir seperti ammonium fosfat, tripel superfosfat, campuran pupuk cair, dan

beberapa tipe nitrat fosfat.

3.2 Daftar Pustaka

- Erlinawati,dkk. 2012. Modul Kuliah Proses Industri Kimia. Politeknik Negeri

Sriwijaya: Palembang.

- Ir. Zubaidah, Nyayu.dkk.2013. Modul proses industry kimia 1. Politeknik Negeri

Sriwijaya: Palembang.

- http://simoehch.blogspot.com/2012/12/judul-skripsi-manufacture-of-phosphoric.html

- http://geoyogi.wordpress.com/tag/batuan-fosfat/

- http://majarimagazine.com/2009/06/a-look-at-common-industrial-chemicals/