8/10/2019 BAB II Kalsinasi

1/5

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Proses Pra-Olahan

Bijih dari alam (run of mine)pada umumnya ditemukan tidak hanya dalam

bentuk oksida besi namun dapat pula tercampur dengan pengotorpengotor lain

ataupun dalam bentuk berikatan dengan air kristal atau karbonat. Sebelum

dilakukan proses ekstraksi, maka terlebih dahulu bijih dipersiapkan, baik secarafisik maupun secara kimia. Proses preparasi bijih seperti ini biasa dikenal dengan

istilah proses pra-olahan. Tujuan dari proses pra-olahan adalah mengubah

senyawa logam menjadi bentuk senyawa lain yang lebih sesuai untuk proses

berikutnya. Proses pra-olahan dilakukan pada temperatur tinggi sebelum

mencapai titik leleh. Pada proses ini bijih mengalami dua perubahan baik

perubahan bentuk ataupun perubahan sifat. Terdapat beberapa macam tahap pada

proses pra-olahan, yaitu:

1.

Drying, proses penghilangan kandungan air atau moisture pada bijih

dan terjadi pada temperatur yang tidak terlalu tinggi.

2. Kalsinasi, proses penghilangan kandungan air kristal pada suatu bijih,

temperatur yang digunakan dalam proses ini lebih tinggi dari pada

proses dryingtapi tidak melebihi temperatur leleh.

3. Roasting, proses pemanasan dengan kelebihan udara dimana udara

dihembuskan pada bijih yang dipanaskan disertai penambahan regen

kimia dan pemanasan ini tidak mencapai titik leleh (didih).

4. Aglomerasi, proses penggumpalan dari material halus menjadi lebih

besar ukurannya, yang terdiri dari beberapa jenis yaitu: Bricketing,

Nodulizing, Sintering, danPelletizing.

2.2 Batu Kapur

Batu kapur atau limestone (CaCO3) adalah sebuah batuan sedimen terdiri

dari mineral kalsit (kalsium karbonat). Sumber utama dari kalsit adalah organisme

8/10/2019 BAB II Kalsinasi

2/5

4

laut yang mengeluarkanshelldi air dan terdeposit di lantai samudra sebagai pelagi

cooze.

Batu kapur dapat terbentuk dengan beberapa cara, yaitu secara organik,

secara mekanik, atau secara kimia. Sebagian besar batu kapur yang terdapat di

alam terjadi secara organik, jenis ini berasal dari pengendapan cangkang atau

rumah kerang dan siput, foraminefera atau ganggang. Batu kapur dapat

berwarna putih susu, abu muda, abu tua, cokelat bahkan hitam tergantung

keberadaan mineral pengotornya.

Mineral karbonat yang umum ditemukan berasosiasi dengan batu kapur

adalah aragonit. Yang merupakan mineral metastabil karena pada kurun waktu

tertentu dapat berubah menjadi kalsit (CaCO3). Mineral lainnya yang umum

ditemukan berasosiasi dengan batu kapur adalah siderit (FeCO3), ankerit

(Ca2MgFe(CO3)4), dan magnesit (MgCO3).

Batu kapur pada umumnya ditambang dengan metode tambang terbuka.

Kegiatan tambang menggunakan breaker atau memecah batu kapur besar

menjadi kecil atau dengan sistem peledakan. Penggalian dengan menggunakan

backhoe, sedangkan pengangkutan menggunakan dump truck.

Gambar 2.1Batu Kapur

2.3 Kalsinasi

Kata kalsinasi berasal dari bahasa Latin yaitu calcinare yang artinya

membakar kapur. Proses Kalsinasi yang paling umum adalah diaplikasikan untuk

8/10/2019 BAB II Kalsinasi

3/5

5

dekomposisi kalsium karbonat (batu kapur, CaCO ) menjadi kalsium oksida

(kapur bakar, CaO) dan gas karbon dioksida (CO2). Produk dari kalsinasi biasanya

disebut sebagai kalsin, yaitu mineral yang telah mengalami proses pemanasan.

Proses Kalsinasi dilakukan dalam sebuah tungku atau reaktor yang disebut dengan

kiln atau calciners dengan berragam desain, seperti tungku poros, rotary kiln,

tungku perapian ganda dan reaktor fluidized bed. Normalnya proses kalsinasi

dilakukan di bawah temperatur leleh (melting point) dari bahan produk. Untuk

batu kapur, proses kalsinasi umumnya dilakukan pada temperatur antara 900C

1000C. Kalsinasi merupakan proses endotermikyang berarti memerlukan panas

dan juga lebih endotermik daripada proses drying. Contoh aplikasi dari proses

kalsinasi di antaranya adalah:

1.

Dekomposisi mineral karbonat seperti pada kalsinasi kalcium karbonat

(limestone) menjadi kalsium oksida dan gas karbon dioksida.

2. Dekompisisi mineral hidrat seperti pada kalsinasi bauxsit yang

bertujuan untuk membuang air kristal

3. Dekomposisi zat mudah menguap yang terkandung pada petroleum

coke.

Secara skematik shaft funace atau tungku tegak yang umum digunakan untuk

proses kalsinasi diperlihatkan pada gambar dibawah. Bahan baku yang terdiri

dari batu kapur dan kokas dimasukan dari bagian atas furnace. Sedangkan,

udara dihembuskan dari bagian bawah. Kapur bakar hasil kalsinasi di tarik

keluar dari bagian bawah. Tungku kalsinasi dapat dibagi dalam tiga zona,

yaitu zonapreheating, zona reaction, dan zona cooling.

1. Preheating Zone

Pada daerah ini muatan padat batu kapur dan kokas akan

mengalami pemanasan sampai temperatur sekitar 800C oleh gas

panas yang bergerak berlawanan dari bawah ke bagian atas tungku.

Pada daerah ini, belum terjadi reaksi kalsinasi maupun reaksi

pembakaran dari kokas.

2.

Reaction Zone

8/10/2019 BAB II Kalsinasi

4/5

6

Pada daerah ini terjadi reaksi pembakaran kokas dan dekomposisi dari

batu kapur. Kapur kabar mengalami pemanasan berlebih dan diperkirakan

menjacapai temperatur 1000 C. Gas yang meninggalkan daerah reaksi

bertemperatur sekitar 900 celcius. Temperatur gas yang keluar ini, 100C

lebih tingg dari pada temperatur material yang masuk pada daerah ini.

3.

Cooling Zone

Pada daerah ini kapur bakar didinginkan dengan udara yang bergerak

berlawanan dari bagian bawah tungku. Pada daerah ini kapur bakar

didinginkan sampai temperatur sekitar 100 celcius. Agar terjadi

pembakaran sempurna dari kokas, maka udara yang dihembuskan

mencapai 25 persen berlebih dari yang diperlukan.

Gambar 2.2Zona Kalsinasi Shaft Furnace

Selama proses kalsinasi, Batu kapur, CaCO akan terurai menjadi kapur bakar

dengan rumus kimia CaO (kalsium oksida) dan gas karbon dioksida, CO

sesuai dengan reaksi berikut:

CaCO CaO + CO (g), H = 177,8 kJ

Proses kalsinasi meliputi pelepasan air, karbon dioksida atau gas-gas lain yang

terikat secara kimiawi. Komposisi batu kapur dan kapur bakar berubahan

setelah dilakukan kalsinasi menjadi kapur bakar. Batu kapur sebelum diproses

memiliki kandungan CaCO sebesar 95,2 persen, MgCO sebesar 0,9 persen,

dan air 2,7 persen. Sedangkan setelah mengalami proses kalsinasi, kapur bakar

memiliki kandungan CaO sebesar 97,0 persen, kandungan MgO 0,8 persen.

8/10/2019 BAB II Kalsinasi

5/5

7

Air yang terkandung dalam batu kapur hilang selama kalsinasi. Namun

demikian, kandungan SiO pada kapur bakar menjadi relatif lebih tinggi.