LAPORAN KERJA PRAKTIK AS (Autosaved).docx

LAPORAN KERJA PRAKTIK

ANALISIS PENGARUH VARIABEL OPERASI PROSES ELECTROLYTIC REFINING PADA KUALITAS DAN KUANTITAS PRODUK BANKA FOURNINE DI UNIT

METALURGI MUNTOK PT. TIMAH (PERSERO) TBK.

Oleh :

Ardi Guntara (3334120260)Syuqron Fajri Shiddiq (3334120642)

JURUSAN TEKNIK METALURGI FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA

MUNTOK

2015

HALAMAN PENGESAHAN

ANALISIS PENGARUH VARIABEL OPERASI PROSES ELECTROLYTIC

REFINING PADA KUALITAS DAN KUANTITAS PRODUK BANKA

FOURNINE DI UNIT METALURGI MUNTOK PT. TIMAH (PERSERO) TBK.

UNIT METALURGI MUNTOK, KABUPATEN BANGKA BARAT, PROVINSI

KEPULAUAN BANGKA BELITUNG

Diajukan oleh

ARDI GUNTARA (3334120260)

SYUQRON FAJRI SHIDDIQ (3334120642)

Mengetahui :

Pembimbing Lapangan Pembimbing Akademik

Hilman, ST. Soesaptri Oediyani, Ir, ME. NIK. 20081294 NIP. 1960 0623 2003 122001

Mengesahkan :

Kepala Unit Metalurgi

Ebbi Wibisana, Ir, MBA.NIK. 97001508

ii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirabbil’alamiin, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah

SWT karena berkat rahmat, hidayah serta karunia-Nya sehingga kerja praktik di

PT. Timah (Persero) Tbk. beserta laporannya dapat diselesaikan dengan baik.

Laporan Kerja Praktik yang berjudul “Analisis Pengaruh Variabel Operasi

Proses Electrolytic Refining pada Kualitas dan Kuantitas Produk Banka

Fournine di Unit Metalurgi Muntok PT. Timah (Persero) Tbk.” disusun untuk

memenuhi persyaratan setelah melakukan kerja praktik di Unit Metalurgi PT.

Timah (Persero) Tbk. Terima kasih penulis ucapkan kepada pihak yang telah

membantu, diantaranya:

1. Bapak Ebbi Wibisana selaku Kepala Unit Metalurgi.

2. Bapak Hilman selaku Pembimbing Lapangan serta Kepala Pabrik

Peleburan dan Pemurnian.

3. Bapak Jamalludin selaku Kepala Bagian Electrolytic Refining.

Penulis menyadari masih ada kekurangan di dalam laporan kerja praktik

ini, oleh sebab itu diharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca

untuk kesempurnaan penulisan laporan ini.

Muntok, November 2015

Penulis

iii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ..............................................................................................i

HALAMAN PENGESAHAN ...............................................................................ii

KATA PENGANTAR ..........................................................................................iii

DAFTAR ISI .........................................................................................................iv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ....................................................................................1

1.2 Tujuan Kerja Praktik ...........................................................................2

1.3 Pelaksanaan Kerja Praktik ..................................................................3

1.4 Ruang Lingkup Kerja Praktik .............................................................3

BAB II PROFIL PERUSAHAAN

2.1 Sejarah Perusahaan .............................................................................4

2.2 Lokasi dan Tata Letak Perusahaan ......................................................6

2.3 Visi dan Misi Perusahaan ....................................................................7

2.4 Nilai Perusahaan .................................................................................8

2.5 Struktur dan Tata Kelola Perusahaan ..................................................8

2.6 Manajemen Perusahaan .......................................................................9

BAB III TINJAUAN PUSTAKA

3.1 Elektrolisis ........................................................................................12

3.2 Elektrolit ............................................................................................15

3.3 Elektroda ...........................................................................................16

3.4 Hukum Faraday .................................................................................19

3.5 Electrolytic Refining Timah ..............................................................21

BAB IV PENGOLAHAN DATA

4.1 Proses Electrolytic Refining PT. Timah (Persero) Tbk .....................23

4.2 Hasil dan Pengolahan Data ...............................................................28

BAB V PEMBAHASAN

5.1 Pengaruh Energi yang Disuplai .........................................................33

5.2 Pengaruh Besarnya Tegangan ...........................................................34

5.3 Pengaruh Besarnya Arus ...................................................................36

iv

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan .......................................................................................39

6.2 Saran .................................................................................................39

DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................................40

v

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia merupakan salah satu negara yang kaya akan sumber daya alam

termasuk sumber daya mineral logam. Kesadaran akan banyaknya kekayaan

mineral logam ini mendorong bangsa Indonesia untuk dapat memanfaatkan

sumber daya alam tersebut secara efisien. Perusahaan yang bergerak di bidang

pertambangan merupakan salah satu perusahaan yang memanfaatkan sumber daya

alam tersebut. Dalam pemanfaatannya, tentu saja digunakan berbagai metode dan

teknologi sehingga dapat diperoleh hasil yang optimal dengan keuntungan yang

besar, biaya produksi yang seminim mungkin seta ramah lingkungan. Untuk dapat

mencapai hasil tersebut dibutuhkan sumber daya manusia sebagai elemen yang

dinamis dan berwawasan lingkungan. Manusia adalah subjek pengguna teknologi

yang utama. Oleh karena itu, perlu adanya suatu usaha peningkatan kualitas

sumber daya manusia sebagai salah satu upaya untuk menyeimbangkan antara

perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dengan kemampuan manusia

sebagai pengguna serta keberadaan sumber daya alam sebagai objek yang

dimanfaatkan.

Dengan meningkatnya wawasan lingkungan manusia, manusia mulai

menyadari akan bahaya dari berbagai material yang dapat menggangu kesehatan

khususnya logam. Timah sekarang banyak dijadikan logam alternatif pengganti

logam berbahaya lainnya sehingga dari segi permintaan pasar industri akan logam

timah ini akan terus meningkat khususnya pada negara-negara maju yang sadar

akan kesehatan. Dengan meningkatnya permintaan pasar perusahaan timah harus

menggiringnya dengan penerapan teknologi yang lebih efisien dan tentunya

berwawasan lingkungan.

Melihat potensi PT. Timah sebagai salah satu produsen timah tebesar yang

telah mendapat pengakuan dunia akan kualitas timah yang diproduksi dan juga

potensi sumber daya mineral cassiterite (SnO2) sebagai bijih logam timah di pulau

Bangka yang cukup besar, maka dari itu kami selaku mahasiswa Teknik Metalurgi

perlu melakukan kajian industri berupa kerja praktik di PT. Timah. Dalam ilmu

1

metalurgi, sebelum material diolah menjadi logam setengah jadi maupun logam

jadi, harus melalui beberapa tahapan terlebih dahulu. Tahapan ini dimaksudkan

agar diperoleh suatu material yang dapat diproses secara lanjut dan sesuai

kebutuhan. Tahapan yang utama dalam aliran proses metalurgi adalah ekstraksi,

disamping setelah proses ekstraksi terdapat proses metalurgi mekanik yang

didalamnya terdapat teknik-teknik dalam pembentukan logam. Untuk itu harus

dilakukan studi langsung ke lapangan untuk lebih menyesuaikan teori dengan

fakta yang ada dan menambah pengalaman kerja di lapangan. Maka dari itu,

diperlukannya kerja praktik yang dapat mendukung semua hal tersebut.

Kerja praktik adalah salah satu mata kuliah di Jurusan Teknik Metalurgi

Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, yang menjadi sarana pelatihan untuk

mengembangkan dan menerapkan ilmu pengetahuan yang diperoleh selama masa

perkuliahan. Selain itu melalui kerja praktik diharapkan akan diperoleh gambaran

yang jelas mengenai berbagai hal yang berkaitan dengan masalah-masalah yang

ada, khususnya masalah pengaturan sistem di lingkungan kerja. Dalam mencapai

usaha di atas, tentunya tidak lepas dari peran serta berbagai pihak, baik dari

kalangan kampus dan dunia usaha serta semua instansi terkait.

1.2 Tujuan Kerja Praktik

Adapun tujuan dilakukannya kerja praktik di PT. Timah (Persero) Tbk.

adalah sebagai berikut:

1. Memenuhi salah satu mata kuliah wajib di Universitas Sultan Ageng

Tirtayasa yang merupakan prasyarat bagi mahasiswa untuk memperoleh

gelar Sarjana Teknik.

2. Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami aplikasi ilmu yang telah

diperoleh selama masa kerja praktik.

3. Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami sistem kerja perusahaan

dan turut serta dalam proses yang berlangsung di perusahaan, sesuai

dengan bidangnya.

4. Mahasiswa dapat mengetahui produktivitas dari perusahaan selama

proses produksi berlangsung.

2

5. Mahasiswa mendapatkan kesempatan untuk menganalisa secara

langsung setiap permasalahan yang mungkin terjadi di lapangan dan

mengetahui tindakan penanganan yang tepat.

6. Menjadi media pengenalan dan pembiasaan diri terhadap suasana kerja

yang sebenarnya sehingga dapat membangun etos kerja yang baik, serta

sebagai upaya untuk memperluas cakrawala wawasan kerja.

7. Mahasiswa dapat memahami dan mengerti secara langsung sistem

pengaturan daya pada dunia industri, sehingga diharapkan akan

meningkatkan hubungan yang baik antara dunia industri kerja dengan

dunia pendidikan.

1.3 Pelaksanaan Kerja Praktik

Kerja praktik yang dilaksanakan di Unit Metalurgi PT. Timah (Persero)

Tbk. Muntok, Kabupaten Bangka Barat, Provinsi Kepulauan Bangka Belitung

dimulai sejak tanggal 27 Oktober 2015 hingga tanggal 25 November 2015.

1.4 Ruang Lingkup Kerja Praktik

Ruang Lingkup Kerja Praktik yang dilaksanakan di Pabrik Peleburan dan

Pemurnian Unit Metalurgi PT. Timah (Persero) Tbk. mengkhususkan pengamatan

pada Bagian Electrolytic Refining. Pengamatan dilakukan untuk mengenal dan

memahami proses pemurnian dengan metode elektrolisis dan untuk mengetahui

faktor-faktor yang mempengaruhi kualitas dan kuantitas produk yang dihasilkan

dari proses electrolytic refining.

3

BAB II

PROFIL PERUSAHAAN

2.1 Sejarah Perusahaan

Pada abad ke-17 kegiatan penambangan timah dimulai pada daerah

Melawang dan di dekat Muara Uliru Bangka Selatan di bawah kekuasaan

Kesultanan Palembang dan penambang Cina dengan VOC (Kongsi Dagang

Belanda) sebagai pedagang perantaranya. Pada abad ke-19 pemerintahan Hindia

belanda mengambil alih kekuasaan pertambangan timah di Bangka, dengan

mendirikan 3 perusahaan tambang Timah yakni Banka-Tin Winning Bedriff

(BTW) di pulau Bangka, NV Gemeenschappelijke Minjnbouwmaatschappij

Biliton (GMB) di Pulau Biliton (yang dikenal sekarang Belitung) dan NV Singkep

Tin Exploitatie Maatschappij (NV SITEM) di Pulau Singkep. Pada tahun 1952

industri tambang timah berpindah tangan ke pemerintahan Indonesia. Setelah itu

ketiga perusahaan tersebut dinasionalisasikan menjadi (Perusahaan Negara) PN.

Tambang Timah Bangka, PN. Timah Belitung, dan PN. Tambang Timah Singkep.

Pada tahun 1961 untuk mengkoordinasikan ketiga perusahaan tersebut

dibentuklah Badan Pimpinan Umum Perusahaan Tambang-tambang Timah

Negara (PN) Tambang Timah Mentok diubah menjadi bentuk perusaahn

Perseroan (Persero) yang seluruh saham dimiliki oleh Negara Republik Indonesia

dan berubah nama menjadi (Peseroan Terbatas) PT. Tambang Timah (Persero).

Restrukturisasi perusahaan dilakukan sejak tahun 1991 sampai 1995 yang

meliputi relokasi kantor pusat dari Jakarta ke Pangkalpinang dan pelepasan saham

yang tidak berkaitan dengan usaha pokok perusahaan. Ekspor perdana Bangka Low

Lead ke Jepang juga dilakukan pada masa restrukturisasi. Penawaran saham umum

perdana dilakukan pada tahun 1995. Sejak saat itu, 35% saham perusahaan dimiliki

oleh publik dan 65% saham dimiliki oleh Negara Republik Indonesia.

Pada tahun 1995 PT. Tambang Timah (Persero) telah tercatat sahamnya di

Bursa Efek Jakarta, Bursa Efek Surabaya, dan London Stock Exchange kemudian

berubah nama menjadi PT. Timah (Persero) Tbk. Pada tahun 1995, PT. Timah

(Persero) Tbk. dibagi menjadi 3 anak perusahaan, yaitu PT. Timah Eksplomin,

PT. Tambang Timah, dan PT. Timah Industri. Semakin berkembangnya zaman,

4

maka pada tahun 2003 perusahaan mengeluarkan produk barunya yaitu rounded

tin shot ke pasar internasional. Pada tahun 2004 perusahaan melakukan

penyertaan modal sebesar 100% pada PT. Tanjung Alam Jaya, sebuah perusahaan

yang telah menandatangani Perjanjian Karya Pengusahaan Batubara (PKP2B) dan

telah beroperasi secara komersial. Ekspor perdana 6.500 metrik ton logam timah

produksi smelter baru di Kundur terjadi pada tahun 2005 dan dihadiri oleh 4

menteri Kabinet Indonesia Bersatu. Pada tahun 2006 Reklamasi lahan bekas

tambang yang sejak tahun 2001 terhenti akibat maraknya penambangan timah

ilegal dimulai kembali. Perusahaan menerima penghargaan Indonesia Sustinability

Reporting Reporting Award (ISRA) 2007 untuk kategori Commendation For

Sustinability Reporting, First Time Sustainbility Report 2006, yang diberikan oleh

Akuntan Indonesia-Kompartemen Akuntan, penghargaan tersebut diterima

perusahaan pada tahun 2007. Pada tahun 2009 perusahaan melakukan

pengembangan industri hilir logam timah dengan membangun pabrik pengolahan

tin solder di Kundur dan tin chemical di Cilegon serta memasarkan kedua produk

tersebut. Peletakan batu pertama pembangunan pabrik Tin Chemical dilakukan

pada 17 Januari 2009 sebagai satu usaha perseroan dalam pengembangan produk

hilir. Pada 1 Februari 2012, PT. Timah (Persero) Tbk. membentuk INATIN yang

anggotanya terdiri dari PT. Timah (Persero) Tbk. dan anak perusahaannya.

Pemberitahuan mengenai validasi penggabungan usaha antara PT. Timah

(Persero) Tbk. dan PT. Tambang Timah dilakukan pada 1 April 2014. Pada tahun

2010 perusahaan mulai melakukan intensifikasi penambangan timah di laut untuk

meningkatkan produktivitas, menangani penambangan liar dengan lebih intens,

meningkatkan kualitas dan kinerja sumber daya manusia. Pada tahun 2012

perusahaan meluncurkan kapal bor Geotin III untuk mengintensifkan kegiatan

eksplorasi.

PT. Timah (Persero) Tbk. merupakan Badan Usaha Milik Negara (BUMN)

yang bergerak di bidang pertambangan timah. Perusahaan yang merupakan

produsen dan eksportir logam timah didirikan pada tanggal 2 Agustus 1976 dan

telah terdaftar di Bursa Efek Indonesia sejak tahun 1995. PT. Timah (Persero)

Tbk. memiliki Izin Usaha Pertambangan (IUP) Timah seluas 512.369 hektar di

darat dan lepas pantai kepulauan Bangka, Belitung dan Kundur dengan perincian

5

184.400 hektar di laut dan 331.580 hektar di darat. Perusahaan yang berdomisili

di Pangkalpinang ini memiliki wilayah operasi di Provinsi Kepulauan Bangka

Belitung, Provinsi Riau, Kalimantan Selatan dan Cilegon. Peta wilayah operasi di

PT. Timah (Persero) Tbk dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Peta Wilayah Operasi [timah.com, 2015]

Ruang lingkup kegiatan PT. Timah (Persero) Tbk. meliputi bidang

pertambangan, perindustrian, perdagangan, pengangkutan dan jasa. Sedangkan

segmen usaha penambangan timah yang dimiliki bersifat terintegrasi mulai dari

eksplorasi, penambangan, pengolahan dan pemasaran. PT. Timah (Persero) Tbk.

2.2 Lokasi dan Tata Letak Perusahaan

Sejak restrukturisasi PT. Timah (Persero) Tbk dari tahun 1991 sampai 1995,

Kantor Pusat yang awalnya berdomisili di Jakarta direlokasi ke Pangkalpinang.

PT. Timah (Persero) Tbk. tepatnya beralamatkan di Jalan Jenderal Sudirman No.

51 Kota Pangkalpinang, Provinsi Bangka Belitung dan memiliki wilayah operasi

di Provinsi Kepulauan Bangka Belitung, Provinsi Riau, Kalimantan Selatan,

Sulawesi Tenggara serta Cilegon, Banten. Salah satu bangunan yang dimiliki PT.

Timah (Persero) Tbk. dapat dilihat pada Gambar 2.2.

Tin

6

Coal

Tin ChemicalTin Solder

Gambar 2.2 Kantor Pusat PT. Timah (Persero) Tbk. di Kota Pangkalpinang

2.3 Visi dan Misi Perusahaan

Sebagai perusahaan produsen timah terbesar di Indonesia, PT. Timah

(Persero) Tbk. memiliki visi dan misi untuk terus meningkatkan kinerjanya.

Adapun visi misi dari PT. Timah (Persero) Tbk. adalah sebagai berikut:

VISI

“Menjadi perusahaan pertambangan terkemuka di dunia yang ramah lingkungan.”

MISI

1. Membangun sumber daya manusia yang tangguh, unggul, dan

bermartabat.

2. Melaksanakan Tata kelola Penambangan yang baik dan benar.

3. Mengoptimalkan nilai perusahaan dan kontribusi terhadap Pemegang

saham serta tanggung jawab sosial.

7

2.4 Nilai Perusahaan

PT. Timah (Persero) Tbk. dan Anak Perusahaannya sebagai realisasi dari

visi dan misi yang telah dicanangkan, menjunjung tinggi:

1. Integritas

Memiliki kejujuran, tanggung jawab dan konsisten terhadap semua tindakan

dalam mencapai tujuan Perusahaan.

2. Komitmen

Mampu memenuhi janji dan kesepakatan dengan penuh tanggung jawab.

3. Terbuka

Mudah menerima masukan dan mampu menyesuaikan diri terhadap setiap

perubahan lingkungan yang terjadi.

4. Rasional

Mampu melakukan kegiatan secara terencana, teratur dan penuh

pertimbangan serta perhitungan yang matang.

5. Visioner

Memiliki kemampuan berinovasi dan melihat jauh ke depan tanpa dibatasi

ruang dan waktu.

2.5 Struktur Tata Kelola Perusahaan

PT. Timah (Persero) Tbk. memiliki struktur tata kelola yang terdiri atas

bagian utama, yakni Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) sebagai forum

tertinggi, lalu dua bagian lainnya bertindak sebagai pelaksana dan pengawas atas

setiap keputusan yang diambil oleh RUPS. Bagian lainnya tersebut adalah Dewan

Komisaris sebagai pengawas dan Direksi sebagai pelaksana operasional Perseroan

atas keputusan-keputusan RUPS.

Dewan Komisaris dan Direksi masing-masing dapat membentuk unit-unit

pendukung sesuai perannya. Dewan Komisaris membentuk Komite-Komite

spesifik dengan tugas mendukung peran pengawasan yang dijalankan sesuai

kebutuhan. Pada tahun 2015 , Komisaris Independen PT. Timah (Persero) Tbk.

adalah Komisaris Jendral (Purn) Drs. Insmerda Lebang yang diangkat pada

tanggal 17 April 2007 dan ditetapkan sebagai Komisaris Utama pada 12 Juni

2008. Direksi dapat membentuk unit-unit kerja sesuai bidang-bidang kegiatan

8

operasional yang relevan dalam mendukung peran pengelolaan sumber daya

perusahaan untuk mencapai tujuan Perseroan. Berdasarkan keputusan RUPS

tanggal 19 April 2012 jabatan Direktur Utama Perseroan dipimpin oleh Sukrisno.

Struktur tata kelola PT. Timah (Persero) Tbk. dapat dilihat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Struktur Tata Kelola PT. Timah (Persero) Tbk. [timah.com, 2015]

2.6 Manajemen Perusahaan

Pada tahun 2015, Komisaris Independen PT. Timah (Persero) Tbk. adalah

Komisaris Jendral (Purn) Drs. Insmerda Lebang yang diangkat pada tanggal 17

April 2007 dan ditetapkan pada 12 Juni 2008. Sedangkan Komisaris Perseroan

dijabat oleh Drs Suhendro, MA, Erfi Triassunu, Eko Prasojo dan Mochtar Husein.

Sukrisno diangkat menjadi Direktur Utama PT. Timah (Persero) Tbk. pada 19

April 2012 dengan dibantu oleh Ahmad Subagdja sebagai Direktur Operasi,

Akhmad Rosidi sebagai Direktur Keuangan, Abrun Abubakar sebagai Direktur

Umum dan Sumber Daya Manusia, Dadang Mulyadi sebagai Direktur Niaga dan

Purwijayanto sebagai Direktur Perencanaan dan Pengembangan Usaha.

PT. Timah (Persero) Tbk. memiliki Komite Audit yang bertugas untuk

membantu memastikan efektivitas sistem pengendalian internal dan sistem audit

9

di semua lini perusahaan. Secara struktural, Komite Audit berada langsung di

bawah Dewan Komisaris dan setara dengan komite lainnya.

Dalam menjalankan tugasnya, Komite Audit berkoordinasi dengan Satuan

Pengawasan Internal (SPI). Sampai tanggal 7 Mei 2014, Komite Audit

beranggotakan empat orang yang akan menjabat selama dua tahun. Struktur

organisasi PT. Timah (Persero) Tbk. dapat dilihat pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4 Struktur Organisasi PT. Timah (Persero) Tbk. [timah.com, 2015]

10

Selain itu, terdapat pula struktur organisasi Unit Metalurgi pada Wilayah

Produksi Bangka Belitung yang merupakan lokasi kami dalam melakukan kerja

praktik. Unit Metalurgi PT. Timah (Persero) Tbk. ini terletak di Kecamatan

Muntok, Kabupaten Bangka Barat, Provinsi Kepulauan Bangka Belitung. Adapun

struktur organisasi Unit Metalurgi Wilayah Produksi Bangka Belitung dapat

dilihat dalam Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Struktur Organisasi Unit Metalurgi PT. Timah (Persero) Tbk.

11

BAB III

TINJAUAN PUSTAKA

3.1 Elektrolisis

Elektrolisis merupakan proses dekomposisi senyawa dengan menggunakan

arus listrik. Elektron mengalir dari dan ke sumber daya, tetapi tidak diantara

kedua elektroda. Kation akan menuju ke katoda dan dinetralkan dengan

penambahan elektron (reduksi) di katoda, sedangkan anion akan menuju ke anoda

dan melepaskan elektron (oksidasi) supaya menjadi netral. Elektrolisis adalah

proses konversi energi listrik menjadi energi kimia dengan tujuan mengubah zat

dengan oksidasi atau reduksi, sehingga terbentuk produk yang sesuai dengan

keinginan. Seperti di dalam elektrokimia pada umumnya, proses elektrolisis

mempunyai beberapa parameter yang berpengaruh yaitu: pelarut, elektrolit

pendukung, konsentrasi spesies elektroaktif, gerakan larutan, bahan dan bentuk

elektroda, sel elektrokimia, arus atau potensial yang dipergunakan dan suhu.

Semua faktor tersebut akan mempengaruhi kinetika dan mekanisme proses di

elektroda. Untuk memperoleh yield yang tinggi, maka kontak antara elektroda dan

elektrolit harus diperbesar, disamping itu dipergunakan overpotensial yang cukup

besar agar tahanan larutan terlampaui (Brett dan Brett, 1993).

Didalam proses elektrolisis dipergunakan beberapa istilah dengan

pengertian masing-masing sebagai berikut:

1. Sel elektrolisis: tempat atau alat yang dipergunakan untuk elektrolisis.

2. Elektrolit: senyawa yang bersifat elektrolit pada saat meleleh atau

dilarutkan.

3. Elektroda: batangan atau lempengan tempat arus listrik masuk atau

meninggalkan elektrolit selama proses elektrolisa.

4. Anoda: elektroda positif yang dihubungkan dengan terminal positif catu daya DC. Reaksi oksidasi terjadi di anoda ini.

5. Katoda : elektroda negatif yang dihubungkan dengan terminal negatif catu daya DC. Reaksi reduksi terjadi di katoda ini.

6. Anion : ion bermuatan negatif. Selama proses elektrolisa akan menuju anoda.

7. Kation : ion bermuatan positif. Selama proses elektrolisa akan menuju katoda.

Gambar 3.1 Sel Elektrolisis Sederhana

Sel elektrolisis adalah sel yang menggunakan arus listrik untuk

menghasilkan reaksi redoks yang diinginkan dan digunakan secara luas di

masyarakat. Baterai aki yang dapat diisi ulang merupakan salah satu contoh

aplikasi sel elektrolisis dalam kehidupan sehari-hari. Baterai aki yang sedang diisi

kembali atau recharge merubah energi listrik yang diberikan menjadi produk

berupa bahan kimia yang diinginkan.

Rangkaian sel elektrolisis hampir menyerupai sel volta. Hal yang

membedakan sel elektrolisis dari sel volta adalah pada sel elektrolisis komponen

berupa voltmeter diganti dengan sumber arus (umumnya baterai). Larutan atau

lelehan yang ingin di elektrolisis, ditempatkan dalam suatu wadah. Selanjutnya,

elektroda dicelupkan ke dalam larutan maupun lelehan elektrolit yang ingin

dielektrolisis. Elektroda yang digunakan umumnya elektroda inert, seperti grafit

(C), platina (Pt) dan emas (Au). Elektroda berperan sebagai tempat

berlangsungnya reaksi. Reaksi reduksi berlangsung di katoda, sedangkan reaksi

oksidasi berlangsung di anoda. Kutub negatif sumber arus mengarah pada katoda

(sebab membutuhkan elektron) dan kutub positif sumber arus tentunya mengarah

pada anoda. Akibatnya, katoda bermuatan negatif dan menarik kation-kation yang

akan tereduksi menjadi endapan logam. Sebaliknya, anoda bermuatan positif dan

12

13

Battery

Cathode

ElectrolyticTank

Solution of Electrolyte

Anode

menarik anion-anion yang akan teroksidasi menjadi gas. Terlihat jelas bahwa

tujuan elektrolisis adalah untuk mendapatkan endapan logam di katoda dan gas di

anoda. Ada dua tipe elektrolisis, yaitu elektrolisis lelehan (leburan) dan

elektrolisis larutan. Pada proses elektrolisis lelehan, kation pasti tereduksi di

katoda dan anion pasti teroksidasi di anoda.

Faktor yang mempengaruhi kecepatan reaksi elektrolisis antara lain:

1. Penggunaan Katalisator

Misalnya H2SO4 dan KOH berfungsi mempermudah proses penguraian air

menjadi hidrogen dan oksigen karena ion-ion katalisator mampu mempengaruhi

kesetabilan molekul air menjadi menjadi ion H dan OH- yang lebih mudah di

elektrolisis karena terjadi penurunan energi pengaktifan. Zat tersebut tidak

mengalami perubahan yang kekal (tidak dikonsumsi dalam proses elektrolisis).

Penggunaan asam sulfat sebagai katalis dalam proses elektrolisis menjadi pilihan

utama dibandingkan KOH. Karena asam sulfat melepaskan H+ yang memudahkan

membentuk gas hidrogen. Sedangkan KOH melepaskan OH- yang menghambat

pembentukan gas hidrogen.

2. Luas Permukaan yang Tercelup

Semakin banyak luas yang semakin banyak menyentuh elektrolit maka

semakin mempermudah suatu elektrolit untuk mentransfer elektronnya. Sehingga

terjadi hubungan sebanding jika luasan yang tercelup sedikit maka semakin

mempersulit elektrolit untuk melepaskan electron dikarenakan sedikitnya luas

penampang penghantar yang menyentuh elektrolit. Sehingga transfer elektron

bekerja lambat dalam mengelektrolisis elektrolit.

3. Sifat Logam Bahan Elektroda

Penggunaan medan listrik pada logam dapat menyebabkan seluruh elektron

bebas bergerak dalam metal, sejajar, dan berlawanan arah dengan arah medan

listrik. Ukuran dari kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan arus listrik.

Jika suatu beda potensial listrik ditempatkan pada ujung-ujung sebuah konduktor,

muatan-muatan bergeraknya akan berpindah, menghasilkan arus listrik.

Konduktivitas listrik didefinisikan sebagai ratio rapat arus terhadap kuat medan

listrik. Konduktifitas listrik dapat dilihat pada deret volta seperti, Li K Ba Sr Ca

13

Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Sb Bi Cu Hg Ag Pt Au. Semakin ke

kanan maka semakin besar massa jenisnya.

4. Konsentrasi Pereaksi

Semakin besar konsentrasi suatu larutan pereaksi maka akan semakin besar

pula laju reaksinya. Ini dikarenakan dengan presentase katalis yang semakin

tinggi dapat mereduksi hambatan pada elektrolit. Sehingga transfer elektron dapat

lebih cepat meng-elektrolisis elektrolit dan dapat ditarik garis lurus bahwa terjadi

hubungan sebanding terhadap presentase katalis dengan transfer elektron.

3.2 Elektrolit

Elektrolit adalah suatu zat terlarut atau terurai ke dalam bentuk ion-ion dan

selanjutnya larutan menjadi konduktor elektrik. Umumnya, air adalah pelarut

(solven) yang baik untuk senyawa ion dan mempunyai sifat menghantarkan arus

listrik. Contohnya apabila elektroda dicelupkan ke dalam air murni, bola lampu

tidak akan menyala karena air tersebut merupakan konduktor listrik yang sangat

jelek. Apabila suatu senyawa ion yang larut seperti NaCl ditambahkan pada air,

maka solutnya akan larut sehingga bola lampu mulai menyala dengan terang.

Bila larutan elektrolit dialiri arus listrik, ion-ion dalam larutan akan bergerak

menuju elektroda dengan muatan yang berlawanan, melalui cara ini arus listrik

akan mengalir dan ion bertindak sebagai penghantar, sehingga dapat

menghantarkan arus listrik. Senyawa seperti NaCl yang membuat larutan menjadi

konduktor listrik (Brady, 1999). Proses oksidasi dan reduksi sebagai reaksi

pelepasan dan penangkapan oleh suatu zat. Oksidasi adalah proses pelepasan

elektron dari suatu zat sedangkan reduksi adalah proses penangkapan electron

oleh suatu zat.

Jenis-jenis elektrolit adalah sebagai berikut:

1. Elektrolit Kuat

Beberapa elektrolit seperti kalium klorida, natrium hidroksida, natrium

nitrat terionisasi sempurna menjadi ion-ionnya dalam larutan. Elektrolit yang

terioniasi sempurna disebut dengan elektrolit kuat. Dengan kata lain, elektrolit

kuat terionisasi 100%.

14

Reaksi disosiasi elektrolit kuat ditulis dengan tanda anak panah tunggal ke

kanan. Secara umum asam kuat seperti asam sulfat, asam nitrat, asam klorida, dan

basa kuat seperti kalium hidroksida dan garam adalah elektrolit kuat.

Sebagai contoh, ketika natrium klorida dilarutkan dalam air, gaya interaksi

elektrostatis antara ion-ion memfasilitasi pergerakan ion. Ion bebas ini

terstabilkan oleh proses solvasi air. Dalam proses pelarutan, ion natrium dan ion

klorida dikelilingi oleh molekul air karena interaksi dipol-ion. Pelarutan dengan

molekul air disebut dengan proses reaksi hidrasi. Larutan-larutan ini terionisasi

sempurna dalam air (α = 1), sehingga semua molekul terdisosiasi dan tidak ada

molekul tersisa dalam larutan.

2. Elektrolit Lemah

Elektrolit lemah adalah senyawa yang terdisosiasi sebagian dalam air. Pada

larutan elektrolit lemah, ion-ion akan membentuk kesetimbangan dengan molekul

yang tak terdisosiasi. Karena hanya sebagian yang terdisosiasi, maka jumlah ion

pada volume tertentu larutan akan sama pada perubahan konsentrasi yang besar.

Persamaan kimia ionisasi elektrolit lemah digunakan tanda panah ganda ( )⇌ .

3. Non-elektrolit

Non-elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan listrik karena

tidak adanya ion. Biasanya senyawa non elektrolit adalah senyawa kovalen polar

dan non polar yang mana terlarut dalam air sebagai molekul, bukan ion. Senyawa

kovalen mempunyai ikatan kovalen antara atom yang berikatan, dengan demikian

tidak dapat terionisasi pada larutan dan hanya membentuk molekul. Sebagai

contoh, gula dan alkohol dapat larut dalam air, tetapi hanya sebagai molekulnya

saja.

Pada umumnya proses elektrolisis yang dilakukan untuk menghasilkan gas

oksigen dan gas hidrogen menggunakan larutan alkali. Larutan alkali yang umum

digunakan adalah larutan NaOH dan KOH. Larutan tersebut merupakan elektrolit

kuat yang dapat menghantarkan arus listrik dengan baik.

3.3 Elektroda

Elektroda adalah konduktor yang digunakan untuk bersentuhan dengan

bagian atau media non-logam dari sebuah sirkuit (misal semikonduktor, elektrolit

15

atau vakum). Ungkapan kata ini diciptakan oleh ilmuwan Michael Faraday dari

bahasa Yunani elektron (berarti amber, dan hodos sebuah cara).

Gambar 3.2 Nilai Potensial Reduksi Standar Beberapa Elektroda

17

Elektroda adalah suatu sistem dua fase yang terdiri dari sebuah penghantar

elektrolit (misalnya logam) dan sebuah penghantar ionik (larutan) (Rivai,1995).

Elektroda positif (+) disebut anoda sedangkan elektroda negatif (-) adalah katoda

(Svehla,1985). Reaksi kimia yang terjadi pada elektroda selama terjadinya

konduksi listrik disebut elektrolisis dan alat yang digunakan untuk reaksi ini

disebut sel elektrolisis. Sel elektrolisis memerlukan energi untuk memompa

elektron. (Brady, 1999).

Pada anoda terjadi reaksi oksidasi, yaitu anion (ion negatif) ditarik oleh

anoda sehingga jumlah elektronnya berkurang atau bilangan oksidasinya

bertambah.

Jika elektroda inert (Pt, C, dan Au), ada 3 macam reaksi:

1. Jika anionnya sisa asam oksi (misalnya NO3-, SO42−¿ ¿), maka reaksinya

2H2O→ 4H+ + O2 + 4e-

2. Jika anionnya OH-, maka reaksinya 4OH- → 2H2O + O2 + 4e-

3. Jika anionnya berupa halida (F-, Cl-, Br-), maka reaksinya adalah 2X(halida)

→ X(halida)2 + 2e-

Pada katoda terjadi reaksi reduksi, yaitu kation (ion positif) ditarik oleh

katoda dan menerima tambahan elektron, sehingga bilangan oksidasinya

berkurang.

1. Jika kation merupakan logam golongan IA (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), IIA (Be,

Mg, Cr, Sr, Ba, Ra), Al dan Mn, maka reaksi yang terjadi adalah 2H2O + 2e-

→ H2 + 2OH-

2. Jika kationnya berupa H+, maka reaksinya 2H+ + 2e- → H2

3. Jika kation berupa logam lain, maka reaksinya (nama logam)x+ + xe →

(nama logam)

Jenis-jenis elektoda adalah sebagai berikut:

1. Elektroda order pertama

Pada elektroda ini ion analit berpartisipasi langsung dengan logamnya

dalam suatu reaksi paruh yang dapat dibalik. Beberapa logam seperti Ag, Hg, Cu,

dan Pb dapat bertindak sebagai elektroda indikator bila bersentuhan dengan ion

mereka.

Ag+ + e- → Ag Eo = +0.80 V

18

Pada reaksi sebelumnya, potensial sel berubah ubah menurut besarnya aktivitas

ion perak (Ag+) sesuai dengan persamaan.

2. Elektroda order kedua

Ion-ion dalam larutan tidak bertukar elektron dengan elektroda logam secara

langsung, melainkan konsentrasi ion logam yang bertukar elektron dengan

permukaan logam. Elektroda ini bekerja sebagai elektroda refrensi tetapi

memberikan respon ketika suatu elektroda indikator berubah nilai ax-nya

(misalkan KCl jenuh berarti x= Cl).

3. Elektroda order ketiga

Elektroda jenis ini dipergunakan sebagai elektroda indikator dalam titrasi

titrasi EDTA potensiometrik dari 29 ion logan. Elektrodanya sendiri beripa suatu

tetesan atau genangan kecil raksa dalam suatu cangkir pada ujung tabung-J

dengan suatu kawat sirkuit luar.

4. Elektroda Inert

Elektroda Inert merupakan elektroda yang tidak masuk ke dalam reaksi.

Contohnya adalah platina (Pt), emas (Aurum/Au), dan karbon (C). Elektroda ini

bekerja baik sebagai elektroda indikator. Fungsi logam Pt adalah membangkitkan

kecendrungan sistem tersebut dalam mengambil atau melepaskan elektron,

sedangkan logam itu tidak ikut secara nyata dalam reaksi redoks.

3.4 Hukum Faraday

Seperti yang telah disebutkan di awal, tujuan utama elektrolisis adalah untuk

mengendapkan logam dan mengumpulkan gas dari larutan yang dielektrolisis.

Kita dapat menentukan kuantitas produk yang terbentuk melalui konsep mol dan

stoikiometri. Satuan yang sering ditemukan dalam aspek kuantitatif sel elektrolisis

adalah Faraday (F). Secara eksperimen telah dipeoleh bahwa 1 mol elektron

mengandung muatan listrik sebesar 96500 Coulomb. Untuk menghormati Michael

Faraday, 1 mol elektron disebut juga sebagai 1 Faraday (1F).

1 mol elektron = 1 Faraday

1 mol elektron atau 1 Faraday mengandung muatan listik 96500 Coulomb

Jadi, muatan listrik (Q) yang dibutuhkan berbanding lurus dengan mol

elektron dan dirumuskan sebagai berikut:

19

Q = n.F

Dengan:

n = Jumlah mol elektron (mol)

F = Muatan listrik per 1 mol elektron (Coulomb/mol)

Coulomb adalah satuan muatan listrik. Coulomb dapat diperoleh dari

perkalian kuat arus listrik (Ampere) dengan waktu (detik). Persamaan yang

menunjukkan hubungan Coulomb, Ampere dan detik adalah sebagai berikut:

Q = I x t

Dengan:

I = Kuat arus listrik (Ampere)

t = Waktu (detik)

Dengan demikian hubungan antara Faraday, Ampere dan waktu adalah

sebagai berikut:

Faraday = Ampere x detik

96500

Faraday = I x t

96500

Adapun bunyi dari Hukum Faraday I adalah jumlah zat yang tebentuk atau

terlepas pada masing-masing elektroda berbanding lurus dengan jumlah listrik

yang mengalir melalui larutan selama elektrolisis. Sehingga dapat dirumuskan

sebagai berikut:

M = I . t . Ar

nF

Dengan:

M = Massa zat yang terdeposit (gram)

I = Kuat arus listrik (Ampere)

t = Waktu (detik)

Ar = Massa atom relatif (gram/mol)

n = Perubahan bilangan oksidasi atau mol yang terlibat

F = Bilangan Faraday (96500 Coulomb)

Adapun bunyi dari Hukum Faraday II adalah bila sejumlah listrik yang sama

dialirkan melalui beberapa larutan elektrolit, jumlah berat zat yang dihasilkan

20

berbanding lurus dengan berat ekivalennya. Sehingga dapat dirumuskan sebagai

berikut:

M1 :M2 = Ar1

n1 :

Ar2

n2

Atau

M1 . n1

Ar1 :

M2 . n2

Ar2

Dengan mengetahui besarnya Faraday pada reaksi elektrolisis, maka mol

elektron yang dibutuhkan pada reaksi elektrolisis dapat ditentukan. Selanjutnya

dengan memanfaatkan koofisien reaksi pada masing-masing setengah reaksi di

katoda dan anoda, kuantitas produk elektrolisis dapat ditentukan.

3.5 Electrolytic Refining Timah

Electrolytic refining merupakan proses pemurnian secara elektrolisis dengan

prinsip logam yang ingin ditingkatkan kadarnya digunakan sebagai anoda pada sel

elektrolisis. Dalam proses electrolytic refining hampir semua unsur pengotor

seperti Ag, Cu, As, Sb, Bi, Zn, Fe, Cd, Ni dan Co dapat dipisahkan secara

langsung dalam satu tahapan proses sehingga produk yang dihasilkan memiliki

kemurnian Sn yang sangat tinggi yaitu 99,99%.

Electrolytic refining pada PT. Timah (Persero) Tbk. menggunakan larutan

elektrolit yang terdiri dari timah (II) sulfat teknis (42,86% Sn2+), asam

heksaflorosilikat teknis (40% H2SiF6), asam sulfat teknis (95% H2SO4) dan asam

klorida teknis (35% HCl). Proses pembuatannya yaitu pertama-tama air suling

diisikan ke dalam electrolyte mixing tank dengan kapasitas 200 liter. Kemudian

asam florosilikat dan asam sulfat dipompakan dari drum asam sulfat sesuai

dengan kebutuhan. Lalu dimasukkan dalam drum reservoir dengan kapasitas 20

liter.

Jika asam sulfat yang digunakan berlebih akan menyebabkan lapisan pasif

pada anoda. Kemudian asam sulfat dimasukkan dalam electrolyte mixing tank.

Padatan timah (II) sulfat dimasukkan ke dalam electrolyte mixing tank hingga

larut. Saat suhu larutan sudah menurun dibawah 350 oC, mixer dihidupkan dan

asam florosilikat dituangkan dalam electrolyte mixing tank.

Setelah elektrolit selesai dipreparasi kemudian dipompakan menuju tanki

reservoir elektrolit. Addition agent yang ditambahkan pada elektolit ini berupa zat

koloid yaitu gelatin dan eugenol. Koloid berfungsi agar katoda yang terbentuk

tidak berbentuk jarum dan deposit timah pada katoda menjadi lebih halus dan

merata.

Sebelum dilakukan pemurnian, crude tin dilelehkan dalam melting kettle

anode dan dibentuk menjadi anoda. Katoda yang digunakan adalah timah murni.

Selama proses pemurnian, ion timah dari anoda akan mengendap pada katoda.

Electrolytic refining Unit Metalurgi PT. Timah (Persero) Tbk. secara umum dapat

diilustrasikan seperti Gambar 3.3.

21

Gambar 3.3 Diagram Alir di Electrolytic Refining

BAB IV

PENGOLAHAN DATA

4.1 Proses Electrolytic Refining di PT. Timah (Persero) Tbk

Electrolytic refining merupakan proses pemurnian secara elektrolisis dengan

prinsip logam yang ingin ditingkatkan kadarnya digunakan sebagai anoda pada sel

22

Crude Tin

Electrolyte

Melting Kettle AnodeRectifier

Anode Electrolytic Refining Cells Starter Sheet Cathode

Melting Kettle Starter Sheet

Melting Kettle Fournine

Scrap Anode

Cathode Product

Anode Slime

Ingot Banka Fournine

elektrolisis. Dalam proses electrolytic refining hampir semua unsur pengotor

seperti Ag, Cu, As, Sb, Bi, Zn, Fe, Cd, Ni dan Co dapat dipisahkan secara

langsung dalam satu tahapan proses sehingga produk yang dihasilkan memiliki

kemurnian Sn yang sangat tinggi yaitu 99,99%. Produk yang dihasilkan dari

proses ini memiliki nama dagang Banka Fournine. Adapun proses pemurnian

elektrolisis ini dilakukan dengan urutan sebagai berikut:

1. Feed atau umpan berupa crude tin atau logam Pb-Sn masuk ke Bagian

Electrolytic Refining untuk dimurnikan dengan tujuan mendapatkan kadar

Sn sebesar 99,99%. Selama kegiatan kerja praktik, feed yang masuk ke

Bagian Electrolytic Refining berupa logam Pb-Sn yang merupakan produk

samping dari proses eutectic refining.

2. Feed yang masuk akan dianalisa kandungan pengotonya di Laboratorium

Kimia Unit Metalurgi. Adapun hasil analisanya dapat dilihat pada tabel 4.1

berikut.

Tabel 4.1 Analisa Laboratorium Feed berupa Logam Pb-Sn

No. Kode SampelHasil Analisa (%)

Fe Pb Cu Sb Ni

1. Petak PbSn – 1 0,0012 40,6341 0,2780 0,0076 0,0002

2. Petak PbSn – 2 0,0007 34,2941 0,3067 0,0132 0,0002

3. Petak PbSn – 3 0,0110 25,4943 0,3815 0,0206 0,0017

4. Petak PbSn – 4 0,0006 25,8152 0,2328 0,0081 0,0002

5. Petak PbSn – 5 0,0063 34,0823 0,4095 0,0064 0,0008

3. Setelah dianalisa kandungan pengotornya, feed yang ada akan segera

dicairkan di melting kettle dengan tempeatur operasi sebesar 270 – 350 oC.

4. Setelah feed cair, tahapan selanjutnya adalah mencetak lempengan anoda

dengan menggunakan anode casting. Prinsip pencetakan anoda dalam anode

casting ini adalah dengan menuangkan feed cair pada cetakan yang telah

disediakan dan menunggu hingga cairan feed membeku. Adapun dimensi

23

yang diperoleh dari pencetakan anoda dengan menggunakan anode casting

ini dapat dilihat pada gambar 4.1 berikut.

Gambar 4.1 Dimensi Anoda Hasil Pencetakan Anode Casting

Dari Gambar 4.1 tersebut dapat diketahui panjang awal anoda adalah

sebesar 100 cm dengan lebar pada bagian atas sebesar 108 cm, lebar bagian

bawah sebesar 77 cm dan kemiringan sudut bagian bawah sebesar 90,91o

sehingga sepintas lempengan anoda ini terlihat sedikit tirus. Adapun tebal

yang dimiliki oleh lempengan anoda ini sebesar 3 cm dan menipis pada

bagian bawahnya, sehingga ketebalan yang dimiliki hanya sebesar 2,5 cm

pada bagian bawah anoda. Bobot dari lempengan anoda yang diperoleh

adalah sebesar 70 – 80 kg tergantung pada jumlah kandungan pengotornya.

5. Selanjutnya adalah melakukan pencetakan katoda dengan menggunakan

starter sheet casting. Logam yang digunakan untuk menjadi katoda adalah

logam timah murni dengan kadar 99,99% yang didapatkan dari proses

pemurnian elektrolisis sebelumnya. Pencetakan dengan menggunakan

starter sheet casting ini dilakukan dengan cara menuangkan logam timah

cair pada sebuah bidang miring dengan laju aliran dan temperatur yang telah

disesuaikan sehingga didapatkan lempengan katoda setelah logam timah cair

ini membeku. Adapun dimensi yang diperoleh dari pencetakan katoda

dengan menggunakan starter sheet casting ini dapat dilihat pada gambar 4.2

berikut.

24

Gambar 4.2 Dimensi Katoda Hasil Pencetakan Stater Sheet Casting

Dari Gambar 4.2 tersebut dapat diketahui panjang awal katoda adalah

sebesar 97 cm dengan lebar sebesar 80,5 cm dan tebal yang dimiliki oleh

lempengan katoda ini sebesar 0,5 cm. Bobot dari lempengan katoda yang

diperoleh adalah sebesar 5 kg. Pada saat akan dicelupkan ke sel elektrolisis,

katoda ini akan dipasangkan pada sebuah gantungan dari tembaga murni

atau biasa disebut rolled bar sehingga lempengan katoda dapat

menggantung dengan sempurna di sel elektrolisis. Adapun dimensi dari

rolled bar tersebut dapat dilihat pada gambar 4.3 berikut.

Gambar 4.3 Dimensi Rolled Bar

Dari Gambar 4.3 tersebut dapat diketahui panjang rolled bar adalah sebesar

98 cm dengan jari-jari sebesar 2,5 cm.

6. Mencelupkan lempengan anoda dan katoda yang telah disiapkan ke dalam

sel elektrolisis dengan bantuan beberapa orang operator menggunakan

overhead crane. Setiap sel elektrolisis berisi larutan elektrolit yang telah

disesuaikan komposisi kimianya tergantung pada feed yang masuk. Dalam

25

setiap sel elektrolisis terdapat 14 lempengan katoda dan 13 lempengan

anoda. Proses elektrolisis ini berlangsung selama 7 – 8 hari. Adapun reaksi

yang terjadi di dalam sel elektrolisis ini adalah sebagai berikut:

Anoda (oksidasi) : Sn (impure) Sn2+ + 2e-

Katoda (reduksi) : Sn2+ + 2e- Sn (pure)

Logam-logam yang lebih mulia dari Sn, seperti Pb, Fe, Cu dan Sb akan

mengendap menjadi anode slime. Sedangkan logam yang kurang mulia dari

Sn, seperti Ni dan sebagian Fe akan tetap berada dalam larutan. Dimensi

dari sel elektrolisis pada Bagian Electrolytic Refining dapat dilihat pada

gambar 4.4 berikut.

Gambar 4.4 Dimensi Sel Elektolisis

Dari Gambar 4.4 tersebut dapat diketahui panjang bagian dalam sel

elektrolisis adalah sebesar 203,5 cm dengan lebar bagian dalam sebesar 93

cm dan tinggi sel elektrolisis sebesar 102 cm. Jarak antara tiap katoda

dengan katoda lainnya adalah sebesar 14,5 cm. Jarak antara tiap anoda

dengan anoda lainnya adalah sebesar 12,5 cm dan jarak antara tiap anoda

dan katoda lainnya adalah sebesar 6 cm.

7. Setelah sel elektrolisis siap, sel elektrolisis tersebut akan disambungkan

dengan sebuah rectifier yang berfungsi untuk mengubah arus AC menjadi

DC sehingga reaksi bisa berjalan secara terus menerus.

26

8. Setelah proses elektrolisis berlangsung selama 7 – 8 hari, maka katoda akan

diangkat kemudian ditiriskan lalu ditimbang beratnya. Setelah katoda

ditimbang, katoda yang dihasilkan akan diambil sampelnya untuk

memeriksa kadar pengotornya sebelum dilakukan pencetakan selanjutnya.

Pengambilan sampel dilakukan dengan mencairkan katoda menggunakan

gas oksi-asetilen yang mana pengambilan sampel dilakukan secara diagonal

seperti pada gambar 4.5 berikut.

Gambar 4.5 Teknik Pengambilan Sampel Katoda

Setelah didapatkan hasil analisa dari laboratorium, katoda akan dicairkan di

melting kettle dalam suhu 245 – 260 oC untuk selanjutnya dicetak menjadi

ingot timah dengan menggunakan ingot casting dan sebagian lagi akan

kembali dicetak menjadi starter sheet cathode dengan menggunakan starter

sheet casting.

9. Scrap anoda yang dihasilkan dari proses elektrolisis juga akan kembali

dicairkan untuk digunakan sebagai anoda awal setelah dilakukan pencucian

dengan air agar sisa larutan elektrolit yang menempel terlepas.

4.2 Hasil dan Pengolahan Data

Produk Banka Fournine dihasilkan dari proses Electrolytic Refining di

Pabrik Peleburan dan Pemurnian Unit Metalurgi PT. Timah (Persero) Tbk. Pada

Bagian Electolytic Refining ini hanya beroperasi 3 unit sel elektrolisis dari

keseluruhan jumlah 5 unit sel elektrolisis. Unit sel elektrolisis yang beroperasi

27

adalah Unit III, IV dan V. Sedangkan Unit I dan II tidak beroperasi karena masih

dalam masa perawatan (maintenance). Feed anoda yang digunakan oleh tiap unit

sama, yaitu logam Pb-Sn. Berikut adalah data dan hasil pengolahan data yang

diperoleh dari Unit III, IV dan V selama masa satu kali panen.

1. Data dan Pengolahan Data Unit III

Tabel 4.2 Data Lapangan Unit III

No. Data Lapangan Keterangan

1. Waktu Mulai 31/10/2015 Pukul 12.00 WIB

2. Waktu Selesai 8/11/2015 Pukul 16.00 WIB

3. Lama Proses 196 Jam

4. Sel yang Beroperasi 32 Sel

5. Kuat Arus 460 Ampere

6. Tegangan 6,1 Volt/Unit

7. Berat Katoda Awal 2 ton 200 kg

8. Berat Bersih Katoda 6 ton 933 kg

9. Kapasitas Produksi 35,5 ton/Bulan

Perhitungan:

Energi yang disuplai = V x I x t

= 6,1 V x 460 A x 196 Jam

= 550 kWh daya yang digunakan oleh Unit III

Y = ( Arn

x 196500

x3600 detik ) : 1000 A

= ( 119 gr /mol2

x 196500

x3600 detik ) : 1000 A

= 0,00222

Berat teoritis (ton) = Y . I . t1000 x Sel yang beroperasi

= 0,0022.460 A .196 Jam

1000 x 32 Sel 28

= 6 ton 347 kg

Efisiensi Arus (%) = Berat ProduksiBerat Teoritis x 100%

= 6 ton933 kg6 ton347 kg x 100%

= 109,23 %

Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Unit III

No. Data Hasil

1. Energi yang disuplai 550 kWh/Unit

2. Berat Teoritis 6 ton 347 kg

3. Efisiensi Arus 109,23 %

Tabel 4.4 Hasil Analisa Laboratorium Katoda Unit III

No

.

Sampe

l

Hasil Analisa (%)

Fe As Pb Cu Bi Sb Ni

1. Katoda0,000

3

0,000

3

0,001

6

0,000

9

0,000

1

0,000

6

0,000

7

2. Data dan Pengolahan Data Unit IV

Tabel 4.5 Data Lapangan Unit IV







6. Tegangan

7,6 Volt/Unit



9. Kapasitas Produksi 35,5 ton/Bulan

Perhitungan:


= 7,6 V x 750 A x 200 Jam

= 1140 kWh daya yang digunakan oleh Unit IV

Y = ( Arn

x 196500

x3600 detik ) : 1000 A

= ( 119 gr /mol2

x 196500

x3600 detik ) : 1000 A

= 0,00222


= 0,0022.750 A .200 Jam

1000 x 32 Sel

= 10 ton 560 kg


= 10ton 170 kg10ton 560 kg x 100%

= 96,3 %

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Unit IV

No. Data Hasil

29




Tabel 4.7 Hasil Analisa Laboratorium Katoda Unit IV

No

.

Sampe

l

Hasil Analisa (%)


1. Katoda0,000

1

0,000

2

0,002

3

0,003

3

0,000

5

0,000

7

0,000

2

3. Data dan Pengolahan Data Unit V

Tabel 4.8 Data Lapangan Unit V







6. Tegangan 8,6 Volt/Unit



9. Kapasitas Produksi 40 ton/Bulan

Perhitungan:


= 8,6 V x 600 A x 200 Jam

= 1032 kWh daya yang digunakan oleh Unit V

30

Y = ( Arn

x 196500

x3600 detik ) : 1000 A

= ( 119 gr /mol2

x 196500

x3600 detik ) : 1000 A

= 0,00222


= 0,0022.600 A .200 Jam

1000 x 36 Sel

= 9 ton 504 kg


= 9 ton150 kg9 ton504 kg x 100%

= 96,28 %

Tabel 4.9 Hasil Perhitungan Unit V

No. Data Hasil




Tabel 4.10 Hasil Analisa Laboratorium Katoda Unit V

No

.

Sampe

l

Hasil Analisa (%)


1. Katoda0,000

1

0,000

2

0,002

3

0,0003

3

0,000

5

0,000

7

0,000

2

31

BAB V

PEMBAHASAN

5.1 Pengaruh Energi yang Disuplai

Dari hasil pengolahan data, diperoleh besarnya energi yang disuplai pada

tiap unit sel elektrolisis. Untuk mengetahui pengaruh energi yang disuplai

terhadap kuantitas produksi, bisa dilihat pada gambar 5.1 berikut.

32

500 600 700 800 900 1000 1100 12000

2

4

6

8

10

12

Unit III

Unit V

Unit IV

Energi yang disuplai (kWh)

Ber

at B

ersih

Kat

oda

(ton)

Gambar 5.1 Grafik Pengaruh Suplai Energi terhadap Kuantitas Produksi

Pada gambar 5.1 tersebut, bisa diketahui bahwa makin besar energi yang

disuplai untuk proses elektrolisis, maka makin besar pula jumlah deposit logam

yang didapatkan. Pada grafik tersebut, diketahui bahwa Unit IV mendapatkan

suplai energi terbesar yaitu sebesar 1140 kWh dan paling besar pula jumlah

deposit logamnya yaitu sebanyak 10 ton 170 kg. Sedangkan pada Unit III yang

hanya mendapatkan suplai energi sebesar 550 kWh, memiliki jumlah deposit

logam yang paling sedikit yaitu hanya sebanyak 6 ton 933 kg.

Selanjutnya untuk mengetahui pengaruh energi yang disuplai terhadap

kualitas produksi, bisa dilihat pada gambar 5.2 berikut.

33

500 600 700 800 900 1000 1100 12000

0.0005

0.001

0.0015

0.002

0.0025

0.003

0.0035

FeAsPbCuBiSbNi

Energi yang disuplai (kWh)

Kad

ar P

engo

tor

(%)

Gambar 5.2 Grafik Pengaruh Suplai Energi terhadap Kualitas Produksi

Pada gambar 5.2 tersebut, bisa diketahui bahwa makin besar energi yang

disuplai untuk proses elektrolisis, maka pengotor yang memiliki potensial reduksi

lebih rendah dari Sn seperti Fe, As dan Ni mengalami penurunan. Namun hal ini

tidak berlaku pada logam yang memiliki potensial reduksi yang lebih besar dari

Sn. Contoh logam tersebut adalah Pb, Cu, Bi dan Sb yang justru menunjukkan

peningkatan seiring tingginya suplai energi yang diberikan. Oleh karena itu,

penyesuaian terhadap suplai energi harus diperhitungkan lebih matang lagi agar

jumlah pengotor bisa diminimalisir.

5.2 Pengaruh Besarnya Tegangan

Dari hasil pengamatan selama di lapangan, diperoleh data besarnya

tegangan yang diaplikasikan pada tiap unit sel elektrolisis. Dari perbedaan

tersebut, akan diketahui pengaruhnya terhadap kuantitas produk. Pengaruh

besarnya tegangan terhadap kuantitas produk bisa dilihat pada gambar 5.3 berikut.

34

5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 90

2

4

6

8

10

12

Unit III

Unit IV

Unit V

Tegangan (Volt)

Ber

at B

ersih

Kat

oda

(ton)

Gambar 5.3 Grafik Pengaruh Besar Tegangan terhadap Kuantitas Produk

Pada gambar 5.3 tersebut, bisa diketahui bahwa makin besar tegangan yang

diberikan untuk proses elektrolisis, maka kecenderungan makin besarnya jumlah

deposit logam meningkat. Pada grafik tersebut, diketahui bahwa Unit III

mendapatkan tegangan sebesar 6,1 Volt dan jumlah deposit logamnya sebesar 6

ton 933 kg. Deposit logam meningkat pada Unit IV yang mendapat tegangan

sebesar 7,6 Volt. Deposit logam yang didapatkan pada Unit IV adalah sebesar 10

ton 170 kg. Namun, pada Unit V yang mendapatkan tegangan paling besar yaitu

8,6 Volt deposit logam justru menurun. Jumlah deposit logam pada Unit V adalah

sebesar 9 ton 150 kg. Hal ini bisa dipengaruhi oleh kecilnya arus yang diberikan

sehingga meningkatkan nilai hambatan yang jelas akan mengurangi nilai deposit

logam.

Selanjutnya untuk mengetahui pengaruh besarnya tegangan terhadap

kualitas produksi, bisa dilihat pada gambar 5.4 berikut.

35

5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 90

0.0005

0.001

0.0015

0.002

0.0025

0.003

0.0035

FeAsPbCuBiSbNi

Tegangan (Volt)

Kad

ar p

engo

tor

(%)

Gambar 5.4 Grafik Pengaruh Besar Tegangan terhadap Kualitas Produk

Pada gambar 5.4 tersebut, bisa diketahui bahwa makin besar tegangan yang

diberikan untuk proses elektrolisis, maka pengotor yang memiliki potensial

reduksi lebih rendah dari Sn seperti Fe, As dan Ni mengalami penurunan. Namun

hal ini tidak berlaku pada logam yang memiliki potensial reduksi yang lebih besar

dari Sn. Contoh logam tersebut adalah Pb, Cu, Bi dan Sb yang justru

menunjukkan peningkatan seiring tingginya suplai energi yang diberikan. Oleh

karena itu, penyesuaian terhadap besanya tegangan yang diberikan harus

diperhitungkan lebih matang lagi agar jumlah pengotor bisa diminimalisir.

5.3 Pengaruh Besarnya Arus

Dari hasil pengamatan selama di lapangan, diperoleh data besarnya arus

yang diaplikasikan pada tiap unit sel elektrolisis. Dari perbedaan tersebut, akan

diketahui pengaruhnya terhadap kuantitas produk. Pengaruh besarnya arus

terhadap kuantitas produk bisa dilihat pada gambar 5.5 berikut.

36

400 450 500 550 600 650 700 750 8000

2

4

6

8

10

12

Unit III

Unit V

Unit IV

Kuat Arus (Ampere)

Ber

at B

ersih

Kat

oda

(ton)

Gambar 5.5 Grafik Pengaruh Besar Arus terhadap Kuantitas Produk

Pada gambar 5.5 tersebut, bisa diketahui bahwa makin besar arus yang

diberikan untuk proses elektrolisis, maka makin besar pula jumlah deposit logam

yang didapatkan. Pada grafik tersebut, diketahui bahwa Unit IV mendapatkan

pemberian arus terbesar yaitu sebesar 750 A dan paling besar pula jumlah deposit

logamnya yaitu sebanyak 10 ton 170 kg. Sedangkan pada Unit III yang hanya

mendapatkan arus sebesar 460 A, memiliki jumlah deposit logam yang paling

sedikit yaitu hanya sebanyak 6 ton 933 kg.

Selanjutnya untuk mengetahui pengaruh besarnya arus terhadap kualitas

produksi, bisa dilihat pada gambar 5.6 berikut.

400 450 500 550 600 650 700 750 8000

0.0005

0.001

0.0015

0.002

0.0025

0.003

0.0035

FeAsPbCuBiSbNi

Kuat Arus (Ampere)

Kad

ar P

engo

tor

(%)

Gambar 5.6 Grafik Pengaruh Besar Arus terhadap Kualitas Produk

37

Pada gambar 5.6 tersebut, bisa diketahui bahwa makin besar arus yang

diberikan untuk proses elektrolisis, maka pengotor yang memiliki potensial

reduksi lebih rendah dari Sn seperti Fe, As dan Ni mengalami penurunan. Namun

hal ini tidak berlaku pada logam yang memiliki potensial reduksi yang lebih besar

dari Sn. Contoh logam tersebut adalah Pb, Cu, Bi dan Sb yang justru

menunjukkan peningkatan seiring tingginya suplai energi yang diberikan. Oleh

karena itu, penyesuaian terhadap besanya arus yang diberikan harus

diperhitungkan lebih matang lagi agar jumlah pengotor bisa diminimalisir.

38

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

Berdasarkan data dan analisa yang telah dilakukan pada proses Electolytic

Refining, maka didapatkan kesimpulan sebagai berikut:

1. Electrolytic refining merupakan proses pemurnian secara elektrolisis

dengan prinsip logam yang ingin ditingkatkan kadarnya digunakan

sebagai anoda pada sel elektrolisis.

2. Semakin besar energi yang disuplai, tegangan dan kuat arus yang

diberikan serta makin lamanya proses akan meningkatkan jumlah deposit

logam di katoda.

3. Semakin besar energi yang disuplai, tegangan dan kuat arus yang

diberikan akan menurunkan jumlah deposit logam yang memiliki

potensial reduksi lebih rendah dari Sn, seperti Fe, As dan Ni. Namun,

logam yang memiliki potensial reduksi lebih tinggi dari Sn, seperti Pb,

Cu, Bi dan Sb akan meningkat jumlahnya.

6.2 Saran

Setelah melihat dan mengamati kondisi di lapangan secara langsung, maka

penulis menyarankan hal – hal sebagai berikut:

1. Tidak adanya masker khusus yang diberikan selama melakukan kerja

praktik di Bagian Electrolytic Refining.

2. Diharapkan dengan telah dilaksanakannya kegiatan Kerja Praktik ini

akan tejalin kerjasama antara PT. Timah (Persero) Tbk dengan

Universitas Sultan Ageng Tirtayasa dalam kegiatan lainnya seperti

Kunjungan Industri (Plan Visit) dan pengerjaan Tugas Akhir atau

Skripsi.

3. Sinkronisasi alat mekanik harus diperhatikan agar tercapai target

produksi yang maksimal.

39

DAFTAR PUSTAKA

Murac, N.N., dll. 1967. Metallurgy of Tin Volume 2. Rusia: National Lending

Library for Scince and Technology.

Rosenqvist, Terkel.1983. Principles of Extractive Metallurgy. Singapura:

McGraw-Hill Book Company

Setiasih, Sunarni. 2013. Sel Elektrolisis. Kemdikbud PPPPTK IPA.

PT. Timah (Persero) Tbk.. 2015. [terhubung berkala] www.timah.com.

[November 2015]

40

LAPORAN KERJA PRAKTIK AS (Autosaved).docx

Documents

Transcript of LAPORAN KERJA PRAKTIK AS (Autosaved).docx