Makalah Proses Pembuatan Semen

42
INDUSTRI PEMBUATAN SEMEN PORTLAND SECARA PROSES KERING Oleh : Hadi Sulaiman (1141425018) Intan Permatasari (1141425020) Yulius Tandi Limbong (1141405021) TEKNIK KIMIA INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA

description

aa

Transcript of Makalah Proses Pembuatan Semen

INDUSTRI PEMBUATAN SEMEN PORTLAND SECARA PROSES KERING

Oleh :

Hadi Sulaiman (1141425018)Intan Permatasari (1141425020)

Yulius Tandi Limbong (1141405021)

TEKNIK KIMIA

INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA

SERPONG

2014 PENDAHULUAN

Semakin meningkatnya pembangunan infrastruktur umum dan swasta, banyak program pemerintah yang memprioritaskan pada pembangunan fisik seperti gedung, jembatan dan lain-lain. Dengan adanya prioritas pada pembangunan fisik tersebut, maka diperlukan suatu bahan yang sangat vital, yaitu semen. Mengingat begitu banyak permintaan konsumen terhadap semen, maka keberadaan industri semen sangat penting.Perkembangan perusahaan semen di Indonesia sangat pesat dan mempunyai peranan yang sangat penting dalam pembangunan. Banyaknya perusahaan semen yang ada di Indonesia membuat persaingan pasar semakin ketat. Apalagi saat ini banyaknya bencana alam yang terjadi di Indonesia seperti gempa bumi, tanah longsor, tsunami, banjir, angin puting beliung, dan bencana-bencana lainnya menyebabkan ribuan rumah rusak dan hancur, ditambah adanya program pemerintah tentang Rumah Sehat Sederhana, maka dengan sendirinya kebutuhan akan semen sebagai bahan pokok dalam pembangunan akan semakin meningkat. Hal ini menyebabkan perkembangan industri semen semakin menarik untuk dicermati.

BAB I

TINJAUAN PUSTAKA1.1 Definisi SemenSemen berasal dari bahasa latin Caementum yang berarti bahan perekat. Lebih luasnya semen adalah senyawa yang terdiri dari kalsium silika yang mempunyai sifat adhesif maupun kohesif yang digunakan sebagai bahan pengikat (bonding material) bahan-bahan bangunan seperti batu, pasir dan bahan lain menjadi bahan padat dan kompak yang digunakan pada pekerjaan konstruksi. Semen bila dicampur air akan menjadi senyawa hidrat yang memiliki sifat plastis dan kemampuan untuk merekat yang disebut dengan semen hidrolis atau sering disebut dengan istilah semen Portland. Semen Portland dihasilkan dengan cara menggiling terak atau clinker yang terdiri atas kalsium silikat yang bersifat hidrolis yang digiling bersama-sama dengan bahan tambahan berupa satu atau lebih bentuk kristal senyawa gypsum dan boleh ditambah dengan bahan tambahan lain (SNI No. 15-2049-1994).1.2 Komposisi Semen PortlandKomposisi semen terdiri atas senyawa-senyawa utama (mineralmineral potensial) sebagai penyusun semen yang terbentuk dari empat oksida utama, yaitu: oksida kapur (CaO), oksida silika (SiO2), oksida alumina (Al2O3), oksida besi (Fe2O3). Jumlah kandungan dari keempat oksida kurang lebih 95 % dari berat semen, sedangkan sisanya sebanyak 5% terdiri dari oksida magnesium (MgO) dan oksida lain. Komposisi spesifik semen Portland tergantung pada jenis semen dan komposisi bahan baku yang dipergunakan. 1.3 Jenis-Jenis Semen PortlandMenurut ASTM C 150-1998 dan atau SII 0013, semen Portland diklasifikasikan dalam lima jenis, yaitu :1. Semen Portland tipe I

Dikenal pula sebagai Ordinary Portland Cement (OPC), merupakan semen hidrolisis yang dipergunakan secara luas untuk konstruksi umum yaitu bangunan yang tidak memerlukan persyaratan khusus, antara lain bangunan perumahan, gedung- gedung bertingkat, jembatan, landasan pacu, dan jalan raya.2. Semen Portland tipe II

Semen Portland tipe II adalah semen yang mempunyai ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang. Misalnya untuk bangunan di pinggir laut, tanah rawa, dermaga, saluran irigasi, beton massa dan bendungan.3. Semen Portland tipe IIISemen jenis ini merupakan semen yang dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan bangunan yang memerlukan kekuatan tekan awal yang tinggi setelah proses pengecoran dilakukan dan memerlukan penyelesaian secepat mungkin. Misalnya digunakan untuk pembuatan jalan beton, bangunan tingkat tinggi, dan bandar udara.

4. Semen Portland tipe IVSemen Portland tipe IV digunakan untuk konstruksi dan hidraulic engineering karena ketahanan sulfatnya rendah dan pengerutannya juga rendah. Kandungan mineralnya mempunyai komposisi 26% C3S, 50% C3S, 5% C3A dan 12% C4AF. Digunakan untuk pengecoran dan penyemprotan.5. Semen Portland tipe VSemen Portland tipe V dipakai untuk konstruksi bangunanbangunan pada tanah/air yang mengandung sulfat tinggi dan sangat cocok untuk instalasi pengolahan limbah pabrik, konstruksi dalam air, jembatan, terowongan, pelabuhan dan pembangkit tenaga nuklir.Pembahasan sifat kimia semen di sini meliputi pembahasan komposisi zat yang ada di dalam semen, reaksi-reaksi yang terjadi dan perubahan yang terjadi saat penambahan air pada semen. Hal ini perlu dilakukan karena komposisi dan sifat komponen tersebut sangat mempengaruhi sifat semen secara keseluruhan. Berikut sifat kimia dan fisika semen Portland beserta syaratnya berdasarkan ASTM C 150-94:

Tabel 1.1 Syarat Kimia Semen Portland

NoUraianJenis

IIIIIIIVV

1MgO maks (%)66666

2SO3 maks untuk C3A < 8% (%)333,52,32,3

3SO3 maks untuk C3A > 8% (%)3,5-4,5--

4Hilang pijar maks (%)3332,53

5Bagian tak terlarut maks (%)0,750,750,750,750,75

6C3S maks (%)---35-

7C2S maks (%)---40-

8C3A maks (%)-81575

9C3AF I 2C3A atau C4AF I C2AF maks (%)----25

10SiO2 min (%)-20---

11Al2O3 maks (%)-6---

12Fe2O3 maks (%)-6-6,5-

13 Kandungan air dalam camp (% volume)1212121212

Sumber : Leas Chemistry of Cement and Concrete, edisi ke-4, Arnold, 1998, hlm. 181 Tabel 1.2 Sifat Fisika Semen PortlandNo.UraianJenis (dalam %)

IIIIIIIVV

1Kehalusan dengan alat blaine (cm2/g)28002800-28002800

2Waktu pengikatan awal dengan alat vicat (minimum) (menit)4545454545

3Waktu pengikatan akhir dengan alat vicat (maksimum)375375375375375

4Kekekalan pemuaian dalam autoclave (maksimum)0,80,80,80,80,8

5Kuat tekan (kg/cm2)

1 hari minimum--120--

3 hari minimum8470211--

7 hari minimum148127-56105

28 hari minimum246246-141211

6Panas hidrasi (kal/g)7 hari-70---

28 hari-80---

Sumber : Cement Standarts of The World, Portland cement and its derivatives, Cemberau, Paris, 1998.BAB IIDESKRIPSI PROSES

2.1 Konsep Proses

Proses pembuatan semen secara garis besar dibagi menjadi tiga tahap, yaitu:

a. Persiapan bahan (penambangan dan penyediaan bahan baku/Mining Unit)

b. Tahapan proses, dibagi menjadi tiga unit, yaitu:

1. Pengeringan dan penggilingan bahan baku (Raw Mill Unit)

2. Pembakaran tepung baku dan pendinginan clinker (Burning Unit)

3. Penggilingan akhir (Cement Mill Unit/Finish Mill Unit)

c. Pengantongan semen (Packing Unit)2.1.1 Dasar Reaksi

Proses pembuatan semen ada dua macam, yaitu proses basah dan proses kering. Namun sekarang proses yang biasanya digunakan oleh industri adalah proses kering. Alasan dihentikannya proses basah adalah penggunaan bahan bakar yang terlalu banyak dan biaya operasional yang terlalu tinggi. Proses kering dilakukan dengan menggunakan prinsip preblending dengan sistem terhomogenasi dan raw mix, dimana pada proses ini tahap penggilingan dan pencampuran dilakukan secara kering. Proses ini menggunakan umpan kering untuk tahap pembakaran dalam suspension preheater dan rotary kiln, tahap-tahap prosesnya:a. Drying terjadi di dalam suspension preheater

b. Calcination terjadi di dalam suspension preheater dan rotary kilnc. Sintering dan Reaction terjadi di dalam rotary kiln2.1.2 Mekanisme ReaksiProses yang terjadi di dalam rotary kiln adalah sebagai berikut:a. Penguapan air bebas yang dikandung oleh tepung baku pada suhu 100 C (reaksi endotermis)b. Penguapan air hidrat yang dikandung oleh tanah liat pada suhu 500 C (reaksi endotermis)

Al2SiO7.x H2O Al2O3 + SiO3 + x H2O

c. Proses kalsinasi pada suhu 600-900 C (reaksi endotermis)

CaCO3 CaO + CO2d. Penguapan air hidrat yang dikandung oleh batu kapur pada suhu 800 C (reaksi endotermis)e. Proses pembentukan C2S pada suhu 800-900 C (reaksi endotermis)

2 CaO + SiO2

2 CaO.SiO2 atau C2S

f. Proses pembentukan C3A dan C4AF pada suhu 900-1200 C (reaksi eksotermis)

3 CaO + Al2O3 3 CaO.Al2O3 atau C3A

3 CaO + Al2O3 + Fe2O3 3 CaO.Al2O3.Fe2O3 atau C4AF

g. Proses pembentukan fasa cair pada suhu 1250-1280 C (reaksi endotermis)

h. Proses pembentukan C3S pada suhu 1200-1460 C (reaksi eksotermis)

2CaO.SiO2 + CaO 3CaO.SiO2 atau C3S2.2 Penambangan dan Penyediaan Bahan Baku (Mining Unit)

Bahan baku yang digunakan untuk pembuatan semen adalah batu kapur, tanah liat, silika, dan pasir besi, dan gypsum. Bahan baku yang ditambang adalah batu kapur (lime stone) dan tanah liat (clay) yang merupakan bahan baku utama, sedangkan silika dan pasir besi merupakan bahan baku korektif serta gypsum merupakan bahan aditif.2.2.1 Penambangan Bahan Kapur

Penambangan batu kapur dilakukan dengan sistem side hile type dan open pit type. Deposit batu kapur yang terdapat di lokasi penambangan merupakan suatu perbukitan sehingga cara open pit lebih sering digunakan. Penambangan terbuka dimaksudkan sebagai penambangan yang dilakukan dalam ruang terbuka di permukaan tanah. Penambangan ini dilakukan dengan sistem berteras (benching system). Bench dibuat menyusuri bukit dan berjarak sekitar 50 m dari titik puncak acuan. Tinggi bench sekitar 6 m dengan lebar 2 m. Adapun persyaratan batu kapur (CaCO3) sebagai berikut:a. Kemurnian CaCO3: 88 98%

b. Rasio Silika

: 2, 60c. Rasio Alumina: 2,57

d. CaO

: 50,80%

e. Ukuran material: 0 80 mm Kegiatan penambangan batu kapur melalui beberapa tahap sebagai berikut:

2.2.2 Penambangan Tanah Liat

Cara penambangan tanah liat hampir sama dengan batu kapur, hanya saja tidak menggunakan drilling dan blasting. Penambangan akan terus dilakukan sampai ketinggian tanah tidak kurang dari 0 meter dari permukaan air laut. Adapun persyaratan untuk tanah liat adalah sebagai berikut:a. CaO minimal

: 2,5%

b. SiO2 minimal

: 15%

c. Kadar air maksimal: 25%

d. Ukuran material: 0 80 mm

Tahap-tahap penambangannya adalah sebagai berikut:

2.2.3 Pengadaan Pasir Besi, Pasir Silika, dan GypsumPasir besi dengan Fe2O3 sebagai komposisi tertinggi (7080 %) terdapat di sepanjang pantai laut selatan Pulau Jawa. Kebutuhan pasir besi dapat dipenuhi oleh PT. Aneka Tambang Cilacap. Pasir silika disebut juga silica sand mempunyai kandungan SiO2 yang tinggi (9095%). Kebutuhan pasir silika sendiri dapat dijumpai di daerah Cibadak, Sukabumi. Gypsum yang berwarna putih berbentuk kristal mempunyai rumus CaSO4.2H2O dapat diperoleh dari alam atau secara sintetis. Gypsum di alam terdapat dalam batuan sedimen kalsium sulfat yang banyak terdapat di danau atau kawah gunung. 2.3 Tahapan ProsesProses pembuatan semen terdiri dari beberapa tahapan yang diproses di unit yang berbeda.2.3.1 Raw Mill UnitSebelum bahan baku dimasukkan ke dalam kiln, bahan baku tersebut harus melalui tahapan proses pengeringan dan penggilingan. Hal ini dimaksudkan untuk:

a. Kadar air bahan baku menjadi 0,5-1%. Hal ini bertujuan untuk mengurangi energi yang dibutuhkan pada tahap pembakaran.

b. Mereduksi bahan baku hingga ukurannya 90-200 mikron sehingga diperoleh material yang lebih halus dengan luas permukaan yang besar dan dapat meningkatkan kecepatan reaksi dan kecepatan pembakaran pada unit kilnc. Memperoleh campuran bahan baku yang lebih homogend. Mencampur bahan baku dengan perbandingan tertentuBatu kapur (lime stone) hasil penambangan memiliki komposisi yang berbeda-beda untuk setiap kali penambangan sehingga perlu diratakan proses prehomogenisasi untuk mendapatkan komposisi yang merata. Lime stone dari penambangan dikirim dengan belt conveyor menuju storage melalui tripper untuk mengatur susunan lime stone berupa tumpukan sehingga menjadi lebih homogen. Pengambilan batu kapur dilakukan secara melintang memotong pile dengan bantuan reclaimer yang dibawahnya terdapat scrapper untuk membawa batu kapur. Sedangkan bahan lain (pasir koreksi, sandy clay, dan dust EAF) diangkut dengan menggunakan belt conveyor yang dilengkapi dengan weighing feeder untuk pengukuran berat material yang akan dibawa. Sistem penggilingan yang digunakan adalah air swept mill (material keluar dari mill karena hisapan mill fan).Setelah itu, batu kapur akan masuk ke impack dryer, sedangkan sandy clay akan masuk ke rotary dryer. Hal ini dilakukan untuk mengurangi beban dari mix dryer. Selanjutnya, material akan bercampur di belt conveyor. Suhu masuk rotary dryer dan impack dryer adalah sebesar 290-340 C, material yang sangat halus dan debu terhisap ke electrostatic prespitator (EP), terjadi pemisahan antara material dengan debu. Debu yang telah melewati EP akan dibuang ke lingkungan dengan kadar maksimum yang telah ditetapkan oleh pemerintah 80 mg/Nm3 dan material yang halus akan bergabung dengan produk raw mill dengan bantuan air slide dan air lift. Selanjutnya material dari kedua dryer bersama-sama masuk ke double roller crusher, pada tahapan ini terjadi size reduction material. Dari crusher material dibawa ke hopper mix dengan mengggunakan belt conveyor dan bucket elevator. Dari hopper mix material akan masuk ke raw grinding mill. Grinding mill dialiri panas dari SP dengan aliran searah aliran material. Pada tahapan ini terjadi proses pengeringan dan penggilingan. Material yang keluar dari grinding mill masuk ke separator dengan hisapan mill fan. Di separator material yang masih kasar dipisahkan dari material yang halus. Material yang masih kasar dikembalikan lagi ke dalam grinding mill sebagai tailing. Material yang halus masuk ke cyclone untuk dipisahkan antara gas dan materialnya. Material yang sangat halus ikut terbawa ke EP bersama dengan gas dan material halus yang telah terpisah dari gas menjadi produk untuk masuk ke sistem air slide untuk masuk ke raw mill silo. Di silo, terdapat dua dust collector yang berfungsi untuk menangkap debu dan udara yang akan terhisap oleh fan yang kemudian dibuang ke lingkungan.

Raw mill silo masing-masing dibagi menjadi dua bagian, bagian atas disebut blending silo dan bagian bawah disebut storage silo. Di blending silo, terjadi proses homogenisasi, yaitu dengan dihembuskannya udara dari bawah. Produk yang sudah homogen kemudian masuk ke storage silo melalui air slide.Material yang masuk EP ditangkap oleh elektroda-elektroda. Untuk melepaskan debu yang menempel pada elektroda maka plat-plat elektroda tersebut dipukul dengan cara diketuk-ketuk secara periodik dengan hammer sehingga debu tersebut jatuh ke bagian penampung yang disebut dust hopper, kemudian diangkut melalui screw cyclone dan air slide, dan bergabung dengan produk dari cyclone separator dan cyclone (dari dryer) menuju air lift atau bucket elevator dan masuk ke raw mill silo. Debu yang tidak tertangkap elektroda EP diteruskan ke cerobong sebagai emisi. Gas panas yang merupakan sisa pembakaran suspension preheater fan menuju grinding mill dan coal mill. Sebagian gas panas dengan temperatur 320 C masuk ke grinding mill melalui inlet. Temperatur gas keluar separator 210 C dan dari separator gas panas masuk ke EP dan kemudian dibuang ke lingkungan. Sedangkan gas panas yang masuk ke dalam dryer searah dengan material basah sehingga karena perbedaan suhu yang tinggi dan perbedaan kandungan air yang tinggi maka penguapan air akan lebih banyak. Untuk mengeringkan batu kapur atau tanah liat, perlu diperhatikan agar tidak terjadi perubahan kimiawinya. Batu kapur tidak boleh lebih dari 700-800 C, dan tanah liat tidak boleh lebih dari 400 C. 2.3.2 Burning Unit

Proses pembakaran dan pendinginan clinker dibagi menjadi tiga tahap, yaitu:

a. Tahap HomogenisasiTepung baku mengalami proses homogenisasi dengan menggunakan udara bertekanan tinggi yang dihembuskan oleh kompresor yang berada di bawah silo. Kemudian udara tersebut mengangkat partikel-partikel tercampur secara vertikal sehingga partikel naik dan jatuh demikian seterusnya. Sedangkan di atas raw mill terdapat dust collector yang berfungsi untuk membantu menarik udara kelar dari blending silo agar di dalamnya terjadi pergantian udara secara kontinyu. Selain itu dust collector juga berfungsi untuk menangkap debu yang terbawa oleh udara dan debunya dikembalikan ke dalam raw mill silo.

Proses homogenisasi menggunakan sistem yang bekerja secara kontinyu, material masuk melalui air slide yang kemudian disebar dalam 8 buah saluran yang berada di atas silo. b. Tahap Pembentukan ClinkerProses pembuatan terjadi dalam beberapa tahap, yaitu:

1. Proses pemanasan awal dan penguapan air yang terjadi di suspension preheater2. Proses kalsinasi awal yang terjadi di suspension preheater3. Proses kalsinasi lanjutan yang terjadi di rotary kiln4. Proses transisi dan proses sintering yang terjadi di rotary kiln5. Proses pendinginan yang terjadi di air quenching coolerProses pembentukan clinker terjadi pada supsension heater dan kiln. Di dalam suspension preheater, raw mill mengalami pemanasan awal dan proses kalsinasi awal. Panas yang dibutuhkan untuk pemanasan dan kalsinasi diperoleh dari gas buang kiln dan dari pembakaran yang terjadi pada suspension preheater. Kalsinasi awal bertujuan untuk menaikkan derajat kalsinasi raw mill sebelum masuk ke kiln karena kalsinasi membutuhkan energi yang besar sehingga dapat mengurangi beban kiln. Di dalam suspension preheater telah terjadi kalsinasi awal sebesar 85%.

Suspension preheater terdiri dari dua bagian. Masing-masing terdiri dari empat tingkat dan masing-masing tingkat mempunyai suhu yang berbeda-beda.

1. Stage 1 terdiri dari dua cyclone dengan suhu 300-360 C2. Stage 2 terdiri dari dua cyclone dengan suhu 480-550 C3. Stage 3 terdiri dari dua cyclone dengan suhu 650-700 C4. Stage 4 terdiri dari dua cyclone dengan suhu 800-850 CUmpan raw mill dari storage silo oleh air slide conveyor ke feed tank (tempat penampungan sementara). Dari feed tank, raw mill dikeluarkan melalui weighing feeder, setelah itu aliran material menuju SP melalui connection dust (saluran penghubung) antara stage 1 dan 2. Gas panas keluar dari ujung atas cyclone stage 1 karena tarikan suspension preheater fan, sedangkan raw mill turun melalui saluran penghubung stage 2 dan 3. Pada tahap ini raw mill terbawa oleh aliran gas dari stage 3 dan masuk ke stage 2. Dari stage 2 raw mill turun ke saluran penghubung antara stage 3 dan 4. Demikian seterusnya, sampai stage akhir. Dengan demikian tepung baku akan mengalami pemanasan secara berulang disepanjang tingkat cyclone dan material akan turun terpisah dari gas panas dengan bantuan gaya sentrifugal. Gas panas akan keluar karena hisapan dari SP. Gas panas ini digunakan kembali untuk proses pengeringan dan penggilingan di grinding mill dan rotary dryer di unit raw mill.Dalam unit SP material akan mengalami prekalsinasi yaitu CaCO3 yang terdapat dalam amterial akan menjadi CaO dan CO2 dengan reaksi :

CaCO3 CaO + CO2

Panas pada reaksi dihasilkan oleh gas panas yang dihasilkan dari kiln. Proses pembakaran di rotary kiln menggunakan batubara yang telah di preparasi berupa pengecilan ukuran, pengeringan dan penimbangan oleh weighing feeder agar sesuai dengan kebutuhan burner. Selanjutnya batubara masuk ke burner melalui blower. Rotary kiln sebagai ruang pembakaran utama dibagi menjadi beberapa zona, yaitu :1. Zona Kalsinasi

Pada zona ini digunakan bata tahan api jenis fire clay alumina 50%, CaCO3 hampir terkonversi seluruhnya menjadi CaO, dan dalam zona ini pula mulai terbentuk C2S pada temperatur berkisar antara 800 900C.

Reaksi:

CaCO3 CaO + CO2

CaO + SiO2 CaO.SiO2

CaO.SiO2 + CaO

2CaO.SiO22. Zona TransisiPada zona ini digunakan bata tahan api jenis magnesit chrom 65%. Zona transisi merupakan daerah perubahan antara zona kalsinasi dan sintering.

Reaksi:

CaO + Al2O3

CaO.Al2O3

CaO.Al2O3 + 2CaO

3CaO.Al2O33 CaO.Al2O3 + CaO + Fe2O3

4CaO.Al2O3..Fe2O33. Zona SinteringPada zona ini digunakan bata tahan api jenis magnesit chrom brick 80-85% karena memiliki ketahanan terhadap beban panas tinggi, perubahan temperatur mendadak, dan ketahanan terhadap zat kimia. Pembentukan komponen clinker yaitu C3S, C4AF, C3A, dan C2S terjadi secara maksimum. Temperatur berkisar antara 1200 1450 C.

Reaksi :

CaO.SiO2 + CaO 3CaO.SiO24. Zona PendinginanPada zona ini digunakan bata tahan api jenis high alumina brick 90-95% akrena memiliki ketahanan yang baik terhadap perubahan temperatur dan terhadap zat kimia. Zona ini merupakan daerah pendinginan clinker yang pertama dilakukan didalam rotary kiln sampai temperatur sekitar 1300-1240 C.

a. Tahap Pendinginan ClinkerClinker yang terbentuk pada proses pembakaran mengalami pendinginan pada Air Quenching Cooler (AQC), tujuan pendinginan yaitu :

1. Menghindari terurainya C3S menjadi C2S2. Menjaga keawetan mesin dari temperatur panas3. Clinker panas dapat menyebabkan penguraian gypsum pada pengolahan terakhir4. Proses pendinginan clinker yang tepat dapat meningkatkan kualitas semenLaju pendinginan clinker mempengaruhi perbandingan antara kristal dan fase cair dalam clinker, sehingga pendinginan harus dilakukan secara tiba-tiba dari suhu 1400 C hingga 100-120 C agar komposisi kristal semen tidak berubah. Udara yang dipakai sebagai media pendinginan clinker diperoleh dari udara bebas melalui cooling fan. Udara dihembuskan kedalam chamber untuk mendinginkan clinker guna menghindari penguraian C3S menjadi C2S. Clinker yang telah didinginkan terlebih dahulu di crusher sebelum diangkut ke clinker silo dengan menggunakan belt conveyor. Perpindahan ini mengakibatkan udara menjadi panas yang nantinya akan digunakan sebagai udara sekunder untuk pembakaran di klin dan digunakan sebagai udara tersier untuk pembakaran di suspension preheater, sisanya dibuang melalui cerobong. Gas buang dilewatkan terlebih dahulu ke dalam electrostatic precipitator untuk memisahkan debu yang terbawa oleh gas.

1.1.1. Finish Mill UnitUnit penggilingan akhir dilakukan untuk mendapatkan semen dengan kehalusan yang diinginkan. Partikel yang keluar dari unit penggilingan (finish mill) kemudian melewati separator untuk menghasilkan produk dengan ukuran 45 mikron yang akan menghasilkan semen dengan kekuatan yang baik.

Dari clinker silo, clinker keluar melalui apron conveyor menuju hopper clinker setelah itu dibawa ke finish mill dengan jumlah yang telah ditetapkan oleh weighing feeder. Clinker ditambahkan bahan aditif Cemen Grinding Aids (CGA) yang merupakan etilen glikol yang berfungsi untuk mencegah terjadinya ball coating yaitu menempelnya clinker pada bola-bola baja dalam grinding mill.

Pada finish mill, clinker dan gypsum digiling oleh steel ball dengan ukuran tertentu. Dinding finish mill dilapisi dengan liner yang berfungsi mengarahkan gerakan steel ball. Finish mill bergerak dengan kecepatan putaran tertentu agar terbentuk kehalusan yang diinginkan. Pada proses ini suhu dijaga maksimal 120 C agar tidak terjadi dehidrasi gypsum yang menyebabkan gypsum tidak berfungsi lagi sebagai bahan untuk mempelambat pengerasan awal.

Produk keluaran finish mill terbagi menjadi dua bagian yaitu produk semen yang dialirkan ke air separator agar dipisahkan sesuai standar semen yang diinginkan. Semen yang terbawa oleh udara akan dialirkan ke electrostatic precipitator agar bisa diendapkan sehingga dipisahkan dari udara. Untuk produk semen yang kasar akan kembali ke cement mill sedangkan yang memenuhi standar akan dibawa menuju cement silo.

1.1.2. Packing UnitProduk keluaran dari cement silo diangkut menggunakan air slide menuju vibrator screen untuk memisahkan material yang halus dan yang kasar, serta pengotor yang masih terbawa dalam produk semen. Material kasar dan pengotor dibuang dengan menggunakan corong vibrating screen dibagian atas, sedangkan material yang halus masuk kedalam bin cement,dan dialirkan kedalam in-liner packer. Jika bin tersebut telah penuh maka semen akan bersirkulasi dijatuhkan kembali kedalam bucket elevator lalu kembali menuju vibrating screen dan seterusnya.

Aliran massa semen terbagi menjadi dua, yaitu massa semen yang setelah ditimbang di weigh bridge menuju truck loader untuk pembelian dalam bentuk semen curah (bulk cement) dan massa semen yang menuju rotary packer untuk pengemasan semen dalam bentuk kantong (sack). Semen yang terbuang pada saat pengantongan ditangkap dengan dust collector jenis bag filter untuk mencegah polusi udara.

BAB III

PERALATAN dan MESIN

1.1 Unit Penyediaan Bahan Baku (Mining)

Unit penyediaan bahan baku memiliki beberapa perlengkapan alat dengan spesifikasi yang berbeda-beda sesuai dengan kegunaannya masing-masing.

1.1.1 Double Shaft Hammer Crusher

Alat ini berfungsi untuk menghancurkan material keras batu kapur hasil penambangan menjadi produk umpan raw material yang memenuhi spesifikasi tertentu.Cara kerja :

Batu kapur diumpan lewat hopper masuk melalui bagian atas dan diangkut oleh belt conveyor untuk masuk ke antara dua pemukul yang berputar ke arah satu sama lain yang digerakkan oleh rotor. Batu kapur ini selanjutnya dipukul atau dipecah oleh hammer. Material yang sudah tergiling akan terjatuh dan diangkut.1.1.2 Double Roll Crusher

Alat ini berfungsi untuk menghancurkan material (sand dan clay) hasil penambangan menjadi produk umpan raw mill, sebagai secondary crusher.Cara kerja :

Pasir silika atau tanah liat yang ditampung dalam hopper masuk ke dalam melalui bagian atas, dan kemudian material terjepit di kedua roll itu dan kemudian pecah karena kompresi dan jatuh ke bawah. Kedua roll itu berputar ke arah satu sama lain dengan kecepatan yang sama. Permukaan roll agak sempit, sedangkan diameternya agak besar. 1.2 Unit Raw Mill1.2.1 Rotary Dryer

Alat ini berfungsi untuk mengeringkan atau mengurangi kadar air material berupa sandy clay (perlakuan awal clay).Cara kerja:Raw material masuk melalui cone feed ke dalam dryer. Pengeringan berlangsung akibat kontak antara material dan gas panas yang masuk searah dengan material basah, sehingga terjadi penguapan air dari material tersebut. Sebagai media pengeringan digunakan aliran panas dari suspension preheater yang dialirkan ke dalam pengering. Material yang masuk akan berputar mengikuti putaran dryer sehingga material tersebut akan jatuh ke bawah pada saat dibagian atas di dalam rotary dryer. Akibat panas yang terjadi dalam dryer, maka gas panas yang keluar masih mengandung debu. Oleh karena itu, sebelum keluar dialirkan terlebih dahulu ke dalam electrostatic precipitator untuk ditangkap debunya.1.2.2 Impact DryerAlat ini berfungsi untuk menghancurkan dan mengeringkan limestone.Cara kerja :

Raw material masuk melalui cone feed ke dalam dryer, lalu material dihancurkan dengan menggunakan alat hammer yang berputar. Proses pengeringan terjadi akibat kontak gas yang dialirkan berlawanan arah dengan material basah, sehingga terjadi penguapan. Gas panas adalah gas buang dari suspension preheater yang dialirkan ke impact dryer.

1.2.3 Raw Grinding Mill

Alat ini berfungsi untuk mencampur, mengeringkan dan menggiling raw material menjadi tepung baku yang akan masuk ke clinker.Cara kerja :

Material berupa campuran material masuk inlet di chamber pertama, lalu material dihancurkan oleh steel ball ukuran besar dan kemudian masuk ke chamber kedua untuk dihancurkan oleh steel ball yang berukuran lebih kecil. 1.2.4 Air Separator

Alat ini berfungsi untuk memisahkan antara material kasar dan material halus yang telah digiling oleh raw material.Cara kerja:

Material hasil penggilingan dari raw mill dimasukkan ke dalam air separator jatuh di atas piringan pembagi yang berputar dan ditebarkan, kemudian disirkulasikan oleh baling-baling fan, akibat dari sirkulasi ruang yang berbentuk cone, material kasar akan mengalami gaya sentrifugal dan menghantam dinding sehingga akan kehilangan kecepatan. Pada saat itu, material kasar juga akan mengalami gaya gravitasi sehingga akan jatuh dalam hopper tabung yang berbentuk kerucut.1.2.5 Air Blending Silo

Alat ini berfungsi untuk menghomogenkan sekaligus menampung tepung baku (raw mill) dari air slide yang akan diumpankan ke kiln.Cara kerja :

Produk raw grinding mill masuk dari atas bagian blending silo melalui bucket elevator dan keluar secara bergantian sehingga akan terbentuk layer-layer atau lapisan-lapisan. Pengeluaran material dilakukan bersama melalui dua dari delapan flow gate setiap silo. Material yang keluar selanjutnya akan ditampung dalam sentral hopper melalui air slide yang diatur oleh bukaan valve.1.2.6 Raw Mill Silo

Alat ini berfungsi untuk menampung raw mill yang telah homogen yang akan diumpamakan ke kiln.Cara kerja :

Raw mill dari air blending silo akan masuk ke dalam raw mill silo akan disimpan sampai dikeluarkan untuk diumpan ke clin. Alat ini dilengkapi dengan aerator untuk menjaga homogenitas raw mill.

1.3 Unit Kiln1.3.1 Suspension Preheater

Alat ini berfungsi untuk pemanasan dan prekalsinasi raw mill sebelum masuk kiln.Cara kerja:

Di dalam cyclone terjadi pemusingan material, hal ini disebabkan karena adanya gaya centrifugal, gaya gravitasi, dan gaya angkat gas. Adanya gaya centrifugal menyebabkan terjadinya pemisahan antara material dengan gas panas. Gaya gravitasi akan berpengaruh pada material sehingga material akan jatuh, gaya angkat gas menyebabkan gas panas terangkat keluar pada cyclone. 1.3.2 Rotary KilnAlat ini berfungsi sebagai tempat proses kalsinasi lanjutan dari sinterisasi tepung baku menjadi clinker.Cara kerja :

Umpan kiln dari suspension preheater dengan suhu 800 oC masuk melalui ujung rotary kiln (inlet hood). Tenaga gerak dari motor dan gear menyebabkan kiln berputar dan karena pengaruh kemiringan dan gaya putar kiln maka umpan kilnakan bergerak perlahan di sepanjang kiln dari arah yang berlawanan gas panas hasil pembakaran batu bara dihembuskan burner sehingga terjadi kontak panas dan perpindahan panas antara umpan kiln dengan gas panas. Kontak panas tersebut mengakibatkan terjadinya reaksi kimia untuk membentuk komponen semen.

1.3.3 Air Quencing Cooler

Alat ini berfungsi untuk menurunkan suhu clinker secara tiba-tiba (dari 1400 oC menuju 100 oC) dengan udara yang dihembuskan oleh fan cooler untuk menghasilkan udara pembakaran sekunder (untuk proses pembakaran kiln) dan udara pembakaran tersier (untuk proses kalsinasi awal di SP).Cara kerja :

Cara kerja alat ini dimulai dengan masuknya clinker pada suhu 1240oC dari clin ke dalam air quenching cooling. Clinker dan air quenching cooling akan mengalami pendinginan secara mendadak sampai suhu 100 oC oleh hembusan udara pendingin yang berasal dari 5 cooling fan. Clinker yang agak halus akan jatuh menembus lubang-lubang kecil pada grate kemudian dibawa oleh apron conveyor. Clinker yang kasar akan tertinggal di atas grate cooler dan terdorong maju oleh maju mundur grate menuju outlet cooler dan dipecah oleh hammer crusher, kemudian dibawa oleh apron conveyor.

1.3.4 Clinker Silo

Alat ini berfungsi sebagai tempat penampungan clinker setelah melewati cooler sebelum digiling di unit finish mill.Cara kerja :

Setelah didinginkan oleh air quenching cooler dan mengalami pengecilan ukuran, lalu dibawa oleh apron conveyor ke dalam clinker silo untuk disimpan sementara. Pada saluran pengeluaran terdapat apron conveyor untuk membaca clinker dari clinker silo ke finish grinding mill (cement mill).

1.4 Unit Finish Mill1.4.1 Cement Mill (Finish Grinding Mill)

Alat ini berfungsi untuk menggilas campuran clinkerCara kerja :

Material berupa campuran antara clinker dan gypsum melalui inlet di chamber material dihancurkan oleh steelball ukuran besar dan kemudian masuk ke chamber untuk dihaluskan oleh steel ball yang berukuran lebih kecil. Suhu di dalam mill juga dijaga supaya selalu di bawah 120 oC dengan cara menyemprotkan air. Hal ini bertujuan agar hidrat yang terdapat di dalam gypsum tidak ikut teruapkan. Apabila air hidrat gypsum teruapkan hal ini dapat mengakibatkan hilangnya fungsi gypsum sebagai retarder (penghambat) waktu pengerasan semen.1.5 Unit Packing1.5.1 Vibrating Screen

Alat ini berfungsi untuk menyaring/memisahkan semen dari pengotor.

1.5.2 Rotary Packer

Alat ini berfungsi untuk memasukkan semen ke dalam kemasan.1.6 AlatAlat Pendukung1.6.1 Alat Transportasi Bahan

1.6.1.1 Bucket Elevator

Alat ini berfunsi untuk mengangkut bahan yang berupa serbuk, butiran atau bongkahan kecil dengan posisi vertikal dari bawah keatas.

Cara Kerja :

Dari chute bawah material diangkut keatas oleh chain elevator melalui bucket dan dihitung chute yang telah disediakan pada posisi akan turun kebawah.1.6.1.2 Apron Conveyor

Alat ini berfungsi untuk mengangkut material berat dalam jarak pendek.

Cara Kerja :

Apron conveyor terdiri dari bucket dengan posisi miring keatas membawa material naik ketempat yang lebih tinggi dan jarak yang dekat. Alat ini digunakan untuk mengangkut material yang kasar, tajam, keras dan panas.

1.6.1.3 Belt Conveyor

Alat ini berfungsi untuk mengangkut material yang berupa tepung, butiran atau bongkahan kecil dengan posisi mendatar atau dengan maksimal kemiringan 30.

Cara Kerja :

Material yang akan diangkut diletakkan diatas ban berjalan yang terbuat dari bahan fleksibel, kuat dan tahan gesek.

1.6.1.4 Screw Conveyor

Alat ini berfungsi untuk mengangkut material yang berupa tepung dengan arah horizontal dalam ruangan tertutup, dari electrostatic precipitator ke air slide.

Cara Kerja :

Screw conveyor terdiri dari shaft yang dipasang seperti screw blade dan digerakan dengan motor.

1.6.1.5 Air Slide

Alat ini berfungsi sebagai alat transportasi media material yang telah halus dengan cara fluidisasi, dari electrostatic precipitate ke blending silo.

Cara Kerja :

Pada jarak tertentu dari air slide dipasang blower dibagian atas. Blower berfungsi sebagai penghembus udara sedangkan dust collector akan menarik udara yang dihembuskan blower. Aliran udara terjadi karena fluidisasi material oleh hembusan blower dan hisapan dust collector, desakan material kasar serta kemiringan air slide.

1.7 Alat Penangkap Debu1.7.1 Dust Collector

Alat ini berfungsi untuk mengumpulkan material halus yang dihasilkan dari mill.Cara Kerja :

Material halus yang dihisap oleh mill akan ditahan oleh bag filter bagian luar untuk melepaskannya digunakan sistem penembakan angin kejut. Tekanan udara yang diinginkan sebesar 6 atm diatur oleh kompresor. 1.7.2 Tetra Cyclone

Alat ini berfungsi untuk memisahkan material halus yang dihasilkan oleh grinding mill serta mengurangi kandungan dust pada gas yang akan kedalam electrostatic precipitator untuk mengurangi beban kerja EP.Cara Kerja :

Didalam tetra cyclone terdapat guide blade down dan diping pipe yang dapat diatur membelokan gas yang mengandung material. Akibatnya kekuatan hisap akan berkurang sehingga material kasar akan jatuh kebawah secara gravitasi dan keluar sebagai produk, sedangkan material halus akan dipisahkan kembali didalam EP.1.7.3 Electrostatic PrecipitatorAlat ini berfungsi untuk menangkap debu yang ada dalam aliran gas yang akan dibuang keluar melalui cerobong sehingga tidak menimbulkan polusi debu.Cara Kerja :

Didalam alat ini terdapat elektroda negatif dan positif yang akan menimbulkan medan magnet. Elektroda negatif berbentuk plat yang dihubungkan berderet dan dihubungkan dasar, sedangkan elektroda positif berupa kawat yang diletakan berderet dengan elektroda negatif sehingga mengakibatkan timbulnya tegangan tinggi diantara kedua elektroda. Beda potensial listrik ini disebut juga gaya coloumb menyebabkan perpindahan partikel debu dari elektroda negatif menuju elektroda positif dan melepaskan muatan listriknya. Partikel debu yang menempel pada elektroda positif kemudian dinetralkan dan diendapkan. Plat-plat elektroda positif akan dipukul oleh martil secara teratur agar partikel debu berjatuhan kebawah plat yaitu menuju dust bin dengan bantuan hisapan angin kemudian dikumpulkan sebagai produk.1.8 Alat Timbang

Alat ini berfungsi untuk menimbang material yang keluar dari hopper sebelum dibawa ke raw mill agar didapatkan laju material konstan.

Cara Kerja :

Material diletakan diatas belt yang berjalan dan pada tempat tertentu dipasang sebuah timbangan. Dari hasil timbangan tersebut akan diatur kecepatan motor penggerak belt sehingga setiap saat didapat kecepatan alir material yang konstan.1.9 Alat PenimbunAlat ini berfungsi untuk menimbun dan menggaruk material dari storage yang kemudian diangkut oleh belt conveyor menuju hopper misalnya reclaimer untuk mengambil clay.

Cara Kerja :

Penggerak merontokan material yang berbentuk seperti gunungan agar jatuh perlahan kebawah. Kemudian di tangkap scrapper dan diarahkan ke suatu penampung yang terletak di tengah-tengah reclaimer. Dari tempat tersebut material diangkut oleh belt conveyor menuju hopper.BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

4.1.1 Proses pembuatan semen ada dua macam, yaitu proses basah dan proses kering. Namun proses basah mulai ditinggalkan karena biaya produksi yang dibutuhkan lebih tinggi dari proses kering

4.1.2 Tahapan pembuatan semen meliputi tahapan pembuatan semen dengan proses kering terdiri dari 3 tahap, yaitu: persiapan bahan, tahapan proses, pengantongan semen.4.1.3 Semakin berkembang ilmu pengetahuan dan zaman maka varian produk semen menjadi bermacam-macam tergantung komposisi bahan baku atau bahan aditifnya, contohnya semen putih, blended cement, waterproof cement dan lain-lain.DAFTAR PUSTAKAAustin, George T, 1984, Chemical ProcessIndustries, 5Th edition, Mc. GrawHill Book Company, Singapore.Perry, R, H.,D.W, and Maloney, J.O, Perrys Chemical Engineering Handbook. Mc Graw Hill Book Co, Singapore, 1984.

Austin George T., Industri Proses Kimia, Edisi 5, Erlangga, Jakarta, 1996.

Banerjea, N.H., Technology of Portland Cement and Blended Cement, First Edition, John Willey & Sons Inc, New York, 1980.Peray,K.E1979,CementManufacturesHandBook,Chemical Publishing Co. Inc, New York.R.H. and Cilton, C.H., 1984, Chemical Engineering Hand Book, 6Th edition, International Student, Mc. Graw Hill, Kogakhusha.Lea, F.M., The Chemistry of Cement and Concrete, 3rd, Edward Arnold Ltd, London, 1976.SNI No. 15-2049-1994Soroka, I., Portland Cement Paste and Concrete, 1980Cement Standards of The World, Portland Cement and Its Derivatives, Cemberau, Paris, 1998.

Pemuatan

(Loading)

Peledakan

(Blasting)

Pengeboran

(Drilling)

Pembersihan

(Cleaning)

Pengangkutan

(Hauling)

Penghancuran Batu Kapur (Crushing)

Pengiriman ke Plant (Conveying)

Pengangkutan

(Hauling)

Penggerukan

(Drigging)

Pembersihan

(Cleaning)

Pemuatan

(Loading)

Pengecilan Ukuran (Size Reduction)

(Hauling)

Pengiriman ke Plant (Conveying)