Pabrik Silika dari Fly Ash Batu Bara dengan Proses Presipitasi

Disusun oleh : Dina Febriarista 2310 030 015 Fixalis Oktafia 2310 030 085 Dosen Pembimbing : Ir. Imam Syafril, MT 19570819 198601 1 001

Pemanfaatan sumber daya alam

yang belum maksimal

Limbah Batu Bara

melimpah

Fly Ash melimpah

Manfaat Silika Banyak

Kandungan silika dalam fly ash 60%

Silika (SiO2)

Membahayakan Lingkungan

Industri Pemakai Fungsi Karet dan Plastik Sebagai bahan penguat

Cat dan Tinta Sebagai bahan pemadat, pengental

dan peningkat adsorbs

Karet Silikon

Sebagai reinforcing filler untuk

menggantikan silica pyrogenic yang

harganya mahal

Pasta gigi dan Farmasi Sebagai bahan aktif tambahan dan

penarik daya abrasi

Kosmetik Pemadat, anticaking

MANFAAT SILIKA

Tahun Produksi

(ton) Impor (ton)

Ekspor

(ton)

2000 7.579 9.940,526 2.030

2001 7.100 10.352,214 2.600

2002 7.400 10.618,551 3.400

2003 16.000 10.578,714 3.900 (Sumber : CIC 323 1 Agustus 2003)

Data Produksi, Impor, dan Ekspor Silika di Indonesia

Lokasi pendirian Pabrik: Probolinggo, Jawa Timur

Kapasitas Pabrik 4.540 ton/tahun atau 13757,6 kg/hari Bahan Baku fly ash 32756,13 kg/hari

Lokasi Pabrik Silika

SPESIFIKASI BAHAN BAKU UTAMA

FLY ASH BATU BARA

• Warna : Abu-abu bercampur kecoklatan

• Tidak mudah larut dalam air

• Berbentuk padatan serbuk

Komposisi

Kimia

Jumlah (%)

SiO2 60

Al2O3 25,05

Fe2O3 5,3

CaO 5

MgO 3,3

Na2O 0,60

K2O 0,75

SPESIFIKASI BAHAN BAKU PENDUKUNG

NaOH

•BM : 40 •Larut dalam air • Density: 2,126 gr/cm3 (25oC) • Kelarutan: 111 g/100 ml H2O (20oC)

H2SO4

• BM : 98 • Korosif • Spesifikasi Gravity : 1,839 (14,5oC) • Kemurnian: 98%

NaCl

• BM : 58,44 • Densitas : 2,16 g/cm3 • Kelarutan dalam air : 35,9 g/100 ml (25°C)

Proses Aldcroft

Proses Chevallier

Proses Esch

MACAM PROSES PEMBUATAN SILIKA

(United States Patent, 1978)

Perbandingan Tiap Proses

Parameter Aldcroft Chevallier Esch

Waktu Proses Presipitasi 2 jam 50 menit -

Kemungkinan terbentuk gel Tidak ada ada Ada

Energi yang dibutuhkan kecil Besar Besar

Koagulan Ada (NaCl) Tidak ada Tidak ada

ALDCROFT

Neraca Massa ALAT MASUK (KG/HARI) KELUAR

(KG/HARI) Tangki Pelarutan NaOH 4.0243,71 4.0243,71

Tangki Pencampuran 72.999,85 72.999,85 Reaktor I 72.999,85 72.999,85 Clarifier 72.999,85 72.999,85

Tangki Pelarutan NaCl 36.131 36.131 Tangki Pelarutan H2SO4 17.919,22 17.919,22

Reaktor II 105.669,3 105.669,3 Tangki Penampung Slurry 105.669,3 105.669,3

RVF 112.360,48 112.360,48 Rotary Dryer 27.193,41 27.193,41

Cyclone 13.434,12 13.434,12 Ball Mill 14.483,46 14.483,46 Screen 14.483,46 14.483,46

Storage Tank 14.483,46 14.483,46

Neraca Panas

ALAT MASUK (KG/HARI) KELUAR (KG/HARI)

Heater Reaktor 4.612.169,01 4.612.169,01

Reaktor I 4.687.204,33 4.687.204,33

Tangki Pengendapan 4.188.449,24 4.188.449,24

Heater NaCl 1.777.616,60 1.777.616,60

Heater H2SO4 1.088.722,23 1.088.722,23

Reaktor II 6.070.844,61 6.070.844,61

Tangki Penampung Slurry 5.874.884,34 5.874.884,34

RVF 2.073.789,74 2.073.789,74

Air Heater 223.115,15 223.115,15

Rotary Dryer 1.018.910,52 1.018.910,52

Cyclone 95.733,93 95.733,93

Ball Mill 108.607,9 108.607,9

Screen 103.167,3 103.167,3

Spesifikasi Alat

Nama alat : Pompa Centrifugal (L-216B) Bahan : Commersial Steel Kapasitas : 8,678 gpm

Power Pompa : 2 hp Perpipaan : inlet = outlet dengan nominal size 1 in sch 40 Jumlah : 1

Pompa

Spesifikasi Alat Reaktor Reaktor Batch Bentuk = Silinder vertical dengan tutup dan dasar “Flanged & Dished Head” Volume tangki = 6.415,4 ft3 Volume liquid = 5.132,3 ft3/jam Diameter Tangki = 168 in Tinggi Tangki = 252 in Tebal Tangki = 0,364 in Tebal Tutup Atas = 0,343 in Tebal Tutup Bawah = 0,343 in Jenis Las = Double welded butt joint Bahan Konstruksi = Carbon Steel SA-212 grade A Jumlah = 3 Tipe Pengaduk = Propeller dengan 4 buah baffel Jumlah Pengaduk = 1 Diameter Pengaduk = 56 in Putaran Pengaduk = 30 rpm Power motor = 1 Hp Tebal Jaket = 0,269 in’ Tinggi Jaket = 230,1 in Spasi Jaket = 2 in

Spesifikasi Alat

Tangki Penampung Slurry

Bentuk : Tangki silinder tegak dengan tutup atas standard dished head dan tutup bawah berbentuk konis Kapasitas : 171,23 ft3 Diameter Tangki : 5,03 ft Tinggi Tangki : 7,55 ft Tebal Tutup Atas : 3/16 in Tebal Tutup Bawah : 3/16 in Tinggi Tutup Atas : 0,88 ft Tinggi Tutup Bawah : 3,54 ft Spasi Jaket : 2 in Tebal Jaket : 3/16 in Tinggi Jaket : 6,35 ft Macam Las : Double welded butt joined Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C Jumlah : 1

Utilitas

No. Air yang digunakan Kebutuhan Air

(m3/hari) 1. Air Sanitasi 26,32 2. Air Pendingin 453,26 3. Air Umpan Boiler 13,85 4. Air Proses 73,55 5. Air Make Up 53,82

Total 620,80

Limbah Pabrik Silika

• Limbah Padat : komponen fly ash • Limbah Cair : H2SO4, NaCl, Na2SO4

• Limbah Gas : debu cyclone

Pengendalian Proses dan Instrumentasi No. Nama Alat Kode Alat Instrumentasi

1. Tangki Penyimpanan Bahan Kimia

F-111B F-213B F-213C F-213A

Level Indikator (LI)

2. Heat Exchanger

E-117 E-217A E-217B E-314

Temperatur Control (TC)

3. Reaktor I R-110 Level Control (LC)

4. Reaktor Presipitasi R-210 Level Control (LC)

Temperatur Control (TC) Level Indikator (LI)

5. Tangki Penampung F-211 F-222

F-213A

Level Indikator (LI) Temperatur Control (TC)

Flow Control (FC) 6. Rotary Dryer B-310 Temperatur Control (TC)

7. Tangki Pelarutan Bahan Kimia M-113

M-215A M-215B

Flow Control (FC)

8. Air Heater G-313 Temperatur Control (TC)

Kesehatan dan Keselamatan Kerja

ALAT Masker Sarung Tangan

Cattle Pack

Sepatu Safety

Ear Plug/Ear

Muff Googles Helmet

Tangki Penyimpanan Bahan Kimia

V V V V - - V

Reaktor V V V V - - V

Heat Exchanger

- V V V - - V

RVF V V V V - - V

Rotary Dryer V V V V V V V

Ball Mill V V V V V V V

Screen V V V V V V V

Kesimpulan • Pabrik Silika ini direncanakan beroperasi selama 330 hari operasi/tahun dan

24 jam/hari. • Kapasitas pabrik ini sebesar 4.540 ton/tahun. • Bahan baku yang utama diperlukan ialah sebesar 32.756,13 kg/hari fly ash

batubara. • Bahan pembantu pada pabrik Silika ini terdiri dari : NaOH = 7.940,88 kg/hari H2SO4 = 6.809,3 kg/hari Na2O.3,3SiO2 = 18.065,5 kg/hari NaCl = 13.007,16 kg/hari • Kebutuhan utilitas pada pabrik Silika ini sebagian besar berasal dari air (water

treatment) yang digunakan untuk : Air sanitasi = 26,32 m3/hari Air pendingin = 453,26 m3/hari Air umpan boiler = 13,85 m3/hari Air proses = 73,55 m3/hari Make up water = 53,82 m3/hari Total = 620,80 m3/hari

Terima Kasih