PELEBURAN BIJIH TIMAH

I. PRA OLAHAN

1) Aglomerasi

Suatu proses penggumpalan dari partikel yang kecil menjadi partikel yang

lebih besar. Biasa dilakuakn pada bijih, konsentrat dan partikel partikel yang

mengalami roasting. Aglomerasi diperlukana bila diumpankan butiran yang

terlalu halus dapat terjadi penyumbatan aliran aliran gas terganggu.

Jenis Aglomerasi :

1. Pembriketan (Briqueting)

2. Peletisasi (Pelletizing)

3. Sintering

4. Modulasi

Pembriketan

Pembriketan dilakukan dengan percetakan tekan, menggunakan bahan perekat

(kapur, semen, lempung dan minyak residu). Hasil dari roasting yang

mempunyai partikel yang sangat halus dengan ditambahkan reduktor carbon

dibentuk suatu briket.

Pelletisasi

Dilakukan terhadap bijih yang berbutir sangat halus sehingga sulit disinter,

produknya berupa bola-bola kecil. Tahapan proses pelletisasi pembentukna

berukuran 1-3cm dengan penambahan perekat dan air yang dilakukan pada

temperatur (!0% berat air dari 1% flux) dan juga pembakran pada temperatur

1200-1300oC. jenis fluks yang dipakai adalah bentonite, zat zat organis dan

garam garam logam.

Sintering

Sinterisasi merupakan aglomerasi yang paling luas penerapannya khususnya

pada proses penyiapan bijih besi untuk peleburan didalam tanur tiup. Feeding

Kondisi Dingin

Kondisi panas

terdiri atas : konsentrat yang halus, 15% kokas sebagai bahan bakar dan 10% air

supaya bersifat porous. Dalam proses ini bijih besi dicampur dengan kokas dan

air lalu dilakukan pemanasan dalam suatu mesin. Aglomerasi terjadi karena

pelelehan sebagian senyawa silikat yang terdapat dalam bijih atau karena

terjadinya pertumbuhan kristal dan rekristalisasi. Untuk bijih sulfide sinterisasi

biasanya dilakukan dengan proses pemanggangan

Modulasi

Proses ini dikerjakan seperti pada pembuatan klinker semen dengan cara

pemanasan didalam tanur putar, sehingga gumpalan-gumpalan material yang

terikat kuat.

2) Kalsinasi

Temperatur kaslinasi harus lebih tinggi dari drying dan membutuhkan

panas untuk menguraikan air hidrat

Tujuan kalsinasi :

1. Penguraian karbonat

2. Penguraian hydrant (air kristal)

MOH2O MO + H2O

Proses yang terjadi dalam kalsinasi :

1. Reaksi endoterm

2. Suhu didalam reaksi > suhu diluar

3. Tekanan didalam > tekanan luar

3) Roasting

Pemanggangan secara oksidasi terjadi peleburan

Pemanggangan sulfide tidak sampai terjadi peleburan

4) Drying

Tuuan dari drying :

1. Mengeluarkan H2O

2. Merubah dari fase padat ke fase cair tetapi tidak terjadi peleburan

II. PERSIAPAN PELEBURAN

Peleburan adalah pekerjaan metalurgi yang terjadi pada fase suhu tinggi dan

terbentuk fase padatdan cair yang terdiri atas :

A. Pirometalurgi

B. Hidrometalurgi

C. Elektrometalurgi

Fenomena utama yang terjadi pada proses peleburan adalah :

a. Berlangsungnya reaksi kimia yang menghasilkan logam dari senyawa

senyawannya

b. Terbentuknya dua atau lebih fase yangmenungkinkan terpisahnya senyawa

logam yang dihasilkan dari senyawa senyaw yang tidak dikehendaki.

Pembentukan fasa fasa yang diperlukan untuk berlangsungnya pemisahan

fisik antara logam logam dengan unsur pengotornya dapat terjadi dengan sendirinya

atau dengan bantuan penambahan bahan bahan atau reagen reagen lain.

Syarat Kualitas Bijih Timah

Bahan baku untuk memproduksi logam timah terdiri dari bijih timah, antrasit

dan batu kapur. Sedangkan bahan sirkulasi dalam proses peleburan terdiri dari

debu,, dross dan hard head. Bahan baku semuanya didapatkan dari material

produksi

Bijih timah yang berasal dari unit penambangan darat dan penambangan laut

kadar timah dan pengotornya beda. Namun demikian konsentrat timah yangkan

dilebur harus memenuhi syarat yang ditetapkan untuk peleburan dengan kandungan

Sn tinggi. Sebelum dilebur bijih timah diambil sample untuk mengetahui

kandungan unsurnya dimaterial produksi.

Pengambilan sample konsentrat timah dilakukan dengan menggunakan

knight sample dari suatu partai konsentrat, dengan sample timah sebanyak 9,6 kg.

Setelah dilakukan mixing dan splitting hingga didapat sample sebanyak dua bagian

dengan berat masing masing 0,15 kg. Satu disimpan sebagai arsip sedangkan

sisanya dikirim ke laboratorium. Bijih timah yang diterima berdasarkan unsur

pengotornya di bagi atas :

1. Clean Consentrate (konsentrate bersih) yaitu bijih timah yang langsung dapat

dilebur untuk menghasilkan logam yang telah ditentukan, tanpa adanya proses

tambahan dalam pemurnian kecuali pemurnian besi.

2. Blendable Consentrate (konsentrat menengah) yaitu bijih timah yang sebelum

dilebur harus dicampur (blending) terlebih dahulu dengan clean konsentrat yang

mempunyai kadar pengotor tidak sama.

3. High Impurities Consentrate (konsentrat yang kadar pengotornya tinggi) yaitu

bijih timah di luar kategori satu dan dua diatas. Biasanya bijih jenis ini

digunakan untuk melebur dross dan hardhead dengan kandungan Pb tinggi

dalam bijih timah.

Secara umum bijih timah yang akan dilebur mengandung unsure-unsur

sebagai berikut :

TABEL I.1

Kandungan Unsur dalam Sample

Unsur dalam bijih timah Kadar rata-rata (%)

Sn 72,0

Fe 1,5

Pb 0,02

As 0,012

Cu 0,005

S 0,55

Antrasit yang diperlukan sebagai reduktor harus memenuhi syarat yang telah

ditentukan sebagai berikut :

TABEL I.2

Kandungan Unsur dalam Antrasit

Unsur Kadar rata-rata

Fixed Carbon 78 % (min)

Ash 8 % (max)

Total Moisture 7 % (min)

Volatile Matter 5 % (max)

Sulfur 1 % (max)

Batu kapur dalam proses peleburan timah berfungsi sebagai flux atau bahan

pengikat kotoran harus mengandung CaO yang tinggi dengan kandungan unsur

lainnya rendah. Kandungan unsur dalam batu kapur :

TABEL I.3

Kandungan Unsur dalam Batu Kapur

Unsur Kadar rata-rata

CaO 53 % (min)

CO2 41,6 % (min)

MgO 0,8 % (max)

SiO2 0,8 % (max)

Fe2O3 0,2 % (max)

S 0,5 % (max)

H2O 0,5 % (max)

P 0,5 % (max)

Penimbangan Komposisi

Material peleburan yang ada di gudang produksi ditempatkan dalam bunker

penimbangan selanjutnya akan dimasukkan dalam tanur peleburan. Penimbangan

material dapat dibagi menjadi dua yaitu :

a. Penimbangan komposisi untuk peleburan bijih timah

bahan baku utama untuk peleburan tahap I adalah bijih timah ditambah

dengan bahan sirkulasi. Material peleburan ditimbang berdasarkan komposisi

yang ditentukan sehingga proses berjalan baik. Bahan sirkulasi peleburan

dross, hardhead, debu mengandung unsur yang berbeda dengan bijih timah

maka komposisi peleburan disesuaikan dengan jumlah material lainnya.

b. Penimbangan komposisi untuk peleburan slag I

bahan baku dalam peleburan slag I terdiri dari slag I, antrasit sebagai reduktor

dan batu kapur sebagai flux.

c. Cara penimbangan

penimbangan komposisi dilakukan dengan timbangan Electrycally Drive

Batch Scale yang bergerak di rel dengan kapasitas 10 ton. Alat ini dilengkapi

dengan dua buah container untuk menampung curahan material dari bunker,

bahan baku yang telah ditimbang kemudian dimasukkan dalam hopper tanur

pantul tetap dengan crane.

Proses penimbangan dilakukan dari bunker material masing-masing yang

beratnya dapat dipantau dari ruang control. Material dicampur dalam kubel dan

diangkat dengan crane untuk dicurahkan dalam hopper tanur.

III. PRINSIP,MEKANISME DAN TEKNOLOGI PELEBURAN BIJIH TIMAH

PELEBURAN BIJIH TIMAH PRIMER

Peleburan bijh timah dilakukan dalam dua tahapyaitu peleburan bijih timah

dan peleburan slag I. Pada peleburan bijih tiah dihasilkan logam timah kasar (crude

tin) sedangkan pada peleburan slag I dihasilkan slag II dan hardhead.

Tujuan dilakukan peleburan dua tahap adalah :

1. Pada peleburan bijih diharapkan besi dalam logam yang terbentuk tidak terlalu

besar sehingga temperatur operasi relatif rendah dan penggunaan bahan

redukstor dipakai relatif sedikit.

2. Pada pelebran slag I yang mengandung Sn 20-35% diharapkan mampu

menghasilkan hardhead dan slag II dengan kadar Sndibawah 1%

3. Untuk mendapatkan recovary peleburan yang setinggi tingginya karena

peleburan timah ini memerlukan biaya yang besar,sehingga setiap langkah kerja

harus efektif.

Bijih timah dan bahan sirkulasi seperti debu,dross, hardhead serta antrasit,

batu kapur dalam bunker komposisi ditimbang dengan Electrically Drive Batch

Scale yang bergerak diatas rel, alat ini dilengkapi dengan buah kontainer untuk

menampung material dari bunker.

Selesai penimbangan material dimasukkan ke dalam hopper, dilakukan

mixing agar material yang akan dilebur menjadi homogen. Material yang telah

homogen tersebut ditempatkan dalam hopper-hopper tanur dengan melalui bukaan

valve material dicharge kedalam tanur. Setiap charge kurang dari 35 dan 20

komposisi. Dalam peleburan bijih timah diperlukan udara kurang dari 6.000

m3/jam dan temperatur peleburan lebih kurang 1100-1350oC. Udara pembakaran

diambil dari atmosfer menggunakan axial fan refrigerator yang berkapasitas

maksimum 10.000 m3/jam. Minyak yang dipakai untuk pembakaran dalam tanur

adalah minyak jenis FO(Fuel Oil)

Pada temperatur diatas 700oC gas CO akan lebih stabil daripada gas CO2

sehingga pada temperatur operasi akan diperoleh gas CO. Selain faktor, faktor

isapan yang berperan dalam pembentukan CO. Dengan isapan tekanan dalam tanur

menjadi kecildan jumlah oksigen didalam tanur sangat terbatas,sehingga gas CO2

akan bereaksi dengan antrasit membentuk CO yang akan mereduksi oksida oksida

dalam tanur.

Gas gas yang dihasilkan selama proses peleburan berlangsung dihisap keluar

dari tanur menuju gerbong. Setiap tanur mempunyai dua buah refrigerator yang

bekerja secara bergantian sesua dengan pergantian sparay nozzle. Flue gas hasil

pembakaran dimanfaatkan untuk pemanasan refrigerator lainnya sampai temperatur

mencapai 400-600oC dan tekanan operasi dalam tanur berkisar -0,01 in H2O sampai

dengan -0,02 in H2O.

Empat jam setelah charge dilakukan tapping yaitu pengeluaran material hasil

peleburan untuk mengeluarkan timah cair. Temperatur pada saat tapping

dipertaankan sekitar 1200oC, setelah itu tiap jam dilakukan rabbling yaitu

pengadukan material dalam tanur merata. Setelah material mencair semua

dilakukan tapping C atau tapping akhir terakhir untuk mengeluarkan timah cair dan

slagnya yang ditampung dalam fore heart. Fore Heart iniini dibagi dua bagian yang

dipisahkan oleh weir sekat pemisah, dimana pada bagian bwahnya ada saluran yang

menghubungkan satu bagian dengan bagian lainnya. Pemisahan di foreheart

didasarkan pada perbedaan berat jenis antara timah cair dengan slag seperti pada

gambar.

GAMBAR 1

PEMISAHAN TIMAH CAIR DAN SLAG

Pengeluaran hasil peleburan atau tapping dilakukan apabila reaksi dalam tanur

relatif tidak terjadi lagi dngan cara membuka tapping menggunakan pipa yang

disemprotkan udara bertekanan tinggi. Tapping dilakukan dalam tiga tahap yaitu

Tapping A dan B untuk pengeluaran logam timah dengan slagnya.

SLAG

WEIR

TIMAH CAIR

TIMAH CAIR

GAMBAR 2

PROSES PELEBURAN

Kurasan foreheart, float dan ketel rafinasi mengandung sn yang sangat tinggi

mencapai 90% dinamakan sebagai wet dross, untuk itu dilakukan peleburan di flame

oven yang prinsipnya sama dengan ditanur tetap hanya temperatur dan bahan bakar

yang digunakan berbeda. Hasil peleburan ini dituang ke ketel rafinasi kembali

sedangkan dry dross dilebur bersama sama dengan bijih timah. Pada peleburan bijih

timah dengan dross material sirkulasi ternyata membutuhkan waktu yang sangat

panjang dibandingan dengan peleburan bijih timah biasa atau pun peleburan slag.

PELEBURAN SLAG

Bahan baku yang dilebur pada peleburan tahap kedua adalah slag I, batu kapur

dan antrasit. sama halnya dengan peleburan pertama antrasit yang digunakan untuk

peleburan sebagai bahan konduktor dan batu kapur sebagai flux untuk mengikat

oksida pengotor.

Dalam peleburan bijih maupun dalam peleburan slag, SnO yang terbentuk tidak

seluruhnya tereduksi menjadi logam timah. Tetapi sebagian akan masuk ke dalam

slag cair dan sebagian lagi dalam bentuk debu timah bersama dengan gas lain dari

tanur. Temperatur tanur mula mula 1100oCdan terus dinaikkan hingga mencapai

temperatur operasi antara 1400-1500oC kenaikkan temperatur kurang dari 45oC/jam.

Udara yang dipakai untuk embakaran slag I kurang 6000m3/jam atau sesuai dengan

temepratur yang diperlukan. Tekanan bahan bakar 7 kg/m2dan tekanan dalam tanur

berkisar -0,01 in H2O sampai dengan -0,02 in H2O.

PEMURNIAN LOGAM TIMAH

Tujuan dari proses pemurnian adalah memurnikan cairan timah yang dihasilkan

dari proses pelebran, sehingga didapat logam timah cair sebagaian besar adalah

senyawa kimia dalam bentuk intermetallic compound yang mempunyai titik lebur di

atas temperatur operasi peleburan. Proses pemurnian dititikberatkan untuk

menurunkan kadar Fe, as, Pb dan Cu yang terkandung dalam timah cair.

A. PENGATURAN LETAK KETEL

Ketel berbentuk setengah boladengan fungsi utama sebagai tempat

pemurnian timah kasar dari unsur-unsur pengotor terutama Fe, As dan Cu.

Penambahan bahan-bahan pengikat dilakukan setelah diketahui komposisi timah

serta unsur-unsur pengotornya. Temperatur ketel diatur pada suhu 280-400oC. Hal

ini dimaksudkan untuk mengurangi kelarutan Fe karena memilki titik lebur

1536oC dan Sn 232oC maka Fe mengendap didinding dinding ketel.

Untuk memudahkan uraian tentang proses rafinasi atau pemurnian bijih timah,

maka ditentukan nomor dari ketel ketel yang ada. cara pembagian nomor ketel

tersebut hanyalah untuk mencapai kapasitas maksimum. Ditentukan dua jalur

utama dari lirtanm timah yang kana dimurnikan dengan cara ini, timah kasar yang

hanya memerlukan rafinasi sedikit maupun timh kasar yang banyak

impurituiesnya dapat diproses pada instalasi pemurnian yang sama tanpa

menimbulkan kesulitan yang berarti. Pengaturan letak ketel pemurnian seperti

pada gambar.

B. PROSES STIRING

Proses stiring adalah proses pemurnian timah kasar dengan cara pengadukan

dengan menggunakan stirre karena ada putara stirrer, maka permukaan timah cair

akan membentuk lekukan (vortex) dan ditambahakan serbuk gergaji. Pada suhu

400oC serbuk gergaji akan menghasilkan gas Co2 dan uap H2O yang akan naik ke

permukaan timah cair dalam bentuk gelembung gelembung. Unsur pengotor yang

ada dalam timah cair akan kontak dengan gelembung gelembung gas CO2 dan

H2O dengan adanya pengadukan akan mempercepat terjadinya kontak gelembung

gelembung gas dengan pengotor yang ikut terbawa ke permukan timah cair

kotoran yang mengapung selanjutnya di skimming, material ini disebut sebagai

dross.

C. PEMURNIAN Fe

Cara untuk menghilangkan besi didasarkan pada sifat besi yang membentuk

persenyawaan dengan timah pada temperaut tinggi. Bila bijih yang dilebur

mengandung besi, maka timah kasar yang dihasilkan akan mengandung besi pula

karena timah dan besi mempunyai sifat kimia yang hampir sama. Persenyawaan

yang terbentuk ada dua macam yaitu : FeSn dengan 32% Fe dan FeSn2 dengan

19% Fe.

Selanjutnya dariketel stirring timah cair dipindahkan ke ketel pindah agar

pemurnian lebih sempurna.timah cair yang sudah mmenuhi persyaratan terhadap

unsur unsur pengotornya, dipindahkan ke ketel cetak yang langsung dicetak

menjadi logam timah. Pada temperatur 800oC akan terjadi pengendapan FeSn dan

bila pendinginan dilanjutkan maka pengendapan FeSn yang halussemakin banyak,

sementara timah akan bertambah murni. Pada suhu 400oC akan terbentuk

persenyawaan baru, kristal FeSn akan bereaksi dengan cairan timah

disekelilingnya membentuk FeSn2.

D. PEMURNIAN Cu

Untuk mengurangi kadar Cu dalam timah cair ditambahakan sulfur (S)

selain dengan Cu sulfur juga bereaksi dengan Fe.

Partikel Cu2Sdan FeS akan terngkat ke permukaan cairan logam karena berat

jenisnya rendah dan dipisahkan dari cairan logam timah. Penambahan sulfur

tergatung dari banyaknya pengotor dalam timah cair.

E. PEMURNIAN As

Untuk mengurangi kadar As dalam timah kasar perlu ditambahkan dengan

aluminium sehingga terjadi reaksi pembentukan AlAs dengan titik lebur 1700oC.

Antimon akan membentuk AlSb dengan titik lebur 1050-1080o. Kedua kristal

tersbut mudah sekali mengapung karena brat jenisnya lebih kecil dibanding logam

timah.Untuk mempercepat reaksi dilakukan pengadukan dan menaikkan

temperatur hingga 400oC diketel rafinasi. komposisi AlAsdalam dross

dipermukaan logam cair sulit untuk dipisahkan sehingga perlu dilakukan polling

dengan mnghembuskan udara ke dalam logam cair kurang lebih 5 jam. Dengan

adanya polling maka Al yang masih tertinggal teroksidasi menjadi Al2O3.

F. PEMURNIAN Pb

Untuk pemurnian Pb dengan memanfaatkan diagram dua fasa PbSn. Pada

temperatur eutetic, dengan perbandingan PbSn lebih kurang 40-60%, maka PbSn

pada kondisi cair, sedangkan Sn dalam bentuk solid. Cara kerja crystallizer

berdasarkan titik lebur Pb 185oC dan Sn 232oC. Paduan logam PbSn dipanaskan

melalui blade pada temperatur dianatara titik lebur kedua logam tersebut.

ELECTROCITY REFINING

Selain pemurnian terhadap impuritis di pyro refining dan eutectic refining,

pemurnian juga dilakukan di electrolytic refining yang bertujuan untuk menghasilkan

logam timah berkadar 99,99 % Sn atau disebut Fournine. Pemurnian yang

menggunakan prinsip elektrolisis ini terjadi karena adanya perbedaan tegangan listrik

pada kedua elektroda (katoda dan anoda) yang menimbulkan arus listrik dalam

larutan elektrolit barupa aliran ion-ion positif (kation) bergerak ke arah elektroda

negatif (katoda), terjadi reaksi reduksi yang mengkonsumsi electron. Sedangkan ion

negatif (anion) bergerak ke arah elektroda positif (anoda) terjadi reaksi oksidasi yang

melepaskan electron. Reaksi oksidasi yang terjadi adalah :

Anoda : Sn Sn2+ + 2e (oksidasi)

Katoda : Sn2+ + 2e Sn (reduksi)

Sn (anoda) Sn (katoda)

Logam timah dalam bentuk lempengan (katoda) direndam dalam larutan

elektrolit, hasilnya berupa lempengan anoda dengan kadar Sn tinggi selanjutnya

diletak di ketel percetakan. Lempengan katoda sisa dari proses pemurnian elektrolitik

dibentuk dalam lempengan katoda kembali untuk diproses ulang. Proses pemurnian

ini berlangsung lambat karena menggunakan tegangan dan arus rendah agar unsur Sn

yang didapat mencapai kadar yang diinginkan. Bila tegangan dan arus yang

digunakan tidak tepat maka hasilnya berupa pengotor yang memiliki potensial

elektroda berdekatan dengan Sn seperti Pb dan Co. Prinsip pemisahan unsur Sn dari

impuritisnya sesuai dengan nilai elektroda potensial standar unsur-unsur logam.

Unsur-unsur pengotor dalam logam timah akan terpisah disebabkan adanya

perbedaan potensial elektroda standar. Ketentuan pemisahan unsur-unsur pengotor

dalam logam timah adalah :

1. unsur yang harga E0 nya lebih kecil dari E0 Sn, seperti Al, Zn, Fe, Ni, In dan Co

akan turut teroksidasi dan akan larut ke dalam larutan elektrolit. Tetapi tidak

tereduksi karena harga E0 lebih kecil dari Sn.

2. unsur-unsur yang harga E0nya lebih besar daripada E0 Sn, seperti Bi, Sb, As, dan

Cu tidak ikut teroksidasi dan akhirnya berubah menjadi Lumpur.

3. unsur-unsur yang harga E0 nya hamper sama dengan E0 Sn, seperti Pb akan

teroksidasi dan tereduksi. Untuk mencegah agar Pb tidak ikut mengendap pada

katoda, maka ditambahkan H2SO4.

Pb(s) + H2SO4(l) PbSO4(l) + H2(g)

Larutan elektrolit yang digunakan dalam proses elektrolisa ini adalah

campuran antara Stannosulfat (SnSO4), asam sulfat (H2SO4), asam fluorosilikat

(H2SiF6). Gelatin dan B-nafthol dengan temperature operasi pada suhu kamar bagan

alir electrolytic refining.

PERALATAN PELEBURAN TIMAH

A. TANUR PANTUL TETAP

Setiap tanur memiliki 12 buah hopper yang diletakkan secara merata di atas

tanur. Dua buah hopper terdekat dengan lubang trapping biasanya tidak diisi

material, untuk memindahkan saat trapping.

Bahan bakar dimasukkan ke dalam tanur melalui nozzle pada burner dengan

kapasitas tertentu sesuai pengaturan. Udara bebas yang diisap oleh axial fan

dipanaskan terlebih dahulu oleh regenerator. Udara panas dan bahan bakar

bereaksi menghasilkan kalor, yang selanjutnya kalor ini sebagian dimanfaatkan

untuk memanaskan regenerator sebelum udara panas sisa pembakaran dibuang.

Material peleburan yang telah disiapkan baik dari komposisi maupun beratnya

dimasukkan ke dalam tanur melalui hopper. Rabbling atau pengadukan dilakukan

melalui pintu rabbling yang berjumlah 7 buah tiap tanur tujuannya untuk

meratakan material dan panas selama proses peleburan berlangsung.

B. FLAME OVEN

Wet dross dan kurasan Forehearth dimasukkan ke dalam flame oven,

setelah atap flame oven dibuka suhu operasi dipertahankan dengan menggunakan

burner yang menyemprotkan bahan bakar dan udara sekaligus sehingga terjadi

pembakaran dan menghasilkan kalor. Operasi flame oven hanya untuk

memisahkan timah dengan dross pada temperatur operasi dibuat sedemikian rupa

sehingga yang mencair hanya logam timahnya saja. Setelah timah mencair,

lubang tapping dibuka agar timah cair keluar, sementara slagnya tetap tertinggal

di dalam oven.

C. COOLER

Cooler digunakan untuk menurunkan temperatur debu yang akan masuk ke

dalam filter. Gas-gas hasil reaksi yang mengandung debu itu dilewatkan pada

silinder-silinder tegak yang berjumlah 160 buah. Di bagian bawah dari cooler

disediakan kantung-kantung penampung (cyclone) guna mengurangi keasaman

gas. Settling chamber berfungsi untuk mengurangi debu dari main flue.

Aliran udara disebabkan oleh isapan axial fan. Adanya gaya grafitasi dan dibantu

oleh sekat-sekat paku pada dinding pipa pendingin, maka debu yang relatif berat

akan mengendap. Penurunan temperatur terjadi karena adanya radiasi panas dari

flue gas ke udara bebas. Panjangnya lintasan yang dilalui menyebabkan

banyaknya panas yang terbuang. Debu-debu yang tertampung secara periodik

dibuang dengan membuka katup.

D. FILTER

Filter digunakan untuk memisahkan debu dengan gas-gas hasil reaksi dalam

tanur. Debu ini memiliki kadar Sn yang cukup tinggi, sehingga perlu dilebur

kembali. Pemakaian filter ini selain dapat mengurangi Sn yang terbuang juga

dapat mengurangi kadar polusi gas buang terhadap lingkungan sekitar.

Pendistribusian gas-gas ke kamar-kamar diatur oleh katup pengatur aliran.

Kamar yang diisi gas buang akan membuka katup pengatur aliran gas buang

secara otomatis, dan katup pengatur udara bebas ditutup. Gas tersebut selanjutnya

didistribusikan ke dalam 176 filter bag dalam tiap kamar filter. Pengaliran ini

dilakukan oleh fan penghisap melalui sebuah lubang atau pintu pada tiap kamar.

Pada waktu pengeluaran, katup pengatur aliran gas buang dan lubang isapan

ditutup. Dengan suatu sentakan, debu akan terlepas dari saringan wool dan

dengan dibantu oleh udara bebas, yang masuk melalui katup pengatur udara

bebas, maka debu akan jatuh ke bawah.

E. DUST COLLECTING SYSTEM

Flue gas hasil peleburan biasanya terdiri dari gas Oksigen (O2), Nitrogen

(N2), Karbon Monoksida (CO), Karbon Dioksida (CO2), gas sulfur, uap timah dan

debu timah yang semuanya dialirkan melalui regenerator, sehingga panas dari flue

gas akan diserap oleh regenerator hingga temperatur regenerator mencapai 6000

C. Panas yang dibawa oleh flue gas, kemudian dilewatkan pada main flue dan dua

buah setlling chamber, selanjutnya flue gas melewati cooler system yang

berfungsi menurunkan temperatur flue gas tersebut sebelum masuk filter system

sehingga temperatur lebih kurang 1100 C.

Fungsi filter system untuk mendapatkan debu timah, di mana debu timah

bersama dengan gas lain meninggalkan tanur sebelum ke system filter,

didinginkan dulu lewat pendingin udara (cooler system). Debu timah dan gas

tersebut masuk ke kantung-kantung filter. Sedangkan gas-gas lain yang ikut

sebagai flue gas keluar lewat pori-pori (dinding) kantung filter melalui cerobong.

Dengan ketukan mekanis debu akan turun, lalu ditampung di screw conveyor

yang dilanjutkan ke belt conveyor kemudian masuk ke bunker debu. Dari bunker

debu ini dilakukan palletizing dengan suatu alat yang disebut pelletizer, untuk

menghasilkan debu timah yang berbentuk pellet. Debu timah yang dihasilkan

dipakai dalam peleburan tingkat I sebagai bahan sirkulasi.

Selain dalam bentuk SnO, hasil reaksi di dalam tanur dapat menghasilkan

uap sulfide (SnS), yang terbentuk karena adanya penurunan temperatur. Setelah

meninggalkan tanur maka uap SnS ini akan mengendap sebagai debu bersama-

sama dengan debu SnO.

Proses peleburan dan pemurnian bijih timah dilakukan dengan berulang-ulang

dengan tujuan mendapatkan logam timah cair sebanyak-banyaknya dengan kadar

setinggi mungkin.

IV. TINGKAT PRODUKSI DAN LOKASI PELEBURAN

Bijih timah yang dihasilkan dari penambangan kapal keruk dan produksi

tambang terlebih dahulu dilakukan pengolahan secara terpusat di Pusat Pencucian

Bijih Timah Mentok dan Pusat Metalurgi PT Tambang Timah terletak di Mentok

Provinsi Bangka Belitungdengan kadar lebih dari 72%Sn.

Pencetakan balok timah dilakukan secara manual dengan caram,emasukkan

timah cair ke dalam cetakan dengan bantuan pompa. Dilihat dari segi bentuknya,

logam timah produksi Pusat Metalurgi PT. Tambang Timah terdiri dari :

a. Normal Ingot : dengan berat sekitar25 kg per balok

b. Small Ingot : dengan berat sekitar17 kg per balok

c. Tim Anoda : dengan anoda pesanan jepang, beratnya sekitar40 kg

d. Tin Shot : bentuk butiran kecil timah yang dibuat dengan pesanan

khusus

e. Old Standard Ingot : dengan berat sekitar 36 kg

Sedangkan dari segi kandungan timahnya, logam timah produksi Pusat Metalurgi

PT. Tambang Timah dipasarkan beberapa jenis :

a. Bangka Tin : kadar timah minimum 99,9%

b. Mentok Tin : kadar timah minimum 99,85%

c. Banka low Lead : kadar Pb rendah 20-200 ppm

d. Banka Four Nine : kadar timah minimum 99,99%

Tingkat Produksi per bulan timah oleh PT. Tambang Timah berkisar 250.000 ton

dengan variasi produknya

IV. FLOWCHART, TINGKAT PRODUKSI DAN LOKASI PELEBURAN

TIMAH

GAMBAR 3

PROSES PELEBURAN TIMAH

BAHAN BAKU PELEBURAN

TANUR

KETEL PENAMPUNGAN

HOLDING POT CRYSTALLIZER

CRYSTALLIZER

KETEL PEMURNIAN

KETEL PERCETAKAN

BALOK TIMAH

PbSn

Kadar Pb & SnTemperatur MaterialTemperatur Setting

TAPPING

Ketel 2,4,6 (Kadar Pb rendah)Penurunan Suhu dan kadar Ar

Ketel 1,3,5Penurunan kadar besi (Fe) pada suhu 280oC

Ketel Cetak (7&8)

SLAG I

Balok Timah Kapal Ekspor

Endapan Bijih Timah di Alam

Penambangan Laut dan Daratkadar Sn = 10-20% Sn

PPBT (Dari kapal Keruk)Kadar Sn+ 70%Sn

Material ProduksiAnalisa Kadar

Bunker PabrikPenimbangan Komposisi

Pengisian Hopper I pada tanur (25 Ton)Proses 6 jam pada suhu 1300-1400oC

Pengisian Hopper I pada tanur (25 Ton)Proses 6 jam pada suhu 1300-1400oC

GAMBAR 4

PENGOLAHAN TIMAH Pb RENDAH

TAPPING

Ketel 2,4,6 (Kadar Pb Tinggi)Penurunan Suhu dan kadar Ar

Ketel 1,3,5Penurunan kadar besi (Fe) pada suhu 280oC

Ketel Cetak (7&8)

SLAG I

Balok Timah Kapal Ekspor

Endapan Bijih Timah di Alam

Penambangan Laut dan Daratkadar Sn = 10-20% Sn

PPBT (Dari kapal Keruk)Kadar Sn+ 70%Sn

Material ProduksiAnalisa Kadar

Bunker PabrikPenimbangan Komposisi

Pengisian Hopper I pada tanur (25 Ton)Proses 6 jam pada suhu 1300-1400oC

Pengisian Hopper I pada tanur (25 Ton)Proses 6 jam pada suhu 1300-1400oC

GAMBAR 5

PENGOLAHAN TIMAH Pb

RENDAH

STUDI KASUS PELEBURAN

Dross dan hardhead selama ini tidak bisa dilebur terpisah dari bijih timah,

karena dalam peleburan timah diperlukan senyawa silika sebagai stabilisator

keasaman dalam tanur. Hal ini menyebabkan bijih timah yang dilebur bersama kedua

material tersebut tidak dapat menjadi logam timah berkadar tinggi, karena tingginya

impurities di dalam logam timah cair dardross dan heardehead.

Persediaan dross dan hardhead di Pusat Metalurgi Mentok berlimpah namun

untuk meleburnya secaraterpisah dari bijih timah perlu dilakukan penelitian. Untuk

melebur dross dan hardhead diperlukan perhitungan komposisi sesuai dengan

perbandingan peleburan bijih timah dan perlu dicarikan solusi pengganti bijih timah

yang mengandung senyawa silika. Penambahan pasirsilika dalam kasusini

dimaksudkan untuk mengetahui peranannya dalam peleburan dross dan hardhead,

karena berfungsi untuk menjaga keasaman dan menurunkan titik lebur material.

PENYELESAIAN

Peleburan dross dan hardhead dapat dilakukan secara terpisah dari bijih timah

dengan penambahan pasir silika pada temperatur 1300oC.

Pasir silika dalam percobaan peleburan dross dan hardhead berfungsi untuk

membuat kondisi asam dalam tanur dan menurunkan temperatur titik lebur slag.

Slag dominan dengan persenyawaan oksida membentuk sistem CaO-FeO-SiO2.

Kadar Sn dalam slag akan minimal pada keasaman 1,25 – 1,5 yang diperoleh dari

perbandingan jumlah oksigen pada SiO2 dengan oksigen pada FeO dan CaO.

Kadar Sn dalam timah kasar lebih besar dari 97% dan kadar logam Fe dalam

timah kasar 2,35%.

Slag yang dihasilkan dari percobaan peleburan dross dan hardhead adalah

96,199% sedangkan Sn yang losses dalam slag 1,76%.

Komposisi yang tepat untuk melebur 500 gram dross dan 500 hardhead adalah

200 gram antrasit, 25 gram silika, 15 batu kapur dengan temperatur 1300oC serta

waktu kampanye 10 jam.

Reaksi pada peleburan bijih timah merupakan reaksi berkebalikan dan berulang

untuk membentuk logam timah.

NERACA ENERGI PADA PROSES PELEBURAN

Neraca Energi: pembukuan masukan dan luaran energi dalam suatu proses/reactor.

neraca kalor : jenis neraca energi yang hanya memperhitungkan masukan dan luaran

energi termal.

PERSAMAAN DASAR :

CS kalor ke dalam sistem = S kalor keluar dari sistem + kalor terakumulasi di dalam

system, Pada keadaan tunak, tidak ada kalor terakumulasi

SKEMATIK PERUBAHAN KALOR REAKSI

AT1 + BT2 = CT3 + DT4

AT1 BT2 CT3

298 298 298 DT4

HT1 HT2 HT3 298

HT4

Tref : 298K

A298 + B298 = C298 + D298

DH298

Catatan: 1. Perubahan kalor = - Perubahan entalpi

2. Cara menentukan perubahan kalor sensibel (karena

perubahan temperatur) dapat menggunakan Appendix B buku Rosenqvist

Dalam neraca kalor dilakukan pengelompokan masukan di satu sisi dan luaran di sisi

yang lain

Masukan: kumpulan semua perubahan entalpi yang negatif (perubahan kalor yang

positif), terdiri dari:

1. perubahan entalpi dari semua reaktan yang temperaturnya di

atas temperatur acuan;

2. entalpi pembentukan yang negatif semua produk reaksi

3. entalpi pembentukan yang positif semua reaktan

Luaran: kumpulan semua perubahan entalpi yang positif (perubahan kalor yang

negatif), terdiri dari:

1. Perubahan entalpi dari semua produk yang temperaturnya di atas temperatur

acuan;

2. Entalpi pembentukan yang negatif semua reaktan

3. Entalpi pembentukan yang positif semua produk

Untuk reaksi-reaksi yang sederhana dapat langsung dihitung kalor/entalpi reaksinya.

Untuk reaksi eksotermik dikelompokkan dalam masukan, sedangkan reaksi

endotermik masuk kelompok luaran

TUGAS KELOMPOK

EKSTRAKSI METALURGI

TAHAPAN PROSES PELEBURAN BIJIH TIMAH

Dosen Pengasuh :

Ir. Taufik Arif, MT

Oleh :

Hiras P Tindaon 03043120028Marthin Ch J Bintang 03043120071Fhadil M B H 03043120059

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

FAKULTAS TEKNIK

INDERALAYA

2008