Pengolahan Bijih Besi Dengan Blast Furnace
5
7/21/2019 Pengolahan Bijih Besi Dengan Blast Furnace http://slidepdf.com/reader/full/pengolahan-bijih-besi-dengan-blast-furnace 1/5 Pengolahan Bijih Besi Dengan Blast Furnace, Tanur Tiup B l as t f u r na ce a t au b i as a j uga d i s ebu t dengan t anu r t i up a t au t anu r teg ak di gunak an un t uk me r e du k si s ec ar a ki mi a da n men gk o nv e rs i s ec ar a s i k bi j i h be si y a ng pad a t men j ad i l og am b es i y a ng pa na s . L og am b es i p an as d is e bu t s e ba ga i h o t me t a l . Ba ha n b ak u y an g d i ma s uk a n p ad a b l a s t f u r n ac e a da l a h b i j i h b es i , k o k as da n b a t u k a pu r y a ng d i u mp an d ar i a t a s. Se l a ma pr o se s d i t i up ka n u da r a p an as at a u ho t b l a s t da r i b ag i a n ba wa h me l a l u i t uy er es . D i b u t u hk a n en am s a mp a i d e l a pa n ja m b ah an b ak u b ij i h b es i t u r u n k e ba g i a n ba wa h me mb en t u k p r oduk ho t me t a l b es i dan s l ag . Logam bes i i n i b i as a d i s ebu t degan p i g ir on . B l a s t f u r n ac e ak a n b er o pe r a s i s e c ar a k on t i n y u s el a ma en am s a mp a i s e pu l u h t a hu n d en ga n h an y a b er h en t i u n t u k me l a k uk a n p eme l i h ar an y a ng t e l a h d i r e nc a na k an . Be s i o k s i d a me r u pa k a n Ba ha n ba k u ut a ma y a n g d i g un ak a n pa da bl a s t f u r n ac e y a n g d ap a t be r upa b i j i h bes i ok si da s epe r t i hema t i t e a t au magne t i t e , a t au b i j i h ok si da has i l o l ahan s epe r t i s i n t e r , a t au pe l l e t . Uk u r an bahan bak u i n i ada l ah s ek i t a r 5 0 mm. B i j i h b es i d en ga n k a nd un ga n Be s i a t a u Fe y a ng t i n gg i d ap a t l a ng s un g d i ma s uk a n p ad a b l a s t f u r nac e t anpa ha r u s me l a l u i p r o s es p engo l ahan t e r l eb i h da hu l u . B i j i h bes i y ang dapa t l ang s ung d i g un ak a n a da l a h b i j i h be s i y a ng me ng ad un g Fe an t a r a 50 – 70 pe r s e n. B i j i h b es i d en ga n k an du ng an y a ng r e nda h , t e r l e b i h da hu l u h ar u s d i p r o se s un t u k me n i n gk a t k an k and un gan Fe - n y a at au me l a l u i p r o se s ben e s i a si . Pe l l e t d i bua t da r i b i j i h bes i k ada r r endah . B i j i h me l a l u i s er angk ai p r o s es s epe r t i c r u sh i ng , g r i nd i ng , s epar a t i on , ba l l i ng , dan i ndu r a t i on . Pe l l e t ber ben t uk bo l a- bo l a k ec i l s eper t i k el er eng b e r u k u r a n a n t a r a 1 0 – 2 5 mm. Pe l l e t me ng ad un g Fe a nt a r a 6 4 – 6 7 p er s e n. S i n t e r d i bua t da r i b i j i h bes i uk ur an ha l u s , d i t ambah s ed i k i t k ok as , ba t u k apu r dan s ej uml ah bahan l i mb ah d ar i pa br i k ba j a y an g men ga nd un g b es i . Ba ha n h a l u s i n i d i c amp u r s ec ar a p r o po s i o na l un t u k me nd ap a t k an k o mpo s i s i t e r t e nt u . Ba ha ni n i k e mud i an d ima su kk an k e d a l a m s i n t e r i n g s t r a nd y a ng di p a na s k a n d a l a m f u r n ac e b er b ah an g as . Se ba g i a n b ah an me l e l e h d an me n y a t u me mb e n t uk s in t e r b e r uku r a n a n t a r a 10 – 50 mm. Ope r a s i Da n P r o s e s B l a s t Fu r na c e Sec ar a sk emt i k a, p r i n s i p b l as t f u r nac e a t au tanu r t i up at au t ungk u t egak di t un j ukan pada gamba r d i ba wah . T anu r t e r d i r i d ar i s ha f t y ang memi l i k i t i ng i an t a r a 20 s ampa i 30 me t e r . Sha f t t e r bua t da r i ba j a y ang bag i an da l amn ya d i l ap i s i dengan ba t a t ahan ap i , a t au r e f r ac t o r y br i c k .
-
Upload
akmal-zaqula -
Category
Documents
-
view
219 -
download
5
description
bijih besi BF
Transcript of Pengolahan Bijih Besi Dengan Blast Furnace
7/21/2019 Pengolahan Bijih Besi Dengan Blast Furnace
http://slidepdf.com/reader/full/pengolahan-bijih-besi-dengan-blast-furnace 1/5
Pengolahan Bijih Besi Dengan Blast Furnace,Tanur TiupBlast furnace atau biasa juga disebut dengan tanur tiup atau tanur t egak d igunakan untukmereduksi secara k imia d an mengkonversi secara sik b ijih b esi yang p adat menjadi logam besiyang panas. Logam besi panas di sebut sebagai hot metal.
Bahan baku ya ng dimasukkan pada blast furnace adalah bijih besi, kokas d an batu kapur yangdiumpan dari atas. Selama p roses ditiupkan udara panas a tau hot blast dari bagian bawahmelalui tuyeres.
Dibutuhkan e nam sampai delapan jam bahan ba ku bijih be si turun ke b agian b awah m embentukproduk h ot metal besi dan slag. Logam besi ini biasa disebut degan pig iron.
Blast furnace a kan beroperasi secara ko ntinyu se lama e nam sampai sepuluh tahun denganhanya berhenti untuk melakukan pemeliharaan yang telah direncanakan.
Besi oksida merupakan Bahan b aku u tama yang digunakan p ada b last furnace yang dapatberupa bijih besi oksida seperti hematite atau magnetite, atau bijih oksida hasil olahan sepertisinter, atau pellet. Ukuran bahan baku ini adalah sekitar 50 mm.
Bijih besi dengan kandungan Besi atau Fe yang tinggi dapat langsung dimasukkan pada blastfurnace tanpa harus m elalui proses p engolahan terlebih dahulu. Bijih besi yang dapat langsung
digunakan adalah bijih besi yang mengadung Fe a ntara 5 0 – 7 0 persen.
Bijih besi dengan kandungan yang rendah, terlebih d ahulu harus diproses untuk meningkatkankandungan Fe-nya a tau melalui proses b enesiasi.
Pellet dibuat dari bijih besi kadar rendah. Bijih melalui serangkai proses seperti crus hing,grinding, separation, balling, dan induration. Pellet berbentuk b ola-bola kecil seperti kelerengberukuran antara 10 – 2 5 mm. Pellet mengadung Fe an tara 64 – 6 7 pe rsen.
Sinter dibuat dari bijih besi ukuran halus, ditambah sedikit kokas, batu kapur dan sejumlah bahan
limbah dari pabrik baja ya ng mengandung besi. Bahan halus ini dicampur secara proposionaluntuk mendapatkan kom posisi tertentu. Bahan ini kemudian dimasukkan ke da lam sinteringstrand yan g dipanaskan dalam furnace be rbahan ga s. Sebagian bahan meleleh dan menyatumembentuk sinter berukuran antara 1 0 – 50 mm.
Operasi Dan Proses Blast FurnaceSecara s kemtika, prinsip blast furnace atau t anur tiup a tau t ungku tegak d itunjukkan padagambar di bawah. Tanur terdiri dari shaft yang memiliki tinggi antara 20 sampai 30 meter. Shaft
terbuat dari baja yang bagian dalamnya dilapisi dengan bata tahan api, atau refractory b rick.
7/21/2019 Pengolahan Bijih Besi Dengan Blast Furnace
http://slidepdf.com/reader/full/pengolahan-bijih-besi-dengan-blast-furnace 2/5
Bahan baku yang terdiri dari bijih, kokas d an bahan imbuh (ux) dimasukkan dari bagian atastanur. Fungsi dari bahan imbuh ya ng ditambahkan a dalah agar komposisi slag menjadi sesuaiuntuk p roses blast furnace. Bahan imbuh yan g digunakan umumnya a dalah batu ka pur(limestone), kapur ba kar (lime) at au bahkan kadang ditambahkan dolomit.
Dari bagian bawah tanur, dihembuskan u dara p anas m elalui tuyeres. Gas-gas yan g terbentuk d idalam tanur keluar melalui bagian atas tanur, sedangkan lelehan logam pig iron (besi mentah)dan lelehan slag dikeluarkan dari hearth pada bagian bawah tanur. Bagian yang berbentukkerucut terbalik ( inverted cone) antara stack dan hearth disebut bagian zona bosh.
Sedangkan Reaksi-reaksi kimia yang terjadi selama proses dalam tanur da pat dilihat padagambar. P ada bagian atas st ack, bijih besi direduksi melalui tahapan b erikut:
3 Fe 2O 3 + CO = 2 Fe 3O 4 + CO 2
Fe 3O 4 + CO = 3 FeO + CO 2
FeO + CO = Fe + CO 2
Reaksi-reaksi ini mulai terjadi ketika temperatur telah mencapai beberapa ratus derajat Celcius,namun demikian, reaksi-reaksi utama t erjadi dalam rentang temperatur 700 sampai 1200Celcius. Reaksi antara C O dengan b ijih b esi pada b agian a tas d aerah s tack i ni disebut sebagaireduksi tidak langsung. Di daerah ini, temperatur memang masih terlalu rendah untuk t erjadinyareaksi dengan kokas.
7/21/2019 Pengolahan Bijih Besi Dengan Blast Furnace
http://slidepdf.com/reader/full/pengolahan-bijih-besi-dengan-blast-furnace 3/5
Skematika I ron Blast Furnace, Tanur Tiup Besi Dan Reaksi Kimia
Pada a plikasi yang lebih m odern, reduksi Fe 2O 3 dan Fe 3O 4 menjadi FeO selesai sebelum reduksike besi logam dimulai. Hal ini memberikan kondisi pemanfaatan paling esien terhadappemakaian CO yang terkandung dalam gas dan dicapai dengan penggunaan bijih yang reaktifdan berukuran kecil, seperti pellet. Untuk bijih yang lebih kasar da n kurang reaktif, reaksi-reaksicenderung terjadi secara overlap dan tidak e sien .
Reaksi reduksi yang terakhir adalah reduksi dari wustite menjadi besi logam. Reduksi ini hanyaterjadi setelah bijih mencapai bagian b awah dari zona stack. Pada bagian bawah stack i nitemperatur t elah mencapai di atas 1000 Celcius. Pada temperatur i ni, reaksi permukaan kokasrelatif cukup cepat sehingga dapat mereduksi wustite m enjadi besi logam. Reduksi FeO dengankokas mengikuti reaksi berikut:
FeO + C = Fe + CO
Reaksi ini biasa juga disebut dengan reduksi langsung, walaupun secara aktual terjadi melaluifasa ga s. Gas C O 2 yan g terbentuk dari reduksi FeO pada d aerah atas stack d apat bereaksidengan karbon untuk menyelesaikan reaksi secara keseluruhan. Oksida besi mengalami reaksipemurnian, yang diikuti dengan pelelehan kemudian mencair dan a khirnya m erembes seb agaicairan besi melalui lapisan kokas ke bagian bawah tungku
Pada b agian paling bawah furnace d ihasilkan lelehan utama ya itu h ot metal yang menempatilapisan b awah dan d i atasnya adalah lelehan s lag. Beberapa r eaksi juga terjadi dalam batastertentu mengikuti reaksi berikut:
MnO + C = Mn (lelehan) + CO
SiO 2 + 2 C = Si (lelehan) + 2 C O
Dalam jumlah yang sa ngat terbatas, Mangan o ksida dan si lika terreduksi menjadi Mn d an Siyang kemudian larut dalam hot metal. Mn dan Si merupakan bagian dari komposisi elemen yang
terkandung pada hot metal.
Pada daerah bawah stack, reaksi Boudouard terjadi secara simultan mengikuti reaksi sebagaiberikut:
CO 2 + C = 2 CO
Reaksi antara kokas de ngan C O 2 se ring disebut juga sebagai solution loss, yang berartisebagian karbon bereaksi sebelum mencapai tuyeres. Kokas turun ke ba gian bawah tungkusampai pada daerah udara dipanaskan atau tempat udara panas ( hot blast) masuk b last furnace.
Kokas dipanaskan o leh udara p anas d an segera b ereaksi untuk menghasilkan panas sebagaiberikut:
7/21/2019 Pengolahan Bijih Besi Dengan Blast Furnace
http://slidepdf.com/reader/full/pengolahan-bijih-besi-dengan-blast-furnace 4/5
C + O 2 = CO 2 + P anas
Reaksi berlangsung dalam kondisi karbon berlebih dan terjadi pada suhu tinggi. Reaksi inimenyebabkan karbon dioksida mengalami reduksi kembali oleh karbon menjadi karbonmonoksida sebagai berikut:
CO 2+ C = 2CO
Produk reaksi ini adalah karbon monoksida yang diperlukan untuk m ereduksi bijih besi sepertiyang terlihat dalam reaksi besi oksida sebelumnya.
Batu ka pur turun dalam blast furnace d an tetap se bagai padatan. Batu ka pur ini akan mengalamireaksi pertamanya sebagai berikut:
CaCO 3 = CaO + CO 2
Reaksi ini membutuhkan energi dan d imulai pada temperatur sekitar 1600 ° F. Senyawa C aOterbentuk da ri reaksi ini digunakan u ntuk menghilangkan b elerang ya ng terkandung d alam besi.Sulfur harus d ikurangi sebelum hot metal dibuat menjadi baja. Reaksi pengurangan sulfur inimengikuti reaksi sebagai berikut:
FeS + CaO + C = C aS + FeO + CO
Senyawa CAS merupakan b agian dari senyawa-senyawa pe mbentuk terak atau slag. Terakterbentuk dari senyawa Silika (SiO 2), Alumina (Al 2O 3), Magnesia ( MgO) atau Calcit (CaO) yang
terkandung dalam bijih besi, pelet, sinter atau coke.
Terak ca ri memiliki densitas lebih rendah d aripada h ot metal. Terak ca ir lalu m erebes/menetesmelewati lapisan kokas ke b agian bawah tungku dan m engapung di atas b esi cair karena ku rangpadat.
Produk lain dari proses ironmaking, selain besi cair dan terak, adalah gas panas. Gas-gas ke luardari bagian atas t ungku tiup dan diproses m elalui peralatan pembersih gas. Peralatan ini akanmengeluarkan partikel yang terbawa o leh gas. Kemudian gas yan g didinginkan. Gas i ni masihmemiliki nilai energi yang cukup tinggi. Gas ini digunakan dan dibakar sebagai bahan bakar
dalam “hot blast stoves” yang digunakan u ntuk memanaskan udara yan g masuk ke bl ast furnaceuntuk menjadi “hot blast”.
Gas yang t idak d ibakar di hot blast stoves d ikirim ke boiler house dan digunakan untukmenghasilkan u ap yang memutar turbo b lower untuk menghasilkan kompresi udara yan g dikenalsebagai “cold b last” dan ke mudian masuk ke d alam stoves.
Pustaka:
1. Tupkary, R. H., Tupkary, V. R., 2007, ” An Introduction to Modern Iron Making”, Third
Edition, K hanna P ublishers, Nath Market, Nai Sarak, Delhi.
7/21/2019 Pengolahan Bijih Besi Dengan Blast Furnace
http://slidepdf.com/reader/full/pengolahan-bijih-besi-dengan-blast-furnace 5/5
2. Rosenqvist, T., 2004, ” Principles O f Extractive Metalurgy”, Second Edition, TapirAcademic P ress, Trondheim.
