superfosfat

5/10/2018 superfosfat - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/superfosfat 1/6

Pembuatan Superfospat Dari Sulfida

MERSI SURIANI SINAGA

Program Studi Teknik KimiaFakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 SUPERP OSFAT1

Superfostat adalah campuran enters monocalsium, monohidrat, dan gipsum

yang dibuat dengan mereaksikan asam sultat dengan batuan apatit ( batuan tostat ).Superfosfat merupakan pupuk yang telah dihasilkan sejak pertengahan tahun 1800.

Yang menjadi bahan baku superfostat adalah batuan fostat ( Ca3(PO4)CaF2) ,dimana batuan fostat ini merupaka sumber penghasil senyawa foster yang

digunakan sebagai bahan penting untuk pembuatan pupuk superfosfat .

Asal mula penggunaan senyawa fostat dimulai sekitar tahun 1669 setelahpenelitian seorang ahli kimia Jerman yang bernama Brand. Penemuannya

memperkenalkan kegunaan senyawa fosfat sebagai pupuk.Hingga abad pertengahan abad XIX, sumber utama fosfat didapatkan dan

tulang belulang. Namun hal ini, sungguh tidak mungkin untuk diteruskan, mengingatadanya kesulitan dalam hal penyediaan sumber fosfat yang sangat terbatas.

Pada tahun 1842, negara Inggris mengeluarkan ketetapan mengenai hakpaten bagi Jhon A. Lawes untuk mengolah abu tulang dengan asam sulfat . Hak

paten inilah yang menjadi dasar berdirinya industri pupuk. Perkembangan

selanjutnya teradi cukup pesat yakni dengan ditemukannya banyak tambang fosfatdi Inggris, USA, Rusia dan Perancis .

Dari hasil penambangan akan diperoleh batuan fosfat atau juga disebutbatuan apatit yang merupakan bahan dasar bagi senyawa fostat. Rumus kimianya

adalah CaF2.3Ca(PO4)2. Pengolahan terhadap batuan-batuan fosfat akanmeningkatakan kegunaan dan efisiensi penggunaan fosfat itu sendiri dalam dunia

pertanian. Batuan festal tidak digunakan langsung namun harus mendapat perlakuanlanjut dari dalam industri.

Ada beberpa macam superfosfat, antara lain:1. Normal Superfosfat ( OSP = Ordinary SuperPhosfat )

2. Double Superfosfat ( DSP = Double Superphosfpat )3. Triple Superfosfat (TSP = Triple Superphosphat)

1. NORMAL SUPERFOSFAT (OSP)2

Normal superfosfat (OSP) dapat dihasilkan reaksi stokiometri antara batufosfat (Ca

5(PO

4)3F

2) dengan fosfat asam sulfat (H

2SO

4) dan penambahan air (H

2O)

2. DOUBLE SUPERFOSFAT (DSP)3 Double Superfosfat adalah suatu fosfat yang tidak mengandung gips (tidak

terbentuk gips pada akhir proses). Disebut double karena kadar P2O5 jauh lebihbesar dari kadar superfosfat yang normal, 42- 45% P2O5.

1 Riegels “Hand book of Industrial Chemistry, “ Ninth Edition, hal 3472 Serve’s ,” chemical Process Industries, “ Fifth Edition, hal.2743 Diktat, “ proses Industri Kimia,” ITB

e-USU Repository © 2004 Universitas Sumatera Utara 1



Double siperfosfat diperoleh melalui reaksi antara batu fosfat dengan asam

fosfat dan air.

3. TRIPLE SUPERFOSFAT (TSP)4

Triple Superfosfat dibuat dengan mengasamkan batuan fosfat oleh asamfosfat. Trile superfosfat mengandung P2O5 berkisar 46-50%. Dalam triple

superfosfat ini tidak berbentuk gips (CaSO4).

Dalam makalah kami ini kami hanya membahas Normal superfosfat atau

dikenal juga dengan nama monokalsium fosfat. Hal ini karena kami mengambil judulpembuatan Superfosfat dari sulfida. OSP adalah superfosfat yang menggunakan

bahan baku batu fostat dan asam sulfat. Dimana kita ketahui asam sulfat diperolehdari sulfida.

BAB II

PROSES PEMBUATAN SUPERFOSFAT

Pada proses pembuatan superfosfat dengan menggunakan asam sulfat

menghasilkan produk superfosfat yang biasa/normal, sering disebut ordinar/ NormalSuperfosfat.

Reaksinya :

Ca(PO4)2 + 2H2SO4 + 4H2O → CaH2(PO4)2 + 2(CaSO4.2H2O)

Monokalsium gipsumfosfat

CaF2+ H2SO4 + 2H2O → CaSO4- 2H2O + 2HF ↑

4HF + SiO2 → SiF4↑ + 2H2O

3SiF4 + 2H2O → SiO2 + 2H2SiF6

Reaksi utama lebih tepat dituliskan sebagai berikut :

CaF3.3Ca3( PO4)2 + 7H2SO4+ 3H2O→3CaH4( PO4)2 .H2O + 2 HF↑ + 7CaSO4

Batuan fosfat atau 53-57°Be' Monokalsium fosfat Anhidrttfluoropatit

2.1 Langkah langkah pembuatan :

2.1.1 Persiapan bahan fostat

Sumber fosfat umumnya diperoleh dari batuan fosfat. Batuan fosfat ini tidakdapat digunakan langsung sebagai pupuk disebabkan oleh sifat daya larutnya yang

terlalu kecil dalam air sehingga diusahakan untuk merubahnya menjadi senyawafosfat yang mudah larut dalam air, sehingga mudah diserap oleh akar tumbuh

tumbuhan.

Batuan festal ini dimasukkan ke deism reaktor harus dalam ukuran yangsangat kecil (berbentuk butiran-butiran halus ), tidak berupa abu, untuk menghindari

terhembus atau terbawa oleh gas lain.

4 Sherve’s, “Chemical Process Industries.”Fifth Edition, hal .274




2.1.2 Pencampuran dengan asam sulfat.

Asam sulfat yang digunakan pada proses ini dapat diperoleh dan proseskontak ataupun proses kamar timbal, namun yang sering digunakan adalah asam

sulfat yang berasal dan prose kontak, karena asam sulfat yang dihasilkan lebih pekatsehingga memudahkan pencampuran dengan batuan fosfat.

2.1.3 Pembentukan superfosfat.

Secara lengkap proses pembentukan superfostat dapat dijelaskan sebagai

berikut :

Mula-mula batuan fosfat dari tangki penyimpanan di bawa ke surge hopper,

dimana dalam alat ini batuan fosfat dihancurkan (dihaluskan) sampai ukuranpartikelnya kurang dari 100 mesh. Lalu partikel-partikel batuan fostat yang telahdihaluskan tersebut lalu dibawa ke weight feeder dengan menggunakan mastering

screw.Dari weight feeder, sejumlah tertentu partikel partikel batuan fosfat

dimasukkan kedalam cone mixer dan bersamaan dengan itu juga dimasukkan asam

sulfat 93% dan sejumlah tertentu air. Lalu campuran itu tersebut dipanaskan sampaiterjadi reaksi pembentukan superfosfat. Superfosfat yang terbentuk bersamaan

dengan hasil-hasil samping dari reaksinya dialirkan melalui slat conveyor.Biasanya membutuhkan waktu 1 jam agar larutan superfosfat yang dihasilkan

menjadi padat selama berada di slat conveyor. Zat – zat yang tidak menjadi padatan( biasanya berupa asam sultat, fluor dan gas-gas hasil reaksi lainnya ) dialirkan ke

scrubber ( penyerap ) untuk mendapatkan kembali asam sultat dan fluor, sedangkan

gas-gas yang tidak diiinginkan dibuang ke atmosfir.Sedangkan superfosfat yang telah padat dihancurkan menjadi butiran-

butiran halus dengan memakai desintegrator, lalu butiran-butiran (berupasuperfosfat ) tersebut dibawa ke tangki penyimpanan dengan memakai conveyor.




2.2 Macam - Macam P roses Yang Ada

Proses pembuatan monokalsium fosfat (normal superphosphate) terdiri alas 2 jenis,yaitu :

1. Proses Batch2. Proses Kontinu

2.2.1. Proses Batch

Pada proses batch perhitungan perbandingan batuan fostat dan asam sulfat

yang digunakan harus tepat. Batuan fesfat dan asam sulfat bersama-samadimasukkan kedalam pan mixer yang berputar secara vertikal. Pan mixer ini

mempunyai mata pisau - mata pisau yang berputar berlawanan arah dengan putaranpan mixer. Didalam pan mixer campuran batuan fosfat dan asam sulfat diaduk

selama 2 atau 3 menit. Kemudian dikeluarkan dan dialirkan ke dan - den untukpenyempurnaan reaksi. Den - den pada proses batch ini cukup besar dan cukup

banyak. Tiap - tiap den dilengkapi dengan fume duct yang berfungsi untuk

mengeluarkan gas - gas hasil reaksi.Setelah den terisi maka dilakukan pengerukan atau pengambilan dan

dimasukkan ke storage pile. Pengerukan superphosphate dari den dimulai kira kira15 menit setelah pengisian ke dalam den dilakukan. Pengerukan terus dilakukan

sampai muatan den menjadi kosong.Setelah itu dilanjutkan dengan den berikutnyasampai muatan den-den yang ada habis. Proses batch dewasa ini sudah jarang

dilakukan karena penggunaan den yang cukup besar dan banyak sehingga

memerlukan areal yang cukup luas.

2.2.2.Proses KontinuPada proses pembuatan superfosfat secara kontinue perbandingan batuan

dan asam yang digunakan tidaklah mesti tepat seperti halnya pada proses batch.Umpan batuan fosfat dan asam sulfat dialirkan secara kontinu ke mixer dan den.

Proses kontinu dapat dibagi alas 3 macam proses, yaitu :

1. Proses BroadfieldAliran asam sulfat diatur melalui sebuah constant-level box secara kontinu.

Sedangkan batuan fostat dialirkan secara kontinue melaui alat gravimetri. Asam dan

batuan diumpankan kedalam pug mill mixer selama 2 sampai 3 menit. Campurandalam mixer tersebut diaduk supaya tidak mengeras. Waktu simpan yang lebih lama

dalam mixer akan menghasilkan produk akhir yang agak padat dan lebih granular (

butiran ).Dari mixer, slurry dialirkan ke slat conveyor. Slat conveyor merupakan bagian

dasar dari den. Di slat conveyor ini slurry mulai mengeras dan membentuk blok. DariSlat conveyor, blok dibawa ke pemotong yang berputar ( revolving cutter) dan

selanjutnya dialirkan ke storage pile.

2. Proses Sackett

Pada proses Sacket batuan fosfat dijadikan dalam bentuk debu denganmenggunakan mill. Debu fosfat disemprot dengan asam sultat sehingga membentuk

slurry. Slurry tersebut secara kontinu diijensikan dan dialirkan dalam mixer yangberbentuk silinder dengan sebuah tangki berpengaduk.

Sebagian campuran yang telah mengeras dikeluarkan dari ujung silinder dandialirkan besar besar ke conveyor yang panjangnya 75 ft. Waktu yang dibituhkan




superfosfat dari conveyor ke unit pemotong ( cutter) adalah 1 jam. Setelah

pemotongan maka produk dialirkan ke storage pile. 5

3. Proses TVA ( Tennesse Valley Autority )

Proses TVA merupakan pengembangan dan prose Broadfield. Jenis mixeryang dipakai pada proses TVA ini adalah den. Debu fosfat dan asam sulfst

dimasukkan ke deism cone mixer. Monokalsium fosfat yang keluar dan cone mixerdialirkan ke continous den. Setelah 24 jam kemudian dialirkan ke storage pile.

Semua peralatan bekerja pada tekanan 1 atmosfir.

Gas-gas hasil reaksi dari den dialirkan ke scrubber untuk memisahkan gas HFdengan gas lainnya.6

Dari uraian diatas dikethui bahwa prinsip dasar dan semua proses adalahsama yaitu : pencampuran batuan fosfat dengan asam sulfat.

Proses yang sering digunakan adalah proses TVA, karena:

1. prosesnya sederhana

2. produk yang diperoleh lebih murni3. diperoleh hasil samping HF yang mempunyai nilai tambah

4. peralatan yang digunakan lebih sederhana

2.3 Uraian ProsesPabrik pembuatan monokalsium fosfat dengan prose TVA dapat dibagi

menjadi 3 unit, yaitu :

1. unit batu fosfat2. unit monokalsium fosfat

3. unit hasil samping asam fluorida ( HF )

2.3.1 Unit Batu FosfatUnit ini bertujuan untuk menghasilkan batu fosfat dengan ukuran 200

meshsebelum diumpankan ke dalam reaktor. Batu fosfat didatangkan dari Tennesse,Amerika Serikat, dengan ukuran 3 mesh.

Batu fosfat diangkut dari Gudang dengan Belt Conveyor ke Bin Feeder. Daribin feeder, bahan baku tersebut dimasukkan kedalam Ball Mill. Di dalam Ball Mill inibatu fosfat dengan ukuran 3 mesh dihancurkan menjadi 80% lolos 200 mesh.7

Batu fosfat yang telah dihancurkan diangkut dengan Bucket Elevator keClassifier untuk dipisahkan antara yang kasar dan yang halus. Debu yang kasar

(20%) dikembalikan ke ball mill untuk dihaluskan kembali. Debu yang halus ( 80%)diangkut ke Silo dengan Screw Conveyor.

2.3.2 Unit Monokalsium fosfatDebu fosfat dan silo dilewatkan ke Belt Conveyor dan seterusnya dialirkan ke

Cone Mixer. Suhu cone mixer 85,6°C.8 Pada cone mixer ini juga dimasukkan asamsulfat 71% dan tangki asam sulfat.

Monokalsium fosfat setelah jadi (Run Of Pile = ROP) yang keluar dari cone

mixer dialirkan ke Continous dan 109,4°C .Setelah 24 jam ROP dalam bentuk padatan ( solid ROP) masih mengandung

kadar air yang tinggi (14,92%). Untuk menurunkan kadar air itu menjadi 8% maka

5 K.D. Jacobs, 19536 Sherve’s, 19847 Vincent-Sacheli, 19608 Jacobs, 1953




solid ROP dialirkan ke Rotary Dryer melalui Screw Conveyor ke storage pile disimpan

selama 4 minggu.

2.3.3 Unit Hasil Samping Asam Fluorida

Gas-gas yang keluar sebagai hasil samping pada cone mixer dan continousden dialirkan ke scrubber untuk memisahkan gas HF dengan gas-gas lainnya. Asam

Fluorida (HF) yang terserap 95% dalam bentuk liquid dan dialirkan ke tangkipenyimpanan HF liquid. Sisa-sisa gas yang tidak terserap dialirkan ke Vent Stack

untuk dibuang.

BAB IIIAPLlKASI PRODUK

Superfosfat merupakan pupuk yang mengandung berbagai macam nutrient untuk

keperluan tanaman/tumbuhan. Jadi penggunaan superfosfat yang paling penting

sampai saa ini adalah sebagai pupuk yang dapat menyuburkan tanah , menyediakankebutuhan nutrient pada tanaman sehingga menghasilkan produk yang memuaskan.

Selain itu, superfosfat dari proses basah yang mengandung kadar fluorine rendahdapat diolah kembali melaui proses pembakaran dan produknya merupakan suatu

butiran sempurna berukuran - 12 mesh, yang kering dapat digunakan untukcampuran , makanan ternak.

DAFTAR PUSTAKA

Jacobs,KD,1965. Fertilizer Technology And Resources; Volume 3.New York :

Academic Press Inc.

Kirk [and] Othmer,1967. Encyclopedia Of Chemical Technology; second Edition, Vol

9 [and] 15, New York : Interscience Publisher Division of Joghn Willey for

chemic & son, Inc.

Shereve, RN. [and] Brink,J.A,Jr,1974. Chemical Process Industries; 4th Edition. New

York : Mc Graw Hill Book, Co.

Riegels, [s.a]. Hand Book Of Industrial Chemistry ; Ninth Edition.[s.l] : [s.n]

Perry [and] Chilton,1979.Chemical Engineering Handbook; 5th Edition. New York :

Mc Graw Hill.


superfosfat

Documents

Transcript of superfosfat