PROSES PEMBUATAN SEMEN GRESIK

BAB II

PROSES PEMBUATAN SEMEN GRESIK

 2.1   Jenis-jenis Proses

A. Proses Basah

Pada proses ini, bahan baku dipecah kemudian dengan menambahkan air dalam jumlah tertentu serta dicampurkan dengan luluhan tanah liat. Bubur halus dengan kadar air  25-40% (slurry) dikalsinasi dalam tungku panjang (long rotary kiln).

B. Proses Kering

Pada proses ini bahan baku diolah (dihancurkan) di dalam Raw Mill  dalam keadaan kering dan halus, dan hasil penggilingan (tepung baku) dengan kadar air 0,5-1% dikalsinasi dalam rotari kiln. Proses ini menggunakan panas sekitar 1500-1900 Kcal /Kg kilnker.

2. 2   Pemilihan Proses

A. Proses Basah

Proses Basah Proses ini dimulai dengan mencampur semua bahan baku dengan air. Setelah itu  dihancurkan. Kemudian bahan yang sudah dihancukan tadi dibakar menggunakan bahan bakar minyak. Karena membutuhkan banyak BBM, proses ini sudah jarang dilakukan oleh produsen semen.

B. Proses kering

Proses ini memakai proses penggilingan yang dilanjutkan dengan proses pembakaran. Ada lima tahapan dalam proses ini, seperti proses pengeringan dan penggilingan bahan baku di rotary dryer dan roller meal, proses pencampuran untuk mendapatkan campuran yang homogen, proses pembakaran bahan baku untuk menghasilkan terak, proses pendinginan terak, dan terakhir proses penggilingan clinker dan gypsum.

Bahan baku pembuatan semen terdiri dari 2 komponen yaitu bahan baku utama dan bahan tambahan. Bahan baku utama yang digunakan adalah batu kapur (CaCO3) kemurnian 55%-60% dan tanah liat (Al2O3) kemurnian 65%-70%. Sedangkan bahan penolong yaitu: pasir silica (SiO2), pasir besi (Fe2O3) dan gypsum (CaSO4.2H2O).

 3.1   Spesifikasi Bahan Baku dan Bahan Tambahan         

A.     Bahan Baku

Bahan baku adalah suatu material dasar yang digunakan dalam menciptakan suatu produk.

1.      Batu Kapur/Limestone (CaCO3)

Berdasarkan kandungan CaCO3-nya Batu Kapur dapat dibagi 3 kelompok, yaitu :

Batu Kapur Kadar Tinggi (High Grade). Kandungan CaCO3 nya tinggi, lebih dari 93%, MgO maksimal 2%, bersifat rapuh, H2O maksimal 5%.

Batu Kapur Menengah (Middle Grade). Kandungan CaCO3 88% – 92%, bersifat kurang keras.

Batu Kapur Kadar Rendah (Low Grade). Kandungan CaCO3  85%-87%, bersifat keras.

Batu kapur yang digunakan adalah batu dengan kadar tinggi dan menengah (CaCO3 > 88%). Adapun komposisi batu kapur secara umum ditunjukkan pada tabel dibawah ini:

                   Sifat fisik batu kapur:

-     Fase                                 : Padat

-     Warna                              : Putih

-     Kadar air                          : 7-10

-     Bulk density                    : 1,3 ton/m3

-     Spesifik Gravity              : 2,49

-     Kandungan CaO           : 47-56

-     Kuat tekan                       : 31,6 N/mm2

-     Silika ratio                       : 2,6

-     Alumina ratio                  : 2,57

2      Tanah Liat/Clay (Al2SiO7.xH2O)

Semua jenis tanah liat adalah hasil pelapukan kimia yang disebabkan adanya pengaruh air dan gas CO2 dari batuan adesit, granit dan treakti. Batu-batuan ini menjadi bagian yang halus, tidak larut dalam air dan mengendap berlapis-lapis, lapisan ini tertimbun tidak beraturan. Tanah liat bercampur dengan material lain antara lain  Besi Oksida, Kalium Oksida, Natrium Oksida, Phosphor Oksida dan bahan Organik. Sifat dari tanah liat bila dipanaskan atau dibakar akan memampat dan menjadi keras.

Adapun komposisi tanah liat yang digunakan secara umum ditunjukkan pada tabel dibawah ini.

Sifat fisik tanah liat:

-     Fase                                 : Padat

-     Warna                              : Coklat Kekuningan

-     Kadar air                          : 8-25%

-     Bulk density                    : 1.7 ton/m3

-     Spesifik Grafity               : 2,36

-     Silika ratio                       : 2.9

-     Alumina ratio                  : 2,7

B.      Bahan Penolong

Bahan tambahan yang digunakan adalah pasir besi atau copper slag, pasir silika dan Gips atau Gypsum.

1       Pasir silika (SiO2)

Pasir silika berfungsi sebagai pembawa oksida silica (SiO2) dengan kadar yang cukup tinggi yaitu sekitar 90-95 %. Depositnya berbentuk gunung-gunung pasir silika dan berkadar SiO2 sekitar 90 %. Semakin murni pasir silika akan semakin putih warnanya dan biasa disebut pasir kuarsa yang berkadar SiO2 mencapai 98,5 – 98 %. Warna pasir silika dipengaruhi oleh adanya kotoran seperti Oksida Logam dan bahan Organik. Pasir silika ini digunakan sebagai bahan tambahan pada pembuatan semen jika kadar SiO2-nya masih rendah.

Spesifikasi pasir silika :

-     Fase                                 : padat

-     Warna                              : coklat kemerahan

-     Kadar air                          : 6 %

-     Bulk density                    : 1,45 ton/m3

-     Spesifik grafity                : 2,37

-     Silika ratio                       : 5,29

-     Alumina ratio                  : 2,37

2       Gips/Gypsum  (CaSO4.2H2O)

Gypsum ini yang pada umumnya terdapat di gunung-gunung disekitar gunung gamping (kapur) adalah bahan sediment CaSO4 yang mengandung 2 molekul hidrat. Bahan ini ditambah setelah campuran bahan mentah dibakar menjadi terak. Penambahan gypsum dilakukan pada penggilingan akhir dengan perbandingan 96 : 4. Untuk pembuatan semen gypsum yang diijinkan mempunyai kandungan CaSO4 50–60 % dan air bebas 2,8 %.

Spesifikasi gypsum :

-     Fase                    : Padat

-     Warna                  : Putih

-     Kadar air              : 10%

-     Bulk density        : 1,7 ton / m3

3       Copper slag

Copper slag  merupakan produk samping pada proses peleburan dan pemurnian tembaga dari bahan baku konsentrat tembaga. Copper slag dihasilkan dari proses peleburan tembaga disemelter dari hasil pengikatan besi dengan pasir silika dan batu gamping yang ditambahkan sebagai fluks untuk membentuk senyawa stabil dari CaO-FeO-SiO2.

Komponen utama copper slag adalah Oksida Besi (FeO), Dioksida Silikon (SiO2), Oksida Kalsium (CaO) dan Oksida Alumminium(AL2O3). Copper slag mempunyai sifat fisik dan kimiawi sangat stabil.

Komposisi Copper Slag pada Pembuatan Semen Portland

% FeO                  45-55

% SiO2                 30-38

% CaO                 3-7

% Al2O3              1-5

Specific gravity   

True                      3,5-3,7

Apparent              1,0-2,1

Spesifikasi Kopper Slag :

-     Fase                                 : Padat

-     Warna                              : Hitam

-     Bulk density                    : 1,8 ton/m3

Kandungan besi yang tinggi pada copper slag menyebabkan material ini mempunyai densitas yang tinggi dan juga berat jenis yang lebih tinggi dibandingkan pasir alam. Sebagai pengganti pasir besi alam, copper slag mempunyai keunggulan-keunggulan di bandingkan pasir besi alam, yaitu:

Tidak terpengaruh cuaca

Suplai yang stabil

Kwalitas yang stabil

Mengurangi kebutuhan energy

Harga yang lebih terjangkau

3.2    Proses Penyiapan Bahan Baku

Semua bahan baku dihancurkan sampai menjadi bubuk halus dan dicampur sebelum memasuki proses pembakaran. Pengeringan awal bahan baku diperlukan untuk proses penggilingan dengan sistim kering dan sebelum dilanjutkan pada proses selanjutnya bahan tersebut harus dianalisa terlebih dahulu. Analisa yang dilakukan meliputi :

1. Analisa Kadar Air Bahan Mentah

2. Analisa kadar CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 dan MgO

3.3     Proses Pembuatan Semen

Semen dapat dibuat dengan 2 cara Proses Basah Proses Kering Perbedaannya hanya terletak pada proses penggilingan dan homogenisasi.

1. Quarry ( Penambangan ):

Bahan tambang berupa batu kapur, batu silika,tanah liat, dan material-material lain yang mengandung kalsium, silikon,alumunium,dan besi oksida yang diekstarksi menggunakan drilling dan blasting.

- Penambangan Batu Kapur:

Membuang lapisan atas tanah Pengeboran Membuat lubang dengan bor untuk tempat Peledakan Blasting ( peledakan ) Dengan teknik electrical detonation.

- Penambangan Batu Silika:

Penambangan silika tidak membutuhkan peledakan karena batuan silika merupakan butiran yang saling lepas dan tidak terikat satu sama lain. Penambangan dilakukan dengan pendorongan batu silika menggunakan dozer ke tepi tebing dan jatuh di loading area.

- Penambangan Tanah Liat:

Penambangan Tanah Liat Dilakukan dengan pengerukan pada lapisan permukaan tanah dengan excavator yang diawali dengan pembuatan jalan dengan sistem selokan selang seling.

2. Crushing:

Pemecahan material material hasil penambangan menjadi ukuran yang lebih kecil dengan menggunakan crusher. Batu kapur dari ukuran < 1 m → < 50 m Batu silika dari ukuran < 40 cm→ < 200 mm

3.Conveying:

Bahan mentah ditransportasikan dari area penambangan ke lokasi pabrik untuk diproses lebih lanjut dengan menggunakan belt conveyor.

4. Raw Mill ( Penggilingan Bahan Baku ):

Proses Basah Penggilingan dilakukan dalam raw mill dengan menambahkan sejumlah air kemudian dihasilkan slurry dengan kadar air 34-38 %.Material-material ditambah air diumpankan ke dalam raw mill. Karena adanya putaran, material akan bergerak dari satu kamar ke kamar berikutnya.Pada kamar 1 terjadi proses pemecahan dan kamar 2/3 terjadi gesekan sehingga campuran bahan mentah menjadi slurry.

Proses Kering Terjadi di Duodan Mill yang terdiri dari Drying Chamber, Compt 1, dan Compt 2. Material-material dimasukkan bersamaan dengan dialirkannnya gas panas yang berasal dari suspension preheater dan menara pendingin. Pada ruangan pengering terdapat filter yang berfungsi untuk mengangkut dan menaburkan material sehingga gas panas dan material berkontaminasi secara merata sehingga efisiensi dapat tercapai. Terjadi pemisahan material kasar dan halus dalam separator.

5. Homogenisasi:

Proses Basah Slurry dicampur di mixing basin,kemudian slurry dialirkan ke tabung koreksi; proses pengoreksian. Proses Kering Terjadi di blending silo dengan sistem aliran corong.

6. Pembakaran/ Pembentukan Clinker:

Pembakaran/ Pembentukan Clinker terjadi di dalam kiln. Kiln adalah alat berbentuk tabung yang di dalamnya terdapat semburan api. Kiln di design untuk memaksimalkan efisiensi dari perpindahan panas yang berasal dari pembakaran bahan bakar.