STUDI RANCANG BANGUN MICROWAVE BATCH FURNACE … · pengolahan sumber daya alam lokal. Himbauan....
Transcript of STUDI RANCANG BANGUN MICROWAVE BATCH FURNACE … · pengolahan sumber daya alam lokal. Himbauan....
STUDI RANCANG BANGUN MICROWAVE BATCH FURNACE UNTUK PROSES REDUKSI
PASIR BESIDENGAN OPTIMASI LAMA RADIASI
Oleh :Yuhandika Yusuf
(2709100083)
Dosen Pembimbing :Dr. Sungging Pintowantoro S.T., M.T.
JURUSAN TEKNIK MATERIAL DAN METALURGIFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA
QuickTime™ and aGIF decompressor
are needed to see this picture.
Indonesia memilikiSDA yang melimpah
Potensi pasir besi yang terdapat di pesisir jawa,sumatra,sulawesi, dan nusa tenggara , (Franklin,2006)
Latar Belakang
Pasir Besi
Sumber Daya Alamyang memadahi
Memenuhi Kebutuhan besi bajayang semakin meningkat
pengolahan sumber daya alamlokal
HimbauanMenteri ESDM
UU No.4 Tahun 2009 Tentang Pertambangan Mineral dan Batubara
MetodePengolahanPasir basi
Pyrometalurgi
• Blast furnace• kupola• Mufle (electric)
furnace• Arc furnace• Rotary kiln
Perumusan Masalah
Bagaimana merancang bangun microwave batch furnace untuk proses
reduksi pasir besi dengan optimasi lama radiasi
Batasan Masalah
1. Penelitian dilakukan denganmenggunakan pasir besi dan grafit.
2. Konsentrat pasir besi dan pereduksidianggap homogen.
3. Mineral yang terkandung dalam pasir besi yang digunakan dianggap magnetit (Fe3O4)
4. Batu tahan api yang digunakan sebagai dinding dari microwave dianggap terisolator.
Tujuan Penelitian
1. Mengetahui mekanisme proses interaksi gelombang mikro dengan pasir besi pada desain microwave batch furnace
2. Mengetahu korelasi antara lama waktu peradiasian dengan hasil reduksi pasir besi pada desain microwave batch furnace
Mamfaat Penelitian
1. Untuk meningkatkan perkembangan teknologi metalurgi ekstraksi yang mandiri di Indonesia khususnya di usaha kecil dan menengah.
2. Radiasi gelombang mikro dapat digunakan sebagai teknologi alternatif yang ramah lingkungan dan waktu proses yang singkat
3. Sebagai bahan masukan bagi pemerintah dan masyarakat untuk mengembangkan dan memamfaatkan gelombang mikro dalam proses ekstraksi khususnya reduksi pasir besi
Tinjauan Pustaka
Pasir Besi
• Besi termasuk unsur yang melimpahdi permukaan bumi. Sebagai logamyang paling murah danpenggunaanya yang sangat luas,sehingga besi merupakan logamyang diproduksi paling besardiseluruh dunia.
• Kandungan dalam pasir besi adalahmagnetite (Fe3O4), hematite (Fe2O3),taconite, limonite, siderit.
Grafit
Grafit merupakan sumber daya alam yang dapat dijadikan sebagai sumber bahan baku material karbon dalam proses reduksi.
Gelombang Mikro
Gelombang mikro (microwave) memiliki frekuensi antara 300 MHz-300 GHz dan memiliki panjang gelombang dari 1-300 mm, dan frekuensi yang paling banyak digunakan adalah 2.45 GHz
Konsep pembangkitan panas pada microwave
PANAS
Terjadi gesekan/friksi antar molekul
Molekul berpindah dengan cepat
Menciptakan dipol listrik
Mempolarisasi atom atau molekul
Gelombang mikro
Faktor-faktor yang mempengaruhi interaksi
• permitivitas yang nyata dan imajiner (yang bergantung frekuensi),• konduktivitas termal• kapasitas panas• temperatur• geometri dari kedua sampel dan rongga microwave• densitas bulk• tingkat daya• ukuran partikel• massa sampel atau jumlah sampel
• kehadiran susceptors atau coupling agent• terjadinya reaksi kimia atau perubahan fasa.
Reaksi reduksi pada pasir besi
• C(s) + O2 (g) CO2 (g)
• C(s) + CO2 (g) 2CO (g)
• 3Fe2O3(s) + CO (g) 2Fe3O4 + CO2 (g)
• Fe3O4(s) + CO (g) 3FeO + CO2 (g)
• FeO(s) + CO (g) Fe + CO2 (g)
Penelitian sebelumnyaPenulis Judul Hasil
Kyousuke Hara Pig iron making by focused microwave beams with 20 kW at 2,45 GHz
Penelitian ini proses reduksi campuran magnetit dan grafit sebanyak 1 kg menggunakan total daya 20kW berhasil mendapatkan 100% pig iron dengan waktu radiasi selama 30 menit. Pemancaran gelombang mikro dibantu oleh antenna helix untuk sampai ke sampel yang akan direduksi.
Widya Emilia Primaningtyas
Analisa Proses Reduksi BesiOksida dengan VariasiReduktor (Arang, Batubara, Grafit) dan Lama PenyinaranMenggunakan GelombangMikro
Penelitian ini dilakukan dengan melakukanredusi pasir besi dengan daya 3000 watt dan variasi berat total campuran 20, 40 dan60 gram dengan waktu radiasi 40, 60 dan80 menit.Hasil yang paling optimal diperoleh pada hasil reduksi dengan berattotal 40 gram dan pada waktu radiasi 80 menit yaitu dengan kadar Fe sebesar98.09%
Penulis Judul HasilPUTU GITARANI CAHAYA PUTRI WIJAYA
ANALISA SIFAT DIELKTRIK PADA PROSES REDUKSI MINERAL PASIR BESI AKIBAT GELOMBANG MIKRO DENGAN REDUKTOR ARANG
Pada penelitian ini dilakukanpenyinaran gelombang mikro padapasir besi dengan menggunakanreduktor arang dan daya 4000 Watt. Kemudian dilakukan pencampurankomposisi pasir besi dan arangdengan berat total 150 gram denganukuran partikel 100 mesh. Kemudiandiradiasi gelombang mikro denganwaktu radiasi 40 menit, 50 menit, 60 menit, 70 menit, dan 80 menit.Dari hasil pengujian diperoleh hasilbahwa proses reduksi yang paling optimal dari campuran pasir besi danarang seberat 150 gram adalah padawaktu peradiasian 80 menit yaitudengan nilai koefisien penyerapansebesar 46.45% dan kadar Fe 88.08%.
Hasil XRF pasir besi 200 g dengan waktu radiasi 80,90,100,dan 110 menit
Waktu
(menit)
Compound (%wt)
Al Si Ca Ti Fe Cu Mn
80 4 4.6 1.5 6.7 79.75 0.12 0.31
90 2 2.9 3.4 1.46 81.08 0.8 0.94
100 3.9 4.2 1.8 8.4 81.45 0.15 0.34
110 2 3 0.8 5.8 84.78 0.1 0.33
Kesimpulan• Desain Microwave Batch Furnace sudah dapat
mereduksi pasir besi walaupun masih belum maksimal.
• Penggunaan antenna helix bisa mengarahkan gelombang mikro pada daerah tertentu.
• Penambahan waktu peradiasian proses reduksi pada sampel dengan jumlah massa tetap akan menaikkan temperatur kerja pada sampel.
• Kandungan konsentrat Fe paling besar terdapat pada proses reduksi dengan waktu radiasi 110 menit yaitu 84,78%
Saran• Antenna Helix yang digunakan harus dibuat
dengan lebih presisi lagi
• Uji pola radiasi dari antenna helix untuk mengetahui daerah yang terkena radiasi.
• Penambahan waktu reduksi dengan range lebih besar dan menggunakan massa total yang lebih besar.
• Reduktor yang digunakan harus mempunyai % fix karbon yang tinggi dan % kadar O yang rendah.
• Penggunaan sampel dalam bentuk pellet agar gas CO bisa terdistribusi secara maksimal