2 Tahap Pengolahan Aluminium
image credit : yarayaa.blogspot.com

2 Tahap Pengolahan Aluminium

Tahap Pengolahan Aluminium – Menurut wikipedia Aluminium ialah unsur kimia. Lambang aluminium ialah Al, dan nomor atomnya 13. Aluminium ialah logam paling berlimpah. Aluminium bukan merupakan jenis logam berat, tetapi merupakan elemen yang berjumlah sekitar 8% dari permukaan bumi dan paling berlimpah ketiga. 

Aluminium terdapat dalam penggunaan aditif makanan, antasida, buffered aspirin, astringents, semprotan hidung, antiperspirant, air minum, knalpot mobil, asap tembakau, penggunaan aluminium foil, peralatan masak, kaleng, keramik, dan kembang api.

Pengertian Aluminium

Aluminium merupakan konduktor listrik yang baik. Ringan dan kuat. Merupakan konduktor yang baik juga buat panas. Dapat ditempa menjadi lembaran, ditarik menjadi kawat dan diekstrusi menjadi batangan dengan bermacam-macam penampang. Tahan korosi.

Aluminium digunakan dalam banyak hal. Kebanyakan darinya digunakan dalam kabel bertegangan tinggi. Juga secara luas digunakan dalam bingkai jendela dan badan pesawat terbang. Ditemukan di rumah sebagai panci, botol minuman ringan, tutup botol susu dsb. Aluminium juga digunakan untuk melapisi lampu mobil dan compact disks. proses pengolahan aluminium ada dua tahap yait

Tahap Pengolahan Aluminium

Proses pembuatan aluminium dikenal dengan proses Hall, karena cara ini ditemukan oleh Charles Martin Hall (1863 – 1914) pada tahun 1886. 

Proses pembuatan aluminium pada dasarnya terbagi atas dua tahap yaitu : 

1. Proses Bayer merupakan proses pemurnian bijih bauksit untuk mendapatkan aluminium oksida (alumina)

2. Proses Hall-Heroult adalah proses peleburan aluminium oksida untuk menghasilkan aluminium murni.

Proses Bayer : 

Bijih bauksit mengandung 50-60% Al2O3 yang bercampur dengan zat-zat pengotor terutama Fe2O3 dan SiO2. Untuk memisahkan Al2O3 dari zat-zat yang tidak dikehendaki, kita memanfaatkan sifat amfoter dari Al2O3.

pengertian aluminium

Tahapan dalam Proses Bayer:

1.)           Pertama, bijih bauksit diambil dari tambang.

2.)           Lalu, bijih bauksit tersebut dihancurkan atau dihaluskan secara mekanik.

3.)           Impurities (pengotor) dihilangkan dengan cara memanaskan serbuk bauksit dalam udara sehingga logam-logam lain teroksidasi. Misalnya besi teroksidasi menjadi Fe2O3.

4.) Kemudian, serbuk bijih yang telah dipanaskan direaksikan dengan soda kaustik atau larutan Natrium hidroksida (NaOH) pekat dan diproses di pabrik penggilingan untuk menghasilkan lumpur (suspensi berair) yang mengandung partikel-partikel bijih yang sangat halus.

5.) Suspensi berair tadi dipompa ke digester, yaitu sebuah tangki yang berfungsi seperti panci presto.

Larutan ini diproses pada suhu dan tekanan yang tinggi untuk melarutkan alumina dalam bijih. Larutan dipanaskan sampai 230-520 ° F (110-270 ° C) dan dengan tekanan 50 lb / dalam 2 (340 kPa). Kondisi ini, dilakukan selama sekitar setengah jam atau hingga beberapa jam.

Pada prosesnya penambahan NaOH dilakukan untuk memastikan bahwa seluruh senyawa aluminium yang terkandung terlarut. Proses ini akan memisahkan bijih dari kotoran yang tidak larut seperti senyawa silika, besi dan titanium.

6.) Larutan panas dilewatkan melalui serangkaian tangki.

7.) Larutan kemudian dipompa ke dalam tangki pengendapan. Larutan SiO32- dan [Al(OH)4]- akan ditampung. Ketika suspensi berair berada di dalam tangki ini, pengotor yang tidak larut dalam NaOH akan mengendap di bagian bawah tangki.

Residu (disebut “red mud” atau “lumpur merah”) yang terakumulasi di dasar tangki terdiri dari pasir halus, oksida besi, dan oksida dari unsur lain seperti titanium.

Al2O3 dan SiO2 akan larut, sedangkan Fe2O3 dan pengotor lainnya tidak larut (mengendap).

Al2O3 (s) + 2OH- (aq) + 3H2O                        2Al(OH)4- (aq)

SiO2 (s) + 2OH- (aq)                           SiO32- (aq) + H2O       

8.) Setelah pengotor telah diendapkan, masih ada larutan yang tersisa (filtrat) yang kemudian dipompa melalui serangkaian filter (penyaring). Setiap partikel-partikel halus dari pengotor yang masih ada dalam larutan juga akan tersaring.

9.) Larutan yang telah disaring akan dipompa melalui serangkaian tangki pengendapan.

10.) Larutan itu kemudian direaksikan dengan asam encer, yaitu larutan HCl. Ion silikat tetap larut, sedangkan ion aluminat akan diendapkan sebagai Al(OH)3.

AlO2- (aq) + H+ (aq)                        Al(OH)3 (s)

Atau dengan cara dialirkan CO2 ke dalam larutan tersebut sehingga ion aluminat akan diendapkan sebagai Al(OH)3.

AlO2- (aq) + CO2 (g)                       Al(OH)3 (s)

11.)       Endapan kristal atau Al(OH)3 (s) (mengendap di bagian bawah tangki) sedangkan SiO32- tetap larut. 

12.)       Kemudian endapan Al(OH)3 disaring dan diambil.

13.)       Setelah dicuci, endapan Al(OH)3 dipindahkan ke pengering untuk dilakukan proses kalsinasi (pemanasan untuk melepaskan molekul air yang secara kimiawi terikat pada molekul alumina). Suhu 2.000 ° F (1.100 ° C) akan mendorong lepasnya molekul air, sehingga hanya tinggal Kristal alumina anhidrat. Setelah meninggalkan tungku pengering, kristal akan melewati pendingin.

14.)       Setelah itu, maka terbentuklah serbuk Al2O3 murni (korundum).

2Al(OH)3 (s)                                Al2O3 (s) + 3H2O (g)

Proses Hall-Heroult

Setelah diperoleh Al2O3 murni, maka proses selanjutnya adalah elektrolisis leburan Al2O3. Pada elektrolisis ini Al2O3 dicampur dengan CaF2 dan  2-8% kriolit (Na3AlF6) yang berfungsi untuk menurunkan titik lebur Al2O3 (titik lebur Al2O3 murni mencapai 2000 0C), campuran tersebut akan melebur pada suhu antara 850-950 0C. Anode dan katodenya terbuat dari grafit. Reaksi yang terjadi sebagai berikut:

pengertian aluminium

Al2O3 (l)                2Al3+ (l) + 3O2- (l)

Anode (+):      3O2- (l)                       3/2 O2 (g) + 6e−

Katode (-):      2Al3+ (l) + 6e-                2Al (l)

Reaksi sel:       2Al3+ (l) + 3O2- (l)                   2Al (l) + 3/2 O2 (g)

Peleburan alumina menjadi aluminium logam terjadi dalam tong baja yang disebut pot reduksi atau sel elektrolisis. Bagian bawah pot dilapisi dengan karbon, yang bertindak sebagai suatu elektroda (konduktor arus listrik) dari sistem.

Secara umum pada proses ini, leburan alumina dielektrolisis, dimana lelehan tersebut dicampur dengan lelehan elektrolit kriolit dan CaF2 di dalam pot dimana pada pot tersebut terikat serangkaian batang karbon dibagian atas pot sebagai katoda.

Karbon anoda berada dibagian bawah pot sebagai lapisan pot, dengan aliran arus kuat 5-10 V antara anoda dan katodanya proses elektrolisis terjadi. Tetapi, arus listrik dapat diperbesar sesuai keperluan, seperti dalam keperluan industri.

Alumina mengalami pemutusan ikatan akibat elektrolisis, lelehan aluminium akan menuju kebawah pot, yang secara berkala akan ditampung menuju cetakan berbentuk silinder atau lempengan.

Masing – masing pot dapat menghasilkan 66.000-110.000 ton aluminium per tahun(Anonymous,2009). Secara umum, 4 ton bauksit akan menghasilkan 2 ton alumina, yang nantinya akan menghasilkan 1 ton alumunium.

Tahapan proses Hall-Heroult adalah sebagai berikut :

1.)    Di dalam pot reduksi (sel elektrolisis), kristal alumina dilarutkan dalam pelarut lelehan kriolit (Na3AlF6)  cair dan CaF2 pada suhu 1.760-1.780 ° F (960-970 ° C) untuk membentuk suatu larutan elektrolit yang akan menghantarkan listrik dari batang karbon (Katoda) menuju Lapisan-Karbon (Anoda).

2.)      Sebuah arus searah (5-10 volt dan 100.000-230.000 ampere) dilewatkan melalui larutan. Reaksi yang dihasilkan akan memecah ikatan antara aluminium dan atom oksigen dalam molekul alumina. Oksigen yang dilepaskan tertarik ke batang karbon, di mana ia membentuk karbon dioksida. Atom-atom aluminium dibebaskan dan mengendap di bagian bawah pot sebagai logam cair.

3.)      Proses peleburan dilanjutkan, dengan penambahan alumina pada larutan kriolit untuk menggantikan senyawa yang terdekomposisi. Arus listrik konstan tetap dialirkan. Panas yang berasal dari aliran listrik menjaga agar isi pot tetap berada pada keadaan cair.

4.)      Lelehan aluminium murni terkumpul dibawah pot.

5.)      Lelehan yang sudah terkumpul ini dipindahkan ke tungku penyimpanan dan kemudian dituangkan ke dalam cetakan sebagai batangan atau lempengan.

6.)      Ketika logam diisi ke dalam cetakan, bagian luar cetakan didinginkan dengan air, yang menyebabkan aliminium menjadi padat.

7.)      Logam murni yang padat dapat dibentuk dengan penggergajian sesuai dengan kebutuhan.

Dengan proses Hall-Heroult ini, aluminium diproduksi secara massal dan murah.

(sumber : http://yarayaa.blogspot.com/)

Leave a Reply