Industri Semen IndonesiaSemen merupakan salah satu kebutuhan
yang pokok dalam bidang pembangunan dalam suatu negara. Permintaan
akan semen terus meningkat seiring makin pesatnya pembangunan.
Perkembangan produksi semen di Indonesia dimulai sejak tahun 1910.
Pabrik semen pertama berdiri di Indarung Padang. Seorang ahli
teknik Belanda bernama Carel Christoper Lau pada tahun 1906
menemukan sejenis batuan di daerah Indarung Padang, yang setelah
diteliti di Laboratorium Voroby Materiallande Zook ternyata
mengandung unsur-unsur yang sangat dibutuhkan dalam pembuatan
semen. Sehingga pada tahun 1910, tepatnya 18 Maret didirikan suatu
perusahaan dengan nama NV. Nedherlandsch Indische Portland Cement
Maattschappij (NV. NIPCM). Kemudian berganti nama menjadi PT. Semen
Padang. Selanjutnya pada tahun 1957, berdiri pabrik semen kedua di
Indonesia yang berlokasi di Gresik, Jawa Timur dan disusul kemudian
pada tahun 1968 pendirian pabrik semen Tonasa. Dalam pembuatan
semen dibutuhkan bahan baku yang terdiri dari bahan baku utama,
bahan korektif, dan bahan aditif.1. Bahan Baku1.1 Bahan Baku Utama
Bahan baku utama merupakan bahan dasar yang digunakan dalam
pembuatan semen, adapun bahan baku utama tersebut terdiri dari
:
1. Batu kapur/ Lime stone (CaCO3)Batu kapur adalah batuan
tambang yang berfungsi sebagai pembawa Kalsium carbonat.
Spesifikasi batu kapur (CaCO3) : BM : 100.09 gr/mol Fasa : Padat
Warna : Putih kekuningan Spesific gravity : 2,4 Kadar air : 7 -10 %
H2O Silika Modulus : 1,49 Iron Modulus : 4,13 CaO : 50,80 % MgO max
: 1,22 % Ukuran material : 0 - 30 mm Bulk density : 1,3 ton/m3
Impuritas : 0,2 %
2. Tanah liat / Clay (.Al2O3 .2SiO2.2H2O)Merupakan bahan tambang
yang banyak mengandung silika atau aluminat. Jenis batuan yang
termasuk dalam bahan ini adalah silica stone, chart, flint,
quartei. Clay terdiri atas banyak variasi komposisi dan merupakan
senyawa alumina silikat hidrat dengan kandungan mineral kaolinit
atau illit. Spesifikasi tanah liat (Al2O3) : BM : 101,94 gr/mol
Fasa : Padatan Warna : Coklat Kekuningan Spesific gravity : 2,36
Kadar air : 18 25 % Silika Modulus : 3,03 Iron Modulus : 3,79 CaO :
2,5 % Ukuran material : 0 - 30 mm Bulk density : 1,40 ton/m3
1.2 Bahan Baku KorektifBahan baku korektif adalah bahan baku
yang digunakan jika terjadi kekurangan salah satu komponen pada
pencampuran bahan baku. Bahan baku korektif diantaranya yaitu :
1. Pasir Silika (SiO2)Bahan baku ini didatangkan dari Cibadak,
Sukabumi. Pasir silika berfungsi untuk memperbaiki kandungan oksida
silika dalam campuran bahan baku.Spesifikasi Pasir silka (SiO2) :
Fasa : padatan Warna : Abu-abu Spesific gravity : 2,37 Kadar air :
18 25 % Silika Modulus : 5,29 Iron Modulus : 2,37 Ukuran material :
0 - 30 mm Bulk density : 1,45 ton/m3
2. Pasir besi/ Pyrite Clinder (Fe2O3)Bahan baku ini biasanya
diperoleh dari Cilacap sebagai bahan tambahan dalam pembuatan
semen. Pasir besi berfungsi untuk meningkatkan kandungan oksida
besi yang ada sehingga diperoleh komposisi yang sesuai dengan yang
diinginkan .Spesifikasi pasir besi (Fe2O3): Fasa : padat Warna :
hitam Kadar air : 8,4 % Ukuran material : 0,50 mm Bulk density :
1,8ton/m3
1.3 Bahan Baku TambahanBahan baku ini ditambahkan ke dalam
klinker untuk mendapatkan sifat-sifat tertentu dari semen. Bahan
material yang termasuk bahan baku tambahan adalah Gypsum.
Gypsum (CaSO4.2H2O)Gypsum merupakan senyawa kalsium sulfat
anhydrous. Fungsi dari penambahan gypsum sebagai retarder yaitu
memperlambat waktu pengerasan semen. Gypsum ditambahakan pada
bagian akhir sekitar 3-5 % dengan kadar air minimal 10 %. Gypsum
ini diperoleh/didatangkan dari luar negeri yaitu dari Thailand,
Australia dan Jepang.Spesifikasi Gypsum (CaSO4.2H2O): Fasa : padat
Bentuk : tepung (powder) dan butiran Warna : putih kekuningan
Ukuran Material : 0-30 mm Bulk density : 1,40 ton/m3
2. ProdukBerikut ini adalah hasil produksi dari industry
semen
2.1 Semen Portland Tipe I. Dikenal pula sebagai ordinary
Portland Cement (OPC), merupakan semen hidrolis yang dipergunakan
secara luas untuk konstruksi umum, seperti konstruksi bangunan yang
tidak memerlukan persyaratan khusus dan membutuhkan kekuatan yang
tinggi, antara lain: bangunan, perumahan, gedung-gedung bertingkat,
jembatan, landasan pacu, jalan raya ,dan Elemen bangunan seperti
genteng, hollow, brick/batako, paving block, buis beton, roster,
dan lain-lain.
2.2 Semen Portland Tipe II. Di kenal sebagai semen yang
mempunyai ketahanan terhadap sulfat sedang yaitu terhadap air tanah
yang mengandung sulfat antara 0,08 - 0,17 % atau yang dinyatakan
mengandung SO3 + 125 ppm. dan panas hidrasi sedang. Misalnya untuk
bangunan di pinggir laut, tanah rawa, dermaga, saluran irigasi,
beton massa dan bendungan.
2.3 Semen Portland Tipe III. Semua jenis ini merupakan semen
yang dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan bangunan yang memerlukan
kekuatan tekan awal yang tinggi setelah proses pengecoran dilakukan
dan memerlukan penyelesaian secepat mungkin. Misalnya digunakan
untuk pembuatan jalan raya, bangunan tingkat tinggi dan bandara
udara.
2.4 Semen Portland Tipe V. Semen jenis ini dipakai untuk
konstruksi bangunan-bangunan pada tanah/air yang mengandung sulfat
tinggi dan sangat cocok untuk instalasi pengolahan limbang pabrik,
konstruksi dalam air, jembatan, terowongan, pelabuhan dan
pembangkit tenaga nuklir.
2.5 Special Blended Cement (SBC). Semen khusus yang diciptakan
untuk pembangunan mega proyek jembatan Surabaya-Madura (Suramadu)
dan cocok digunakan untuk bangunan di lingkungan air laut. Dikemas
dalam bentuk curah.
2.6 Portland Pozzolan Cement (PPC). Semen Hidrolis yang dibuat
dengan menggiling terak, gypsum dan bahan pozzolan. Digunakan untuk
bangunan umum dan bangunan yang memerlukan ketahanan sulfat dan
panas hidrasi sedang. Misalnya, jembatan, jalan raya, perumahan,
dermaga, beton massa, bendungan, bangunan irigasi , fondasi pelat
penuh ,Pasangan batu dan batu bata,Plesteran dan acian ,Pagar
dinding ,Pembuatan elemen bangunan khusus seperti beton pracetak,
beton pratekan, panel beton, bata beton (paving block) dan
sebagainya.
3. Manfaat Produk1. Sebagai perekat bendabenda padat2. Untuk
konstruksi bangunan umum, seperti rumah, gedung bertingkat,
jalanan, atau jembatan3. Bahan baku utama pembuatan beton pra
cetak4. Sebagai beton praktekan5. Sebagai paving block
4. Proses Pembuatan SemenLangkah utama dalam pembuatan semen
adalah
1. Penggalian/Quarrying Terdapat dua jenis material yang penting
bagi produksi semen: Pertama adalah material yang kaya akan kapur
atau material yang mengandung kapur (calcareous materials) seperti
batu gamping, kapur, dll.Kedua adalah material yang kaya akan
silika atau material mengandung tanah liat (argillaceous materials)
seperti tanah liat. Batu gamping dan tanah liat dikeruk atau
diledakkan dari penggalian dan kemudian diangkut ke alat
penghancur.
2. Penghancuran Penghancur bertanggung jawab terhadap pengecilan
ukuran primer bagi material yang digali.
3. Pencampuran Awal Material yang dihancurkan melewati alat
analisis on-line untuk menentukan komposisi tumpukan bahan.
4. Penghalusan dan Pencampuran Bahan Baku Sebuah belt conveyor
mengangkut tumpukan yang sudah dicampur pada tahap awal ke
penampung, dimana perbandingan berat umpan disesuaikan dengan jenis
klinker yang diproduksi. Material kemudian digiling sampai
kehalusan yang diinginkan.
5. Pembakaran dan Pendinginan Klinker Campuran bahan baku yang
sudah tercampur rata diumpankan ke pre-heater, yang merupakan alat
penukar panas yang terdiri dari serangkaian siklon dimana terjadi
perpindahan panas antara umpan campuran bahan baku dengan gas panas
dari kiln yang berlawanan arah. Kalsinasi parsial terjadi pada
preheater ini dan berlanjut dalam kiln, dimana bahan baku berubah
menjadi agak cair dengan sifat seperti semen. Pada kiln yang
bersuhu 1350-1400C, bahan berubah menjadi bongkahan padat berukuran
kecil yang dikenal dengan sebutan klinker, kemudian dialirkan ke
pendingin klinker, dimana udara pendingin akan menurunkan suhu
klinker hingga mencapai 100 C.
6. Penghalusan Akhir Dari silo klinker, klinker dipindahkan ke
penampung klinker dengan dilewatkan timbangan pengumpan, yang akan
mengatur perbandingan aliran bahan terhadap bahan-bahan aditif.
Pada tahap ini, ditambahkan gipsum ke klinker dan diumpankan ke
mesin penggiling akhir. Campuran klinker dan gipsum untuk semen
jenis 1 dan campuran klinker, gipsum dan posolan untuk semen jenis
P dihancurkan dalam sistim tertutup dalam penggiling akhir untuk
mendapatkan kehalusan yang dikehendaki. Semen kemudian dialirkan
dengan pipa menuju silo semen.
5. Alat-Alat yang Digunakan pada Proses Pembuatan Semen5.1 Unit
pengolahan Bahana. Rotary Dryer Berfungsi untuk mengeringkan bahan
baku. Pengeringan dilakukan dengan mengalirkan gas panas sisa
pembakaran dari klin secara concurrentb. Double Roller
ChrusherFungsinya adalah untuk memperkecil ukuran limestone,sand
clay, sand koreksi dan pasir besi setelah keluar dari dryer.c.
Hopper Raw MixBerfungsi untuk mencampur dan menggiling bahan baku
yang akan diumpankan ke kiln.d. Air SeparatorBerfungsi untuk
memisahkan material halus dengan material kasar dimana material
halus akan keluar sebagai produk, sedangkan material kasar
dihaluskan lagi di raw grinding mill.e. Tetra Cyclone Fungsi alat
ini adalah untuk memisahkan material halus dengan material kasar
yang terbawa aliran gas keluar dari air separator.f. Spray
TowerFungsinya untuk mendinginkan gas panas hasil pembakaran di
klinyang berlebh dari suspension preheaterg. Weighing Feeder
Fungsinya untuk menimbang limestone yang keluar dari bin agar
konstan jumlahnya.h. Raw Grinding MillFungsi alat ini adalah untuk
menggiling bahan baku yang diumpankan ke kiln.i. Raw Mill FanFungsi
alat ini adalah untuk menarik material dari raw mill yang sudah
halus untuk dibawa bersama aliran udara masuk ke cyclone.j.
Electrostatic Prespirator Fungsinya adalah untuk menangkap debu
yang ada dalam aliran gas yang akan dibuang melalui cerobong seigga
tidak menimbulkan polusi.k. Raw Meal SyloTerbagi atas: Blending
sylo dan storage sylo. Blending sylo berfungsi untuk homogenisasi
raw meal dengan bantuan udara Storage sylo berfungsi untuk
menyimpan raw meal sebelum diumpankan ke kiln.
5.2 Unit Pembakarana. Suspencion PreheaterBerfungsi sebagai
pemanas awal, umpan rotaryb. Rotary KilnBerfungsi untuk proses
kalsinasi dan sinterisasi tepung baku menjadi klinker c. Kiln Feed
BinBerfungsi untuk menampung umpan kiln yang siap untuk
diumpankan
d. Air Sequencing CoolerBerfungsi untuk mendinginkan klinker
secara mendadak dari 1400 oC menjadi 900-9500C pada chamber
one.
5.3 Unit Penggilingan akhira. Klinker Storage SyloBerfungsi
sebagai tempat penampungan klinker b. Finish Grinding millFungsinya
adalah untuk menggiling campuan klinker dengan gypsum yang
ditambahkan agar menjadi halusc. Air SeparatorFungsi alat ini
adalah untuk memisahkan mineral halus dengan mineral kasar, dimana
partikel halus akan keluar seagai produk sedangkan partikel kasar
keluar untuk dihaluskan kembali di Finish Grinding mill
5.4 Unit Pengisian Packaginga. Cement SyloFungsinya adalah untuk
menampung semen yang berasal dari fiish Grinding Mill sebelum masuk
ke unit packagingb. Vibrating Screen Fungsinya adalah untuk
menyaring semen dari pengotor senelum masuk ke storage sylo untuk
pengepakan.c. Storage SyloBerfunsi untuk menampung semen yang telah
melewati vibrating screen untuk selanjutnya diumpankan ke rotary
packerd. Rotary FeederFungsinya dalah untuk mengatur pengumpanan
semen
e. Valve Bag Packing MachinesFungsinya adalah untuk memasukkan
semen ke dalam kantong semen.
6. Dampak dan Limbah Industri Semen6.1 Dampak Industri Semen
terhadap Lingkungan Berdasarkan bahan baku dan bahan bakar yang
digunakan serta proses produksi, industri semen menyebabkan dampak
lingkungan sebagai berikut : 6.1.1 Lahan Penurunan kualitas
kesuburan tanah akibat penambangan tanah liat. Perubahan tata-guna
tanah akibat kegiatan penebangan dan penyerapan lahan serta
pembangunan fasilitas lainnya Menyebabkan penurunan kapasitas air
tanah yang pada akhirnya akan berpengaruh pada kuantitas air sungai
disekitarnya. Hal ini akan menyebabkan keimbangan lingkungan
setempat. 6.1.2 Air Kualitas air menurun akibat limbah cair dari
pabrik dalam bentuk minyak dan sisa air dari kegiatan penambangan.
Menimbulkan lahan kritis yang mudah terkena erosi dan pendangkalan
dasar sungai, yang pada akhirnya akan menimbulkan banjir pada musim
hujan. Kuantitas air atau debit air menjadi berkurang karena
hilangnya vegetasi pada suatu lahan akan mengakibatkan penyerapan
air hujan oleh tanah di tempat itu berkurang, sehingga persediaan
air tanah menipis. Sungai menjadi kering pada musim kemarau dan
banjir pada musim hujan karena tanah tidak mampu lagi menyerap
air.
6.1.3 Udara Debu yang dihasilkan pada waktu pengadaan bahan baku
dan selama proses pembakaran dan debu yang dihasilkan selama
pengangkutan bahan baku ke pabrik dan bahan jadi keluar pabrik,
termasuk pengantongannya. Debu yang secara visual terlihat di
kawasan pabrik dalam bentuk kabut dan kepulan debu menimbulkan
pencemaran udara serius dan suhu udara di sekitar pabrik naik. Gas
yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar minyak bumi dan batu
bara, berupa gas CO, CO2, SO2 dan gas lainnya yang mengandung hidro
karbon dan belerang.
6.2 Limbah yang Dihasilkan Industri Semen Limbah yang terbesar
dari industri semen atau pabrik semen adalah debu dan partikel,
yang termasuk limbah gas dan limbah B3. Udara adalah media pencemar
untuklimbah gas.Limbahgas atau asap yang diproduksi pabrik keluar
bersamaan dengan udara. Secara alamiah udara mengandung unsur kimia
seperti O2, N2, NO2,CO2, H2 dan lain-lain. Penambahan gas ke dalam
udara melampaui kandungan alami akibat kegiatan manusia akan
menurunkan kualitas udara.Zat pencemar melalui udara
diklasifikasikan menjadi dua bagian yaitu partikel dan gas.
Partikel adalah butiran halus dan masih mungkin terlihat dengan
mata telanjang seperti uap air, debu, asap,kabut dan fume.
Sedangkan pencemaran berbentuk gas dapat dirasakan melalui
penciuman (untuk gas tertentu) ataupun akibat langsung. Gas-gas ini
antara lain SO2, NOx, CO, CO2, hidro karbon dan lain-lain. Untuk
beberapa bahan tertentu zat pencemar ini berbentuk padat dan cair.
Karena suatu kondisi temperature ataupun tekanan tertentu bahan
padat/cair itu dapat berubah menjadi gas. Baik partikel maupun gas
membawa akibat terutama bagi kesehatan manusia seperti debu batu
bara, asbes, semen,belerang, asap pembakaran, uap air, gas sulfida,
uap amoniak, dan lain-lain. Arah angin mempengaruhi daerah
pencemaran karena sifat gas dan partikel yang ringan mudah terbawa.
Kenaikan konsentrasi partikel dan gas dalam udara di beberapa kota
besar dan daerah industri banyak menimbulkan pengaruh, misalnya
gangguan jarak pandang oleh asap kendaraan bermotor, gangguan
pernafasan dan timbulnya beberapa jenis penyakit tertentu. Semen
mempunyai empat komponen bahan kimia utama yaitu kapur (batu
kapur), silika (pasir), alumina (tanah liat) dan besi oksida (biji
besi). Sedikit gipsum biasanya ditambahkan pada saat penghalusan
untuk memperlambat pengerasan.Suatu Industri semen atau pabrik
semen tentulah mempunyai limbah dari pengolahan-pengolahan bahan
baku tersebut, di antaranya NOx, Sox, CO, HK, bau dan partikel yang
termasuk limbah gas dan limbah B3.
6.2.1 Limbah gas Udara adalah media pencemar untuklimbah
gas.Limbahgas atau asap yang diproduksi pabrik keluar bersamaan
dengan udara. Secara alamiah udara mengandung unsur kimia seperti
O2, N2, NO2,CO2, H2 dan lain-lain.Gas tertentu yang lepas ke udara
dalam konsentrasi tertentu akan membunuh manusia. Konsentrasi
fluorida yang diperkenankan dalam udara 2,5 mg/meter kubik.
Fluorida dan persenyawaannya adalah racun dan mengganggu
metabolisme kalsium dan enzim. Sedangkan hidrogen fluorida sangat
initatif terhadap jaringan kulit, merusak paru-paru dan menimbulkan
penyakit pneumonia.Asam sulfida, garam sulfida dan karbon disulfida
adalah persenyawaan yang mengandung sulfur. Persenyawaan sulfida
dapat terurai dan lepas ke udara menyebabkan kerusakan pada sel
susunan saraf. Dalam kadar rendah tidak berbau dan bila kadar
bertambah menyebabkan bau yang tidak enak gejalanya cepat menghebat
menimbulkan pusing, batuk dan mabuk.Uap, yaitu bentuk gas dari zat
tertentu tidak kelihatan dan dalam ruangan berdifusi mengisi
seluruh ruang. Yang harus diketahui adalah jenis uap yang terdapat
dalam ruangan karena untuk setiap zat berbeda.daya reaksinya.
Zat-zat yang mudah menguap adalah amoniak, chlor, nitrit, nitrat
dan lain-lain. Debu yaitu partikel zat padat yang timbul pada
proses industri sepeti pengolahan, penghancuran dan peledakan, baik
berasal dari bahan organik maupun anorganik. Debu, karena ringan,
akan melayang di udara dan turun karena gaya tarik bumi. Debu yang
membahayakan adalah debu kapas, debu asbes, debu silicosis, debu
stannosis pada pabrik timah putih, debusiderosis, debu yang
mengandung Fe2O3. Penimbunan debu dalam paru-paru akibat lingkungan
mengandung debu yaitu pada manusia yang ada di sekitarnya bekerja
atau bertempat tinggal. Kerusakan kesehatan akibat debu tergantung
pada lamanya kontak, konsentrasi debu dalam udara,jenis debu itu
sendiri dan lain-lain. Asap adalah partikel dari zat karbon yang
keluar dari cerobong asap industri karena pembakaran tidak sempurna
dari bahan-bahan yang mengandung karbon. Asap bercampur dengan
kabut/uap air pada malam hari akan turun ke bumi bergantungan pada
daun-daunan ataupun berada di atas atap rumah. Bahan yang bersifat
partikel menurut sifatnya akan menimbulkan:1. Ransangan saluran
pernafasan2. Kematian karena bersifat racun3. Alergi4. Fibrosis5.
Penyakit demam Bahan yang bersifat gas dan uap menurut
sifat-sifatnya akan berakibat:1.Merangsang penciuman seperti: HC1,
H2S, NH32.Merusak alat-alat dalam tubuh, misalnya CaCI3.Merusak
susunan saraf: uap plumbum, fluorida4.Merusak susunan darah:
benzene
Untuk menghindari dampak yang diakibatkanlimbahmelalui udara
selain menghilangkan sumbernya juga dilakukan pengendalian dengan
penetapan nilai ambang batas. Nilai ambang batas adalah kadar
tertinggi suatu zat dalam udara yangdiperkenankan, sehingga manusia
dan makhluk lainnya tidak mengdlami gangguan penyakit atau
menderita karena zat tersebut. Di samping itu masih ada rumusan
lain yang diberikan khusus bagi para pekerja dalam lingkungan itu.
Karena waktu kerja manusia pada umumnya 8 jam sehari, 40 jam
seminggu,maka nilai ambang batas bagi mereka berbeda dengan nilai
ambang batas pada umumnya.Suatu zat yang sama akan berbeda
pengetrapannya terhadap kedua obyek yang berbeda,misalnya antara
manusia dan hewan, antara manusia dengan manusia sendiri dalam dua
lingkungan yang berbeda.
TUGAS KIMIA INDUSTRIINDUSTRI SEMENSemester Genap Tahun Ajaran
2011/2012
Oleh:Arya Ichsan Santoso(115060700111002)Andita Nastasia
Lazuardi(115060700111072)Nabil Raja Damanik (115060700111107)Umroh
Fitriana (115060701111025)Maulidah Hanik (115060701111053)Dimas
Dendy S (115060707111039)Fanny Novia Sofyan (115060707111065)
KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS
BRAWIJAYAFAKULTAS TEKNIKPROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI2012