PROSES PEMBUATAN SEMEN

Nama      : Argi saputra
Nim/ BP  : 1109042/2011
Matkul   : Genesa Bahan Galian
Jurusan  : Teknik pertambangan UNP

A. Sejarah Semen

Sebenernya, abad ke-18 (ada juga yang bilang 1700 M) seorang insinyur Sipil, John Smeaton udah bikin ramuan cikal bakal semen, yaitu adonan campuran antara batu kapur dan tanah liat yang kemudian dia pakai untuk membangun menara suar Eddystone di lepas pantai Comwall, Inggris. Tapi, bukan Smeaton yang mempatenkan cikal bakal semen ini. Seorang insinyur yang juga berkebangsaan Inggris, Josep Aspdin lah yang mengurus hak paten pada tahun 1824, yang kemudian dia sebut Semen Portland. Dinamai begitu karena warna hasil akhir olahannya mirip tanah liat yang ada di Pulau Portland, Inggris.

Semen merupakan bahan bangunan yang digunakan untuk merekat, melapis, membuat beton, dll. Semen yang terbaik saat ini adalah semen Portland yang ditemukan tahun 1824 oleh Joseph Aspdin.

Bahan Baku Pembuatan Semen:

1. Batu kapur

Batu kapur merupakan Komponen yang banyak mengandung CaCO3 dengan sedikit tanah lia, Magnesium Karbonat, Alumina Silikat dan senyawa oksida lainnya. Senyawa besi dan organik menyebabkan batu kapur berwarna abu-abu hingga kuning.

2. Tanah Liat

Komponen utama pembentuk tanah liat adalah senyawa Alumina Silikat Hidrat Klasifikasi Senyawa alumina silikat berdasarkan kelompok mineral yang dikandungnya : Kelompok Montmorilonite Meliputi : Monmorilosite, beidelite, saponite, dan nitronite Kelompok Kaolin Meliputi : kaolinite, dicnite, nacrite, dan halaysite Kelompok tanah liat beralkali Meliputi : tanah liat mika (ilite).

3. Pasir Besi dan Pasir Silikat

Bahan ini merupakan Bahan koreksi pada campuran tepung baku (Raw Mix) Digunakan sebagai pelengkap komponen kimia esensial yang diperlukan untuk pembuatan semen Pasir Silika digunakan untuk meneikkan kandungan SiO2 Pasir Besi digunakan untuk menaikkan kandungan Fe2O3 dalam Raw Mix.

4. Gypsum ( CaSO4. 2 H2O )

Berfungsi sebagai retarder atau memperlambat proses pengerasan dari semen Hilangnya kristal air pada gipsum menyebabkan hilangnya atau berkurangnya sifat gipsum sebagai retarder

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.

PEMBENTUKAN CLINKER:

Proses yang terjadi di dalam kiln: Pengeringan Slurry Pemanasan Awal Kalsinasi Pemijaran Pendinginan Penyimpanan Klinker

PENGERINGAN SLURRY:

PENGERINGAN SLURRY terjadi pada daerah 1/3 panjang kiln dari inlet pada temperatur 100-500◦C sehingga terjadi pelepasan air bebasdan air terikat untuk mendapatkan padatan tanah kering.

Pemanasan Awal :

Pemanasan Awal terjadi pada daerah 1/3 setelah panjang kiln dari inlet. Selama pemanasan tidak terjadi perubahan berat dari material tetapi hanya peningkatan suhu yaitu sekitar 600°C dengan menggunakan preheater.

KALSINASI:

KALSINASI Penguraian kalsium karbonat menjadi senyawa-senyawa penyusunnya pada suhu 600 oC.

reaksinya:

CaCO3 → CaO + CO2 MgCO3 → MgO + CO2

PEMIJARAN:

Reaksi antara oksida-oksida yang terdapat dalam material yang membentuk senyawa hidrolisis yaitu C4AF, C3A, C2S pada suhu 1450° C membentuk Clinker.

PENDINGINAN:

terjadi pendinginan Clinker secara mendadak dengan aliran udara sehingga Clinker berukuran 1150-1250 gr/liter. Clinker yang keluar dari Cooler bersuhu 150-250° C.

TRANSPORTASI & PENYIMPANAN CLINKER :

Klinker kasar akan jatuh kedalam penggilingan untuk dihaluskan. Kemudian dengan drag chain, klinker yang telah dihaluskan diangkut menuju silo klinker atau langsung ke proses cement mill untuk diproses lebih lanjut menjadi semen.

CEMENT MILL:

Merupakan proses penggilingan akhir dimana terjadi pebghalusan clinker-clinker bersama 5 % gipsum alami atau sintetik. Secara umum, dibagi menjadi 3 proses: Penggilingan clinker Pencampuran Pendinginan.

KEUNTUNGAN & KERUGIAN PROSES BASAH :

Kadar alkalisis, klorida,dan sulfat tidak menimbulkan gangguan penyempitan dalam saluran material masuk kiln. Deposit yang tidak homogen tidak berpengaruh karena mudah untuk mencampur dan mengoreksinya. Pencampuran dan koreksi slurry lebih mudah karena berupa larutan. Fluktuasi kadar air tidak berpengaruh pada proses. KERUGIAN Proses basah baik digunakan hanya bila kadar air bahan bakunya cukup tinggi Pada waktu pembakaran memerlukan banyak panas, sehingga konsumsi bahan bakar lebih banyak Kiln yang dipakai lebih panjang karena proses pengeringan yang terjadi dalam kiln menggunakan 22 % panjang kiln.

KEUNTUNGAN & KERUGIAN PROSES KERING:

KEUNTUNGAN: Kiln yang digunakan relatif pendek Kebutuhan panas lebih rendah.

KERUGIAN: Rata-rata kapasitas kiln lebih besar Fluktuasi kadar air menganggu operasi, karena materail lengket di inlet kiln Terjadipenebalan/penyempitan pada saluran pipa kiln.

Hasil Akhir:

Semen PPC: semen campuran yang menggunakan pozzolan sebagai bahan tambahan pada campuran terak dan gips dalam proses penggilingan akhir. Sesuai untuk pengecoran beton massa, dam, irigasi, bangunan tepi laut atau rawa, yang memerlukan ketahanan sulfat dan panas hidrasi sedang.

Jenis-Jenis Semen:

Sement Portlan

a. Sement Portland Type I (Ordinary Portland Cement) dipakai untuk keperluan konstruksi bangunan biasa yang tidak memerlukan persyaratan khusus, seperti bangunan rumah pemukiman, gedung-gedung sekolah dan perkantoran, bangunan pabrik, gedung bertingkat, dll.

b. Semen Portland Type II (Moderate Heat Semen) Dipakai untuk keperluan beton yang memerlukan ketahanan sulfat atau panas hidrasi sedang. Biasanya semen ini digunakan untuk bangunan pinggir laut (pelabuhan), aliran irigasi, landasan jembatan, bangunan di bekas tanah rawa, beton massa untuk dam-dam.

c. Semen Portland Type III ( High Early Strength Cement) Dipakai untuk konstruksi bangunan yang memerlukan kekuatan tekan tinggi pada fase permulaan setelah pengikatan terjadi. Biasanya digunakan untuk daerah yang bersuhu dingin, bangunan bertingkat, dan bangunan dalam air yang tidak memerlukan ketahanan terhadap sulfat.

d. Semen Portland Type IV (Low Heat Cement) penggunaanya memerlukan panas hidrasi rendah karena mengandung C4AF dan C2S lebih banyak. Pengerasan dan perkembangan kekuatanya lambat. Digunakan untuk bangunan di daerah panas, pembuatan beton atau konstruksi berdimensi tebal.

e. Semen Portland Type V (Sulfate Resistance Cement) semen portland dengan daya tahan sulfat yang tinggi termasuk tahan terhadap larutan garam sulfat dalam air. Digunakan untuk bangunan yang berhubungan dengan air laut, air buangan industri, bangunan yang pengaruh gas atau uap kimia yang agresif dan bangunan yang selalu berhubungan dengan air panas.

2. Oil Well Cement (OWC) Class G-HSR: Digunakan untuk pembuatan lapisan sumur minyak yang dalam dan untuk menyumbat sumur setelah dibor. 

Class A, digunakan untuk kedalaman 1830 m.

Class B, digunakan untuk kedalaman 1830 m, dengan ketahanan terhadap sulfat tingkat menengah dan tinggi. 

Class C, untuk kedalaman 1830 m, dengan ketahanan awal yang tinggi dan ketahanan sulfat tingkat menengah dan tinggi.

Class G, untuk kedalaman 2440 m, sering disebut juga dengan basic OWC karena adanya penembahan aditif sehingga dapat digunakan untuk berbagai kedalaman.

3. Sement Portland Campur (Mixed Cement) disebut juga Super Masonry Cement. Digunakan untuk konstruksi ringan, sedang, untuk plesteran, pemasangan bata dan bahan bangunan.

4. Masonry Cement Type M,S,N: Semen ini digunakan untuk plesteran, pemasangan bata, dan keramik.

5. Semen Putih: dapat digunakan untuk plamir tembok, pembutan tekel / traso, pemasangan keramik, tegel dan marmer. Semen jenis ini mudah diberi warna sesuai keinginan.