Proses Pembuatan Semen

 

Semen berasal dari bahasa latin "cementum" artinya perekat / pengikat dan sekarang semen diartikan perekat hidrolis yang dihasilkan dari penggilingan clinker yang kandungan utamanya kalsium silikat dan kalsium sulfat sebagai bahan tambahan. Disebut perekat hidrolis karena senyawa-senyawa yang terkandung di dalam semen tersebut dapat bereaksi dengan air membentuk zat baru yang bersifat perekat terhadap batuan.

Ditinjau dari kadar air umpan maka teknologi pembuatan semen dibagi menjadi  4 proses, yaitu :

1. Proses Basah ( wet process )
2. Proses Semi Basah ( semi wet process )
3. Proses Semi Kering ( semi dry process )
4. Proses Kering ( dry process )

"Word "cement" from Latin "cementum" means adhesive and now cement interpreted hydraulic adhesive that produced from milling of clinker which major content is calcium silicate and calcium sulfate as additive. Defined as hydraulic adhesive due to compounds contained in the cement can be reacted with water to form new material and have properties adhesive to the rocks.
Based on feed water content so technology of manufacture cement divided into 4 processes are :

1. Wet process
2. Semi Wet Process
3. Semi Dry Process
4. Dry Process"

* Proses Basah

Umpan tanur berupa slurry dengan kadar air 25 – 40 %, yang pada umumnya menggunakan “Long Rotary Kiln” dengan perpindahan panas awal terjadi pada rantai atau chain section.

Proses ini boros, karena menggunakan panas sekitar 1500 – 1900  kcal/kg terak, dan biasanya mempunyai suhu exit gas 150 – 250 °C.

Kerugian :

1.      Pemakaian bahan bakar lebih banyak, karena kebutuhan panas selama pembakaran tinggi 1500 – 1900 kcal / kg

2.      Tanur putar yang digunakan ukurannya lebih panjang dibandingkan tanur putar pada proses kering

3.      Memerlukan air proses dalam jumlah banyak

Keuntungan :

1.      Pencampuran dari komposisi slurry lebih mudah karena berupa luluhan

2.      Kadar alkalis tidak menimbulkan gangguan penyempitan dalam saluran preheater atau pipa

3.      Debu yang dihasilkan relatif sedikit

4.   Deposit yang tidak homogen tidak berpengaruh karena mudah mencampur dan mengoreksinya

"* Wet Process

          Feed furnace form slurry with water content 25 - 40 % and which is generally used Long Rotary Kiln with initial heat transfer in chain section
            This process is wasteful due to using heat about 1500 – 1900  kcal/kg and usually have exit gas temperature 150 – 250 °C
     Disadvantages :
     1. Many use of fuel due to heat necessity along combustion is high about  1500 – 1900 kcal / kg 
     2. Rotary kiln that used have longer measure compared dry process
     3. Require large amounts of water process

      Advantages :

1. Mixing of slurry composition easier due to melt form
2. Alkaline level not reason constriction in preheater pipeline
3. Little dust
4. Inhomogeneous deposite unaffected due to easy blend and correct"

*Proses Semi Basah

Pada proses ini umpan masuk tanur berupa granular atau pallet (cake) dengan kadar air 15 – 25 % dibuat dengan bantuan filter press. Konsumsi panas pada proses ini 1000 – 1200 kcal/kg terak.

Kerugian :

1.      Tanur yang digunakan lebih panjang

2.      Membutuhkan filter

Keuntungan :

1.      Umpan lebih homogen

2.      Debu relatif lebih sedikit

"* Semi Wet Process
          This process feed entered to the rotary kiln have form granular or cake with moisture content 15 – 25 %  and made by filter press. Heat consumption in this process 1000 – 1200 kcal/kg slag.
     Disadvantages :

1. Using long rotary kiln
2. Requires filter

     Advantages :

1. Homogeneous feed
2. Little dust"

*Proses Semi Kering

Umpan tanur pada proses ini berupa tepung kering, lalu dengan alat granulator (pelletizer) disemprot dengan air untuk dibentuk menjadi granular dengan kadar air 10 – 12 % dan ukurannya 10 – 12 mm seragam. Konsumsi panas pada umumnya sekitar 1000 kcal/kg terak. Proses ini menggunakan tungku tegak (shaft kiln) atau long rotary kiln, namun kapasitas rata-rata shaft kiln rendah sedangkan jika memakai long rotary kiln maka harus dilengkapi grate preheater dan kapasitasnya bisa lebih tinggi.

Kerugian :

1.      Menghasilkan debu

2.      Membutuhkan filter

Keuntungan :

1.      Tanur yang digunakan lebih pendek

          2.   Diperoleh terak yang uniform

"* Semi Dry Process
           Feed in the rotary kiln in the form dry powder then with granulator (pelletizer)  is sprayed with water to made be a granular with moisture content 10 – 12 %  and uniform size 10 – 12 mm . Heat consumption about 1000 kcal/kg slag. This process using shaft kiln or long rotary kiln but low average capacity of shaft kiln while if using long rotary kiln so must be completed grate preheater and higher capacity.
     Disadvantages :

1. Producing dust
2. Requires filter

     Advantages :

1. Lower rotary kiln
2. Uniform slag"
   

*Proses Kering 

Pada proses ini bahan baku dipecah dan digiling sampai kadar air 1% dan tepung bahan baku yang telah homogen ini diumpankan dalam keadaan kering untuk mendapatkan terak. Terak selanjutnya didinginkan dan dicampur dengan gypsum dalam perbandingan 96 : 4 kemudian digiling dalam finish mill hingga menjadi semen.

Kerugian :

1.      Kadar air sangat  mengganggu  operasi karena material lengket

2.      Impuritas alkali menyebabkan penyempitan pada saluran

3.      Campuran kurang homogen

4.      Banyak debu yang dihasilkan sehingga dibutuhkan alat penangkap debu

Keuntungan :

1.      Rotary kiln yang digunakan relative pendek

2.      Heat comsumption rendah yaitu sekitar 800 – 1000 kcal / kg terak sehingga bahan bakar yang digunakan lebih sedikit

3.      Kapasitas produksi besar

4.      Biaya operasi rendah

"* Dry Process

          Raw material is milled until moisture content 1% and homogeneous powder of raw material is entered in dry state to get the slag. Slag then is cooled and mixed with gypsum in rasio 96 : 4 then drilled in the finish mill until be a cement.

     Disadvantages :

1. Water content is very disturbing operation due to sticky material
2. Alkaline impurities causing constriction in the channel
3. Less homogeneous mixture 
4. Large dust so that needed dust catcher

     Advantages :

1. Short rotary kiln
2. Low heat consumption about 800 – 1000 kcal / kg slag so that low fuel
3. Large production capacity
4. Low operation cost"

Dari keempat proses tersebut yang sering digunakan utk proses pembuatan pabrik adalah "Proses Kering" seperti PT. Semen Gresik (Persero) Tbk karena biaya operasi yang rendah dan kapasitas produksi yang besar.

Secara umum proses pembuatan semen dengan proses kering dibagi atas 5 bagian yaitu :

1.      Penyediaan Bahan Baku

2.      Pengolahan Bahan

3.      Pembakaran dan Pendinginan

4.      Penggilingan Semen

5.      Pengisian dan Pengantongan Semen

Kelima tahap tersebut direpresentasikan menjadi 5 unit operasi utama yaitu :

         Tahap I   : Unit Crusher

         Tahap II  : Unit Raw Mill

         Tahap III : Unit Kiln and Coal Mill

         Tahap IV : Unit Finishing Mill

         Tahap V  : Unit Packer

"From four that processes which often used to process manufacturing plant is dry process such as PT. Semen Gresik (Persero) Tbk due to low operation cost and large production capacity

In generally the process of manufacturing cement with dry process divided on 5 parts such as :

1. Provision of raw material
2. Processing of material
3. Combusting and cooling
4. Drilling cement
5. Filling and packing cement"

1. Penyediaan Bahan Baku

    * Bahan Utama

 a.     Batu kapur ( CaCO₃ )

Batu kapur dalam keadaan murni berupa bahan CaCO₃ yang mengandung calsite dan aragonite. Sifat kimia batu kapur yaitu dapat mengalami kalsinasi.
Reaksi :

 

       b.   Tanah Liat ( Al₂O₃.2SiO₂.xH₂O )

Tanah liat terbentuk dari beberapa senyawa kimia antara lain; alkali silikat dan beberapa jenis mika. Sifat kimia tanah liat yaitu dapat mengalami pelepasan air hidrat bila dipanaskan pada suhu 500°C.

Reaksi :

 

    * Bahan Tambahan

        a.  Copper Slag

Sebagai pengganti pasir besi karena mempunyai kandungan besi yang tinggi sehingga menyebabkan material ini mempunyai densitas yang tinggi. Sifat kimia copper slag yaitu dapat bereaksi dengan Al₂O₃ dan CaO membentuk calsium alumina ferrit.
Reaksi :

        b.  Pasir Silika (SiO₂ )

Sebagai pembawa oksida silika (SiO₂) dan juga mengandung oksida aluminium dan oksida besi. Sifat kimia pasir silica yaitu dapat bereaksi dengan CaO membentuk garam kalsium silikat.

Reaksi :

        c.  Gypsum

Gypsum adalah bahan sedimen CaSO₄ yang mengandung 2 molekul hidrat yang berfungsi sebagai penghambat proses pengeringan pada semen. Sifat kimia gypsum yaitu dapat mengalami pelepasan air hidrat.

Reaksi :

2. Pengolahan Bahan Baku

Pada tahap ini bahan baku utama dan tambahan dicampur pada komposisi tertentu agar bisa jadi umpan kiln.

3. Pembakaran dan pendinginan

Ada 4 tahap dalam proses ini :
     * Persiapan dan Pengolahan Batu Bara, batu bara yang digunakan utk bahan bakar dihaluskan dan   dipisahkan dari logam
     * Persiapan Umpan Kiln, umpan kiln dimasukkan ke silo utk proses umpan kering
     * Proses Pembuatan Terak, umpan kering masuk ke preheater shg air dan hidrat teruapkan kemudian masuk ke rotary kiln
     * Pendinginan Terak, terak dari rotary kiln didinginkan mendadak di grate cooler dg tujuan :
> Agar terak menjadi amorf dan rapuh sehingga mudah digiling
> Agar lebih tahan terhadap sulfat
> Untuk mencegah terbentuknya kristal MgO

4. Penggilingan Semen