Perpustakaan Digital ITB

Saat ini, silikon banyak diaplikasikan pada perangkat elektronik maupun sel surya. Proses produksi silikon di industri menggunakan tanur listrik melalui reaksi karbotermik, namun proses ini menghasilkan emisi karbon dioksida sebesar 4,7-5 ton per 1 ton silikon. Produksi silikon di Indonesia belum dilakukan hingga saat ini. Selain silikon, salah satu logam paling penting dalam kehidupan adalah besi. Besi diolah lebih lanjut menjadi baja dan diterapkan pada berbagai sektor seperti konstruksi, infrastruktur, dan transportasi. Besi direduksi secara karbotermik dan menghasilkan emisi karbon dioksida sebesar 1,3-1,8 ton per 1 ton baja. Peningkatan gas karbon dioksida dapat memicu kenaikan temperatur permukaan bumi. Oleh karena itu, industri peleburan logam perlu mencari alternatif reduktor yang lebih ramah lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh jenis gas reduktor, nisbah komposisi pasir silika dan bijih besi serta waktu penahanan reduksi, khusus percobaan dengan gas metana terhadap kandungan silikon dan besi dalam logam dan terak. Percobaan dilakukan dengan mencampurkan pasir silika dan bijih besi dengan nisbah komposisi 0:100, 20:80, 40:60, 60:40, 80:20, dan 100:0. Campuran ditempatkan ke dalam cawan perahu alumina dan direduksi di dalam horizontal tube furnace pada temperatur 900°C menggunakan gas metana (30 menit dan 3 jam) dan hidrogen (3 jam). Gas reduktor dialirkan dengan laju 0,75 L/menit dan gas argon sebesar 0,25 L/menit. Sampel hasil reduksi dilebur di dalam vertical tube furnace selama 2 jam pada temperatur 1550°C dengan aliran gas argon 1 L/menit. Sampel hasil reduksi dianalisis menggunakan XRD untuk mengetahui perubahan fasa. Sementara itu, sampel hasil peleburan dianalisis menggunakan SEM-EDS untuk mengetahui komposisi kimia dalam logam dan terak. Metana menunjukkan tingkat reduksi yang lebih agresif daripada hidrogen pada sampel pasir silika, dengan kadar Si dalam logam sebesar 71,39%. Kadar Fe dalam logam pada reduksi bijih besi dengan metana selama 30 menit dan hidrogen selama 3 jam tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan. Kadar Si dalam logam meningkat dengan peningkatan jumlah pasir silika dalam campuran, sementara kadar Fe menurun. Campuran dengan komposisi 60% pasir silika-40% bijih besi menghasilkan logam dengan kadar Si tertinggi sebesar 28,9%. Waktu penahanan selama 3 jam dalam reduksi metana pada sampel bijih besi dan campuran menyebabkan karbon terdeposisi dan metal dusting. Sementara pada sampel 100% pasir silika, kadar Si dalam logam meningkat dengan peningkatan waktu penahanan reduksi.