Perpustakaan Digital ITB

Kromium merupakan salah satu komponen terpenting dalam baja paduan, terutama untuk baja tahan karat. Kromium dapat membentuk lapisan protektif pada permukaan baja tahan karat apabila terekspos ke udara. Kromium diproduksi pada umumnya dalam bentuk paduan ferokromium yang merupakan hasil reduksi dan pemurnian bijih kromit menggunakan karbon sebagai reduktor pada temperatur tinggi. Produk ferokromium yang dihasilkan melalui proses ini adalah high-carbon ferrochrome yang memiliki kadar karbon 6-9%. Proses ini menghasilkan emisi sebesar 5,4 ton CO2/ton high-carbon ferrochrome. Karbon dapat menjadi masalah dalam baja tahan karat karena dapat menyebabkan korosi intergranular membentuk Cr23C6. Hal ini membuat kadar kromium pada batas butir menurun sehingga menurunkan kemampuan tahan karat pada titik tersebut. Untuk menanggulagi hal ini, argon oxygen decarburization (AOD) dan/atau vacuum oxygen decarburization (VOD) digunakan untuk proses dekarburisasi. Hydrogen plasma smelting reduction (HPSR) dapat menjadi solusi untuk permasalahan emisi dan juga kadar karbon dalam ferokromium. Produksi ferokromium menggunakan proses ini diharapkan menghasilkan ferokromium bebas karbon dengan emisi yang lebih ramah lingkungan. Serangkaian percobaan reduksi bijih kromit menggunakan HPSR dilakukan untuk mempelajari pengaruh dari bahan imbuh SiO2 dan CaO, jumlah SiO2 sebagai bahan imbuh, dan durasi reduksi terhadap produk logam ferokromium yang dihasilkan. Percobaan diawali dengan karakterisasi awal bijih kromit menggunakan analisis Xray fluorescence (XRF) dan X-ray diffraction (XRD). Kalsin dolomit dan kalsin batu kapur sebagai sumber CaO dilakukan analisis awal menggunakan analisis XRF. Laju alir gas yang digunakan adalah 5 liter/menit dengan nisbah gas H2/Ar 4/1. Percobaan pengaruh penggunaan bahan imbuh SiO2 dan CaO dilakukan dengan menggunakan briket campuran sampel bijih kromit 2 gram dengan jumlah SiO2 dan CaO 10 %brt dengan durasi reduksi 60 detik. Percobaan untuk variasi jumlah SiO2 dilakukan dengan menggunakan briket campuran sampel bijih kromit 2 gram dan SiO2 dari 0 %brt hingga 20 %brt dengan durasi reduksi 60 detik. Variasi durasi reduksi diteliti dengan menggunakan briket campuran 1 gram bijih kromit dengan 20 %brt SiO2 dan durasi reduksi dari 30 hingga 360 detik. Hasil percobaan ii dilakukan analisis scanning electron microscopy – energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS) untuk melihat komposisi kimia dari logam dan juga terak. Penggunaan SiO2 sebagai bahan imbuh memberikan kadar kromium dalam logam yang lebih tinggi dibandingkan penggunaan CaO dikarenakan SiO2 membantu proses reduksi dari bijih kromit dengan memfasilitasi pertukaran ion dari aluminium dan magnesium dengan ion kromium sehingga kromium oskida tereduksi, selain itu SiO2 dapat menurunkan titik leleh dari terak. Sementara itu, CaO pada umumnya ditambahkan untuk menurunkan viskositas pada terak dan titik leleh dari terak. Seiring dengan meningkatnya jumlah SiO2 yang digunakan, kadar kromium dalam logam meningkat. Dengan menggunakan 20 %brt SiO2, kromium dengan kadar 30,54% bisa didapatkan dalam logam. Kadar kromium dalam logam meningkat seiring dengan meningkatnya durasi reduksi. Besi oksida tereduksi terlebih dahulu dibandingkan dengan kromium oksida. Reduksi dari besi oksida selesai hanya dalam waktu 240 detik, dengan persen ekstraksi besi sebesar 98%, sedangkan reduksi kromium oksida selesai dalam waktu 360 detik dengan persen ekstraksi kromium sebesar 72%. Logam ferokromium dengan kadar kromium ±50% dapat dihasilkan hanya dalam waktu 240 detik, tetapi reduksi dari kromium oksida selesai dalam waktu 360 detik.