Perpustakaan Digital ITB

Permintaan baja dunia diperkirakan terus meningkat seiring dengan pertumbuhan populasi dan perekonomian, dengan sektor konstruksi dan infrastruktur sebagai konsumen utama. Di Indonesia, produksi baja diperkirakan meningkat tajam, dari 16,85 juta ton pada tahun 2023 menjadi lebih dari 100 juta ton pada tahun 2050. Salah satu potensi sumber daya alam yang dimiliki Indonesia adalah pasir besi, yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku dalam pembuatan baja. Saat ini, konsentrat pasir besi diolah melalui proses berbasis batubara seperti Blast Furnace– Basic Oxygen Furnace dan Rotary Kiln–Electric Furnace, yang menghasilkan emisi karbon tinggi dan menjadi tantangan tersendiri dalam upaya global mengurangi jejak karbon sesuai Perjanjian Paris. Salah satu teknologi alternatif yang tengah dikembangkan adalah Hydrogen Plasma Smelting Reduction (HPSR), yang memanfaatkan hidrogen sebagai reduktor ramah lingkungan. Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari potensi produksi logam besi dan terak kaya titania menggunakan HPSR dari konsentrat pasir besi. Serangkaian percobaan meliputi karakterisasi awal konsentrat pasir besi, pembuatan briket, percobaan reduksi dengan HPSR, dan karakterisasi hasil reduksi. Percobaan reduksi dilakukan dalam reaktor HPSR dengan variasi waktu antara 30- 600 detik, menggunakan sampel seberat 1 gram, dan total laju alir gas campuran gas Ar-80%H2 sebesar 5 liter/menit. Setelah reduksi, briket ditimbang kembali untuk mengetahui penurunan berat akibat proses tersebut. Selanjutnya, briket hasil reduksi dilakukan karakterisasi menggunakan Scanning Electron Microscope- Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS) untuk menentukan komposisi kimia serta distribusi unsur pada logam dan terak yang terbentuk. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan waktu reduksi berdampak pada meningkatnya kehilangan berat sampel hingga 32,55%. Kandungan Fe dalam logam selalu berada di atas 98% pada seluruh variasi waktu. Perolehan Fe mulai melampaui 99% pada reduksi selama 270 detik dan mencapai nilai tertinggi sebesar 99,60% pada 450 detik. Selain itu, kadar FeO dalam terak menurun hingga kurang dari 1% pada waktu yang sama. Sebaliknya, kadar TiO2 dalam terak terus meningkat hingga mencapai 72,95% pada 600 detik. Perolehan Ti tertinggi dalam terak, yaitu 100% yang tercapai pada 30 dan 60 detik. Adapun perolehan V di terak menunjukkan perolehan maksimum di terak sebesar 100% pada waktu reduksi 30 detik. Waktu reduksi selama 5 menit merupakan kondisi paling optimal karena menunjukkan kadar FeO rendah dalam terak, kandungan TiO2 tinggi, serta perolehan Fe di logam dan Ti di terak masing-masing melebihi 99%. Dengan rasio daya terhadap berat sebesar 1,4 kW/gram. Secara keseluruhan, metode HPSR terbukti efektif, efisien, dan ramah lingkungan dalam menghasilkan logam besi serta terak kaya titania.