Perpustakaan Digital ITB

Feromangan merupakan paduan logam yang umum digunakan dalam industri baja sebagai deoxidizer dan desulfurizer, sehingga sekitar 90% mangan global digunakan sebagai unsur pemadu pada industri baja. Secara konvensional, paduan feromangan umumnya diproduksi menggunakan teknologi Submerged Arc Furnace (SAF) dan Blast Furnace (BF). Namun, teknologi BF menggunakan kokas dalam jumlah tinggi sekitar 1,5 hingga 2 ton untuk setiap feromangan yang diproduksi (5 hingga 6 kali lebih banyak dibandingkan dengan teknologi SAF). Hal ini mengakibatkan sekitar 1,8–3,6 ton CO2 dihasilkan per ton FeMn. Tingginya emisi CO2 yang dihasilkan mendorong pengembangan teknologi yang lebih ramah lingkungan. Hydrogen Plasma Smelting Reduction (HPSR) merupakan teknologi yang menjanjikan untuk produksi feromangan melalui kombinasi gas hidrogen dan karbon dengan potensi emisi yang lebih rendah daripada proses konvensional. Simulasi termodinamika dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak FactSage 8.3 untuk menganalisis kestabilan fasa serta kemungkinan jalur reaksi pada proses reduksi pirolusit dalam atmosfer hidrogen dan penambahan karbon. Sedangkan tahap eksperimen dimulai dengan karakterisasi bijih pirolusit dan bijih besi limonit menggunakan X-ray diffraction (XRD) dan X-ray fluorescence (XRF). Kemudian, 1 gram briket dengan campuran bijih mangan, bijih besi limonit, pati, dan grafit dikompaksi. Briket selanjutnya direduksi dalam reaktor HPSR dengan variasi stoikiometri 0,25-1, durasi 90-180 detik, dan penambahan bijih besi limonit 0-10% berat. Produk dikarakterisasi menggunakan SEM-EDS. Hasil penelitian menunjukkan bahwa stoikiometri karbon berpengaruh signifikan terhadap morfologi dan komposisi produk, dengan stoikiometri karbon 0,5 memberikan hasil terbaik dengan kadar Mn mencapai 86,35% brt dan kehilangan berat 71,04%. Sementara stoikiometri 0,25 menghasilkan produk yang masih didominasi oleh MnO, stoikiometri 0,75 serta 1,0 tidak meningkatkan kadar Mn dalam logam secara signifikan. Pada stoikiometri karbon optimum, peningkatan durasi reduksi dari 90 detik hingga 180 detik secara umum dapat meningkatkan kadar Mn yang terbentuk pada fasa logam dari 73,2% brt menjadi 83,89% brt, serta meningkatkan ukuran logam. Penambahan 10% berat bijih besi limonit dapat memperbesar ukuran fasa logam yang terbentuk karena berperan sebagai metal phase collector, tetapi menurunkan kadar Mn dalam fasa logam dari 83–86% brt menjadi 41–45% brt. Temuan ini memberikan bukti bahwa kombinasi reaksi karbotermik dan plasma hidrogen dapat menghasilkan paduan feromangan berkadar Mn tinggi melalui proses yang