Perpustakaan Digital ITB

Residu bauksit merupakan sisa hasil pengolahan proses Bayer dalam produksi alumina, dengan rasio pembentukan yang hampir sebanding dengan jumlah alumina yang dihasilkan, yaitu sekitar 1,5 ton residu untuk setiap ton alumina. Residu ini bersifat sangat alkalis (pH mencapai 13) dan berpotensi mencemari lingkungan apabila tidak ditangani secara tepat. Residu ini banyak mengandung senyawa besi oksida yang berpotensi dimanfaatkan sebagai sumber logam besi sekunder. Mengingat proses produksi besi konvensional masih menghasilkan emisi CO2 yang tinggi dan menghadapi keterbatasan pasokan bahan baku primer, pemanfataan residu bauksit menjadi alternatif strategis yang lebih berkelanjutan. Untuk mendukung inisiatif tersebut, teknologi Hydrogen Plasma Smelting Reduction (HPSR) diusulkan sebagai alternatif yang lebih ramah lingkungan. Penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh variasi waktu reduksi terhadap karakteristik produk dan mengestimasikan perolehan logam besi. Serangkaian percobaan meliputi preparasi dan karakterisasi residu bauksit, proses peleburan dalam reaktor HPSR, dan karakterisasi hasil produk reduksi telah dilakukan. Residu bauksit dari PT Indonesia Chemical Alumina dikarakterisasi awal XRD dan XRF dengan fasa dominan hematit (Fe2O3) sebanyak 32,7%. Percobaan diawali dengan preparasi briket menggunakan Ca-bentonit 1% dan direduksi pada variasi waktu 15, 30, 60, 90, dan 120 detik (dua kali replikasi), campuran gas Ar-80% H2, total laju alir 5 liter/menit, dan berat sampel 1 gram. Hasil reduksi di-mounting, dipoles, dan dikarakterisasi menggunakan scanning electron microscopy-energy dispersive spectrocopy (SEM-EDS) untuk menentukan komposisi unsur di logam, oksida terak, dan distribusi unsur. Data ini digunakan untuk mengestimasikan perolehan logam besi berdasarkan kehilangan berat serta komposisi Fe, yang kemudian dibandingkan dengan perhitungan termodinamika menggunakan FactSage 8.3. Hasil percobaan menunjukkan bahwa peningkatan waktu reduksi berpengaruh terhadap karakteristik produk. Citra SEM-EDS menunjukkan bahwa area logam semakin homogen dan kaya besi seiring bertambahnya waktu reduksi. Rata-rata kadar Fe dalam logam berkisar antara 98,60–99,64%. Selain itu, kandungan FeO dalam terak menurun dari 31,98% (15 detik) hingga 2,99% (120 detik). Perolehan logam besi tertinggi sebesar 95,59% diperoleh hanya dalam waktu reduksi 120 detik, dengan kehilangan berat sebesar 56,60%. Nilai ini mendekati hasil perhitungan termodinamika menggunakan FactSage 8.3 yaitu sebesar 96,12% pada isotermal 1600 °C. Analisis distribusi unsur dan komposisi oksida yang homogen juga menunjukkan indikasi terjadinya reduksi langsung dari hematit menuju wustit bahkan langsung ke logam besi. Oleh karena itu, HPSR berpotensi sebagai alternatif teknologi yang ramah lingkungan dalam pemanfaatan residu bauksit menjadi logam besi yang berkelanjutan.