TUGAS PROSES INDUSTRI KIMIA 1 BPROSES KIMIA PENGOLAHAN SUMBER DAYA ALAM BELERANG

Di susun oleh :

Nama : AHMAD DANIAL NIM: 11/319060/TK/38194

JURUSAN TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS GADJAH MADA2015

PROSES KIMIA PENGOLAHAN SUMBER DAYA ALAM BELERANG

1. Senyawa Belerang Belerang dioksida adalah senyawa kimia dengan rumus SO2. Senyawa ini merupakan gas beracun dengan bau menyengat yang dilepaskan oleh gunung berapi dan beberapa pemrosesan industri.

Gambar 1. Batu belerang (sumber : http://id.wikipedia.org/wiki/Belerang)

Belerang berwarna kuning pucat, padatan yang rapuh, yang tidak larut dalam air tapi mudah larut dalam CS2 (karbon disulfida). Dalam berbagai bentuk baik gas, cair maupun padat, unsur belerang terjadi dengan bentuk alotrop yang lebih dari satu atau campuran. Dengan bentuk yang berbeda-beda, akibatnya sifatnya pun berbeda-beda dan keterkaitan antara sifat dan bentuk alotropnya masih belum dapat dipahami. Belerang dengan kemurnian 99.999+% sudah tersedia secara komersial. 2. Proses FraschBelerang terjadi secara alamiah di sekitar daerah pegunungan dan hutan tropis. Sulfur tersebar di alam sebagai pirit, galena, sinabar, stibnite, gipsum, garam epsom, selestit, barit dan lain-lain. Belerang (sulfur) dialam biasanya ditemukan dalam bentuk kristal belerang dan dapat juga dalam bentuk persenyawaan dengan logam lain (golongan sulfida dan garam sulfo) seperti galena, spalerit dan pirit. Proses frasch merupakan salah satu metoda yang dapat digunakan untuk mengekstraksi sulfur/belerang dari kerak bumi. Sulfur berperan antara lain sebagai penyubur, serbuk mesiu, bahan insektisida serta fungisida. Belerang padat mempunyai dua bentuk alotrop yaitu belerang rombik dan belerang monoklinik. Belerang yang berwarna kuning adalah belerang rombik yang stabil pada suhu di bawah 95.5 0C sedangkan belerang monoklinik adalah belerang rombik yang berubah pada suhu di atas 95.5 0C dan mencair pada suhu 113 0C.(J.Goenawan,1999:15) Sebagian besar sulfur tersimpan antara 150 dan 750 meter di bawah permukaan tanah dengan ketebalan 30 meter yang biasanya terletak pada daerah vulkanik atau sedimentasi.Pada tahun 1867 seorang penambang menemukan sulfur di bawah permukaan pasir di Loisiana dan Texas, dan seorang kimiawan Amerika bernama Herman Frasch (1851-1914) menemukan metoda baru untuk menambang sulfur dengan menggunakan tiga (3) buah pipa. Proses tersebut berhasil dan pada tanggal 24 Desember 1894 untuk pertama kalinya sulfur cair diambil dari permukaan tanah. (Wikipedia,2007:Frasch process)Proses frasch berlangsung dengan terlebih dahulu dilakukan pengeboran terhadap sumber sulfur yang sudah teridentifikasi dan dalam bor yang digunakan disisipkan tiga buah pipa khusus dengan ukuran yang berbeda-beda terdiri dari pipa besar, sedang, dan kecil. Adapun susunan pipa adalah pipa sedang dimasukkan ke dalam pipa besar dan pipa kecil dimasukan ke dalam pipa sedang.(gambar 2)Adapun alat yang digunakan dalam metoda Frasch tersebut adalah sebagai berikut : (gambar 2)

Keterangan :1. Sulfur bearing rock = batuan yang mengandung belerang2. Liquid Sulfur = sulfur cair3. Superheated water = air super panas4. Compressed air = tekanan udara tinggi.

Gambar 2. Skema Proses Frasch (sumber: cnx.org)Adapun karakteristik pipa dan kerja yang dilakukan adalah : Pada pipa paling besar (biasanya berdiameter = 20 cm) dialirkan air yang super panas berupa campuran air dan uap air dengan tekanan 16 atm dan suhu sekitar 160 0C yang akan mencairkan cadangan belerang. Pada pipa kecil (biasanya berdiameter = 2.5 cm) dipompakan udara panas bertekanan tinggi sekitar 20-25 atm Pada pipa sedang (biasanya berdiameter = 10 cm) akan dikeluarkan belerang cair akibat dari aliran yang terjadi pada pipa besar dan kecil menuju ke permukaan tanah.Ketika telah sampai ke permukaan tanah campuran sulfur-air-udara yang ada segera dipompakan ke dalam tanki besar yang merupakan tempat pendinginan, dan cairan kristal sulfur yang berwarna ungu akan berubah menjadi padatan sulfur kuning. Kemudian dilakukan pemisahan dinding penopang padatan tersebut (tangki) dan dengan menggunakan dinamit sulfur dibelah/dipecahkan sehingga dapat diangkut dengan kendaraan. Oleh karena sulfur tidak larut dalam air maka sulfur yang diperoleh dengan metoda ini mencapai kemurnian 99.6%.

3. Metode Penambangan Terbuka Belerang juga dihasilkan secara komersial dari sumber mata air hingga endapan garam yang melengkung sepanjang Lembah Gulf di Amerika Serikat. Pengambilan endapan belerang biasanya dilakukan dengan metode penambangan. Adapun penambangan belerang dilakukan dengan beberapa metode antara lain : metode tambang terbuka, metode tambang bawah tanah, metode Frasch-Process, dan metode penambangan manual. Metode tambang terbuka : Kegiatan penambangan belerang dengan metode ini dilakukan untuk endapan tipe stratigrafi dan vulkanis yang terletak dekat dengan permukaan bumi. Pengambilan dengan metode ini dapat menggunakan alat-alat sederhana atau dapat juga dengan menggnakan alat mekanis seperti shovel, monitor, dan dragline excavator. Material hasil penambangan dengan metode ini dimuat dan diangkut dengan pikulan, lori, dump truck, dan sejenisnya baru kemudian diproses lebih lanjut sesuai dengan keperluan.

Gambar 3. Pengangkutan Sulphur Hasil Tambang Terbuka Dengan Kereta(Sumber: http://www.trainboard.com/grapevine/showthread.php?86721-Section-for-special-sulfur-cars-Karankawa-layout-plan) Metode tambang bawah tanah : Kegiatan penambangan belerang dengan metode tambang bawah tanah dikhususkan bagi endapan belerang yang terdapat di bawah permukaan bumi. Adapun penambangan dikerjakan dengan membuat lubang-lubang bukaan kearah endapan, seperti shaft, tunneling, drift, adit, dan lain-lain.

Metode Penambangan Manual :Penambangan belerang dengan metode ini dilakukan apabila kandungan endapan belerang yang ada tidak terlalu banyak atau sedikit. Cara penambangannya dengan metode ini biasanya dilakukan dengan menggunakan alat-alat penambangan manual, seperti cangkul, linggis, gancu, dan keranjang serta dilaksanakan dengan sistem padat karya.

Gambar 4. Proses Penambangan Manual Sulphur Di Kawah Ijen Kabupaten Banyuwangi. (Sumber: mezazacollection.blogspot.com)

4. Cadangan belerang di dunia Produksi dan penggunaan sulfur di Amerika Serikat Berdasarkan data yang diperoleh dari U.S. Geological survey yang dirilis pada Februari 2014, memperlihatkan bahwa pada tahun 2013 produk dasar sulfur dan hasil samping pabrik yang berupa sulfuric acid (H2S) di produksi di 110 pabrik di 27 negara bagian. Produk berupa sulfur dasar mencapai 8,5 juta tons dimana 54% dari jumlah itu di produksi oleh daerah Lousiana dan Texas. Produksi negara-negara penghasil mineral sulfur pada tahun 2012 dan 2013 dapat kita lihat di tabel di bawah ini:

Tabel 1. Produksi sulfur diberbagai negara di dunia

No.NegaraProduksi (metric tons)

20122013

1.United States90009100

2.Australia860900

3.Brazil 480500

4.Canada 59106000

5.Chile 16801700

6.China 990010000

7.Finland 13501400

8.France 650650

9.Germany 38203800

10.India 11901200

11.Iran 18801900

12.Italy 740740

13.Japan 32503300

14.Kazakhstan 27002700

15.Republic of Korea 12001200

16.Kuwait 800800

17.Mexico17401700

18.Netherlands515520

19.Poland 11601200

20.Qatar 820820

21.Russia 72707300

22.Saudi Arabia 40904100

23.South Africa310310

24.Spanyol 680680

25.United Arab Emirates19002000

26.Uzbekistan 540540

27.Venezuela 800800

28.Other countries29002900

Total6810069000

Cadangan sulfur dunia berasal dari minyak mentah, gas alam, dan batuan sulfida sangat besar. Sebagian besar produksi sulfur dunia berasal dari proses pengolahan bahan bakar fosil. Selian itu jumlah cadangan sulfur yang besar juga terdapat di gunung vulkanik, tar sands, dan metal sulfida dengan jumlah mencapai 5 miliar tons. Sulfur didalam mineral gypsum dan anhydrite jumlahnya terbatas, sedangkan di dalam batu bara, oil shale, dan bahan organik terkandung sekitar 600 miliar ton sulfur, tetapi proses dengan biaya yang murah belum dikembangkan untuk me-recovery sulfur dari bahan-bahan tersebut. U.S Geological Survey, Mineral Comodity Summaries, February 2014.