Proses Pembuatan Semen

Disususn Oleh :Ocky KukuhAnisyaMelati

Sejarah Semen• Semen berasal dari kata caementum yang berarti bahan perekat Pada awalnya

dikenal di Mesir 500 tahun SM sebagai bahan perekat pada pembuatan piramida berupa kalsinasi gypsum yang tidak murni.

• Kalsinasi menggunakan batu kapur baru digunakan pada zaman Romawi• Tahun 1756 Jhon Smeaton Sarjana Inggris berhasil membuat kapur hidrolisis

dengan cara pencampuran tanah liat (clay) dengan batu kapur (limestone) dengan perbandingan tertentu, kemudian dibakar (dikenal dengan Artificial lime twice kilned).

• Tahun 1812 James Frost memperbaiki cara Jhon Smeaton dengan menambahkan Argillaceus (9-40% silica). Semen yang dihasilkan disebut British cement.

• Barulah tahun 1824 Joseph Aspadin membuat semen dari kalsinasi batu kapur dengan tanah liat. Dihaluskan, digiling, dan dibakar jadi lelehan dalam tungku (terjadi penguraian CaCO3 menjadi CaO dan CO2). CaO bereaksi dengan senyawa lain membentuk klinker, digiling menjadi tepung yang dikenal dengan portland.

Jenis – Jenis Semen1. Semen Portland

adalah semen hidrolisis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker ( terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolisis), dengan bahan tambahan berupa gypsum. Klinker adalah nama gabungan komponen produk semen yang belum diberi bahan lain untuk memperbaiki sifat semen.Semen Portland dibagi menjadi 5 type :

• Type I ( Ordinary Portland Cement ) mengandung 5% MgO, dan 2,5% SO3

• Type II ( Moderate Heat Portland Cement) mengandung 20% SiO2, 6% Al2O3, 6% MgO, dan 8% C3A

• Type III (High Early Strength Portland Cement) mengandung 6% MgO, 3,5-4,5% Al2O3, 35% C3S, dan 15% C3A

• Type IV (Low Heat Portland Cement) mengandung 6,5% MgO, 2,3% SO3, dan 7% C3A

• Type V (Shulphato Resistance Portland Cement) mengandung 6% MgO, 2,3% SO3, dan 5% C3A

• Semen Putih ( White Cemen) Semen yang dibuat dengan bahan baku batu kapur yang mengandung oksida besi dan oksida magnesia rendah (<1%). Pembakaran pada tanur putar menggunakan bahan bakar gas untuk mengurangi kontaminasi abu hasil pembakaran. Kandungannya 24,2% SiO2, 4,2% Al2O3, 0,39% Fe2O3, 65,8% CaO, 1,1% MgO, dan 0,02% Mn2O3. biasa digunakan untuk bangunan arsitektur dan dekorasi.

• Semen Sumur Minyak (Oil Well Cement)Semen portland yang dicampur dengan bahan retarder khusus seperti lignin, asam borat, casein, gula, atau organix hidroksid acid. Fungsi retarder untuk mengurangi kecepatan pengerasan semen (memperlambatnya ). Kandungannya 6% MgO, 3% SO3, 48-65% C3S, 3% C3A, 24% C4AF + 2C3A, dan 0,75% alkali (NO2). Biasa digunakan untuk ruangan antara sumur minyak agar terhindar dari pengaruh korosi air.

• Semen Masonryadalah semen hidolik yang digunakan sebagai adukan konstruksi masonry, mengandung satu atau lebih blast furnace slagcement (semen kerak dapur tinggi), semen portland pozzolan, semen alam, dan bahan penambahnya seperti : kapur padam, batu kapur, chalk, calceous shell, talk, dan slag.

• Semen BerwarnaDibuat dari penambahan zat warna (pigmen) sebanyak 5-10% pada saat semen putih digiling. Zat warna yang ditambahkan harus mempengaruhi selama penyimpanan dan pemakaian semen tersebut.

• Semen CatMerupakan tepung semen dari semen portland yang digiling dengan zat warna, filter, dan water repellent agent.

2. Semen Non Portland

• Semen Alam (Natural Cement)Dihasilkan dari pembakaran batu kapur dan tanah liat pada suhu 850-1000°C kemudian digiling menjadi semen halus

• Semen Alumina Tinggi (High Alumina Cement)Adalah suatu semen kalsium aluminat dibuat dengan meleburkan campuran batu gamping, bauksit. Ketahanan semen ini terhadap air dan air laut lebih baik.

• Semen Portland PozzolandMerupakan suatu bahan pengikat hidolis yang dibuat dengan menggiling bersama-sama terak semen portland dan bahan yang mempunyai sifat pozzoland. Bahan pozzolan yang ditambahkan antara 15-40%. Kandugnan semen ini : 45-72% SiO3, 10-18% Al2O3, 1-6% Fe2O3, 0,5-3% MgO, 0,3-1,6% SO3.

• Semen SorelSemen yang dibuat melalui reaksi eksotermik larutan magnesium klorida 20% terhadap ramuanm magnesia yang didapat dari kalsinasi magnesit dan magnesia dari larutan garam. Penggunaanya sebagian besar sebagai semen lantai

Proses Pembuatan Semen PortlandPembuatan semen portland terbagi menjadi dua macam yaitu :• Proses BasahPada proses ini, bahan baku dipecah kemudian dengan menambahkan air dalam jumlah tertentu serta dicampurkan dengan luluhan tanah liat. Bubur halus dengan kadar air  25-40% (slurry) dikalsinasi dalam tungku panjang (long rotary kiln).

• Proses Kering Pada proses ini bahan baku diolah (dihancurkan) di dalam Raw Mill  dalam keadaan kering dan halus, dan hasil penggilingan (tepung baku) dengan kadar air 0,5-1% dikalsinasi dalam rotari kiln. Proses ini menggunakan panas sekitar 1500-1900 Kcal /Kg kilnker.

Pembuatan Semen Portland dengan cara kering

1. Proses persiapan bahan baku

• Batu Kapur/Limestone (CaCO3)Berdasarkan kandungan CaCO3-nya Batu Kapur dapat dibagi 3 kelompok, yaitu :1. Batu Kapur Kadar Tinggi (High Grade). Kandungan CaCO3 nya

tinggi, lebih dari 93%, MgO maksimal 2%, bersifat rapuh, H2O maksimal 5%.

2. Batu Kapur Menengah (Middle Grade). Kandungan CaCO3 88% – 92%, bersifat kurang keras.

3. Batu Kapur Kadar Rendah (Low Grade). Kandungan CaCO3  85%-87%, bersifat keras.

• Tanah Liat/Clay (Al2SiO7.xH2O)• Pasir Besi (Fe2O3)• Pasir silika (SiO2)

Skema proses persiapan bahan baku (Crusheer dan Raw Mill)

Crusher Crusher adalah suatu mesin yang dipergunakan untuk memperkecil dimensi/ukuran suatu raw materials. Didalam industri semen, alat ini banyak digunakan untuk memperkecil ukuran-ukuran/dimensi limestone, Clay dan lain-lain yang ditambang di Quarry dengan cara peledakan dimana ukuran/dimensi raw material masih cukup besar.

Jenis crusher dibagi 3 :1. Jaw Crusher (compressive crusher)-Single toggle jaw crusher-Double toggle jaw crusher2. Impact crusher3. Double shatf hammer crusher

Unit perlengkapan Crusher• Weight Feeder (Apron feeder , Chain feder ,Grizzly feeder )• Screening ( Grizzly, Vibrating screen, scillating screen,

Reciprocating screen, Shifting screen, Revolving screen)

• Belt conveyorBel conveyor terdiri dari Belt , Idler , Cantering, Pemberat (take–up atau counter weight), Bending the belt , Trippers, Pembersih belt , Skirt , Hold back , Kerangka

Raw Mill         Raw Mill merupakan suatu peralatan yang berfungsi untuk menghaluskan dan mengeringkan material produk dari Crusher. Peralatan ini memakai sistem grinding table dan aliran udara panas, pengering yang berasal dari cooler dengan suhu ± 86ºC. Raw Mill mempunyai kapasitas 600 ton/jam.

Material Mix produk dari Crusher dihaluskan dan material koreksi yang terdiri dari limestone hight gradt, Silika sand dan Iron sand dimasukkan dalam satu campuran tertentu kemudian dialirkan melalui Bucket ke Cooler Mill. Material produk dari Raw Mill mempunyai kehalusan 80% lolos pada saringan 170 Mesh. Produk ini kemudian disimpan dalam silo-silo penyimpan sebagai umpan kiln, sedangkan material yang masih belum memenuhi standar kehalusan Raw Mill dialirkan kembali ke Bucket untuk digiling ulang.

2. Proses Pembakaran (Kiln)Kiln adalah suatu unit peralatan berbentuk tanur putar yang berfungsi untuk membakar umpan menjadi suatu material yang disebut Clinker. Kiln menghasilkan Clinker 7500 ton/hari. Produk kiln merupakan bahan setengah jadi yang berbentuk bulatan dengan diameter 1-8 cm. Clinker ini merupakan senyawa kompleks yang terbentuk dari lelehan oksida-oksida umpan pada temperatur 650 – 1400ºC. Proses pemanasan terjadi bertahap, mulai dari penguapan kadar air, kalsinasi sampai pada proses  Clinkerisasi.

Skema proses pembakaran

3. Finish Mill atau Penggilingan Akhir

Finish Mill adalah suatu unit peralatan  yang berfungsi sebagai penggiling akhir. Mill yang berukuran 13 m dibagi atas dua kompartemen, yaitu kompartemen pertama sepanjang 2,5 m berisi grinding Ball (Bola-bola Baja) berdiamete 40 – 70 mm fungsinya untuk pemecahan bahan material. kemudian material masuk ke kompartemen kedua sepanjang 10,5 m yang berisi grinding Ball berdiameter 17 – 20 mm. Clinker bersama-sama dengan Gysum digiling dalam mill tersebut, sehingga diperoleh semen dengan kehalusan tertentu. Produk Finish Mill disimpan dalam silo semen dan siap untuk dipacking.

4. Proses Pengemasan (Packing)

Silo semen tempat penyimpanan produk dilengkapi dengan sistem aerasi untuk menghindari penggumpalan/koagulasi semen yang dapat disebabkan oleh air dari luar, dan pelindung dari udara ambient yang memiliki humiditas tinggi. Setelah itu Semen dari silo dikeluarkan dengan menggunakan udara bertekanan (discharge) dari semen silo lalu dibawa ke bin penampungan sementara sebelum masuk ke mesin packer atau loading ke truck. kapasitas dan jenis kantong semen yang digunakan tergantung kebutuhan dan permintaan pasar.

Reaksi pembuatan semen dengan cara kering :