Precipitated Calcium Carbonate Dari Blast Furnace Gas Dan Steel Slag Dengan Karbonasi Mineral CaCl2 (Bubble Column Reactor)

Karsono, Yoshida Aditama and Safitri, Amirotus (2021) Precipitated Calcium Carbonate Dari Blast Furnace Gas Dan Steel Slag Dengan Karbonasi Mineral CaCl2 (Bubble Column Reactor). Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02211740000001_02211740000010-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2023. Download (27MB) | Request a copy

Abstract

Indonesia sedang gencar gencarnya meningkatkan kapasitas produksi baja dalam negeri, terutama sejak diterapkannya Peraturan Menteri Perdagangan (Permendag) Nomor 110 Tahun 2018 mengenai ketentuan pengurangan impor baja. Peningkatan jumlah produksi baja secara langsung akan menyebabkan peningkatan limbah steel slag dan blast furnace gas. Kandungan CO2 dalam blast furnace gas sekitar 21,27% volume sementara steel slag memiliki kandungan kalsium oksida (CaO) yang tinggi yaitu 45,2% berat. Kedua kandungan tersebut merupakan bahan utama dalam proses pembuatan Precipitated Calcium Carbonate (PCC) dengan metode karbonasi. Salah satu kegunaan PCC adalah sebagai filler kertas karena mampu memberikan banyak keuntungan diantaranya kertas yang diproduksi memiliki tingkat kecerahan, opasitas, dan konsistensi yang tinggi dengan harga yang jauh lebih murah dibandingkan bila menggunakan mineral lain.
Tercatat ada delapan produsen terbesar PCC yang tersebar diberbagai wilayah di Indonesia dengan kapasitas produksi seluruhnya mencapai 685.800 ton per tahun pada tahun 2017. Sementara, konsumen dari PCC yaitu indsutri pulp dan kertas di Indonesia mencapai 62 perusahaan dengan kapasitas produksi mencapai 11 juta ton pulp/tahun. Oleh karena itu, untuk menjawab permasalahan teresebut, pendirian Pabrik Precipitated Calcium Carbonate dari Blast Furnace Gas dan Steel Slag dengan Karbonasi Mineral CaCl2 (Bubble Column Reactor) adalah salah satu solusi yang tepat.
Pabrik ini direncanakan akan berdiri tahun 2024 di Kawasan Industri Krakatau, Cilegon, Banten, Jawa Barat. Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri dalam mensubstitusi impor PCC, maka dirancang pabrik PCC dengan kapasitas 12.751,52 ton/tahun yang beroperasi secara kontinu 24 jam/hari selama 330 hari dalam setahun. Proses pembuatan PCC melalui beberapa tahapan proses yaitu proses pengecilan ukuran steel slag, proses persiapan bahan baku, proses leaching CaO menggunakan pelarut NH4Cl, proses karbonasi, dan proses purifikasi.
Proses pengecilan steel slag dilakukan secara dua tahap menggunakan cone crusher dan roller mill untuk menghasilkan ukuran 60μm. Proses persiapan bahan baku dilakukan dengan melarutkan padatan NH4Cl dengan air di dalam mixer pada kondisi ruang. Proses leaching terjadi di dalam stirred tank reactor dengan mereaksikan steel slag dan pelarut pada suhu 60oC, tekanan 1 atm sehingga terbentuk slurry yang mengandung 55% CaO. Proses karbonasi terjadi dengan mereaksikan slurry dengan BFG di dalam bubble column reactor pada suhu 60oC, tekanan 1 atm. Slurry PCC kemudian akan dipurifikasi, dikeringkan dan dilakukan pengecilan ukuran hingga 2μm. Sementara, BFG terpurifikasi akan dikompres dan dialirkan ke PT Krakatau Posco.
Pabrik ini memiliki modal tetap sebesar Rp 337.809.777.373 dan modal kerja sebesar Rp 86.001.374.882. Dari hasil perhitungan menggunakan metode discounted cashflow diperoleh nilai Net Present Value (NPV) sebesar Rp 449.788.012.675 dengan WACC 9%. Laju pengembalian modal (Internal Rate of Return) sebesar 18,43% pertahun. Waktu pengembalian modal (Pay Out Time) adalah 6 tahun 3 bulan. Titik impas (Break Even Point) sebesar 31,29%. Sensitifitas terhadap IRR akan menguntungkan saat harga bahan baku dan modal tetap mengalami penuruanan nilai , serta harga jual produk mengalami peningkatan nilai.
Dari aspek sosial dan lingkungan pembangunan pabrik ini akan membuka lapangan perkerjaan baru yang dapat mengurangi angka pengangguran di Provinsi Banten sebesar 0,018% dengan total penyerapan tenaga kerja sebanyak 85 orang. Dari segi lingkungan, pabrik ini akan mengurangi emisi CO2 yang berasal dari PT Krakatau Posco sebesar 5.789 ton/tahun dan juga mengurangi jumlah limbah steel slag.
Berdasarkan aspek teknis, ekonomis, sosial, dan lingkungan yang telah dilakuakan, maka Pra Desain Pabrik Precipitated Calcium Carbonate Dari Blast Furnace Gas dan Steel Slag dengan Karbonasi Mineral CaCl2 (Bubble Column Reactor) layak untuk didirikan.
====================================================================================================================
Indonesia is intensively increasing its domestic steel production capacity, especially since the implementation of the Minister of Trade Regulation (Permendag) Number 110 of 2018 regarding the provisions for reducing steel imports. Increasing the amount of steel production will directly increase steel slag and blast furnace gas waste. The CO2 content in blast furnace gas is about 21.27% by volume while steel slag has a high calcium oxide (CaO) content of 45.2% by weight. These two ingredients are the main ingredients in the process of making Precipitated Calcium Carbonate (PCC) through carbonation method. One of the uses of PCC is as a paper filler because it can provide many advantages, including the paper produced has a high level of brightness, opacity, and consistency at a much cheaper price than when using other minerals.
There are eight largest PCC producers spread across various regions in Indonesia with a total production capacity of 685,800 tons per year in 2017. Meanwhile, consumers from PCC, that is the pulp and paper industry in Indonesia, reached 62 companies with a production capacity of 11 million tons of pulp/paper. year . Therefore, to overcome these problems, the establishment of a Precipitated Calcium Carbonate Plant from Blast Furnace Gas and Steel Slag with CaCl2 Mineral Carbonation (Bubble Column Reactor) is one of the right solutions.
This factory is planned to be established in 2024 in the Krakatau Industrial Estate, Cilegon, Banten, West Java. To meet domestic demand in substituting PCC imports, a PCC plant is designed with a capacity of 12,751.52 tons/year which operates continuously 24 hours/day for 330 days a year. The PCC manufacturing process goes through several stages, among them are the steel slag size reduction process, the raw material preparation process, the CaO leaching process using NH4Cl solvent, the carbonation process, and the purification process.
The steel slag reduction process is carried out in two stages using a cone crusher and a roller mill to produce a size of 60μm. The raw material preparation process is carried out by dissolving solid NH4Cl with water in a mixer at room conditions. The leaching process takes place in a stirred tank reactor by reacting steel slag and solvent at a temperature of 60oC, pressure of 1 atm to form a slurry containing 55% CaO. The carbonation process is carried out by reacting the slurry with BFG in a bubble column reactor at a temperature of 60oC, a pressure of 1 atm. The PCC slurry will then be purified, dried and reduced to 2μm in size. Meanwhile, purified BFG will be compressed and sent to PT Krakatau Posco.
This factory has a fixed capital of Rp. 337,809,777,373 and a working capital of Rp. 86,001,374,882. From the results of calculations using the discounted cashflow method, the Net Present Value (NPV) is Rp. 449,788.012,675 with a WACC of 9%. Internal Rate of Return is 18.43% per year. Pay Out Time is 6 years 3 months. The break-even point is 31.29%. Sensitivity to IRR will be advantageous when the prices of raw materials and fixed capital experience a decline in value, and the selling price of products increases in value.
From the social and environmental aspect, the construction of this factory will open up new job opportunities that can reduce the numbers in Banten Province by 0.018% with a total workforce of 85 people. From an environmental perspective, this plant will reduce CO2 from PT Krakatau Posco by 5,789 tons/year and also reduce the amount of steel slag waste.
Based on the technical, economic, social, and environmental aspects that have been carried out, the Pre-Designed Precipitated Calcium Carbonate Plant from Blast Furnace Gas and Steel Slag with Mineral Carbonation of CaCl2 (Bubble Column Reactor) is feasible.

Item Type:	Thesis (Undergraduate)
Subjects:	T Technology > TP Chemical technology > TP155.5 Chemical plants--Design and construction
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Yoshida Aditama Karsono
Date Deposited:	12 Aug 2021 10:05
Last Modified:	12 Aug 2021 10:05
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/85818

Actions (login required)

View Item