Produksi Precipitated Calcium Carbonate (PCC) Dari Limbah Steel Slag dan Blast Furnace Gas (BFG) PT Krakatau Posco Menggunakan Reaktor Unggun Diam

Aly, Radzul Abyan Taqyuddin and Halim, Ihaw Lius (2021) Produksi Precipitated Calcium Carbonate (PCC) Dari Limbah Steel Slag dan Blast Furnace Gas (BFG) PT Krakatau Posco Menggunakan Reaktor Unggun Diam. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img] Text
02211740000090_02211740000099-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version
Restricted to Repository staff only until 1 October 2023.

Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Precipitated calcium carbonate, atau yang sering disingkat dengan PCC, merupakan salah satu jenis kalsium karbonat (PCC) yang termasuk specialist product dengan fungsi khusus sehingga memiliki harga jual yang sangat tinggi. Penggunaan PCC terutama dikhususkan dalam produksi kertas & pulp, dimana hampir 73% dari demand PCC ditujukan dalam pabrik kertas & pulp. Kertas merupakan salah satu dari lima barang produksi unggulan Indonesia yang paling banyak diproduksi, dengan kapasitas produksi terpasang mencapai 7,93 ton/tahun. Dengan demikian, Indonesia menempati posisi ketiga sebagai produsen kertas terbesar di Indonesia, dengan pertumbuhan yang sangat menjanjikan, hingga mencapai 24,84%. Dengan pertumbuhan produksi kertas di Indonesia yang sangat tinggi, maka sangat jelas kebutuhan akan PCC sebagai salah satu bahan baku dalam produksi kertas juga akan naik, dan pendirian pabrik PCC di Indonesia dapat dibilang sangat menjanjikan. Pembuatan precipitated calcium carbonate (PCC) kali ini menggunakan bahan baku dengan memanfaatkan bahan baku steel slag sebagai limbah tergolong B3 (bahan berbahaya dan beracun) dan blast furnace gas (BFG) mengandung CO2 sebagai gas buang sebagai sumber emisi gas rumah kaca. Dengan demikian, dari segi lingkungan, pembuatan pabrik ini juga memiliki keuntungan dengan mengurangi dampak lingkungan terhadap limbah logam berat B3, beserta pengerungan emisi gas rumah kaca Indonesia yang sesuai dengan komitmen carbon credit and capture. Bahan baku BFG dan steel slag akan dimanfaatkan dari PT Krakatau Posco, dan akan integrated dengan pabrik tersebut pada Kawasan Industri Krakatau. Pabrik ini memiliki kapastias produksi sebesar 10.000 metrik ton precipitated calcium carbonate (PCC) per tahun dengan memanfaatkan 21.548,77 metrik ton bahan baku BFG dan 23.717,17 metrik ton bahan baku steel slag. Pabrik ini juga menghasilkan 19.162,401 purified BFG, yakni BFG yang tidak mengandung CO2, yang akan dikembalikan pada PT Krakatau Posco untuk kegiatan lainnya. Operasi untuk menghasilkan kapasitas ini adalah 330 hari dan 24 jam. Proses akan terdiri dari 3 section utama, yakni section 1 yang merupakan steel slag leaching, section 3 merupakan CaCl2 carbonation, dan section 3 merupakan PCC purification. Pada section 1, proses utama yang terjadi adalah proses pengambilan CaO secara selektif dari steel slag menggunakan pelarut terpilih dari seleksi proses yakni larutan NH4Cl 1 M pada agitated leaching reactor (R-140 A/B). Pada proses ini terdapat pula beberapa proses pre-treatment secara fisis untuk memenuhi spesifikasi steel slag yang akan di-leaching melalui pengecilan ukuran pada steel slag impact breaker (C-110) dan steel slag hammer mill (C-120) serta proses pre-treatment untuk membuat larutan NH4Cl 1 M sebelum masuk ke reaktor leaching pada NH4Cl solution mixer (M-130). Pada section 2, proses utama yang terjadi adalah proses reaksi karbonasi hasil larutan hasil leaching dengan mengaliran BFG yang mengandung CO2 sehingga terbentuk endapan PCC (CaCO3) dengan kondisi sesuai pada suatu reaktor unggun diam (fixed bed carbonation reactor/R-210).. Pada section ini pula, larutan hasil leaching harus dilakukan pre-treatment untuk memisahkan steel slag yang tidak bereaksi pada reaktor leaching (R-140 A/B) melalui steel slag plate & frame filter press (H-212 A/B). Pada section 3, PCC yang dihasilkan pada reaktor unggun diam section 2, akan dipurifikasi untuk memenuhi spesifikasi sesuai high-grade calcium carbonate. Spesifikasi yang ditetapkan tentu saja terutama berkaitan dengan kadar berat serta kadar air maksimum yang diperbolehkan dalam PCC. Sehingga, proses purifikasi ini akan berkaitan dengan proses filtrasi untuk menaikkan kadar berat CaCO3 dalam solid PCC melalui PCC thickener (B-310) dan PCC rotary vacuum-drum filter (H-320), serta proses drying untuk pengurangan kadar air dari PCC pada PCC rotary dryer (B-330). Larutan NH4Cl yang diperoleh kembali akan di-recycle ke section 1 untuk penghematan pelarut. Terakhir, PCC akan dikecilkan menjadi ukuran 2 mikron pada PCC pulverizer (C-340). Pabrik akan dibiayai dengan actual total capital investment (TCI) dengan nilai investasi sebesar Rp 118.211.219.387/tahun. Total penjualan produk diestimasikan memiliki nilai Rp 118.471.600.000/tahun dengan nilai pengeluaran produksi (TPC) sebesar Rp 80.507.616.648. Dengan demikian, penghasilan bersih sesudah pajak diestimasikan sebesar Rp 22.878.969.221/tahun. Dengan skema pembiayaan pabrik 40% melalui biaya sendiri dan 60% melalui bunga pinjaman bank (dengan pengembalian 10 tahun selama produksi), maka analisis ekonomi yang dilakukan menghasilkan parameter berikut : • Net present value (NPV) : Rp 159.048.273.043 • Internal rate of return (IRR) : 20,925% • Payout time (POT) : 5 tahun 2 bulan • Rate of investment (ROI) : 34,006% • Breakeven point (BEP) : 43,16% semua parameter ini menunjukkan pabrik layak didirikan secara ekonomi, dengan NPV bernilai positif, IRR kurang dari suku bunga pinjaman bank, POT kurang dari waktu produksi, ROI tergolong low-risk, dan BEP kurang dari 100%. ============================================================================================== Precipitated calcium carbonate, or commonly called PCC, is one of the type of calcium carbonate that belongs to specialist product with a very specific utilization thus have a very expensive selling price. The use of PCC is very common in paper & pulp industry, where 73% of its utilization come from that industry. Paper is one of five Indonesia's flagship product and has the biggest number in production, with its total capacity reachs around 7,93 tonnes/year. With that number, Indonesia also reachs 3rd position with highest number of production, with the annual growth of production is 24,84%. With the very high number of annual growth, so it is clear that the demand of PCC as one of the raw material for paper production is also increase, and the construction of PCC plant in Indonesia is very promising. The production of precipitated calcium carbonate on this plant design utilizes steel slag as one of toxic & hazardous waste and blast furnace gas (BFG) contained CO2 as one of greenhouse gases. Therefore, by reviewing its enviromental issue, the construction of PCC plant will also reducing enviromental effect on toxic & hazardous waste and greenhouse gases in Indonesia. This also corresponds to Indonesia commitment on carbon credit and capture. Both steel slag and blast furnace gas obtained from PT Krakatau Posco, thus the location of the plant is integrated at Krakatau Industrial Estate. The plant will hold capacity around 10.000 metric tonnes of precipitated calcium carbonate, and utilizes 21.548,77 metric tonnes of BFG and 23.717,17 metric tonnes of steel slag. This plant also produces 19.162,401 purified BFG as one of the co-product, and the purified BFG (BFG without CO2) will be returned to PT Krakatau Posco. To obtain this capacity, the plant will operate 24 hours per day on 330 days every year. The process consist of 3 main processes, they are, steel slag leaching in section 1, CaCl2 carbonation in section 2, and PCC purification in section 3. In section 1, the main process is the selective extraction of CaO from steel slag using 1 M of NH4Cl as the selective solvent in an agitated leaching reactor (R-140 A/B). In this process, there are some physical pre-treatments to satisfy the specification of steel slag used in leaching process. First, steel slag will undergo a size reduction process in steel slag impact breaker (C-110) and steel slag hammer mill (C-120). The pre-treatment process is also hold for NH4Cl used as a solvent, where solid NH4Cl will be diluted with aquadest in NH4Cl solution mixer (M-130) to make up 1 M of NH4Cl. In section 2, the main process is the carbonation reaction of leaching solution, where BFG gas contained CO2 will be fed to the solution to form PCC (CaCO3) in a fixed bed carbonation reactor using appropriate operation condition. In this section, the leaching solution is also pretreated to separate unreacted steel slag in leaching reactor (R-140 A/B) in steel slag plate & frame filter press (H-212 A/B). In section 3, PCC produced in fixed bed carbonation reaction in section 2 will be purified to satisfy the specification of high grade calcium carbonate. The specification is related to maximum water content allowed and weight percent of CaCO3. Thus, the purification process is related to filtration process to increase the weight percent of CaCO3 in PCC using PCC thickener (B-310) and PCC rotary vacuum-drum filter (H-320), anda reducing of water content using PCC rotary dryer (B-330). NH4Cl solution that recovered in section 3 will be recycled to section 1 for economic purpose. Last, PCC will undergo final size reduction in PCC pulverizer (C-340) to produce PCC with 2 micron in its size. The plant will be financed with Rp 118.211.219.387 in total capital investment (TCI). Total annual product sales is estimated around 118.471.600.000 with total annual production cost is Rp 80.507.616.648. Thus, the annual net income of the plant is estimated around Rp 22.878.969.221. The financial structure of the plant is 40% in equity and 60% in debt using loan interest from the bank. The equity will be returned in 10 years of plant production. The economic analyst that has been done shows this following results : • Net present value (NPV) : Rp 159.048.273.043 • Internal rate of return (IRR) : 20,925% • Payout time (POT) : 5 year 2 month • Rate of investment (ROI) : 34,006% • Breakeven point (BEP) : 43,16% all this parameters shows the plant is economically feasible to construct, with positive value of NPV, IRR lower than loan interest, POT less than production time, and low rish of ROI with BEP less than 100%.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords: BFG, Carbonation, Fixed bed reactor, PCC, Steel slag, BFG, Karbonasi, PCC, Reaktor unggun diam, Steel slag
Subjects: Q Science > QD Chemistry > QD547 Flocculation, precipitation, adsorption, etc.
Q Science > QD Chemistry > QD63 Extraction
T Technology > TN Mining engineering. Metallurgy > TN677 Blast furnaces.
T Technology > TP Chemical technology > TP155.5 Chemical plants--Design and construction
T Technology > TP Chemical technology > TP156 Crystallization. Extraction (Chemistry). Fermentation. Distillation. Emulsions.
T Technology > TP Chemical technology > TP245.C3 Calcium carbonate.
Divisions: Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User: Radzul Abyan Taqyuddin Aly
Date Deposited: 14 Aug 2021 03:19
Last Modified: 14 Aug 2021 03:19
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/86608

Actions (login required)

View Item View Item