ANALISIS KADAR CaO, MgO, Free Lime, dan SO3 SERTA PENGARUH YANG DITIMBULKAN TERHADAP SEMEN DI PT. SEMEN BATURAJA ( Persero) PANJANG

 

I.  PENDAHULUAN

A.  Latar Belakang

Praktik kerja lapangan merupakan salah satu syarat akademis bagi mahasiswa D3 Analis Kimia FMIPA Universitas Lampung untuk menyelesaikan studinya sehingga memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md).  Melalui praktik kerja lapangan, mahasiswa diharapkan dapat memperoleh kemampuan berupa keterampilan dan pengalaman kerja di perusahaan, khususnya perusahaan yang bergerak dalam bidang industri. Dengan demikian, mahasiswa mampu mengaplikasikan teori yang diperoleh selama proses perkuliahan untuk melaksanakan praktik kerja lapangan.

Praktik kerja lapangan dilaksanakan di PT. Semen Baturaja (Persero) Panjang yang memproduksi semen portland tipe 1 (Portland Cement Type I), yaitu semen yang biasa digunakan untuk pemakaian umum dan tidak memerlukan syarat khusus.  Pengendalian mutu pada proses pembuatan semen merupakan kegiatan analisis yang perlu dilakukan dalam rangka pengawasan, penilaian dan perbaikan pada setiap tahapan dalam proses pembuatan semen. Analisis juga digunakan untuk mempertahankan mutu semen yang diproduksi pada perusahaan tersebut.  Hal ini dilakukan agar kandungan mineral-mineral (mineral compound) yang ada di dalam semen sesuai dengan standar yang telah ditetapkan.

Selama melaksanakan  kegiatan praktik kerja lapangan, dilakukan beberapa proses analisis kimia, yaitu analisis CaO, MgO, F.CaO dan Fe₂O₃ secara volumetri, serta analisis SiO₂, R₂O_3, IR (Insoluble Residu) dan SO_3, yang dilakukan dengan metode gravimetri. Selain analisis kimia, dilakukan juga analisis fisika yang meliputi analisis blaine (tingkat kehalusan semen), mesh (sisa ayakan), compressive strength (kekuatan tekan),setting time(waktu pengikatan awal), dan pemuaian dengan autoclave.

B.Tujuan  Praktik Kerja Lapangan

Pelaksanaan praktik kerja lapangan ini mempunyai beberapa tujuan yang dapat digolongkan menjadi tujuan umum dan tujuan khusus.

                  

1. Tujuan Umum

1. Memberi kesempatan kepada mahasiswa untuk dapat mengaplikasikan ilmu pengetahuan  yang diperoleh selama perkuliahan.
2. Melatih dan mempersiapkan diri sebagai sumber daya manusia yang berkualitas dan terampil.

2.  Tujuan Khusus

a.   Mengetahui proses pembuatan semen secara langsung dalam skala industri.

2. Mengetahui proses pengujian semen sebagai dasar penentuan spesifikasi semen.
3. Mengetahui  pengaruh dari semua mineral compound yang terkandung dalam semen portland.

C.  Manfaat

Setelahmelaksanakan praktik kerja lapangan, manfaat yang diharapkan adalah mahasiswa dapat memperoleh berbagai pengetahuan, keterampilan dan pengalaman kerja khususnya di bidang kimia, sehingga dapat dijadikan bekal untuk memasuki dunia kerja nantinya.

 

II.  RUANG LINGKUP KEGIATAN PERUSAHAAN

Terdapat empat macam komponen kimia utama yang menyusun struktur pembentukan semen Portland. Komponen ini berupa oksida-oksida dalam bentuk ikatan dengan struktur kristal bersifat hidrolis, yaitu apabila kristal tersebut direaksikan dengan air akan membentuk senyawa hidrat yang kemudian akan mengeras. Oksida-oksida tersebut adalah :

1.      Kalsium Oksida (CaO)

2.      Silika Oksida (SiO₂)

3.      Besi Oksida (Fe₂O₃)

4.      Alumunium Oksida (Al_2­O₃)

(Austin, 1996)

A.       Persiapan dan Penanganan Sampel

Sampel untuk pengujian kualitas di PT. Semen Baturaja diambil dari hasil produksi perhari, yang merupakan hasil dari penggilingan terak (sebagai bahan baku utama), gipsum(CaSO₄.2H₂O) + 4% dan trass + 2% (sebagai bahan tambahan).  Terak didatangkan dari pabrik Baturaja, Ogan Komering Ulu.  Proses pembuatan terak menggunakan proses kering dengan menggiling dan menghaluskan bahan-bahan berupa batu kapur, tanah liat, pasir silika, dan pasir besi dengan perbandingan tertentu, dan hasilnya berupa bahan umpanbaku (raw meal). Bahan umpan baku kemudian dipanaskan dengan alat suspension preheater dan dibakar dalam tungku putar atau kiln pada suhu +1000°C, yang apabila didinginkan akan menghasilkan terak berbentuk bongkahan-bongkahan.

Gipsum didapatkan dengan cara membeli. Gipsum ada yang berasal dari Thailand (gipsum murni), dan ada pula gipsum sintesis yang diproduksi di Indonesia.  Sedangkan trass didapat dari penambangan yang berada di daerah Lempasing.  Dari hasil penggilingan bahan-bahan tersebut,  didapatkan sampel semen yang dapat diambil dan langsung dianalisis.

B.    Proses Pembuatan Semen

Proses pembuatan semen di PT. Semen Baturaja (Persero) menggunakan proses kering, dimana kadar air pada bahan umpan baku (Raw meal) maksimum 1%. Adapun bahan baku yang digunakan dalam pembuatan semen adalah batu kapur, tanah liat, pasir besi dan pasir silika yang digiling menjadi terak.

1.      Proses PenggilingandanPengeringan Bahan Mentah

Bahan baku berupa batu kapur, tanah liat, pasir silika dan pasir besi dicampur di dalam mill.  Didalamnya terjadi proses penggilingan oleh Roller mill dan pengeringan oleh gas panas dari sisa pembakaran tungku putar.

Mill dilengkapi dengan pemisah yang berfungsi untuk memisahkan produk kasar dan produk halus, produk kasar akan dikembalikan untuk digiling kembali.  Produk hasil penggilingan dan pengeringan bahan mentah disebut bahan umpan baku (Raw meal).  Selanjutnya bahan umpan baku  disimpan dalam silo dan siap untuk diumpankanketungkuputar.

2.    Proses Pembakaran dan Pendinginan

a.      Proses Pemanasan Awal

Proses pemanasan awal merupakan proses penguapan air dengan bantuan alat yang dinamakan preheater, dan dilanjutkan dengan proses kalsinasi pada umpan dari tungku putar yang terjadi pada temperatur 600 – 800 ⁰C. Proses kalsinasi adalah proses penguraian karbonat menjadi oksida CaO dan MgO serta CO₂sebagai gas.  Reaksi yang terjadiadalahsebagaiberikut :

CaCO₃             CaO + CO₂

                MgCO₃               MgO + CO₂

b.      Proses Pembentukan Terak (Klinkerisasi)

Proses klinkerisasi adalah proses pembentukan komponen utama (mineral compound) semen.  Komponen dari batu kapur yang sudah mengalami proses kalsinasi menjadi CaO, bereaksi dengan komponen lainnya, seperti SiO₂, Fe₂O₃, Al₂O₃ pada suhu antara 1000 – 1450⁰C dan menghasilkan terak yang terdiri dari mineral compound C₃A, C₂S, C₃S, danC₄AF.

c.   Proses Pendinginan Terak (Quenching)

Proses pendinginan terak terjadi di grate cooler dengan media pendinginnya berupa udara luar yang dihembuskan ke dalam grate cooler dengan menggunakan kipas.  Adapun fungsi dari pendinginan terak adalah untuk mendapatkan terak dengan mutu yang baik, dan menghasilkan terak yang rapuh sehingga dapat memudahkan proses penggilingan terak menjadi semen.

3.   Proses Penggilingan Semen

Untuk mendapatkan semen sesuai standar SNI, maka proses penggilingan  harus ditambah gipsum sebanyak 4–5% sebagai sumber SO₃, dapat juga ditambahkan trass sebanyak 2%. Bahan-bahan tersebut digiling di dalamtabung (tubemill) yang berisi bola-bola besi sebagai media penghancur.  Dengan menggunakan kipas, material yang telah halus dihisap dan dipisahkan untuk kemudian ditampung dalam silo semen yang kedap udara (Anonim, 2001).

4.      Produk Akhir Semen

Semen yang dihasilkan harus memenuhi syarat mutu fisik semen dengan tingkat kehalusan minimal 3000 cm²/gr (SNI mempersyaratkan 2800 cm²/gr). Sedangkan bahan tambahan adalah bahan yang dipergunakan untuk memperbaiki sifat-sifat dari produk akhir semen, misalkan gipsum yang berfungsi untuk menunda reaksi hidrasi atau reaksi pengerasan semen yang  terlalu cepat jika dicampur dengan air pada saat semen akan digunakan (Ferawati, 2009).

Terjadinya reaksi hidrasi ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain; tingkatkehalusan semen,jumlah air yang digunakan, suhu dan sebagainya. Hasil reaksi hidrasi semen berupa senyawa-senyawa hidrat yang sebagian besar berupa kalsium silikat hidrat, kalsium alumino ferrit hidrat, dan kalsium sulfurit aluminat hidrat. Kesemuanya berbentuk kristal halus dan dikenal sebagai cement gel.

Persamaan reaksi hidrasi semen sebagai berikut :

2 (3CaO.SiO₂) + 6H₂O             3CaO.2SiO₂.3H₂O      +           3Ca(OH)₂      kalsium silikat hidrat      kalsium hidroksida

2 (2CaO.SiO₂) + 4H₂O           3CaO.2SiO₂.3H₂O      +             Ca(OH)₂             kalsium silikat hidrat            kalsium hidroksida     

3CaO. Al₂O3  +  3H₂O                       3CaO. Al₂O₃. 3H₂Okalsium alumino ferrit hidrat

3CaSO₄.2H₂O+3CaO.Al₂O₃+26H₂O            3CaO.Al₂O₃.3CaSO₄.32H₂ Okalsiumsulfuritaluminathidrat

(Putra, 2006).

5.      Pengantongan Semen

Agar dapat dipasarkan dan dan menarik minat para konsumen, maka semen harus dikemas sebaik mungkin.  Oleh karena itu, dilakukan proses pengantongan semen. Semen yang dikeluarkan dari silo semen, diangkut dengan belt conveyor dan dimasukkan ke dalam steel silo.  Dengan alat pengantongan berupa rotary packer, semen dikantongi per zak.  Tiap zak semen berisi 50 kg semen.

 

III.  PELAKSANAAN KEGIATAN PKL

A.  Tempat dan Waktu Pelaksanaan

1.      Pelaksanaan kegiatan praktik kerja lapangan dilaksanakan di PT.  Semen Baturaja Persero pabrik Panjang.

2.      Praktik kerja lapangan dilaksanakan pada awal libur semester genap, yaitu pada tanggal 2 Juli sampai dengan 31 Agustus 2009.

B.  Kegiatan yang Dilaksanakan

Kegiatan yang dilaksanakan dalam PKL ini mencakup seluruh kegiatan yang berkaitan dengan analisis kimia dan analisis fisika.  Kegiatan tersebut meliputi analisis CaO, MgO, F.CaO (free lime) dan Fe₂O₃ secara volumetri, serta analisis SiO₂, R₂O_3, IR (Insoluble Residu) dan SO_3, yang dilakukan dengan metode gravimetri. Selain analisis kimia, dilakukan juga analisis fisika yang meliputi analisis blaine (tingkat kehalusan semen), mesh (sisa ayakan), compressive strength (kekuatan tekan), setting time (waktu pengikatan awal), dan pemuaian dengan autoclave. Tetapi pada pembuatan Tugas Akhir kali ini, penulis memfokuskan pada analisis CaO, MgO, F.CaO (free lime) dengan metode volumetri, dan analisis SO₃ secara gravimetri, sertapengaruh yang ditimbulkan mineral compound tersebut terhadap semen.

1.      Analisis Kadar CaO (Kalsium Oksida)

Alat dan bahan :

Alat – alat yang digunakan adalah gelas piala 400 mL, buret, pipet volum 50 mL, pipet volum 10 mL, pipet volum 5 mL dan batang pengaduk kaca.  Bahan-bahan yang digunakan  adalah filtrat hasil analisis R₂O₃, larutan Tri Etanol Amin (TEA), larutan (NH₄)₂C₂O₄,  larutan standar EDTA 50 M, dan indikator  MM.

Cara Kerja :

-          100 mL air sulingdimasukkan ke dalam gelas piala 400 mL,

-          ditambahkan 50 mL filtrat hasil analisis R₂O₃ (Lampiran 4),

-          ditambahkan 2 mL Tri Etanol Amin,

-          ditambahkan 10 mL(NH₄)₂C₂O₄,

-          ditambahkan 0,25 gr indikator MM,

-          dititrasi dengan EDTA sampai terjadi perubahan  dari warna merah lembayung menjadi biru terang.

-          Volume akhir titrasi dicatat.

-          Kadar CaO dihitung dalam %.

Perhitungan :

% CaO = Volume Akhir Titrasi . Faktor CaO

2.   Analisis Kadar MgO (Magnesium Oksida)

Alat dan Bahan :

Alat-alat yang digunakan adalahgelaspiala 400 mL, buret, pipet ukur 50 mL, pipet ukur 10 mL, pipet ukur 5 mL dan batang pengaduk kaca.  Bahan – bahan yang digunakan  adalah filtrat hasil analisis R₂O₃, larutan buffer pH 10,  larutan standar EDTA 50 M, dan indikator EBT.

Cara Kerja :

-          100 mL air suling dimasukkan ke dalam gelas kimia 400 mL,

-          ditambahkan 50 mL filtrat hasil analisis R₂O₃(Lampiran 4),

-          ditambahkan 10 mL buffer pH 10,

-          ditambahkan 3 tetes indikator EBT,

-          dititrasi dengan EDTA sampai terjadi perubahan  warna dariwarna merah lembayung menjadi biru terang.

-          Volume akhir titrasi dicatat.

-          Kadar MgO dihitung  dalam %.

Perhitungan :

% MgO = ( b-a ) . Faktor MgO

Dimana :

a    =  Jumlah mL EDTA yang digunakan untuk meniter sampel (CaO)

b    =  Jumlah mL EDTA yang digunakan untuk meniter sampel (MgO)

3. Analisis Kadar F.CaO (Free Lime)

Alat dan Bahan :

Alat-alat yang digunakan adalah Erlenmeyer 300 mL, kondensor, gelas ukur,hot plate (pemanas), statipdan buret.  Bahan-bahan yang digunakan adalah sampel semen, larutan Gliserol-etanol (1:5), BaCl₂anhidrat, dan larutan amonium asetat.

Cara kerja :

-          Contoh semen ditimbang sebanyak 1 gr, dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 300 mL,

-          ditambahkan 60 mL larutan gliserol-etanol (1:5),

-          ditambahkan 0,5 gr BaCl₂,

-          didestruksi diatas pemanas yang sebelumnya telah dipasamg kondensor, hingga larutan berwarna merah muda (sekitar 5 menit).

-          Larutan diangkat, kemudian dititrasi dengan menggunakan larutan amonium asetat yang telah diketahui faktornya hingga warna merah muda hilang, berubah menjadi bening, dibiarkan, dan ditunggu 10 menit.

-          Jika masih ada warna merah muda, larutan dititrasi kembali dengan amonium asetat hingga warna merah muda hilang semuanya.

-          Pemakaian amonium asetat yang habis digunakan pada saat titrasi dicatat.

-          Kadar F.CaO dihitung dalam %.

Perhitungan :

% Kadar F.CaO    =  Volum akhir titrasi . Faktor amonium asetat

4. Analisis Kadar SO₃

Alat dan bahan :

Alat-alat yang digunakan adalah gelas piala 100 dan 200 mL, gelas ukur, corong gelas, pipet tetes, pipet volum, kertas saring Whatman 41 dan 42, batang pengaduk, pemanas (hot plate), cawan porselin, oven, tungku pembakaran, neraca analitik. Bahan-bahan yang digunakan adalah sampel semen, air suling, larutan HCl (1:1), dan larutan BaCl₂ 10%.

Cara kerja :

-     Sampel semen ditimbang sebanyak 1 gr, dimasukkan ke dalam gelas piala 100 mL,

-     ditambahkan sedikit air suling, diaduk,

-     ditambahkan 10 mL HCl (1:1),

-     ditambahkan air suling hingga 100 mL, dan dipanaskan di atas pemanas hingga mendidih.

-     Larutan kemudian disaring menggunakan kertas saring Whatman 41, dicuci dan diambil filtratnya 200 mL.

-     Filtrat ditambahkan 10 mL BaCl₂ 10% hingga terbentuk endapan putih, lalu didiamkan selama 1 malam,

-     kemudian larutan  disaring menggunakan kertas saring Whatman 42.

-     Kertas saring + endapan dimasukkan ke dalam cawan porselin yang telah diketahui berat dari cawan porselin tersebut,

-     dikeringkan dalam oven pada suhu 110⁰C selama 1 jam.

-     Cawan porselin + endapan dibakar dalam tungku pembakaran pada suhu 1000 + 50⁰C selama 45 menit.

-     Cawan beserta endapan dari hasil pembakaranditimbang.

-     Kadar SO₃dihitung dalam %.

Perhitungan :

%SO3 =   x 34,3

 

                                                                                                               

 

IV.  HASIL DAN PEMBAHASAN

A.  Hasil

1.   AnalisisKadar CaO Pada Semen

Tabel 1. Hasil Analisis Kadar CaO Pada Semen Hasil Produksi per Hari.

No.	Tanggal Analisis Sampel	Volume EDTA (mL)	Kadar CaO (%)
1.	1 Agustus 2009	14,30	64,43
2.	2 Agustus 2009	14,40	64,48
3.	3 Agustus 2009	14,10	63,53
4.	4 Agustus 2009	13,70	61,73
5.	5 Agustus 2009	13,80	62,18
6.	6 Agustus 2009	14,10	63,53
7.	7 Agustus 2009	14,00	63,08
8.	8 Agustus 2009	14,10	63,53
9.	9 Agustus 2009	13,80	62,18
10.	11 Agustus 2009	14,00	63,08
Rata – rata			63,17

2.   Analisis Kadar MgO Pada Semen           

Tabel 2. Hasil Analisis Kadar MgO Pada Semen Hasil Produksi per Hari.

No.	Tanggal Analisis Sampel	Volume EDTA (mL)	Kadar MgO (%)
1.	1 Agustus 2009	14,60	0,97
2.	2 Agustus 2009	14,50	0,32
3.	3 Agustus 2009	14,50	1,29
4.	4 Agustus 2009	14,50	2,27
5.	5 Agustus 2009	14,60	2,59
6.	6 Agustus 2009	14,50	1,30
7.	7 Agustus 2009	14,50	1,62
8.	8 Agustus 2009	14,50	1,30
9.	9 Agustus 2009	14,30	1,62
10.	11 Agustus 2009	14,50	1,62
Rata – rata			1,65

3.     Analisis Kadar F.CaO (free lime) Pada Semen

Tabel 3.  Hasil Analisis Kadar Free LimePada Semen Hasil Produksi per Hari.

No.	Tanggal Analisis Sampel	Volume CH3COONH4(mL)	Kadar Free Lime  (%)
1.	20 Juli 2009	2,80	1,66
2.	21 Juli 2009	1,68	1,00
3.	22 Juli 2009	2,20	1,30
4.	23 Juli 2009	2,36	1,40
5.	25 Juli 2009	1,88	1,12
6.	26 Juli 2009	2,04	1,21
7.	27 Juli 2009	2,32	1,38
8.	28 Juli 2009	2,12	1,26
9.	29 Juli 2009	3,00	1,78
10.	30 Juli 2009	1,76	1,04
Rata – rata			1,31

4.      Analisis Kadar SO₃ Pada Semen

Tabel 4.  Hasil Analisis Kadar SO₃Pada Semen Hasil Produksi per Hari.

No.	Tanggal Analisis Sampel	Berat Cawan (gr)		Kadar SO3 (%)
		Sebelum Dibakar	Setelah Dibakar
1.	1 Agustus 2009	21,9585	22,0130	1.87
2.	2 Agustus 2009	22,3995	22,4478	1,66
3.	3 Agustus 2009	22,3992	22,4583	2,02
4.	4 Agustus 2009	21,9585	22,0130	1,87
5.	5 Agustus 2009	22,3995	22,4478	1,66
6.	6 Agustus 2009	21,9629	22,0115	1,67
7.	7 Agustus 2009	22,4032	22,4615	2,00
8.	8 Agustus 2009	21,9642	22,0063	1,44
9.	9 Agustus 2009	22,4057	22,4503	1,53
10.	11 Agustus 2009	21,4543	21,5054	1,75
Rata - rata				1,74

                                         

B.        Pembahasan

1.      Analisis Kadar CaO Pada Semen

Analisis ini menggunakan metode volumetri, yaitu suatu metode analisis yang didasarkan pada pengukuran volume larutan pereaksi yang dibutuhkan untuk bereaksi dengan zat yang akan ditentukan.  Pereaksi yang digunakan harus stabil, sehingga penentuan konsentrasi cukup dilakukan sekali, bereaksi cepat dengan analit sehingga waktu titrasi dapat dipersingkat, bereaksi sempurna dengan analit sehingga titik akhir titrasi yang memuaskan pun dapat dicapai.

Pada analisis ini dilakukan penambahan larutan Tri Etanol Amin (TEA) yang berfungsi untuk mencegah endapan kalsium dalam larutan yang berasal dari (NH₄)₂C₂O₄.  Adapun rumus struktur dari larutan Tri Etanol Amin adalah sebagai berikut :

HOCH₂CH₂ – N – CH₂CH₂OH

                                                                 CH₂CH₂OH

Gambar 1. Struktur TEA (Kurniasih, 2008).

Indikator yang digunakan adalah MM yang mampu menghasilkan kompleks berwarna merah lembayung dengan ion Ca²⁺, kemudian berubah warna menjadi biru terang  apabila kalsium terkomplekskan sempurna oleh EDTA pada titik akhir titrasi. Kadar CaO yang diperoleh dipengaruhi oleh volume EDTA yang digunakan pada saat titrasi.  Berikut adalah bentuk kompleks antara EDTA dengan Ca :

Ca²⁺ + EDTA^4-                        Ca EDTA ^2-

^- OOC – CH₂              CH₂                   CH₂               CH₂COO ^-

                                       N                                             N                 

                       

     CH₂                                       Ca                               CH₂

 

                      O = C          O                                           O       C = O

(Riawan, 1996)

Prinsip dari analisis ini adalah Kalsium di endapkan sebagai kalsium oksalat kemudian di tambahkan ammonium oksalat.  Endapan yang terbentuk di cuci, kemudian di larutkan kembali selanjutnya di titrasi dengan larutan EDTA.  Berikut adalah rumus struktur dari EDTA :

HOOC – CH₂                                                 CH₂COOH

                                                   N – CH₂ – CH₂ – N

 

HOOC – CH₂                                                 CH₂COOH

Gambar 2. Struktur EDTA (http://ginoest.wordpress.com/author/,  2010).

Setelah dilakukan analisis, didapatlah persentase kadar CaO yang berkisar antara 61-65 %, dengan rata-rata hasil analisis selama 10 hari sebesar 63,17 %. Berdasarkan komposisi limit semen portland, persentase kadar CaO dibatasi antara 60-70 % (SNI 15-2049-1994), dapat dilihat pada Lampiran 2.  Maka, dapat dinyatakan bahwa kadar CaO dalam semen yang dianalisis mempunyai kualitas yang baik. Hasil analisis dapat dilihat pada Tabel 1 pada hasil pengamatan, sedangkan contoh perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 3.

Kalsium oksida (CaO) yang terkandung merupakan kadar CaO yang terikat dalam semen. CaO merupakan  komponen terbesar dalam semen yang berfungsi sebagai senyawa pembentuk mineral potensial penyusun kekuatan semen.  Persenyawaan ini merupakan komponen-komponen kimia dalam semen yang mempunyai fungsi masing-masing dalam menentukan kualitas semen. Komposisi persenyawaan tersebut adalah tri kalsium silikat (3CaO. SiO₂) disingkat C₃S, berfungsi sebagai kekuatan awal semen, dikalsium silikat (2CaO.SiO₂) disingkat C₂S, berfungsi sebagai kekuatan akhir, tri kalsium aluminat (3CaO.Al₂O₃) disingkat C₃A, dan tetra kalsium alumina ferrit (4CaO. Al₂O₃. Fe₂O₃) disingkat C₄AF, berfungsi sebagai penurun suhu, pemberi ketahanan terhadap asam sulfat, dan dapat  mempengaruhi warna semen (Gunawan, 1996).

2.      Analisis Kadar MgO Pada Semen

Dalam analisis ini juga digunakan metode volumetri sama seperti analisis CaO pada semen. Indikator yang digunakan adalah EBT yang mampu menghasilkan kompleks berwarna merah lembayung dengan ion Mg²⁺, kemudian berubah warna menjadi biru terang apabila Mg terkomplekskan dengan sempurna oleh EDTA pada titik akhir titrasi. Berikut adalah bentuk kompleks antara EDTA dengan Mg :

Mg²⁺ + EDTA^4-                       Mg EDTA ^2-

^- OOC – CH₂              CH₂                 CH₂                 CH₂COO ^-

                                       N                                             N                 

                       

    CH₂                           Mg                            CH₂

 

                     O = C         O                                             O       C = O

Eriochrome Black T sering disebut dengan EBT.Indikator EBT  ini juga peka terhadap perubahan pH. Oleh karena itu, larutan yang akan dititrasi harus

ditambahkan buffer terlebih dahulu.

Berikut adalah struktur indikator EBT :

 

Gambar 3. Struktur EBT

Buffer yang digunakan adalah buffer pH 10. Adapun cara pembuatan larutan buffer pH 10 ini adalah dengan cara menimbang 70 g NH₄Cl dan dilarutkan dalam 250 mL air suling, dan ditambahkan 570 mL amoniak, lalu  diencerkan dengan air suling sampai 1000 mL. Buffer pH 10 ini berfungsi untuk mencegah terbentuknya endapan logam hidroksida.

Hasil analisis dapat dilihat pada Tabel 2, dan contoh perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 3.  Persentase kadar MgO  yang didapat  berkisar antara 0,32 - 2,59 % dengan rata-rata hasil analisis selama 10 hari sebesar 1,65 %, dimana berdasarkan komposisi limit semen portland, persentase kadar MgO dibatasi antara 0,1-5,5 % (SNI 15-2049-1994), dapat dilihat pada Lampiran 2.  Dengan demikian, kualitas semen yang diproduksi mempunyai kualitas yang baik, karena kadar MgO pada semen tidak melampaui 5,5 %.

Kadar MgO yang terlalu tinggi dalam semen dapat berpengaruh terhadap sifat fisik semen dan mengakibatkan semen akan cepat pecah bila digunakan untuk membuat bangunan, sehingga akan sangat merugikan konsumen (Noviar, 2002).

3.      Analisis Kadar F.CaO (Free Lime) Pada Semen

Dalam analisis ini, digunakan metode volumetri. Sampel semen ditimbang sebanyak 1 gram, kemudian ditambahkan larutan gliserol-etanol (1:5) yang bertujuan untuk melarutkan kapur bebas yang terkandung dalam semen. Kemudian ditambahkan 0,5 gr BaCl₂. Penambahan BaCl₂ ini berfungsi untuk membentuk warna merah muda pada larutan setelah dipanaskan. Destruksi kemudian dilakukan di atas pemanas dan ditunggu hingga berwarna merah muda. Ion Ca²⁺akan membentuk kompleks berwarna merah muda dengan Cl dalam pelarut gliserol-etanol.Setelah itu dilakukan titrasi dengan menggunakan larutan amonium asetat hingga terjadi perubahan warna dari merah muda menjadi bening. Pentiteran dihentikan apabila larutan tersebut sudah tidak berwarna merah muda lagi.

Pada pentiteran, terjadi reaksi sebagai berikut :

Kompleks Ca  +  CH₃COONH₄                     (CH₃COO)₂ Ca  +  NH₄⁺

Persentase kadar kapur bebas yang didapat berkisar antara 1,00-1,78 % dengan rata-rata hasil analisis selama 10 hari sebesar 1,31 %, dimana standar persentase kadar F.CaO maksimal adalah 2 %.Hasil analisis dapat dilihat pada Tabel 3, sedangkan  perhitungan pada analisis ini, dapat dilihat pada Lampiran 3.

Semakin besar volume amonium asetat yang digunakan untuk titrasi, semakin besar pula kadar kapur bebas yang terkandung dalam semen.Terdapat perbedaan antara analisis CaO dengan F.CaO. Kalsium oksida (CaO) adalah kadar kapur yang terkandung dalam semen, sedangkan F.CaO adalah kadar kapur bebas yang terkandung dalam semen yang apabila kadarnya melebihi persyaratan, maka akan sangat merugikan konsumen, karena jika kadar kapur bebas yang dimiliki oleh semen berlebih, berakibat semen tersebut tidak kuat dan rapuh (Yulianto, 1995).

4.      Analisis Kadar SO₃ Pada Semen

Penentuan kadar SO₃pada analisis ini menggunakan metode gravimetri. Metode Gravimetri adalah metode pengukuran berdasarkan berat. Dalam analisis ini, digunakan 2 buah kertas saring dengan tingkat kehalusan yang berbeda. Penyaringan pertama digunakan kertas saring Whatman 41. Filtrat yang diperoleh kemudian ditambahkan larutan BaCl₂ kemudian didiamkan selama 1 malam, lalu filtrat yang telah mengandung endapan tersebut disaring lagi dengan menggunakan kertassaring Whatman 42.

Prinsip dari analisis ini adalah sulfat diendapkan sebagai BaSO₄ dari larutannya yang asam dan panas dengan larutan BaCl₂. Endapan disaring, dicuci dan ditimbang sebagai BaSO₄(Austin,1996).

Berikut adalah reaksi yang terjadi :

CaSO₄ + BaCl₂             BaSO₄ + CaCl₂

Hasil analisis kadar SO₃ dapat dilihat pada Tabel 4, dan contoh perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 3.

Persentase kadar SO₃ yang diperoleh berkisar antara 1,43-2,02 %,dengan rata-rata hasil analisis selama 10 hari sebesar 1,74 %, dimanaberdasarkan komposisi limit semen portland, persentase kadar SO₃ dibatasi antara 1,0-3,5 % (SNI 15-2049-1994), dapat dilihat pada Lampiran 2.

Standar semen Portland tipe 1 mensyaratkan besarnya kandungan SO₃ pada semen maksimal adalah 3,5 %. Apabila kadar SO₃ lebih dari 3,5%, maka semen tersebut akan terlalu lama mengeras (Noviar, 2002).

                                       

 

V.  KESIMPULAN DAN SARAN

A.  Kesimpulan

Dari hasil kegiatan Praktik Kerja Lapangan di PT.  Semen Baturaja (Persero) Panjang mengenai analisis kadar CaO, MgO, F.CaO (free lime), dengan menggunakan metode volumetri dan analisis SO₃ dengan metode gravimetri, dapat diambil beberapa kesimpulan, diantaranya:

1.      Persentase kadar CaO yang diperoleh berkisar antara 61-65 %, dengan rata-rata hasil analisis selama 10 hari sebesar 63,17 %, dimana standar persentase kadar CaO adalah 60 – 70 %.

2.      Persentase kadar MgO yang didapat berkisar antara 0,32 - 2,59 % dengan rata-rata hasil analisis selama 10 hari sebesar 1,65 %, dimana standar persentase kadar MgO adalah 0,1 – 5,5 %.

3.      Persentase kadar kapur bebas yang didapat berkisar antara 1,00-1,78 % dengan rata-rata hasil analisis selama 10 hari sebesar 1,31 %, dimana standar persentase kadar F.CaO maksimal adalah 2 %.

4.      Persentase kadar SO₃ yang diperoleh berkisar antara 1,43-2,02 %,dengan rata-rata hasil analisis selama 10 hari sebesar 1,74 %, dimana standar persentase kadar SO₃ maksimal adalah 1,0 – 3,5 %.

5.      Dapat dinyatakan bahwa semen yang dianalisis mempunyaikualitas yang baik.

B.  Saran

Setelah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapangan di PT. Semen Baturaja (Persero) Panjang, penulis memberikan saran :

Untuk Perusahaan :

1.   Melengkapi alat-alat yang digunakan dalam analisis semen, sehingga proses analisis dapat berjalan dengan lancar.

2.   Melakukan peningkatan mutu material awal dan pengawasan proses pengolahan, agar menghasilkan produk dengan kualitas yang tinggi.

Untuk Karyawan :

1.      Dalam melakukan analisis, diharapkan untuk lebih teliti lagi agar diperoleh data yang akurat dan dapat dipertanggungjawabkan nantinya.

2.      Untuk meningkatkan pengetahuan dan sumber daya manusia berupa tenaga kerja yang terampil, cekatan, dan mempunyai keahlian, maka perlu diadakan pelatihan.

 

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, A. 2001. Diklat Pendidikan dan Pelatihan Proses Pembuatan Semen. PT. Semen Baturaja. Baturaja. Hal. 37

Anonim, B. 2001. Instruksi Kerja Pengujian  Kimia Semen. PT. Semen Baturaja. Bandar Lampung. Hal. 26-32

Austin, T. G. 1996. Industri Proses Kimia. Erlangga. Jakarta. Hal. 132

Ferawati, R. U. 2009. Analisis Kadar CaO, MgO, dan Fe₂O₃ Pada Semen Dengan Metode Volumetri di PT.Semen Baturaja (Persero) Panjang, Tugas Akhir. Universitas Lampung. Bandar Lampung. Hal. 7

Gunawan, S. 1996. Pengendalian Kualitas. PT. Semen Baturaja (Persero). Baturaja. Hal.21

Kurniasih, E. 2008. Pemanfaatan Asam Lemak Sawit Distilat Sebagai Bahan Baku Dietanolamida Menggunakan Lipase (Rhizomucor meihei), Tesis. Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara. Medan. Hal.16.http://ginoest.blogspot.com/author/ginoest/EkaKurniasih.diakses pada tanggal 14 Oktober 2010 pukul 10.30.

Noviar, D. 2002. Analisis Fisika Semen Portland, Tugas Akhir. Akademi Analisis Kimia. Bogor. Hal. 27

Putra, D. 2006. Penambahan Abu Sekam Pada Beton Dalam Mengantisipasi Kerusakan Akibat Magnesium Sulfat Pada Air Laut, Skripsi. Universitas Udayana. Denpasar. Hal. 18-19.http://ginoest.blogspot.com/author/ginoest/Dharma-Putra.diakses pada tanggal 14 Oktober 2010 pukul 10.19.

Riawan, S. 1996. Kimia Organik Edisi 1. Binarupa Aksara. Jakarta. Hal. 334

Underwood, A.L. dan R.A. Day. 1986. Analisis Kimia Kuantitatif. Erlangga. Jakarta. Hal. 76, 217-219

Wilkinson, G. dan F.A. Cotton. 2007. Kimia Anorganik Dasar. Universitas Indonesia. Jakarta. Hal. 149

Yulianto, A. 1995. Pengendalian Proses. PT. Semen Baturaja (Persero). Baturaja. Hal. 12

 

L A M P I R A N

Lampiran 1

TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN

A.  Sejarah Berdirinya PT.  Semen Baturaja (Persero)

PT.  Semen Baturaja (Persero) didirikan oleh PT.  Semen Padang (Persero) bersama – sama dengan PT.  Semen Gresik (Persero) pada tanggal 14 November 1974.  Untuk mengatasi masalah – masalah yang di hadapi dalam menyelesaikan proyek PT.  Semen Baturaja, maka dengan Peraturan Pemerintah nomor 10 tahun 1978, pemerintah memutuskan untuk melakukan penyertaan modal di PT.  Semen Baturaja (Persero).  Dengan demikian, komposisi modalnya adalah Pemerintah RI 90%, PT.  Semen Gresik 6%, dan PT.  Semen Padang 4%. 

Pembangunan pabrik PT. Semen Baturaja (Persero) ini, dibiayai oleh sumber-sumber pinjaman luar negeri yang diperoleh setelah penandatanganan Project Agreement, seperti:

1. Asian Development Bank (ADB) sebesar US$ 52,5 juta.
2. Asian Development Bank (ADB) sebesar US$ 20,5 juta.
3. Bank Dagang Negara (BDN) sebesar Rp 12 Milyar.
4. Bank Pembangunan Indonesia (BIP) memberikan bantuan dalam bentuk penyertaan modal.
5. Pemerintah dan kapasitas bangunan sebesar Rp 2,4 Milyar.

PT.  Semen Baturaja beroperasi secara komersil pada tanggal 1 Juni 1981 dengan kapasitas produksi 450.000 ton klinker per tahun. Selanjutnya, pada tanggal 6 September 1991 pemerintah mengeluarkan Peraturan Pemerintah nomor 3 tahun 1991 tentang penambahan penyertaan modal pemerintah ke PT.  Semen Baturaja.  Berdasarkan hal tersebut, modal saham PT.  Semen Baturaja (Persero) dimiliki pemerintah Republik Indonesia.

Untuk meningkatkan kapasitas produksi dengan melakukan proyek optimalisasi I pada tahun 1994 sampai dengan tahun 2000 dengan meningkatkan produksi terak menjadi 550.000 ton/tahun, dan tahun 2001 dilakukan pengembangan proyek optimalisasi II untuk meningkatkan produksi terak menjadi 1.200.000 ton/tahun.  PT. Semen Baturaja (Persero) merupakan konsep terpadu dari unit-unit yang terdiri dari 3 pabrik, dan 1 kantor perwakilan, yaitu:

1.      Pabrik Baturaja, Propinsi Sumatera Selatan

         Pabrik Baturaja terletak di Sukajadi, Ogan Komering Ulu (OKU) yang merupakan pusat penggilingan dan pembakaran bahan baku berupa batu kapur, tanah liat, pasir silica, dan pasir besi, serta mengolah bahan mentah menjadi bahan setengah jadi atau biasa disebut sebagai terak yang berkapasitas + 1,2 juta ton/tahun.

2.      Pabrik Palembang, Propinsi Sumatera Selatan

         Pabrik Palembang dan kantor pusat terletak di jalan Abikusno Cokrosuyoso Kertapati, Palembang (Sumatera Selatan) merupakan pusat kegiatan administrasi dan Manajemen. Selain itu, merupakan tempat penggilingan atau pengantongan semen yang mana terak atau klinker digiling kembali dengan campuran gypsum yang merupakan bahan tambahan dalam pembuatan semen.

3.      Pabrik Panjang, Propinsi Lampung

         Pabrik Panjang, terletak di jalan Yos Sudarso km 7 Panjang Bandar Lampung dengan luas yang mencapai + 5 hektar.  Di pabrik ini, sama dengan proses produksi yang dilakukan di pabrik Palembang dan Baturaja, yaitu sebagai penggilingan dan pengantongan semen, hanya saja di pabrik panjang ini, tidak memproduksi terak.  Terak dikirim langsung dari pabrik Baturaja ke pabrik Panjang untuk kemudian dilakukan proses lebih lanjut.

4.      Kantor Perwakilan Jakarta beralamat di jalan HR. Rasuna Said Gedung Graha Irama lantai XI Jakarta Selatan.

B.  Visi PT. Semen Baturaja (Persero)

Adapun  visi dari PT. Semen Baturaja (Persero) adalah menjadi produsen atau pemasok semen yang efisien terutama di daerah Sumatera bagian Selatan, mempunyai daya saing yang kompetitif, dan tumbuh/berkembang.

C.  Misi PT. Semen Baturaja (Persero)

Misi dari PT. Semen Baturaja (Persero) adalah:

1.      Memproduksi semen yang berkualitas, efisien dan memasarkannya dengan mengutamakan kepuasan pelanggan serta berwawasan lingkungan.

2.      Membangun Sumber Daya Manusia yang professional.

3.      Memaksimalkan nilai tambah bagi “Stakeholder”

D.  Bahan Baku Pembuatan Semen

Bahan baku dan bahan penolong utama pembuatan semen di PT. Semen Baturaja (Persero) yaitu:

1.   Batu Kapur                 :  Tambang milik PT. Semen Baturaja (Persero)

2.   Tanah Liat                   :  Tambang milik PT. Semen Baturaja (Persero)

3.   Pasir Silika                  :  Tambang rakyat di sekitar Baturaja

4.   Pasir Besi                    :  PT. Aneka Tambang Cilacap

5.  Gypsum                       :  Impor dari Thailand

6.   Kertas Kantong           :  Rekanan

7.   Bahan Bakar Minyak  :  Pertamina

8.   Batubara                      :  PT. Bukit Asam

E.  Pemasaran Semen

Daerah pemasaran dari ketiga pabrik PT. Semen Baturaja (Persero) meliputi:

1. Produksi semen dari pabrik Baturaja, dijual ke daerah Baturaja, Tanjung Enim, Lahat, Lampung Utara, Lampung Barat, Bengkulu, dan Ogan Komering Ulu (OKU).
2. Produksi semen dari pabrik Palembang, dijual ke daerah Palembang, Lubuk Linggau, Riau, Bangka Belitung, Bengkulu, Jambi, Ogan Ilir,dan Ogan Komering Ilir (OKI).
3. Produksi semen dari pabrik Panjang, dijual ke daerah Bandar Lampung, Lampung Utara, Lampung Tengah, Lampung Selatan, Lampung Barat, dan Banten.

F.  SistemPenjualan

Untukpenjualanproduksi semen ini, PT. Semen Baturaja tidak menjual langsung ke masyarakat baik melalui pengecer maupun langsung ke konsumen, namun dilakukan melalui distributor-distributor dengan target penjualan yang telah ditetapkan.  Tingkat persaingan yang semakin ketat membuat perseroan memerlukan  usaha yang lebih keras untuk menjaga persaingan pasar dan harga jual. Namun, dengan didukung oleh kondisi geografis wilayah pemasaran yang menguntungkan, PT. Semen Baturaja mampu menjaga kekuatan dalam penetapan harga jual semen yang selama 5 tahun terakhir ini meningkat rata-rata 5.5 % per  tahun.

Lampiran 2

KOMPOSISI LIMIT SEMEN PORTLAND

Komposisi spesifik semen Portland tergantung pada jenis dan komposisi bahan baku yang dipergunakan.  Komposisi kimia semen Portland mempunyai limitasi sebagai berikut:

Komposisi Limit Semen Portland

Oksida	Komposisi (% berat)
CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO Na2 + K2O TiO2 P2O5 SO3	60-70 17-25 3-8 0,5-6 0,1-5,5 0,5-1,3 0,1-0,4 0,1-0,2 1,0-3,5

Sumber :  SNI 15-2049-1994

Lampiran 3

PERHITUNGAN

Contoh Perhitungan Analisis Kadar CaO

Analisis Kadar CaO pada Semen, tanggal 6 Agustus 2009.

Rumus  :         

% CaO = Volume Akhir Titrasi . Faktor CaO

Untuk mendapatkan % CaO, pertama-tama adalah membuat Larutan standar Zn.
Sebanyak 0,5 g Zn dimasukkan kedalam gelas kimia 250 mL, lalu ditambahkan 10 mL air, ditambah 20 mL HCl (1+1) tutup dan biarkan Zn larut, bila perlu panaskan pada penangas sampai larut. Setelah dingin, larutan dipindahkan pada labu takar 500 mL dan diencerkan dengan air sampai tanda batas. Lalu dihitung factor standar Zn sebagai berikut :

           

           

           

           =  1,0033

Dimana :

            m         =  Bobot Zn yang ditimbang (gr)

            n          =  Kemurnian Zn powder yang terterapada label kemasan

Larutanstandar Zn tersebut digunakan untuk membuat larutan standar EDTA.

SelanjutnyamenghitungfaktorCaO :

    F_CaO =  

                F_CaO =  

                        =  4,5057

Dimana :

            V_Zn      =  jumlah mL larutan standar Zn yang akan dititer EDTA

            V_EDTA   =  jumlah mL larutan EDTA yang digunakan untuk meniter

Perhitungan kadar CaO

            % CaO = Volume Akhir Titrasi . Faktor CaO

=  14,10 . 4,5057

=  63,53 %

ContohPerhitunganAnalisisKadar  MgO

Analisis Kadar MgO pada Semen, tanggal 6 Agustus 2009.

Rumus :

% MgO = ( b-a ) . Faktor MgO

Dimana :

a    =  Jumlah mL EDTA yang digunakan untuk meniter sampel (CaO)

b    =  Jumlah mL EDTA yang digunakan untuk meniter sampel (MgO)

MenghitungfaktorMgO :

               F_MgO =  

   F_MgO =  

                        =  

                        =  3,2387

% MgO           = ( b-a ) . Faktor MgO

            =  (14,50 – 14,10) . 3,2387

                                    =  1,30 %

ContohPerhitunganAnalisisKadar  F.CaO ( free lime)

Analisis Kadar F.CaO (free lime) pada Semen, tanggal 20 Juli 2009

Rumus :

% Kadar F.CaO          =  Volume akhir titrasi . Faktor NH₄COOCH₃

                                    =  2,80 . 0,5947

                                    =  1,66 %

ContohPerhitunganAnalisisKadar  SO₃

Analisis Kadar SO₃pada Semen, tanggal 8 Agustus 2009

%SO3 =   x 34,3

Rumus :

           

=   x 34,3

           

            =  1,44 %

                                               

Lampiran  4

PROSES UNTUK MEMPEROLEH FILTRAT

HASIL ANALISIS KADAR R₂O₃yang DIGUNAKAN UNTUK

ANALISIS KADAR CaO dan MgO

Selama kegiatan PKL, dalam menganalisa kadar CaO dan MgO, digunakan filtrat dari analisis kadar R₂O₃ sebagai sampel.  Filtrat tersebut berasal dari filtrat hasil analisis SiO₂.Berikut ini dicantumkan bagaimana cara mendapatkan filtrat tersebut.

Analisis Kadar SiO₂ :

-          sebanyak 0,5 gr sampel semen, dimasukkan ke dalam gelas piala 50 mL

-          ditambahkan sedikit aquades

-          ditambahkan 5 mL larutan HClO₄ sambil diaduk

-          dipanaskan di atas penangas pasir (hot plate) hingga terbentuk uao putih

-          didinginkan, lalu ditambahkan 5 mL HCl 1:1, sambil diaduk

-          disaring dengan kertas saring Whatman 41

-          filtrat di tampung hingga 200 mL untuk analisis kadar R₂O₃

Analisis KadarR₂O₃

-     disiapkan filtrat dari hasil analisis kadar SiO₂

-     dipanaskan hingga mendidih

-     ditambahkan 2 tetes indikator MM

-     dititrasi dengan NH₄OH hingga larutan berubah warna menjadi kuning tua dan terbentuk endapan

-     disaring dengan kertas saring Whatman 41

-     endapan dicuci dengan NH₄NO₃ panas

-     filtrat ditampung ke dalam labu ukur hingga 500 mL, dibiarkan hingga dingin

-     filtrat kemudian digunakan untuk analisis kadar CaO dan MgO

Sampel semen

                                                        Endapan  (Kadar SiO₂)

Analisis SiO₂

                                                       Filtrat (Untuk analisis Kadar R₂O₃ )

 

              Endapan (Kadar R₂O₃)                               Filtrat

                                                            Kadar CaO             Kadar MgO

Gambar 4. Cara Memperoleh Filtrat untuk Analisis Kadar CaO dan MgO

Lampiran 5

DIAGRAM PROSES PRODUKSI SEMEN

Gambar 5. Diagram Proses Produksi Semen