Reduksi Bijih Besi Lampung Memanfaatkan Reduktor Gas Produser Model Hasil Gasifikasi Biomassa [Reduction of Lampung Iron Ore Using Producer Gas Model Reductor]

Abstract

The producer gas model from the biomass waste gasification was utilized as reduction in the iron ore reduction process. A mixture of gases containing CO, H₂, CH₄, CO₂, CnHm, and N₂ was used as a producer gas model for reducing the Lampung iron ore, which hematite as the primary mineral content.  Iron ore is prepared up to sizes -6+3 mm and -12+10 mm, and then to be reduced in the vertical tube furnace at a temperature variation of 800, 900 and 1000 °C, and a reduction time of 45, 60 and 75 minutes, respectively. The percentage of Fe and metallization were observed at various temperatures, reduction times, and the size of the iron ore. The reduction of iron ore of a size of -6+3 mm at a temperature of 1000 °C during 75 minutes yielded the highest percentage of Fe and metallization of 67.36% and 84.25%, respectively. Image-J analysis depicted than iron ore of a size of -6+3 mm had a greater amount of porosity (39.48%) than the porosity of the size of the iron ore size -12+10 mm. The XRD analysis results show that the highest content of Fe metal (highest peak) was obtained from samples of -6+3 mm at temperatures and reduction times of 1000 °C and 75 minutes, respectively. Producer gas from gasification is expected to be employed as an iron ore reduction actually in an effort to substitute coal and natural gas.

Abstrak

Batubara dan gas alam umumnya digunakan sebagai reduktor untuk mereduksi bijih besi. Reduktor ini digunakan karena mampu menghasilkan gas hidrogen (H₂) dan gas karbon monoksida (CO) yang diperlukan untuk mereduksi bijih besi. Namun ketersediaan batubara dan gas alam setiap tahunnya semakin berkurang, mengingat batubara dan gas alam merupakan sumberdaya alam yang tidak dapat diperbaharui, maka perlu dilakukan penelitian untuk mencari sumber reduktor alternatif pengganti batubara dan gas alam. Salah satu energi alternatif yang bisa digunakan untuk mensubstitusi batubara dan gas alam sebagai reduktor dalam proses reduksi bijih besi adalah gas produser hasil gasifikasi biomassa sebagai sumber terbarukan. Sampel yang digunakan pada penelitian ini adalah bijih besi Lampung. Dari hasil analisa XRD diketahui bahwa bijih besi Lampung termasuk bijih besi primer dengan kandungan mineral hematit. Reduktor yang digunakan berupa gas produser model hasil gasifikasi biomassa dengan komposisi 25,51% CO, 20,03% H₂ dan54,46% N₂. Gas produser ini digunakan untuk mereduksi dengan memvariasikan parameter penelitian yam=ng meliputi temperatur reduksi, waktu reduksi dan ukuran bijih besi untuk mengetahui pengaruhnya terhadap persen Fe dan persen metalisasi. Percobaan dimulai dengan melakukan preparasi terhadap bijih besi Lampung hingga diperoleh ukuran bijih sebesar -6+3 dan -12+10 mm. Setelah itu bijih besi direduksi dalam tube furnace dengan variasi temperatur 800, 900 dan 1000 ^oC, serta waktu reduksi selama 45, 60 dan 75 menit. Persen Fe dan persen metalisasi terbaik diperoleh pada sampel yang mengalami reduksi pada temperatur 1000 ^oC selama 75 menit dengan ukuran bijih besi sebesar -6+3 mm, yaitu sebesar 67,36% dan 84,25%. Bijih besi dengan ukuran -6+3 mm memiliki jumlah porositas yang lebih banyak dibandingkan dengan bijih besi ukuran -12+10 mm. Jumlah porositas pada bijih besi ukuran -6+3 mm adalah sebanyak 39,48% yang dapat diketahui melalui analisa menggunakan software Image-J. Berdasarkan hasil analisa XRD dapat diketahui bahwa sampel C31 adalah sampel terbaik yang dapat dilihat dari puncak tertinggi yang merupakan logam Fe.