Prarancangan Pabrik Sodium Sulfat Na2SO4.10H2O menggunakan Proses Mannheim

Standar

Sodium Sulfat merupakan garam berwujud padatan atau kristal berwarna putih, tidak berwarna dan stabil pada temperatur normal. Nama lain dari senyawa ini adalah Bisodium Sulfat, salt cake dengan rumus molekul Na2SO4. Sumber utama pembuatan Sodium Sulfat ada dua macam, yaitu secara alami (darinatural source) dan secara sintetik dari produk industri kimia. Sodium Sulfat dari natural source misalnya dengan pembuatan Sodium Sulfat dari air laut, penambangan depositSodium SulfatDekahidrat(mirabilite) di Kanada dan dari penambangan Sodium Sulfat Anhidrat (thenardite) di daerah Amerika Selatan.

Sodium Sulfat banyak diproduksi secara komersil dalam bentuk Na2SO4 atau “salt cake” dan garam dekahidrat atau garamGlauber(Na2SO4.10H2O). Salt cake biasanya masih mengandung impuritis sedangkan garam Glauber sudah merupakan hasil purifikasi dari “salt cake” dengan cara mengkristalisasi kembali “salt cake”. ProduksiSodium Sulfat secara sintetik dengan proses industri kimia misalnya pembuatan Sodium Sulfat dari garam dan asam sulfat (proses Mannheim), proses Hargreaves – Robinson dari gas SO2 dan O2, sebagai by product pada industri rayon, serta by product industri krom dan phenol.

PenggunaanSodium Sulfat di lingkungan industri cukup banyak, yaitu pada industripulpkraft, detergent, tekstil, farmasi, gelas, dll. Namun hingga saat ini Indonesia belum dapat memenuhi kebutuhan pasar dalam negeri, karena produksiSodium Sulfat secara komersial masih sangat rendah.

PembuatanSodium Sulfat dariNatural Source

1 Pembuatan Sodium Sulfat dari airlaut

Bahan baku dari proses ini adalah air laut yang mengandung Sodium Sulfat (7-11%) dan kandungan lainnya adalah NaCl dan MgSO4. Untuk menurunkan kelarutan Sodium Sulfat dalam air laut yaitu dilakukan dengan menjenuhkannya dengan penambahan NaCl dan dipisahkan dengan pencucian menggunakan larutan NaCl. Larutan NaCl yang terdapat dalam larutan sisa  akan  larut dalam larutan pencuci sedangkan sebagian besar Sodium Sulfat tidak larut dalam NaCl karena kecepatan kelarutannya lebih rendah. Kemudian Sodium Sulfatyang masih mengandung sedikit NaCl dipisahkan dari larutan pencuci, selanjutnya dicuci dengan air untuk melarutkan NaCl(Faith, WL, Keyes BD, Clark RL, 1975).

2 Pembuatan  Sodium Sulfat dari penambangan thenardite

Bahan tambang thenardite mengandung clay, sodium klorida dan garam-­garam magnesium. Kandungan tersebut dihilangkan dengan pulverizing the mine lumps hingga berukuran 10 mesh dan mencucinya dengan menggunakan larutan jenuhSodium Sulfat dan menjaga suhunya di atas 90 oF. Dengan pencucian ini, kandunganclay dapat dihilangkan dan sebagian besar garam-garam lain yang terikut dapat terlarutkan. Selanjutnya Sodium Sulfat yang dihasilkan di-centrifugedan dikeringkan untuk menghasilkan produk yang lebih murni (Faith, WL, Keyes BD, Clark RL, 1975).

3 Pembuatan Sodium Sulfat dari penambangan mirabilite

Kristal mirabilite dicuci bersih dengan menggunakan larutan jenuh Sodium Sulfatuntuk menghilangkan kandunganclay dan mud yang terikut pada temperatur atmosfer(Faith, WL, Keyes BD, Clark RL, 1975).

Pembuatan Sodium Sulfat pada Industri Kimia

1 Pembuatan Sodium Sulfat dari garam dan Asam Sulfat

Pada proses iniSodium Sulfat diperoleh dari produk samping industri Asam Klorida (HCl). Sumber utamasalt cake adalah garam (common salt) dan Asam Sulfat pada produksi Asam Klorida. Garam dan Asam Sulfat di dapur Mannheim pada temperatur sedikit di bawah suhu peleburannya (840°C). Reaksi yang terjadi,

Asam klorida yang dihasilkan didinginkan dan dikondensasikan, kemudian masuk ke dalam kolomabsorber. Salt cake (crude Sodium Sulfat) dikeluarkan secara kontinyu dari furnace. Apabila diinginkan garam Glauber, maka salt cake dilarutkan dalam air untuk membentuk larutan 35%. Soda abu atau kapur ditambahkan untuk pengendapan besi dan Alumina. Endapan dibiarkan mengendap dan larutan yang bersih dari endapan (bagian atas) dipompakan ke dalam crystallizer. Cake tersaring dibuang. Setelah kristalisasi, garam Glauber disimpan dalam tangki tertutup untuk mencegah penguapan. Mother liquor dikembalikan pada tangki(Faith, WL, Keyes BD, Clark RL, 1975).

2 PembuatanSodium Sulfat sebagai produk samping industri rayon

Pada pembuatan rayon, pengkoagulan adalah larutan yang mengandung 9% hingga 11% H2SO4 dan 20% Na2SO4 ditambah sejumlah kecil material lainnya. Selama proses spinning (perputaran), 1,1 lb Sodium Sulfat diperoleh dari tiap pound produk rayon.

3PembuatanSodium Sulfat dari gas SO2 dan O2

Proses ini hanya dilakukan di Amerika Serikat. Pada proses ini, Sulfur Oksida, udara dan steam dilewatkan pada butiran garam. Persamaan reaksi yang terjadi adalah,

 

Yield dariproses ini antara 93% hingga 98%(Faith, WL, Keyes BD, Clark RL, 1975).

4 PembuatanSodium Sulfat dari pada industri Krom dan Penol

Bentuk lain darisalt cake adalah Kromcake dan Penolcake. Salt cake yang berwarna hijau mengandung sejumlah kecil Kromium. Ini terbentuk dari industri garam Krom. Sedangkan salt cake yang berwarna kuning merupakan by product dari industri Penol dengan proses sulfonasi (Faith, WL, Keyes BD, Clark RL, 1975).

Perbandingan Sodium Sulfat secara alami dan dari hasil industri kimia (sintesis) :

  • NaturalSodium Sulfat bebas dari logam berat yang beracun seperti timbal, arsenik, seng kromium, sedangkan dalam Sodium Sulfatsintetis logam berat tersebuit tidak dapat dihilangkan seluruhnya.
  • Produk sintetisSodium Sulfat biasanya sedikit asam, sedangkan pH Sodium Sulfatsecara alami sekitar 7-9.
  • Pabrik Sodium Sulfat sintetis umumnya terletak dekat dengan konsumensehingga memudahkan dalam pemasaran.

1 Pembuatan Sodium Sulfat dengan ProsesHargreaves–Robinson

Garam yang digunakan adalah garam yang berukuran 100mesh, kemudian dilarutkan dengan air dalam reaktor. Dalam reaktor ini campuran garam-air dipanaskan hingga ± 85°C, kedalamnya ditambahkan dengan gas SO2 ke dalam reaktor melalui sparger sampai tekanan operasi mencapai 100 psi dan ditambahkan O2 sampai tekanan 350 psi. Reaksi dianggap selesai ketika terjadi penurunan pH di bawah 0,5. Pada suhu kurang dari 70°C, hasil reaksi dimatangkan dalam tangki berpengaduk, kemudian dipisahkan melalui filtrasi.

Residu yang diperoleh berisiKalsium Sulfatdan filtrat yang diperoleh berisi Sodium Sulfatkemudian dicuci dengan air untuk menghilangkan pengotor yang terikut dan air pencucinya digunakan lagi untuk membuatslurry garam. Residu kemudian dikeringkan dalam dryer untuk mendapatkan gypsum. Untuk mengurangi bebandryer, filtratnya dievaporasi untuk membuat larutan lebih pekat, kemudian baru dilakukan proses pengeringan untuk mendapatkan Sodium Sulfat(Faith, WL, Keyes BO, Clark RL, 1975).

2 Proses Pembuatan Sodium Sulfat dengan Proses Mannheim

Sodium Klorida(NaCl) direaksikan dengan larutan H2SO4 98% pada Mannheim furnace pada temperatur sedikit di bawah suhu peleburannya (800 oC). AsamKloridayang dihasilkan dari reaksi didalam furnace didinginkan dan dikondensasikan, kemudian masuk ke dalam kolomabsorber. Saltcake (crude Sodium Sulfat) dikeluarkan secara kontinyu dari furnace dengan terlebih dahulu didinginkan sebelum dimasukkan kedalam tangki pencampur. Apabila diinginkan garam Glauber(Na2SO4.10H2O), maka salt cake dilarutkan dalam air untuk menghasilkan larutan dengan spesific grafity 1,29. Soda abu atau kapur ditambahkan untuk pengendapan besi dan alumina yang merupakan impuritis.
Endapan dibiarkan mengendap dansupernatant liquor (larutan yang bersih diatas endapan) dipompakan ke dalam crystallizer untuk membentuk garam Glauber (Na2SO4.10H2O). Cake yang tersaring dibuang. Setelah kristalisasi, garam Glauber (Na2SO4.10H2O) disimpan dalam tangki tertutup untuk mencegah penyerapan air dari udara.Mother liquor dikembalikan pada reaktor (Faith, WL,Keyes BD, Clark RL, 1975).

About buyunkch4n1490

semua yang akan dilakukan di iringi dengan niat yang tulus ikhlas tanpa mengharap sesuatu. saling berbagi apa yang dimiliki, mungkin kita sama-sama membutuhkannya

Komentar ditutup.