Proses Industri Soda Abu

slam anto / 27 Desember 2011

PENDAHULUAN

Pembuatan soda abu merupakan salah satu industry terbesar kimia dasar yang paling penting. Dalam nilai dolar penggunaannya, sangat beraneka ragam, sedemikian rupa, sehingga boleh dikatakan tidak ada barang konsumsi yang diperjualbelikan yang tidak bergantung  padakhlor dan alkali pada salah satu tahap pembuatannya. Produk soda abu dijual kembali kepada insdustri dimana ia kemudian digunakan untuk pembuatan sabun dan detergen, serat dan plastic, kaca, petrokimia, pulp, dan kertas, pupuk bahan peledak, pelarut, dan berbagai bahan kimia lainnya.

SEJARAH

Proses sintesis yang sekarang digunakan untuk pembuatan soda abu adalah proses solvay. Sebelum metode ini dikembangkan, proses yang digunakan secara luas adalah proses LeBlanc (1773). Proses ini didasarkan atas pemanggangan kerak garam (salt cake) dengan karbon dan batu gamping di dalam tanur putar dan seudah itu mengeras hasilnya dengan air. Produk kasar dari reaksi itu disebut abu hitam (black ash). Pengerasan dilakukan pada waktu dingin ; pada pengerasan itu berlangsung hidrolisis sebagian sulfide. Ini kemudian diubah lagi menjadi karbonat melalui pengolahan dengan gas yang mengandung karbon dioksidayang berasal dari tanur abu hitam. Larutan natrium karbonat yang dihasilkan, dipekatkan sehingga menghasilkan natrium karbonat, yang kemudian dikeringkan atau dikalsinasi. Di Amerika Serikat tidak pernah ada yang menggunakan proses LeBlanc  dan dewasa ini tidak ada lagi pabrik yang beroperasi dengan proses ini di dunia. Pada tahun 1861, Ernest Solvay mulai mengembangkan proses soda ammonia. Pada mulanya proses ini mengalami kesulitan besar dalam bersaing dengan proses LeBlanc yang lebih tua dan lebih mapan, namun dalam beberapa tahun sajproses solvay berhasil menurunkan harga soda abu sebanyak sepertiganya. Setelah suatu persaingan yang sengit dimana para penghasil soda LeBlanc menggunakan taktik banting harga, proses soda amonia akhirnya berhasil menggantikan proses LeBlanc secara keseluruhan pasa tahun 1915.

Proses solvay tetap mendapat perhatian di Eropa dan Negara – Negara yang tidak mempunyai endapan natrium karbonat alam, tetapi pada tahun 1982 hanya satu pabrik saja yang masih beroperasi dengan proses solvay di Amerika Serikat. Pabrik itu dapat tetap hidup karena biaya terpasangnya murah sedang ongkos angkut tinggi. Pasaran dalam negeri Amerika Serikat sekarang dikuasai oleh soda “alam” yang berasal dari endapan . di Wyoming juga banyak yang diekspor. Proses solvay membutuhkan 18,4 GJ energy untuk membuat 1 t soda abu, sedang  penambangan setiap ton metric soda abu hitam hanya memerlukan 8,4 GJ saja, sehingga penambangan ini lebih menarik dari segi energy.

PENGERTIAN

Soda abu adalah suatu zat padat ringan yang agak larut di dalam air dan biasanya mengandung  99,3 %  Na2CO3. Zat ini dijual atas dasar kandungan natrium oksidanya yang biasanya adalah 58%. Produksi soda abu dari endapan trona alam sekarang sudah melebihi jumlah yang dari ammonia soda. Proses sintetik sudah terdesak karena biaya tinggi dan masalah pencemaran dan sudah mulai berkurang digunakan di Amerika Serikat.

Sifat – sifat nitrogen

• Dapat larut dalam air dan bersifat basa
• Hablur soda melepuh di udara
• BM : 106
• Titik lebur : 851 ºC
• Titik Didih : Terurai

PROSES PEMBUATAN SODA ABU

DIAGRAM ALIR PEMBUATAN Na2CO3 SECARA SOLVAY

URAIAN :

Pada proses pembuatan Na2CO3 seacara solvay akan terjadi reaksi :

1. CaCO3                  Ca + CO2
2. C + O2                  CO2 + Q
3. CaO + H2O                Ca ( OH )2 + Q
4. NH3 + H2O                 NH4OH + Q
5. 2NH4OH + CO2               ( NH 4)2CO3 + H2O + Q
6. ( NH 4)2CO3 + NaCl               NH4CL + NaHCO3
7. 2NaHCO3                 Na2CO3 + CO2 + H2O
8. 2NH4CL + Ca( OH )2                2NH3 + CaCL2 + 2H2O

Jadi persamaan dari proses keseluruhan dapat ditulis :

CaCO3 + 2NaCl                Na2CO3 + CaCl2

Uraian Proses

• NaCl jenuh dialirkan ke absorber bersama dengan CO2 dan NH3 maka akan terjadi reaksi 4,5,6. Reaksi ini berlangsung pada suhu 40°- 50° C.
• Hasil larutan dan sisa gas dari reaksi dikeluarkan lewat bawah absorber untuk dialirkan ke menara carbonatasi dari puncak. Akrena reaksi  eksoterm,maka perlu pendingin untuk menjaga suhu reaksi.pada menara ini akan terjadi reaksi no.7 pada suhu 25°-60° C dan tekanan 2-3 atm disamping itu juga terbentuk reaksi no.5,6 ( reaksi penyempurnaan).
• Hasil reaksi berupa lumpur NaHCO3 dialirkan ke dalam rotary filter untuk memisahkan padatan NaHCO3 dari larutannya.
• NaHCO3 dikeringkan dalam kalsinator,disini terjadi reaksi no. 8 karena reaksi bersifat endoterm maka perlu energi yang diberikan dari bahan bakar.
• Soda abu yang terbentuk didinginkan dalam pendingin dengan disemprotkan H2O .
• Tapisan dari rotary filter dialirkan ke menara pemulihan untuk membebaskan NH3 dan Ca (OH)2
• Slury ini bagian terbesar mengandung NH4CL 193 gr/lt.
• Larutan buangan CaCL2 dari hasil analisa mengandung : CaCl2 = 90-95 gr/lt, NH3 = 6-12 ppm.
• Sumber Ca ( OH )2 dan CO2 berasal dari pembakaran batu kapur dan C reaksi no.1,2,3

Kemurnian Na2CO3 = 99,8%