Proses Daur Ulang Aluminium

Daur ulang aluminium merupakan proses di mana scrap dari logam ini dapat digunakan kembali menjadi suatu produk. Proses yang digunakan sangat sederhana, yaitu dengan cara melakukan re-melting logam tersebut. Sekitar tahun 1900, proses recycle Al masih sedikit dilakukan dan belum menghasilkan keuntungan yang besar, dan proses ini mulai berkembang sekitar tahun 1968 ketika kaleng minuman yang berasal dari logam aluminium mulai di daur ulang dan pada tahun 1972 sudah sebesar 24.000 metrik ton kaleng minuman yang di daur ulang dan melonjak tajam pada tahun 2006 yang mencapai 525.000 metrik ton. Proses daur ulang dari Al memiliki beberapa keuntungan yaitu mengurangi konsumsi energy/energy savings di mana pada proses ini hanya dibutuhkan 5 % dari energy pada saat pengolahan Al dari bijih bauksit. Selain itu, dapat mengurangi emisi gas buang yang dihasilkan pada saat proses pengolahan Al dari bauksit, terutama mereduksi CO₂ dan gas rumah kaca seperti CF₄, C₂F₆, dan PFC, sehingga lebih ramah lingkungan.

Proses Daur Ulang Aluminium

Secara umum, proses daur ulang dari Al terlihat seperti diagram alir di bawah ini:

 

Gambar 1. Diagram Alir Proses Daur Ulang Aluminium

1.    Bahan Baku dan Cara Pengumpulannya

Terdapat dua jenis raw materials yang bisa digunakan pada proses daur ulang aluminium, yaitu new scrap dan old scrap. New scrap didapatkan pada saat proses pengolahan aluminium dari bauksit. Di mana pada saat pemrosesan akan menghasilkan aluminium by-product, seperti skimmings dan dross pada saat proses pelelehan dan pengecoran, edge trimmings dan billet ends pada saat proses rolling dan extruding, turnings, millings dan borings saat proses machining, serta off-cuts saat proses stamping. Aluminium tersebut disebut new scrap, karena dihasilkan pada saat proses produksi pertama dan belum sampai pada tahap pemakaian oleh konsumen. Selanjutnya adalah old scrap, di mana dihasilkan dari aluminium yang telah dibeli oleh konsumen dan telah digunakan dalam jangka waktu tertentu. Terdapat beberapa jangka waktu untuk setiap produk aluminium, dari yang hanya beberapa minggu seperti untuk kemasan makanan seperti kaleng, sampai untuk aplikasi yang sangat lama, seperti pada aplikasi untuk frame kaca dan bagian-bagian bangunan lainnya. Sehingga jika benda-benda tersebut tidak digunakan kembali, dan menjadi aluminium old scrap. Kemudian masing-masing material bekas tersebut dikumpulkan dan dilakukan proses daur ulang untuk menghasilkan aluminium yang beru.

 

Tabel 1 Berbagai Macam Bahan Baku (Scrap) Aluminium

2.    Perlakuan Bahan Baku

Scrap harus memiliki kualitas tertentu sebelum dilakukan proses peleburan. Untuk mendapatkan kualitas yang baik, semua material yang menempel harus dipisahkan dan dilakukan proses scrap soritng berdasarkan tipe paduan dan kadarnya. Berdasarkan tipe srap, material yang berasal dari produksi aluminium atau new scrap langsung dipisahkan tanpa melalui proses treatment khusus.

Setelah dibersihkan, scrap kemudian dicacah agar mudah dilakukan penangan lebih lanjut dan dipisahkan berdasarkan tipe paduannya. Turnings akan dilakukan proses penghilangan semua bahan-bahan pelekat, lalu dilakukan degreasing dan dikeringkan dan dipisahkan dari partikel-partikel besi menggunakan separator magnetik. Scrap yang berukuran besar seperti blok mesin, dilakukan pemisahan/fragmentasi dengan tujuan untuk memisahkan dari material lainnya. Scrap jenis ini akan dimasukkan ke dalam furnace untuk memisahkan besi secara termal. Selain itu digunakan alat high ternsion separator untuk memisahkan Al dari pengotor berdasarkan sifat konduktifitas. Selain itu scrap dari bungkus makanan seperti kaleng dapat dipisahkan dari komponen non-metalik dengan menggunakan pirolisis untuk menguapkan pengotor tersebut. Lalu, aluminium skimmings biasanya akan dihancurkan dengan cara di-mill dan dipisahkan berdasarkan berat jenis, dan aluminium oksida dapat dipisahkan dengan menggunakan proses sieving.

3.    Pemisahan secara spesifik pada scrap berdasarkan unsur paduan

Sebelum dimasukkan ke dalam furnace, aluminium akan dipisahkan berdasarkan komposisi unsur paduannya agar didapatkan ketepatan komposisi pada saat produk telah jadi. Pada proses ini telah dilakukan secara komputerisasi sehingga lebih mudah dan efektif.

4.    Peleburan

Pada saat peleburan akan dicampur antara scrap hasil casting dan wrought yang telah dibersihkan dan disortir terlebih dahulu. Pemilihan dapur berhubungan dengan konten oksida, tipe dari material pengotor, dimensi dan geometri scrap, dan kondisi saat operasi. Jenis dapur yang paling banyak digunakan adalah rotary furnace. Proses pelelehan dilakukan pada suhu Tm dari Al yaitu sekitar 750 °C ± 100 °C dibawah lapisan garam. Pada saat proses peleburan biasanya Al akan bereaksi dengan oksigen membentuk Al₂O₃ dan menghasilkan aluminium dross, dan dapat digunakan untuk industri semen. Namun dengan menggunakan garam pada saat peleburan dapat mengurangi oksida yang terbentuk pada aluminium serta akan menghilangkan pengotor pada liquid metal.

5.    Refining

Setelah melalui proses peleburan, Al akan melalui proses refining di mana dilakukan di holding furnace. Proses ini bertujuan untuk mengatur kadar paduan dan konsentrasi-nya serta untuk menghilangkan pengotor dengan penambahan agen pemurni. Contohnya yaitu ditambakan klorin untuk menghilankan elemen pengotor seperti Ca dan Mg dan melakukan proses degassing pada metal tersebut.  

6.    Pengecoran

Pengecoran merupakan tahap akhir dari proses aluminium, di mana aluminium cair akan dicor ke dalam ingots (4-25 Kg) dan aluminium oksida yang terperangkap dilakukan pemisahan saat proses pengecoran. Selain dicor, aluminium cair dijadikan produk wrought, di mana dimasukkan ke dalam ekstrusi untuk menjadi billets dan di rol dan menjadi slabs, yang dilanjutkan dengan proses perlakuan panas.

Gambar 2 Produk Hasil Daur Ulang Aluminium

Produk yang dihasilkan dari proses ini sangat beraneka ragam. Produk yang dihasilkan bisa sama dengan sebelum didaur ulang seperti untuk bingkai jendela, ataupun menjadi produk yang berbeda seperti cylinder head menjadi gearbox.

Silahkan Download Artikel di atas Dalam Bentuk:

DOC | PDF

Referensi

[1] Aluminium Recycling The Road to High Quality Product. Organization of European Aluminium Refiners and Remelters.

[2] Boin, U.M.J. M. Betram. 2005. Melting Standardized Aluminium Scrap: A Mass Balance Model For Eurepe. JOM

[3] http://www.novelis.com/en-us/Pages/The-Recycling-Process.aspx

[4] http://www.aluminum.org/Content/NavigationMenu/TheIndustry/Recycling/Indepthinformatio

/default.htm

[5] http://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=7920#4