Proses Matmor: Produksi Besi Inovatif Menggunakan Batubara Lignit
Proses Matmor untuk Pembuatan Besi
Proses Matmor adalah proses pembuatan besi yang saat ini dikembangkan oleh Environmental Clean Technologies Ltd (ECT). Teknologi proses Matmor adalah teknologi yang dipatenkan. Teknologi ini didasarkan pada batubara lignit dan mampu menggantikan bijih besi lump kelas tinggi dengan bahan baku alternatif yang lebih murah karena kimia dan desain furnacenya yang unik. Biasanya batubara lignit (juga dikenal sebagai batubara cokelat) tidak digunakan untuk aplikasi metalurgi karena kandungan materi mudah udar dan air yang tinggi.
Environmental Clean Technologies Ltd adalah pemilik teknologi proses Matmor, termasuk pabrik, peralatan dan kekayaan intelektual (IP). Proses Matmor telah menempatkan dirinya untuk merevolusi proses pembuatan besi primer dengan desain yang terdiri dari retort Matmor yang sederhana, biaya rendah, emisi rendah, dan dipatenkan menggunakan bahan baku alternatif yang lebih murah. Teknologi ini terdiri dari dua fitur eksklusif yaitu (i) penggunaan batubara lignit sebagai perekat dan sumber panas yang tidak diklaim oleh teknologi lain saat ini, dan (ii) desain pabriknya mencakup furnace tangga vertikal yang bekerja dengan kimia alami batubara lignit.
Pengembangan proses Matmor didasarkan pada pengelaran air dengan teknologi Coldry, teknologi paten lain dari Environmental Clean Technologies Ltd dan pemanfaatan kimia alami batubara lignit melalui proses dan furnace retort vertikal yang desain dan kimia prosesnya berbeda dari blast furnace. Kimia proses Matmor menggunakan hidrogen sebagai gas perekat, yang memungkinkan suhu operasi yang lebih rendah dan waktu proses yang lebih pendek dibandingkan pembuatan besi dengan blast furnace.
Meskipun teknologi proses Matmor secara individu menarik, kombinasi dengan teknologi Coldry memiliki daya tarik yang lebih tinggi karena kedua teknologi ketika bersama-sama dapat memanfaatkan sumber daya nilai rendah (batubara lignit dan sisa bijih besi dari tambang bijih besi) untuk menghasilkan output nilai lebih yang beragam seperti besi dan besi legurium selain produk batubara termal dari proses Coldry.
Teknologi proses Matmor adalah metode untuk menghasilkan besi berkualitas tinggi dari batubara lignit dan bahan yang mengandung oksida besi seperti skala pabrik, sisa nikel serta bijih besi kelas tinggi atau rendah. Output dari proses ini adalah produk besi bersih yang ukuran/bentuk dan kandungan karbon dapat dikontrol untuk memenuhi persyaratan pengguna akhir. Produk besi yang dihasilkan oleh proses Matmor adalah pengganti berkualitas tinggi atau pelengkap untuk bahan baku logam bekas yang digunakan di furnace lampu elektrik atau furnace induksi.
Proses Matmor
Langkah pertama dari proses Matmor adalah persiapan bahan baku. Langkah proses ini menggunakan teknologi Coldry untuk persiapan bahan baku. Seperti yang dilakukan dalam proses Coldry, bahan baku yang terdiri dari batubara, oksida besi dan flux digiling hingga kurang dari 8 mm. Material yang telah digiling dicampur dengan sedikit air, dicampur dan diekstrusi. Campuran yang telah diekstrusi dikondisi hingga kering saat disentuh.
Pelet semi-kering diangkut ke dalam dryer ranjang padat vertikal, di mana udara hangat yang disediakan oleh panas buang dilemparkan melalui pelet untuk pengelaran air yang telah menguap. Pelet komposit dilepaskan di dasar dryer dan diangkut ke retort Matmor. Pelet komposit adalah perekat sendiri dan flux sendiri.
Dalam langkah proses kedua, oksigen oksida besi dihilangkan dalam retort Matmor yang merupakan furnace tangga vertikal. Pelet komposit yang dihasilkan dalam langkah pertama diisi di bagian atas retort Matmor. Atmosfer di dalam retort bersifat perekat. Pelet dipanaskan di dalam retort dalam atmosfer perekat ini. Saat suhu pelet meningkat, sisa air menguap dan volatil batubara dihilangkan sebagai gas dapat dibakar. Gas dapat dibakar ini didaur ulang ke dasar retort, di mana mereka dihidupkan, memberikan efek yang mirip dengan blast furnace.
Saat pelet komposit melintasi pusat retort, reaksi reduksi berlangsung yang menghilangkan oksigen dari oksida besi. Pelet reduksi panas dilepaskan di dasar retort. Pelet panas ini mengandung karbon, besi dan abu. Udara panas atau oksigen diinjeksi yang membakar sisa karbon dan meningkatkan suhu pelet melewati titik leleh besi untuk menghasilkan logam cair dan scoria. Logam cair kemudian dicetak menjadi besi mentah atau dapat langsung dibawa ke pembuatan baja.
Produk Matmor
Produk Matmor adalah produk besi bersih dan parameter proses dapat disesuaikan untuk menghasilkan produk yang memenuhi spesifikasi ukuran/bentuk dan kandungan karbon sesuai dengan persyaratan pengguna akhir. Komposisi tipis dari besi yang dihasilkan oleh proses Matmor adalah Fe – 98,94 %, C – 1 %, Mn – 0,02 %, dan S – 0,03 %. Produk Matmor ini telah dihasilkan dari kualitas bahan masukan seperti yang diberikan di Tab 1.
| Tab 1 Kualitas bahan masukan |
| Bijih besi | Batubara lignit | Flux |
| Komponen | % basis kering | Komponen | % basis kering | Komponen | % basis kering |
| Fe | 67,42 | Analisis ultimat | SiO2 | 7,26 |
| SiO2 | 2,15 | C | 65,40 | Al2O3 | 1,64 |
| Ni | 0,03 | H | 4,80 | Fe2O3 | 4,57 |
| TiO2 | 1,02 | N | 0,60 | CaO(CaCO3) | 46,70 |
| V | 0,37 | S | 1,50 | MgO(MgCO3) | 0,44 |
| MgO | 2,25 | O | 24,20 | Na(Na2CO3) | 0,10 |
| Al | 0,27 | Mineral dan anorganik | K2O(K2CO3) | 0,17 |
| CaO | 0,80 | SiO2 | 0,23 | MnO | 0,02 |
| Mn | 0,09 | Al2O3 | 0,40 | TiO2 | 0,08 |
| Cu | 0,004 | K2O(K2CO3) | 0,034 | LOI | 39,00 |
| P | 0,011 | TiO2 | 0,002 | | |
| S | 0,057 | FeS2 | 0,42 | | |
| | Fe(F2O3) | 0,06 | | |
| | Ca(CaCO3) | 1,30 | | |
| | Mg(MgCO3) | 0,77 | | |
| | Na(Na2CO3) | 0,22 | | |
| | Cl | 0,13 | | |
Proses Matmor, retort Matmor, dan produk Matmor ditunjukkan di Fig 1.
Fig 1 Proses Matmor pembuatan besi
Keuntungan Proses Matmor
Berikut adalah keuntungan dari proses Matmor
- Menggantikan batubara metalurgi mahal dengan batubara lignit yang murah dan tersedia banyak. Saat ini merupakan proses tunggal yang dikenal menggunakan batubara lignit sebagai agen perekat.
- Proses mampu menggunakan bijih besi kelas rendah yang lebih murah sehingga menggantikan bijih besi kelas tinggi mahal dengan kandungan Fe minimal 60 %.
- Proses menambah nilai pada batubara kelas rendah dan limbah yang mengandung besi. Ini juga meningkatkan keamanan energi dan sumber daya dengan melepaskan ketergantungan pada batubara koks dan bijih besi kelas tinggi.
- Proses mampu memulihkan limbah yang mengandung besi seperti skala pabrik, sisa tambang, lumpur yang mengandung besi, dan limbah lain yang mengandung Fe.
- Karena suhu rendah, proses membutuhkan panas yang jauh lebih rendah sehingga hemat energi. Suhu operasi lebih rendah dari 1000 derajat C.
- Proses memiliki biaya modal rendah karena tidak perlu memasang baterai oven koks dan pabrik sintri. Ini juga ekonomis pada skala operasi kecil.
- Proses memiliki emisi gas yang lebih rendah karena daur ulang gas buang.
- Reaktivitas kimia batubara lignit yang digunakan sebagai agen perekat dalam proses hingga 1000 kali lebih tinggi dibandingkan batubara hitam yang saat ini digunakan dalam proses pembuatan besi primer lainnya.
- Proses menghasilkan produk besi berkualitas tinggi yang dapat digunakan dalam proses pembuatan baja sebagai pengganti logam besi bekas.
Status Saat Ini Teknologi Proses Matmor
Environmental Clean Technologies Limited kini telah menandatangani perjanjian dengan NLC India limited (NLC) dan NMDC Limited (NMDC) untuk melanjutkan pengembangan proses. Menurut Master Project Agreement (MPA) yang ditandatangani pada Mei 2018, (i) mitra India akan menyumbangkan 100 % dana prosek (sekitar 35 juta dolar Australia), (ii) Badan Tujuan Khusus (SPV) akan dibuat setelah selesai fase penelitian dan pengembangan (R&D) proyek, dengan kepemilikan ECT – 49 %, NLC – 25,5 %, NMDC – 25,5 %), (iii) hak lisensi global akan diberikan kepada SPV, kecuali Australia, dan (iv) royalti akan dibagikan kepada mitra sesuai persentase kepemilikan SPV.
MPA telah mengizinkan ECT untuk mendirikan pabrik Coldry dan Matmor pertama di dunia yang dirancang Australia di negara bagian Tamil Nadu, India untuk diversifikasi penggunaan batubara lignit dalam generasi listrik dan untuk memasukkan produksi baja dengan biaya lebih rendah dengan emisi CO2 yang jauh lebih rendah.
Memulai fase R&D senilai 35 juta dolar Australia, proyek bertujuan untuk menskalakan teknologi Matmor dan Coldry ECT untuk menyampaikan pabrik demonstrasi Coldry terintegrasi dan pabrik pilot Matmor untuk memvalidasi kelayakan teknis dan ekonomi pada kapasitas sekitar 2 ton per jam logam. Tampilan gambar tata letak pabrik ditunjukkan di Fig 2. Saat ini desain dasar pabrik telah selesai.
Fig 2 Tampilan gambar tata letak pabrik Matmor
