Lumpur Berminyak Rolling Mill: Dari B3 ke Energi 27 MJ/kg

Limbah paling bandel di rolling mill bukan sekadar kotor, tapi bernilai energi. Oily sludge—campuran coolant (pendingin) cold/RM dengan iron fines (serbuk besi halus)—datang berbarengan dengan air dan minyak, membawa beban regulasi B3 (bahan berbahaya dan beracun) dan biaya logistik. Namun teknologi dewatering, pemulihan minyak, dan konversi termal mengubahnya dari liabilitas jadi aset energi.

Data industri menunjukkan sekitar 0,86–0,9 ton oily sludge per 1.000 ton baja digulung [pubs.acs.org] [www.infona.pl]. Komposisi didominasi oksida besi (≈30–95% Fe bobot) dengan minyak pelumas dan air terperangkap [patents.google.com]. Kadar minyak tipikal pada sludge segar ~2–15% (20.000–150.000 ppm, ppm = parts per million), jauh di atas ambang ≈0,5% hidrokarbon untuk pemakaian aman di tungku baja [patents.google.com].

Kuantitas dan komposisi sludge berminyak

Dengan kandungan minyak dan logam berat yang tinggi, sludge ini umumnya diklasifikasikan sebagai limbah “B3” berbahaya; di Indonesia oily sludge wajib ditangani di lokasi (on‑site), bukan diangkut ke luar negeri. Program pemulihan Pertamina Plaju, misalnya, hanya menerima sludge dengan ≥20% minyak per volume untuk dipakai ulang di kilang [www.researchgate.net]. Dalam satu kasus, sludge berisi ≈28,3% air (≈71,7% padatan) [www.researchgate.net], menggarisbawahi bahwa bahkan sludge yang “padat” tetap didominasi air secara massa.

Pemisahan fisik (physical separation) di hulu membantu menata beban proses—misalnya koaleser statis untuk mengeluarkan free oil—yang berada dalam payung sistem pemisahan fisik di banyak fasilitas.

Dewatering mekanis: decanter vs. filter press

Decanter centrifuge (sentrifugasi gaya‑G; 2‑ atau 3‑fase) bekerja kontinu dengan gaya >1.000g untuk mengusir cairan dari padatan. Unit ini tahan umpan berminyak—kadang setelah pengkondisian flokulan—dan sanggup memproses debit besar; unit pilot dilaporkan mencapai ≈5–90 m³/jam [www.kesseparation.com]. Cake (padatan keluaran) dari decanter umumnya ≈20–30% padatan [www.wwdmag.com]. Contoh rekayasa di lumpur kota: sentrifus lama menghasilkan ≈30% padatan, sedangkan belt press hanya 15–18% [www.wwdmag.com].

Dalam praktik rolling mill, decanter 3‑fase atau disc‑stack separator (sentrifus piringan bertumpuk) mampu membelah sludge langsung menjadi padatan, air, dan minyak yang bisa dipulihkan [www.kesseparation.com], menghasilkan aliran kaya minyak sekaligus memangkas volume sludge. Penggunaan flokulan membantu penggumpalan partikel halus sebelum sentrifugasi, sesuai praktik “flocculant conditioning” yang disebutkan di atas.

Filter press (plate‑and‑frame, belt/screw; alat batch bertekanan) mampu menghasilkan cake jauh lebih kering: ≈60–80% padatan (≤20–40% kadar air) secara rutin [porvoo.com.cn]. Artinya, cake menyisakan hanya 20–40% bobot akhir sebagai air, dibanding 70–80% air pada cake sentrifus. Ini biasanya memangkas volume sludge 3–6× (atau lebih) dibanding umpan mentah. Sebagai ilustrasi, menaikkan padatan dari 10% ke 60% bobot mengeluarkan ≈83% massa sebagai air. Trade‑off: filter press bersifat batch, intensif tenaga kerja dan modal, sedangkan decanter berjalan kontinu. Banyak pabrik mengombinasikan keduanya: decanter untuk dewatering massal dan pemulihan minyak, lalu filter press untuk “polishing” padatan (atau sebaliknya).

Pemulihan minyak: mekanis hingga termal

Pemulihan minyak pelumas bernilai sebagai bahan bakar atau untuk daur ulang. Pemisahan mekanis adalah langkah awal: decanter atau koaleser statis menghasilkan aliran kaya minyak, khususnya bila sludge lebih dulu diflokulasikan atau dipanaskan [www.kesseparation.com]. Pada sistem tingkat lanjut, keluaran minyak‑air dari decanter diarahkan ke disc‑stack centrifuge untuk “polishing” tiga fase (minyak bersih, air, padatan halus) [www.kesseparation.com]. Sistem yang dilaporkan mengklaim pemulihan >80% mineral oil dari sludge [patents.google.com]; proses yang sama juga menurunkan air residu ke bawah 30% [patents.google.com].

Metode termal pun bisa memulihkan minyak. Pirolisis (pyrolysis: pemanasan tanpa oksigen) oily sludge pada ≈500 °C di fluidized bed (lapisan terfluidisasi) menunjukkan hasil ≈59,2% minyak (basis massa) dalam satu eksperimen [www.infona.pl]. Minyak dan uap pirolisis memiliki nilai kalor tinggi: 1 kg sludge memerlukan ≈2,4–2,9 MJ untuk diproses namun menghasilkan ≈20,8 MJ (minyak) + 6,32 MJ (gas) energi [www.infona.pl]. Sisa arang (char) ≈40% massa awal mengandung ≈42% Fe₂O₃ (besi(III) oksida) [www.infona.pl], setara bijih besi untuk dikembalikan ke blast furnace.

Insinerasi dan perolehan energi

Insinerasi sludge (pembakaran atau pirolisis) mengubah kandungan minyak menjadi panas berguna. Seperti di atas, pirolisis 1 kg sludge melepaskan kira‑kira 27 MJ energi bahan bakar (≈7,5 kWh) [www.infona.pl]. Jika dikomposisikan penuh, tiap kg memberikan ≈20,8+6,32=27,1 MJ total energi [www.infona.pl]. Dibanding kebutuhan input panas ≈2,5 MJ/batch, ini neto positif. Praktisnya, menginsinerasi satu ton sludge basah dapat memulihkan kira‑kira 27 GJ (~7.500 kWh) panas (sebelum rugi‑rugi).

Tanpa pemulihan minyak sekalipun, insinerasi memangkas massa/volume secara drastis: organik terbakar, air menguap, menyisakan abu kaya logam (kebanyakan oksida besi). Pada studi pirolisis yang dikutip, hanya ≈40% massa tersisa sebagai padatan (kebanyakan besi) [www.infona.pl]. Nilai kalor per ton sludge kering dapat sebanding batubara kalori rendah (≈15–25 MJ/kg, bergantung kadar minyak). Sejumlah studi menunjukkan oily sludge (dan minyak limbah) efektif sebagai bahan bakar substitusi di kiln/boiler industri, dengan emisi yang memenuhi baku mutu bila dikelola baik.

Implikasi operasional dan regulasi

Ringkasnya, dewatering mekanis dan pemulihan minyak dapat memangkas volume limbah secara drastis: kombinasi decanter/press mengeluarkan 70–90% air dan sebagian besar minyak. Contoh: menaikkan padatan dari 20% ke 60% bobot memotong bobot sludge ≈50%. Pemulihan minyak mengubah fraksi besar limbah berbahaya menjadi bahan bakar bernilai. Perlakuan termal kemudian memanen energi residual (≈27 MJ/kg) dan memekatkan besi untuk daur ulang. Dampaknya terukur: lebih sedikit landfill, biaya angkut turun, substitusi minyak baru, hingga ekspor energi. Dalam satu analisis, mempirolisis 1 kg sludge menghasilkan ≈20,8 MJ minyak dan 6,3 MJ gas [www.infona.pl] terhadap input panas ≈2,5 MJ—laba energi neto ≈18 MJ/kg.

Untuk mendukung stabilitas proses, perlakuan kimia seperti flokulan lazim dipakai sebelum sentrifugasi untuk memperbaiki pengendapan partikel halus. Di sisi utilitas, perangkat pemisahan fisik juga kerap berperan sebagai pelengkap hulu, terutama saat beban minyak bebas tinggi.

Data kunci

• Per 1.000 ton baja diproduksi: ≈0,9 ton oily sludge [pubs.acs.org] [www.infona.pl].
• Decanter memproses puluhan m³/jam (mis. 5–90 m³/jam) [www.kesseparation.com] dan menghasilkan cake ≈25–30% padatan [www.wwdmag.com].
• Filter press mencapai ≈60–80% padatan [porvoo.com.cn].
• Pemulihan minyak >80% telah ditunjukkan [patents.google.com].
• Pirolisis sludge menghasilkan ≈59% minyak dan ≈27 MJ/kg energi [www.infona.pl].
• Praktik regulasi (mis. aturan B3 Indonesia) mensyaratkan penanganan di lokasi; program SOR Pertamina memerlukan sludge >20% minyak [www.researchgate.net].

Sumber

Studi dan laporan industri: [pubs.acs.org] [patents.google.com] [patents.google.com] [www.infona.pl] [www.wwdmag.com] [porvoo.com.cn] [www.researchgate.net]. Tiap tautan memuat efisiensi terukur, kapasitas, atau hasil untuk dewatering sludge, pemulihan minyak, atau kandungan energi.