Proses Produksi ZK dengan Dekomposisi KCl dengan Na2SO4

Dewasa ini, sumber yang umum digunakan berasal dari Sodium Sulphate Na2SO4 yang dapat diperoleh dari hasil samping dari beberapa proses produksi yakni:

1. Pengolahan bijih chromium

2. Pemurnian flue gas

3. Pembuatan serat (viscose fibres)

4. Produksi HCl, pigmen silica, asam lemak, dan trimethylolpropane

5. Pengolahan limbah asam sulfat

Diagram alir proses ditampilkan pada Gambar 1.

Gambar 1. 
Diagram alir proses produksi ZK dengan melalui dekomposisi KCl dengan Na2SO4

Penjelasan proses:

Bahan baku yang digunakan adalah sodium sulphate baik dalam bentuk anhydrous (Na2SO4) maupun dalam bentuk hydrated (Na2SO4.10H2O). Selain itu digunakan juga potassium chloride (KCl) dalam bentuk larutan pada temperatur 20 – 25ºC. Umpan KCl, Na2SO4, dan recycle mother liquor yang mengandung kristalin glaserite K3Na(SO4)2 dan KCl, serta kondensat hasil kondensasi dari uap evaporator diumpankan ke reaktor. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

4Na2SO4 + 6KCl -> 2K3Na(SO4)2 + 6NaCl

2KCl + 2K3Na(SO4)2 -> 4K2SO4 + 2NaCl

Rasio mol Na2SO4 : KCl dibuat sangat berlebih yakni antara 1 : 6 sampai 1 : 10 untuk mendapatkan konversi yang tinggi (96 – 99%), sedangkan untuk rasio mol ZK : Na2SO4 dijaga 2 : 1. Beberapa variasi rasio mol (mr) bahan baku dan produk terhadap konversi yang diperoleh di dalam reaktor ditampilkan pada Gambar 2.

Gambar 2. 
Pengaruh rasio mol reagent terhadap derajat konversi Na2SO4 menjadi K2SO4

Setelah bereaksi di reaktor, produk ZK dipisahkan di filter dan selanjutnya mother liquor yang terbentuk diuapkan di unit konsentrasi 2 tingkat secara bertahap dan diikuti dengan proses kristalisasi pada temperatur rendah (? 2ºC) untuk tahap 1. Setiap mother liquor yang sudah terpisah baik di tahap 1 maupun 2 akan dipisahkan di filter untuk selanjutnya di-recycle kembali ke reaktor, sedangkan uap dari unit konsentrasi akan dikondensasikan terlebih dahulu dan selanjutnya dikirim ke reaktor. Selain produk ZK juga diperoleh by-product berupa NaCl. Adapun spesifikasi produk ZK adalah sebagai berikut:

K2SO4: 96%-w

Cl- : 0,5%-w

Na+ : 0,2%-w