BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pada masa era globalisasi saat ini,
perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK) diberbagai bidang khususnya
pada bidang industri merupakan tantangan bagi setiap perusahaan atau instansi
untuk saling bersaing menerapkan prinsip peraturan internasional dengan adanya
informasi pada masa ini, bahwa barang-barang yang akan diperdagangkan akan
didukung oleh adanya hasil dari suatu lembaga pengujian barang dan jasa yang
berkompetisi untuk melakukan pengujian.
Proses pengujian suatu barang dan jasa dibutuhkan
keterampilan yang khusus dalam melakukan pengujian tersebut misalnya:
keterampilan dalam melakukan suatu analisa suatu barang dan jasa baik melalui
praktek maupun teori atau lisan yang menjadi pedoman untuk menganalisa suatu
produk agar pengujian suatu produksi tidak terbantahkan oleh pihak lain,
tentunya didukung oleh adanya sumber daya manusia yang memiliki keahlian dalam
menganalisa sutau produk yang siap berkompetensi sehingga dapat bersaing dengan
laboratorium lain baik nasional maupun internasional.
Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan taknologi
(IPTEK) khususnya dibidang industri pertambangan, dalam hal ini batubara, maka
perlu adanya pengawasan terhadap mutu dari tiap-tiap jenis produksi. Karena
mutu dan kualitas dari suatu batubara sangat berpengaruh dalam penggunaan dan
pemanfaatannya.
Sekolah Menengah Analis Kimia (SMAK) Makassar merupakan salah satu alternative untuk menindak
lanjuti hal tersebut diatas. Oleh karena itu sesuai dengan kurikulum Sekolah
Menengah analis Kimia (SMAK) Makassar yang mewajibkan siswa-siswi kelas IV
semester VIII untuk melaksanakan Praktek Kerja Industri (PRAKERIN) sebagai
salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan pada Sekolah Menengah Analis
Kimia (SMAK) Makassar.
Melihat peranan batubara yang sangat besar ini, maka
penulis tertarik untuk melaksanakan Praktek Kerja Industri pada batubara yang
terdapat di Banjarbaru, Kalimantan selatan
yakni PT. GEOSERVICES Site Asam-Asam yang memfokuskan pada “ Analisa Proximate dan Total Sulfur pada
Batubara”.Dimana batubara merupakan salah satu sumber energy yang
depositnya cukup besar dan sudah lama dikenal serta digunakan sebagai bahan
bakar kapal uap, lokomotif, pabrik semen, dan pembangkit listrik tenaga uap
(PLTU).
B. Tujuan Praktek Kerja Industri
Pelaksanaan Praktek Kerja Industri (PRAKERIN) bagi
siswa-siswi Sekolah Menengah Analis Kimia (SMAK) Makassar
bertujuan untuk:
1.
Menambah pengetahuan dan meningkatkan keterampilan
dalam bekerja khususnya dalam bidang pengujian di laboratorium.
2.
Menumbuh kembangkan sikap etos kerja, sikap
kemandirian, dan sikap professional sebagai seorang tenaga analis kimia.
3.
Melatih dan meningkatkan disiplin serta tanggung jawab
dalam lingkungan kerja.
4.
Menambah literature bagi perpustakaan Sekolah Menengah
Analis Kimia Makassar.
5.
Membuka
wawasan siswa agar lebih mengenal dunia kerja.
6.
Mengembangkan
kemampuan siswa dalam menerapkan teori-teori yang diperoleh disekolah
7.
Membina siswa
agar berhasil menjadi lulusan yang berkualitas, dan
8.
Menyiapkan
siswa agar lebih familiar dengan lingkungan dunia kerja.
Tujuan khusus dilaksanakannya kerja
praktik adalah untuk:
1.
Mempelajari
metode-metode analisa kandungan kimia pada batubara.
2.
Memenuhi salah satu persyaratan dalam
menyelesaikan program belajar pada institusi pendidikan Sekolah Menengah Analis
Kimia (SMAK) Makassar.
C. Identifikasi Masalah
Batubara merupakan bahan bakar padat yang mengandung
mineral-mineral. Penanganan batubara memerlukan pengamanan, karena ada beberapa
masalah dalam penanganan batubara antara lain :
1.
Batubara dapat terbakar sendiri.
2.
Batubara dapat menimbulkan ledakan.
Meskipun terdapat masalah dalam penanganan batubara,
masyarakat memakai sumber daya energi di Indonesia, terutama yang menggunakan energi
untuk keperluan pembakaran dalam jumlah besar seperti: Pembangkit Listrik Tenaga
Uap (PLTU) dan industri semen, menyadari bahwa penggunanan batubara mempunyai
kelebihan antara lain:
1.
Penekanan biaya operasi yang disebabkan oleh harga
batubara yang lebih murah dari pada jenis sumber energi lainnya.
2.
Batubara dalam dunia industri lebih berperan
dibandingkan sumber energi yang lainnya.
Penggunaan batubara dalam bentuk briket merupakan bahan yang sangat
potensial untuk menggantikan korosin maupun kayu bakar yang masih banyak
digunakan di daerah pedesaan, dengan beralihnya kebiasaan membakar kayu bakar
ke briket batubara, masalah ekologi
air tanah akan mendapat bantuan yang tak terhingga.
D. Metode Penulisan
Adapun metode – metode yang penulis
pergunakan dalam penyusunan laporan ini antara lain :
1.
Metode Orientasi di Laboratorium
Pada metode ini, penulis terjun langsung melaksanakan
percobaan, dalam hal ini penulis sendiri yang bertindak sebagai analis dalam
melakukan analisa kimia. Dengan metode ini penulis merekam semua bentuk
pengamatan yang berkaitan pada proses analisis kimia.
2.
Metode Study Literatur
Pada metode ini penulis membaca dan mempelajari berbagai literature yang
berkaitan dengan materi tentang analisa batubara.
3.
Konsultasi dengan pambimbing
Apabila dijumpai suatu permasalahan yang tidak terdapat pada literature,
maka sebagai jalan keluarnya adalah berkonsultasi langsung dengan pembimbing.
E. Sistematika Laporan
Laporan ini dibagi menjadi 3 bagian utama yang meliputi :
a)
Bagian pendahuluan yang mencakup : halaman judul,
lembar pengesahan, lembar penerimaan, kata pengantar, ucapan terima kasih,
daftar isi.
b)
Bagian isi yang terdiri dari :
BAB I : Berisi pendahuluan yang mencakup : latar
belakang,tujuan praktek kerja industry, identifikasi masalah, metode penulisan
laporan dan sistimatika laporan.
BAB II : Berisi tinjauan umum perusahaan yang
mencakup : sejarah singkat perusahaan, fungsi, tugas dan struktur kerja divisi
laboratorium PT. GEOSERVICES.
BAB III : Berisi landasan
teori mengenai batubara yang mancakup : defenisi batubara,pembentukan,jenis,kelas
sumber daya,proses pembentukan,sifat,komponen,kegunaan dan penjelasan tentang
parameter analisa batubara.
BAB IV : Berisi tentang metode analisa yang meliputi: analisa proximat
(kadar air,kadar abu dan volatile matter), dan analisa total sulfur.
BAB V : Berisi tentang
hasil analisa dan pembahasan.
c)
Bagian penutup
BAB VI : Terdiri dari kesimpulan dan saran. Dimana pada kesimpulan mencakup tentang analisa kadar
proximat, dan total sulfur.
BAB II
TINJAUAN UMUM PT. GEOSERVICES
A. Sejarah PT. Geoservices
PT.
GEOSERVICES adalah perusahaan konsultan yang seluruhnya dimiliki oleh
perusahaan swasta nasional, dua pendiri utama perusahaan ini adalah master dari
Colorado school of Mines Bapak H.L
Ong yang mempunyai gelar Doctor kimia batu-batuan pada tahun 1968 sedangkan
Bapak Durban L. Ardjo mendapatkan masternya (M.Sc) dalam metalurgi pada tahun
1965.
Sejak didirikan pada tahun 1971 PT. GEOSERVICES terus dikembangkan dalam memberikan pelayanan
dibidang pertambangan ini mempekerjakan 400 karyawan yang diantaranya ialah
ahli dari luar negeri. Laboratorium batubara didirikan pada tahun 1982 dengan
laboratorium pusatnya di Bandung. Saat ini PT. geoservices telah memiliki 7
laboratorium batubara dan mempekerjakan sedikitnya 600 orang karyawan. Selain
laboratorium yang ada di Bandung, laboratorium lainnya terdapat di Balikpapan,
Banjarbaru, Dumai, Jakarta, Makassar, Surabaya, Samarinda, Tg. Redep, Medan dan
Singapore.
Laboratorium kimia ini termasuk slah satu unit kerja
yang didirikan pertama kali disamping unit kerja lainnya, seperti pemetaan dan
eksplorasi, pelayanan yang dapat diberikan pada waktu itu ialah pemeriksaan
kualitas mineral dan air, sekarang laboratorium PT. GEOSERVICES selain dapat melayani pemeriksaan mineral dan air
juga dapat melayani pemeriksaan kualitas batubara, minyak dan gas.
PT.
Geoservices bekerja sama dengan perusahaan asing yaitu ACIRL (Australia
Coal Industri Resources Laboratories) dan untuk menjaga kualitas hasil
pekerjaan di PT. Geoservices maka dilakukan secara rutin setiap bulan Round Robin
Check yang di ikuti oleh 58 laboratorium yang ada di Indonesia maupun
Australia. Sedangkan Daily Check adalah pemeriksaan suatu mutu analisa yang
dilakukan sendiri dengan menggunakan sampel standar yang telah diketahui
mutunya.
B. Fungsi dan Tugas
PT. Geoservices mempunyai fungsi dan tugas dalam
pengujian dan menganalisa mineral-mineral, batubara, minyak dan gas bumi. Untuk
menjalankan pengujian itu, PT. Geoservices bekerjasama dengan analis dari
Australia pada tahun 1986-1989 dan Australia laboratories pada tahun 1991,
tujuannya adalah untuk mendapatkan kesempatan yang luas untuk pelatihan para
staf laboratorium baik yang berada di
Indonesia maupun yang ada diluar Indonesia.
PT. Geoservices adalah lisensi untuk perlakuan
pengawasan muatan batubara di Indonesia dan memiliki staff pengawas yang
terlatih dengan pengawas yang luas tentang control dengan berat badan dagang
atau komoditi. PT. Geoservices telah mengerjakan berbagai pengujian dan
pelayanan terhadap industry batubara Indonesia. Layanan ini tentang loging test batuan secara cepat yang
telah ditawarkan sejak tahun 1982.
Pada tahun 1989 pelayanan loging test semakin
ditingkatkan dengan menambahkan yang baru dan modern sehingga loging test
dilakukan dengan system komputerisasi digital menawarkan pula pembukaan dan hal
mengenai pelayanan loging test untuk penyelidikan dan produksi minyak dibawah
2000 meter. Sebelum tahun 1991, PT. Geoservices mengembangkan system loging
testnya, selain itu, PT. Geoservices menawarkan pelatihan bagi para pekerja dari
instruktur yang berpengalaman selama lebih dari 10 tahun yang telah mendapat
izin dari Badan Tenaga Atom Nasional (BATAN)
untuk menggunakan sumber radio aktif.
PT.
GEOSERVICES memberikan
pelayanan-pelayanan yang secara garis besarnya sebagai berikut:
·
Export
superintending
Sebagai independent arbitor
untuk pemasok batubara dengan pembeli untuk tujuan penentuan dan kualitas
batubara yang akan pengapalan.
·
Pengujian
Contoh Eksplorasi Tambang dan Preparation
plant
Laboratorium pengujian yang terdapat di Bandung ,
Samarinda dan Balikpapan, disamping mengerjakan pengujian superintending, dilengkapi pula dengan peralatan dan personal untuk
menangani pengujian batubara yang lebih rumit dan bervariasi serta di perlukan
dalam program eksplorasi, tanmbang dan coal
preparation plant.
·
Sampling
Mengerjakan sampling untuk pembuatan
sertifikat sampling dan pengujian PT.
GEOSERVICES memiliki pegawai yang ahli
dalam penentuan presisi sampling dan
bias.
·
Pengujian
Kimia
PT. GEOSERVICES melakukuan pengujian kimia suatu batubara
berdasarkan permintaan client.
C. Struktur Kerja Divisi Laboratorium PT.
Geoservices
Tugas divisi laboratorium di PT. Geoservices dibagi
dalam dua bagian yaitu:
1.
Komersial
(Superintending Work)
a.
Jumlah (Quantity)
Dilakukan dengan cara draf survey, yaitu penetapan
jumlah berat batubara yang masuk dalam kapal pengangkut.
b.
Kualitas (Quality)
Dilakukan dengan cara draf survey, yaitu penetapan kualitas
batubara yang masuk dalam kapal pengangkut.
Ø
Sampling
Pengambilan sampel dilakukan dengan
cara sedikit demi sedikit dari semua sampel yang ada sehingga sampel tersebut
mampu mewakili seluruh jumlah sampel yang ada.
Ø
Preparasi
Sampel dipersiapkan secara sistematis untuk keperluan
analisa dengan tahap kerja sebagai berikut :
·
Air drying
(pengeringan pada udara terbuka)
·
Crushing
(proses pengecilan ukuran)
·
Dividing
(pembagian sampel)
·
Milling
(pengecilan ukuran menjadi halus sehingga siap untuk dianalisa)
Selain proses di atas ada juga tes yang dilakukan
pada bagian lain yaitu :
·
Size analysis (analisa ukuran batubara)
·
Hardgrove Grindability Indeks / HGI
(mengetahui kemudahan batubara untuk digerus)
·
Free Moisture (kadar air bebas)
c.
Analisa (Analysis)
Untuk mengetahui persentasi kandungan zat-zat atau
mineral tertentu serta nilai total moisture yang terkandung dalam batubara
tersebut agar dapat diketahui kualitasnya, analisa yang biasa dilakukan pada
bagian ini adalah :
·
Proximate
: Moisture, Ash, Volatile Matter, dan Fixed
Carbon.
·
Total Moisture
·
Total Sulfur
·
Calori Value
2.
Kualitas Kontrol (Quality
control)
Ruang lingkup pada bagian ini adalah :
a.
Product
Control
Suatu kegiatan untuk mengontrol hasil produksi yang
bertujuan untuk spesifikasi dari kualitas yang kita punya atau produksi.
b.
Washability
Test
Kegiatan untuk mempelajari
karakteristik batubara apabila dilakukan pencucian berdasarkan density-nya.
c.
Preparation
Kegiatan
ini meliputi Air drying lost, crushing,
dividing, dan milling.
d.
Testing
Kegiatan
ini meliputi free moisture.
e.
Analysis
Kegiatan
ini meliputi :
v
Analisis – analisi dasar, yaitu analisis proximat (Moisture, Ash, Volatile Matter dan
Fixed Carbon)
v
Analisi ultimate
(karbon, hydrogen, nitrogen, sulfur dan oksigen) dan penentuan unsur-unsur
tertentu dalam batubara.
v
Penentuan-penentuan khusus (calorific value, hardgrove grindability index, abrasion index, ash fushion
temperature, ash analysis, klor,dsb).
BAB III
URAIAN TEORI
A.
Tinjauan Umum
1. Definisi Batubara
Batubara adalah batubara hidrokarbon padat yang
terbentuk dari tumbuh-tumbuhan dalam lingkungan bebas oksigen dan terkena
pengaruh panas serta tekanan yang berlangsung lebih lama. Sifat kimia batubara
ditentukan oleh jenis dan jumlah unsur kimia yang terkandung dalam
tumbuh-tumbuhan. Proses perubahan tumbuh-tumbuhan menjadi batubara sangat di
pengaruhi oleh : waktu, tekanan, dan bakteri pembusuk.
Batubara (coal) adalah sumber energi fosil yang
paling banyak kita miliki di dunia ini. Batubara sendiri merupakan campuran
yang sangat kompleks dari zat kimia organik yang mengandung karbon, oksigen,
dan hidrogen dalam sebuah rantai karbon serta sedikit nitrogen dan sulfur. Pada
campuran ini juga terdapat kandungan air dan mineral (Anonim1,
2010).
Batubara merupakan sisa tumbuhan dari zaman prasejarah
yang berubah bentuk yang awalnya berakumulasi di rawa dan lahan gambut.
Penimbunan lanau dan sedimen lainnya, bersama dengan pergeseran kerak bumi
(dikenal sebagai pergeseran tektonik) mengubur rawa dan gambut yang seringkali
sampai ke kedalaman yang sangat dalam. Dengan penimbunan tersebut, material
tumbuhan tersebut terkena suhu dan tekanan yang tinggi. Suhu dan tekanan yang
tinggi tersebut menyebabkan tumbuhan tersebut mengalami proses perubahan fisika
dan kimiawi dan mengubah tumbuhan tersebut menjadi gambut dan kemudian batu
bara (Anonim2, 2009).
Kondisi yang baik pada proses pembentukan batubara adalah
lingkungan yang berawa dangkal. Kondisi tersebut terdapat pada cekungan sedimen
yang terbentuk sepanjang pantai, daerah delta dan danau. Batubara terbentuk
oleh adanya perubahan secara fisik dan kimia yang dipengaruhi oleh bakteri
pengurai, tekanan, temperatur, serta waktu (Anonim2, 2009).
Pembentukan batu bara memerlukan kondisi-kondisi tertentu
dan hanya terjadi pada era-era tertentu sepanjang sejarah geologi. Zaman
Karbon, kira-kira 340 juta tahun yang lalu, adalah masa pembentukan batu bara
yang paling produktif dimana hampir seluruh deposit batu bara (black coal) yang ekonomis di belahan
bumi bagian utara terbentuk. Pada zaman Permian, kira-kira 270 juta tahun lalu,
juga terbentuk endapan-endapan batu bara yang ekonomis di belahan bumi bagian
selatan, seperti Australia, dan berlangsung terus hingga ke zaman tersier (70 -
13 juta tahun lalu) di berbagai belahan bumi lain (Anonim2, 2009).
Pembentukan batubara dimulai sejak Carboniferous Period (Periode Pembentukan Karbon atau Batu Bara)
dikenal sebagai zaman batu bara pertama yang berlangsung antara 360 juta sampai
290 juta tahun yang lalu. Mutu dari setiap endapan batu bara ditentukan oleh
suhu dan tekanan serta lama waktu pembentukan, yang disebut sebagai maturitas
organik. Proses awalnya gambut berubah menjadi lignit (batu bara muda) atau brown coal (batu bara coklat). Ini
adalah batu bara dengan jenis maturitas organik rendah. Dibandingkan dengan
batu bara jenis lainnya, batu bara muda agak lembut dan warnanya bervariasi
dari hitam pekat sampai kecoklat-coklatan. Mendapat pengaruh suhu dan tekanan
yang terus menerus selama jutaan tahun, batu bara muda mengalami perubahan yang
secara bertahap menambah maturitas
organiknya dan mengubah batubara muda menjadi batu bara sub-bituminus.
Perubahan kimiawi dan fisika terus berlangsung hingga batu bara menjadi lebih
keras dan warnanya lebih hitam dan membentuk bituminus atau antrasit. Dalam
kondisi yang tepat, peningkatan maturitas organik yang semakin tinggi terus
berlangsung hingga membentuk antrasit (Anonim2, 2009).
Tingkat perubahan yang dialami batubara dalam proses
pembentukannya, dari gambut sampai menjadi antrasit disebut sebagai pengarangan
memiliki hubungan yang penting dan hubungan tersebut disebut sebagai tingkat
mutu batu bara. Batu bara dengan mutu yang rendah, seperti batu bara muda dan
sub-bituminus biasanya lebih lembut dengan materi yang rapuh dan berwarna suram
seperti tanah. Baru bara muda memilih tingkat kelembaban yang tinggi dan
kandungan karbon yang rendah, dan dengan demikian kandungan energinya rendah.
Batu bara dengan mutu yang lebih tinggi umumnya lebih keras dan kuat dan
seringkali berwarna hitam cemerlang seperti kaca. Batu bara dengan mutu yang
lebih tinggi memiliki kandungan karbon yang lebih banyak, tingkat kelembaban
yang lebih rendah dan menghasilkan energi yang lebih banyak (Anonim3,
2010).
Sumber daya batubara (Coal
Resources) adalah bagian dari endapan batubara yang diharapkan dapat
dimanfaatkan. Sumber daya batu bara ini dibagi dalam kelas-kelas sumber daya
berdasarkan tingkat keyakinan geologi yang ditentukan secara kualitatif oleh
kondisi geologi/tingkat kompleksitas dan secara kuantitatif oleh jarak titik
informasi. Sumberdaya ini dapat meningkat menjadi cadangan apabila setelah
dilakukan kajian kelayakan dinyatakan layak. Cadangan batubara (Coal Reserves) adalah bagian dari sumber
daya batubara yang telah diketahui dimensi, sebaran kuantitas, dan kualitasnya,
yang pada saat pengkajian kelayakan dinyatakan layak untuk ditambang (Putrago, 2009).
Beberapa teori tentang definisi batubara yaitu :
a)
Thiese (1974)
Batubara adalah suatu benda
padat yang kompleks, terdiri dari bermacam-macam unsur yang mewakili beberapa
komponen kimia. Batubara ini terbentuk dari sisa-sisa tanaman.
b. Spaceman (1958)
Batubara adalah suatu benda karbon berkomposisi maceral.
Proses pembentukan batubara
ini diawali dari :
Peat → lignite → subbitumine
→ bitumine → antrasit
c. The Internasional Hand Book
Of Coal Petrography
Batubara adalah batuan
sediment yang mudah terbakar, terbentuk dari sisa-sisa tanaman dalam variasi
tingkat pengawetan diikuti oleh proses kompaksi.
2. Pembentukan Batubara
Batubara terbentuk
dari tumbuh-tumbuhan yang mengalami proses pembusukan, proses perubahan sebagai
akibat dari bermacam-macam pengaruh kimia dan fisika.
Pembentukan batubara dari
sisa-sisa tumbuhan menjadi gambut kemudian batubara mudah sampai batubara tua
terjadi dalam dua tahap yaitu tahap biokimia dan tahap kimia fisika.
a. Proses biokimia
Proses degradasi boikimia
banyak berperan, bila tanaman terakumulasi dalam lingkungan rawa atau payau
tanaman tersebut akan menjadi jenuh air. Proses pembusukan akan terjadi oleh
kerja mikroba anaerobic. Mikroba ini bekerja dalam suasana tanpa oksigen dan
mempunyai kemampuan yang sama terhadap mikroba aerobic.
Aktifitas mikroba yang berupa
bakteri dan fungi tersebut pertama-tama menghancurkan bagian yang lunak seperti
selulosa, protoplasma dan pati, sedangkan bagian yang lebih keras seperti
lilin, damar dan kulit kayu akan tertinggal.
Aktifitas mikroba pada
batubara tergantung pada jumlah dan sirkulasi air, temperature, suplay oksigen
dan perkembangan racun. Apabila factor tersebut tidak berimbang, maka aktifitas
mikroba akan terganggu,keaktifan mikroba berkurang bila air semakin dalam. Bila
tanaman tertutupi air dengan cepat maka tanaman akan terhindar dari proses
pembusukan, maka disinilah akan terjadi proses desintegrasi atau penguraian
oleh mikroba.
b. Proses kimia fisika
Batubara terbentuk dengan
cara kompleks dan memerlukan waktu yang sangat lama, di bawah pengaruh fisika,
kimia ataupun keadaan geologi.
Tingkat kedua dalam
pembentukan batubara adalah tingkat penimbunan atau penguburan, dalam tingkat
ini proses degradasi biokimia tidak berperan tetapi didominasi oleh proses
dynamo kimia atau kimia fisika. Proses inilah yang menyebabkan perubahan gambut
menjadi batubara dalam berbagai tingkatan. Selama proses ini, terjadi
penguraian air lembab. Oksigen dan zat terbang dan bertambahnya persentase
karbon padat, belerang dan kandungan abunya.
Pembentukan batubara merupakan proses yang sangat
kompleks, terdapat serangkaian factor yang diperlukan batubara yaitu:
1)
Posisi Geotektonik
Posisi geotektonik adalah
suatu tempat yang keberadaannya dipengaruhi oleh gaya tektonik lempeng dalam
pembetukan cekungan batubara, posisi geotektonik merupakan factor yang dominan.
2)
Potofografi (morfologi)
Morfologi dari cekungan
tercelup pada saat pembentukan gambut sangat penting karena menentukan
penyebaran rawa-rawa dimana batubara tersebut terbentuk.Tofografi mempunyai
efek yang terbatas terhadap iklim dan keadaannya tergantung pada posisi
geotektonik.
a)
Iklim
kelembaban memegang peranan
penting dalam pembentukan batubara dan merupakan factor pengontrol pertumbuhan
flora dan kondisi yang sesuai. Iklim bergantung pada posisi geografis dan lebih
luas lagi di pengaruhi oleh posisi geotektonik.
b)
Penurunan
penurunan cekungan batubara
dipengaruhi oleh gaya tektonik, jika penurunan dan pengendapan gambut yang
seimbang akan menghasilkan batubara yang tebal.
c)
Unsur geologi
proses geologi menentukan
berkembangnya evolusi kehidupan berbagai macam tumbuhan. Dalam masa
perkembangan geologi membahas sejarah pengendapan batubara dan metamorfosa
organic. Makin tua umur batuan makin dalam pula penimbunan yang terjadi
sehingga terbentuk batubara yang bermutu tinggi.
d) Tumbuhan
flora merupakan unsur yang
utama pembentukan batubara. Pembentukan dari flora terakumulasi pada suatu
lingkungan dan zona fisiografi dengan iklim dan tofografi tertentu. Flora
merupakan factor penentu terbentuknya berbagai tipe batubara.
e) Dekomposisi
dekomposisi flora yang
merupakan bagian dari transformasi biokimia dari organic merupakan titik awal
untuk seluruh alterasi.
f) Sejarah sesudah pengendapan
sejarah cekungan batubara
secara luas tergantung pada posisi geotektonik yang mempengaruhi perkembangan
batubara dan cekungan batubara.
g) Struktur cekungan batubara
terbentuknya cekungan pada
batubara umumnya mengalami deformasi oleh gaya tektonik yang akan menghasilkan
lapisan batubara dalam bentuk-bentuk tertentu.
h) Metamorfosa organic
perubahan mutu batubara
diakibatkan oleh factor tekanan dan waktu. Tekanan dapat disebabkan oleh
lapisan sediment penutup yang sangat tebal. Hal ini menyebabkan bertambahnya
percepatan proses metamorfosa organic akan dapat mengubah gambut menjadi
batubara sesuaib dengan perubahan sifat kimia, fisika dan optiknya.
Proses pembentukan batubara
yang dibantu oleh factor fisika dan kimia akan mengubah selulosa menjadi
lignite, subbitumine, butimine, dan antrasit.
Reaksi pembentukan batubara
5C6H10O5 C20H22O4
+ 3CH4 + 8H2O + 6CO2 + CO
sellulosa lignit gas
metan
5C6H10O5
C20H22O4 + 3CH4 + 8H2O + 6CO2 + CO
sellulosa butumine gas
metan
3. Komponen –
Komponen dalam Batubara
Didalam analisa batubara terdapat beberapa
komponen yaitu :
a. Air
Air didalam batubara
dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu air bebas dan air lembab. Air lembab
dalam batubara sangat dipengaruhi oleh keadaan linkungan dimana batubara itu
berada demikian juga air lembab sangat bervariasi yang merupakan karakteristik
dari batubara tersebut.
b. Karbon, Hydrogen, dan Oksigen.
Ketiga unsur ini
merupakan unsur pokok pembentuk batubara dan merupakan komponen paling dominan.
c. Nitrogen
Kandungan nitrogen dalam
batubara umumnya tidak lebih dari 2%. Nitrogen dalam batubara terdapat sebagai
senyawa organic yang terikat pada ikatan karbon dalam batubara, oleh karena itu
dalam penentuan kadar nitrogen ini harus dilakukan destruksi sample batubara.
d. Sulfur
Bentuk sulfur dalam
batubara umumnya terdapat dalam tiga bentuk yaitu sulphur organic, sulphate
sulphur, pyritik sulphur.
e. Abu (Mineral)
Abu dalam batubara
merupakan senyawa-senyawa oksida dari Ca, Al, Fe dan Ti, Mn, Mg, Na, K dalam
bentuk silikat, oksida sulfat, sulfide dan phosphate, sedangkan unsur-unsur As,
Ni, Cu, Pb, dan Zn terdapat dalam jumlah yang sangat penting dalam analisis
terhadap batubara dengan tujuan untuk mengetahui jenis serta kualitas batubara
tersebut.
4. Jenis – Jenis Batubara
a.
Gambut (peat)
Golongan ini sebenarnya belum termasuk jenis batubara,
tapi merupakan bahan bakar. Hal ini disebabkan karena masih merupakan fase awal
dari proses pembentukan batubara. Endapan ini masih memperlihatkan sifat asal
dari bahan dasarnya (tumbuh-tumbuhan).
b.
Lignit (Batubara Coklat, “Brown Coal”)
Golongan ini sudah memperlihatkan proses selanjutnya
berupa struktur kekar dan gejala pelapisan. Apabila dikeringkan maka gas dan
airnya akan keluar. Endapan ini bisa dimanfaatkan secara terbatas untuk
kepentingan yang bersifat sederhana, karena panas yang dikeluarkan sangat
rendah.
c. Sub-Bituminous (Bitumen Menengah)
Golongan ini memperlihatkan ciri-ciri tertentu yaitu warna
yang kehitam-hitaman dan sudah mengandung lilin. Ciri lain adalah sisa bagian
tumbuh-tumbuhan tinggal sedikit dan berlapis. Endapan ini dapat digunakan untuk
pemanfaatan pembakaran yang cukup dengan temperatur rendah. Nilai kalori 3000-
6300 kal/gram.
d.
Bituminous
Golongan ini dicirikan dengan sifat-sifat yang padat,
hitam, rapuh (brittle) dengan membentuk bongkah-bongkah prismatik.
Berlapis dan tidak mengeluarkan gas dan air bila dikeringkan. Endapan ini dapat
digunakan antara lain untuk kepentingan transportasi dan jenis industri kecil.
Nilai kalori antara 6300 – 7300 kal/gram.
Batubara sediment adalah
batubara yang terdiri dari maceral-maceral, mineral, dan zat-zat organic.
Mineral dalam batuan sediment anorganik dapat dipandang serta dengan maceral,
tetapi bedanya adalah maceral menunjukkan modifikasi struktur dan susunan kimia
yang bertahap selama proses pembentukan batubara.
Maceral di bagi menjadi tiga golongan utama
yaitu :
a. Vitrinit
Vitrinit merupakan
maceral terbanyak merupakan maceral yang reaktif. Umumnya berasal dari kayu dan
merupakan konstituen utama dari batubara yang keras, tenang dan lebih berkilau.
Vitrinit menjadi lunak dan elastic, membentuk suatu kokas meleleh karena itulah
vitrinit merupakan komponen yang sangat penting bagi batubara kokas.
b. Inertinit
Berasal dari jaringan
kayu dan tanaman yang lunak merupakan maceral yang tidak reaktif, walaupun ada
sebagian yang reaktif. Intertinit telah banyak berubah dari bahan asalnya, ini
disebabkan karena adanya oksigen yang banyak selama berlangsungnya proses
pembentukan batubara.
c. Exinit
Exinit merupakan
golongan maceral yang sedikit jumlahnya. Exinit berasal dari spora tanaman,
biji tepung sari, perekat berlemak dari daun dan resin. Exinit relative banyak
mengandung hydrogen dan pada pemanasan akan menghasilkan gas.
5. Sifat – Sifat Batubara
Sifat-sifat batubara digolongkan menjadi dua
kelompok besar yaitu sifat fisika dan sifat kimia :
1)
Sifat fisika
Sifat fisika dari batubara tergantung pada
susunan kimia yang membentuknya. Sifat-sifat dari batubara saling berkaitan.
Sifat-sifat fisika tersebut meliputi :
a. Berat jenis
Berat jenis batubara
berkisar 1,25 g/cm3, pertambahannya sesuai dengan peningkatan
derajat batubara. Tetapi berat jenis batubara dari batubara jenis lignite (1,5
g/cm3)sampai batubara jenis bitumine (1,25 g/cm3)kemudian
naik pada batubara jenis antrasit (1,5 g/cm3).
b. Kekerasan
Kekerasan batubara
tergantung pada struktur batubara yang ada. Keras atau lemahnya batubara juga
tergantung pada komposisi dan jenis dari batubara tersebut.
c. Warna
Warna batubara bervariasi
dari coklat dari pada lignite menjadi hitam sampai hitam logam pada antrasit.
Hampir seluruh batubara jenis bitumine merupakan perselingan antara batubara
berwarna terang dan kusam.
e.
Goresan
Goresan batubara
berkisar antara terang sampai coklat tua. Lignite mempunyai goresan hitam
keabu-abuan dan batubara jenis bitumine mempunyai warna goresan hitam.
e. Serpihan
Serpihan batubara
memperlihatkan bentuk dari potongan batubara dari sifat memecahkan. Hal ini
memperlihatkan sifat dan mutu dari suatu batubara. Batubara dengan zat terbang
tinggi cenderung membentuk serpihan dalam bentuk persegi, balok atau kubus.
2)
Sifat kimia
Sifat kimia dari batubara sangat
berhubungan langsung dengan peningkatan derajat batubara tersebut baik senyawa
organic maupun senyawa anorganik. Sifat kimia dari batubara meliputi :
a. Karbon
Bentuk atom karbon
murni dalam alam dapat berupa intan, grafit, dan amorf. Bentuk karbon amorf
diperoleh dari minyak gas alam atau bahan bakar minyak bumi lain yang terbakar
dalam udara terbatas. Karbon yang terdapat dalam suatu batubara bertambah
sesuai dengan peningkatan derajat batubaranya. Karbon bertambah sesuai dengan
naiknya derajat batubara dan kira-kira 60% sampai 100%.Persentasinya akan lebih
kecil pada lignite dan akan menjadi besar pada antrasit dan hamper 100% dalam
grafit. Karbon yang terkandung dalam setiap batubara sangat penting peranannya
sebagai penyebab energy kalor.
b. Hydrogen
Hydrogen yang terdapat dalam
batubara berupa kombinasi alifatik dan aromatic dan berangsur habis akibat
evolusi tanaman. Kandungan hydrogen dalam batubara jenis lignite berkisar
antara 5% sampai 6% sekitar 4,5% sampai 5,5 % dalam batubara jenis bitumine dan
sekitar 3% sampai 3,5% dalam batubara jenis antrasit.
c. Oksigen
Oksigen yang terdapat
dalam batubara berupa ikatan atau kelompok hidroksil, karboksil, metoksil dan
karbonil yang tidak reaktif. Kandungan oksigen dalam batubara jenis lignite
berkisar 20% atau lebih, dalam batubara bitumine berkisar antara 4% sampai 10%
dan 1,5% sampai 2% dalam batubara jenis antrasit.
d. Nitrogen
Nitrogen yang terdapat
dalam batubara berupa senyawa organic. Nitrogen terbentuk hampir seluruhnya
dari protein tanaman asalnya,jumlahnya sekitar 0,5 % sampai 3%. Batubara
bitumine biasanya mengandung Nitrogen lebih banyak dari pada batubara jenis
lignite dan antrasit.
e. Sulfur
Sulfur dalam batubara
terdapat sebagian sulfit besi yang sering disebut sebagai senyawa pyritic
sulphur. Sulfur dalam batubara biasanya dalam jumlah kecil dan kemungkinan
berasal dari protein tanaman pembentuk dan diperkaya oleh bakteri sulfur.
Kemudian sulfur dalam batubara biasanya lebih kecil 4% tetapi dalam beberapa
hal mempunyai konsentrasi yang lebih tinggi. Kehadiran sulfur dapat membahayakan
dalam proses pembakaran karena dapat mengakibatkan polusi.
6. Kegunaan Batubara
Kegunaan batu bara dapat di kelompokan dalam
tiga kelompok yaitu:
a. Sebagai bahan bakar langsung
Batubara dapat digunakan
secara langsung dalam bentuk padatan tanpa melalui pengolahan, misalnya
digunakan sebagai bahan bakar pada ketel uap, pabrik semen dan pada
industry-industri kecil.
b.
sebagai bahan bakar tak langsung
sebelum
digunakan sebagai sumber energy, batubara terlebih dahulu diproses menjadi
bentuk lain. Proses tersebut antara lain :
1.
Pencairan : proses ini menghasilkan
bahan bakar minyak
2.
Gasifikasi : proses ini menghasilkan
bahan bakar gas
3.
Karbonisasi : hasil utama dari proses
ini berupa kokas atau semi kokas yang digunakan dalam bentuk bongkahan/briket yang
digunakan sebagai bahan bakar industry dan rumah tangga
4.
Suspensi : proses ini diperoleh coal
water fuel yang mempunyai sifat mirip dengan bahan bakar minyak
c.
bukan sebagai bahan bakar
pemanfaatan
batubara pada berbagai jenis industry yang penggunaanya bukan sebagai bahan
bakar misalnya ; bahan bakar industry petrokimia, reduktor, karbon aktif,
elektroda dan lain-lain.
7. Kelas
Sumber Daya
A. Sumber
Daya Batubara Hipotetik (Hypothetical
Coal Resource)
Sumber daya batu bara hipotetik adalah batu bara di daerah
penyelidikan atau bagian dari daerah penyelidikan, yang dihitung berdasarkan
data yang memenuhi syarat-syarat yang ditetapkan untuk tahap penyelidikan
survei tinjau. Sejumlah kelas sumber daya yang belum ditemukan yang sama
dengan cadangan batubara yang diharapkan mungkin ada di daerah atau wilayah
batubara yang sama dibawah kondisi geologi atau perluasan dari sumberdaya
batubara tereka. Pada umumnya, sumberdaya berada pada daerah dimana titik-titik
sampling dan pengukuran serat bukti untuk ketebalan dan keberadaan batubara
diambil dari distant outcrops,
pertambangan, lubang-lubang galian, serta sumur-sumur. Jika eksplorasi
menyatakan bahwa kebenaran dari hipotesis sumberdaya dan mengungkapkan
informasi yg cukup tentang kualitasnya, jumlah serta rank, maka mereka akan di
klasifikasikan kembali sebagai sumber daya teridentifikasi (identified resources) (Sukandarrumidi,
2006).
B. Sumber
Daya Batubara Tereka (Inferred Coal
Resource)
Sumber daya batu bara tereka adalah jumlah batu bara di
daerah penyelidikan atau bagian dari daerah penyelidikan, yang dihitung
berdasarkan data yang memenuhi syarat-syarat yang ditetapkan untuk tahap penyelidikan
prospeksi. Titik pengamatan mempunyai jarak yang cukup jauh sehingga penilaian
dari sumber daya tidak dapat diandalkan. Daerah sumber daya ini ditentukan dari
proyeksi ketebalan dan tanah penutup, rank, dan kualitas data dari titik
pengukuran dan sampling berdasarkan bukti geologi dalam daerah antara 1,2 km –
4,8 km. termasuk antrasit dan bituminus dengan ketebalan 35 cm atau lebih, sub
bituminus dengan ketebalan 75 cm atau lebih, lignit dengan ketebalan 150 cm
atau lebih (Sukandarrumidi, 2006).
C. Sumber
Daya Batubara Tertunjuk (Indicated Coal
Resource)
Sumber daya batu
bara tertunjuk adalah jumlah batu bara di daerah penyelidikan atau bagian dari
daerah penyelidikan, yang dihitung berdasarkan data yang memenuhi syarat-syarat
yang ditetapkan untuk tahap eksplorasi pendahuluan. Densitas dan kualitas titik
pengamatan cukup untuk melakukan penafsiran secara relistik dari ketebalan, kualitas,
kedalaman, dan jumlah insitu batubara dan dengan alasan sumber daya yang
ditafsir tidak akan mempunyai variasi yang cukup besar jika eksplorasi yang
lebih detail dilakukan. Daerah sumber daya ini ditentukan dari proyeksi
ketebalan dan tanah penutup, rank, dan kualitas data dari titik pengukuran dan
sampling berdasarkan bukti geologi dalam daerah antara 0,4 km – 1,2 km.
termasuk antrasit dan bituminus dengan ketebalan 35 cm atau lebih,
sub-bituminus dengan ketebalan 75 cm atau lebih, lignit dengan ketebalan 150
cm
(Sukandarrumidi, 2006).
D.
Sumber Daya Batubara Terukur (Measured Coal Resourced)
Sumber daya batu bara terukur adalah jumlah batu bara di
daerah peyelidikan atau bagian dari daerah penyelidikan, yang dihitung
berdasarkan data yang memenuhi syarat–syarat yang ditetapkan untuk tahap
eksplorasi rinci. Densitas dan kualitas titik pengamatan cukup untuk diandalkan
untuk melakukan penafsiran ketebalan batubara, kualitas, kedalaman, dan jumlah
batubara insitu. Daerah sumber daya ini ditentukan dari proyeksi ketebalan dan
tanah penutup, rank, dan kualitas data dari titik pengukuran dan sampling
berdasarkan bukti geologi dalam radius 0,4 km. Termasuk antrasit dan bituminus
dengan ketebalan 35 cm atau lebih, sub bituminus dengan ketebalan 75 cm atau lebih,
lignit dengan ketebalan 150 cm (Sukandarrumidi, 2006).
8. Proses Pembentukan Batubara
A. Prinsip Sedimentasi
Pada dasarnya batubara termasuk ke dalam jenis batuan
sedimen. Batuan sedimen terbentuk dari material atau partikel yang terendapkan
di dalam suatu cekungan dalam kondisi tertentu, dan mengalami kompaksi serta
transformasi balik secara fisik, kimia maupun biokimia. Pada saat
pengendapannya material ini selalu membentuk lapisan yang horisontal.
B. Skala Waktu
Geologi
Proses sedimentasi, kompaksi, maupun transportasi
yang dialami oleh material dasar pembentuk sedimen sehingga menjadi batuan
sedimen berjalan selama jutaan tahun.
Kedua konsep tersebut merupakan bagian dari proses
pembentukan batubara yang mencakup proses :
1.
Pembusukan, yakni proses dimana tumbuhan
mengalami tahap pembusukan (decay)
akibat adanya aktifitas dari bakteri anaerob. Bakteri ini bekerja dalam suasana
tanpa oksigen dan menghancurkan bagian yang lunak dari tumbuhan seperti
selulosa, protoplasma, dan pati.
2.
Pengendapan, yakni proses dimana
material halus hasil pembusukan terakumulasi dan mengendap membentuk lapisan
gambut. Proses ini biasanya terjadi pada lingkungan berair, misalnya rawa-rawa.
3. Dekomposisi,
yaitu proses dimana lapisan gambut tersebut di atas akan mengalami perubahan berdasarkan
proses biokimia yang berakibat keluarnya air (H2O) dan sebagian akan
menghilang dalam bentuk karbondioksida (CO2),
karbonmonoksida (CO), dan metana (CH4).
4. Geotektonik,
dimana lapisan gambut yang ada akan terkompaksi oleh gaya tektonik dan kemudian
pada fase selanjutnya akan mengalami lipatan dan patahan. Selain itu gaya
tektonik aktif dapat menimbulkan adanya intrusi/terobosan magma, yang akan
mengubah batubara low grade menjadi high grade. Dengan adanya tektonik setting tertentu, maka zona batubara
yang terbentuk dapat berubah dari lingkungan berair ke lingkungan darat.
5. Erosi,
dimana lapisan batubara yang telah mengalami gaya tektonik berupa pengangkatan
kemudian dierosi sehingga permukaan batubara yang ada menjadi terkupas pada
permukaannnya. Perlapisan batubara inilah yang dieksploitasi pada saat ini
(Anonim2, 2009).
B.
TINJAUAN KHUSUS
1. Sampling
Sampling
adalah proses pengambilan sebagian populasi dari seluruh populasi yang akan
diperiksa kualitasnya. Bagian populasi yang terambil disebut contoh. Tujuan
sampling adalah mendapatkan contoh yang selain kualitasnya bisa mewakili
seluruh populasi, jumlahnya juga masih relative masih bisa ditangani. Faktor
utama yang menentukan tingkat kualitas suatu sampling adalah variabilitas
komponen-komponen pembentuk populasi.
Metode
sampling yang umum digunakan adalah sebagai berikut :
a.
International Standard Organization
(ISO)
b.
British Standard (BS)
c.
American Society For Testing and
Material (ASTM)
d.
Australian Standard (AS)
Proses
pengambilan contoh dari batubara dapat dilakukan dengan truck, astrockpile,
atau pada waktu pengapalan meliputi pengambilan sejumlah increment yang
merupakan gabungan dari gross sampel. Gross sampel kemudian dicrushing dan
dilakukan preparasi contoh sampai dapat dilakukan analisa.
2.
Preparasi
Preparasi
suatu contoh adalah pengurangan massa dan ukuran yang cocok untuk analisa di
laboratorium. Preparasi contoh untuk penentuan kadar air dan general analysis.
Biasanya mencakup pembagian dan pengurangan.
a. Pengeringan
udara
Pengeringan
udara dapat dihitung dari hilang masa setelah pengeringan udara. Pengeringan
udara pada gross sampel dilakukan jika contoh tersebut terlalu basah untuk
diproses tanpa menghilangkan air atau yang menyebabkan timbulnya kerusakan pada
crusher atau mill.
b. Pengecilan
ukuran butir
Pengecilan
ukuran butir adalah proses pengecilan ukuran atas contoh tanpa menyebabkan
perubahan apapun terhadap massa contoh. Contoh alat mekanis yang digunakan
untuk pengecilan ukuran sampel adalah jaw crusher, roll crusher, Raymond mill.
Jawcrusher
atau roll crusher digunakan untuk mengurangi ukuran diatas 5 mm, 11.2 mm, 2.33
mm. Raymond mill digunakan untuk menghancurkan contoh sampai 0.212 mm yang
dilakukan untuk contoh general analysis.
c. Pencampuran
dan Pembagian
Pada
tiap tahap preparasi contoh untuk mengetahui homogenitasnya contoh dapat
dicampur secara manual dengan menggunakan reffle atau dengan membentuk timbunan
berbentuk kerucut dan dapat pula dicampur secara mekanis dengan menggunakan
rotary sample divider sebanyak tiga kali. Sedangkan untuk pembagian contoh
dapat dilakukan dengan 2/8,4/8 dan sebagainya.
C. Parameter Analisa Batubara
1.
Analisa Proximate
Proximate
adalah rangkaian analisa awal dalam pengujian suatu contoh batubara. Analisa
proximate adalah pengujian batubara yang terdiri dari kandungan air ((Moisture
in Analysis), zat terbang (Volatile Matter), kandungan mineral (Ash Content)
dan Fixed Carbon.
a. Kandungan
Air (Moisture in Analysis)
Moisture
in Analysis adalah moisture yang dianggap terdapat dalam rongga- rongga kapiler
dan pori-pori batubara yang relative kecil, yang mana pada kedalaman aslinya
secara teori bahwa kondisi tersebut adalah kondisi yang tingkat kelembaban yang
100% serta pada suhu 30oC, karena sulitnya mengemulsi kondisi
batubara pada kedalaman aslinya, maka badan standarisasi menetapkan kondisi
batubara pada kedalaman aslinya, maka badan standarisasi menetapkan kondisi
pendekatan untuk dipergunakan pada metode standar pengujian di laboratorium.
Standar
internasional (ISO), British (BS), Australia (AS) dan Amerika (ASTM) menetapkan
bahwa kondisi pendekatan yang dipergunakan tersebut adalah kondisi dengan tingkat kelembaban antar 96% sampai 97% dengan suhu
300C.
Banyaknya
kandungan moisture in Analysis dikenal pula istilah lain dari moisture in
Analysis dalam suatu batubara dapat dipergunakan sebagai tolak ukur tinggi
rendahnya tingkat rank batubara tersebut.
Selain
istilah moisture in Analysis dikenal pula istilah lain dari moisture in
Analysis yaitu Bed Moisture yang banyak dipakai, sedangkan Moisture Holding Capacity
(MHC) adalah istilah yang digunakan oleh International Standard Organization
(ISO), British Standard (BS) dan sedangkan Amarican Society For Testing and
Materials (ASTM) mempergunakan istilah Equilibrium Moisture.
MHC
dan Equilibrium Moisture adalah istilah yang dipergunakan untuk nama pengujian.
b. Zat
Terbang (Volatile Matter)
volatile Matter (VM)
adalah banyaknya zat yang hilang bila sampel batubara dipanaskan pada suhu dan
waktu yang telah ditentukan (setelah dikoreksi dengan kadar moisture). Suhunya
adalah 9000C, dan waktunya 7 menit tepat. Moisture berpengaruh pada
hasil penentuan VM sehingga sampel yang dikeringkan dengan oven akan memberikan hasil yang berbeda dengan
sampel yang dikeringkan di udara. Factor-faktor yang mempengaruhi hasil penentuan
VM ialah suhu, waktu, kecepatan, pemanasan, penyebaran butir (size distibition)
dan ukuran partikelnya.
c.
Kandungan Mineralnya (Ash Content)
Kandungan abu akan
terbawa bersama gas pembakaran melalui ruang bakar dan daerah konversi dalam
bentuk abu terbang (fly ash) yang jumlahnya mencapai 80 persen dan abu
dasar sebanyak 20 persen. Semakin tinggi kadar abu, secara umum akan
mempengaruhi tingkat pengotoran (fouling), keausan, dan korosi
peralatan yang dilalui.
Batubara sebenarnya tidak
mengandung abu,tetapi mengandung zat organic yang berupa mineral.
Abu merupakan residu
anorganik hasil pembakaran batubara , terdiri dari oksida-oksida logam seperti
Fe2O3,MgO, Na2O, K2O, dan
sebagainya.Dan juga mengandung logam oksida-oksida non logam seperti SiO2,P2O5,
dan lain-lain.
Pembakaran batubara pada
metode British Standar (BS), dan Australian Standar (AS) dilakukan pada suhu
8150C dan dilakukan selama tiga jam dan dianggap konstan. Pada
metode ISO, pembakaran batubara dilakukan dengan dua tahap. Tahap pertama,
pembakaran dilakukan mulai suhu ruangan sampai pada suhu 5000C
selama 1 jam, ditahan selama 30 menit (untuk brown coal dan lignite harus
ditahan selama 1 jam)kemudian dilanjutkan sampai 8150C ± 100C.
Pada metode ASTM, umumnya
dilakukan pada suhu 7500C selama 4 jam, namun pada batubara tertentu
lama pembakaran bias berkurang maupun bertambah tergantung dari jenis batubara
yang dianalisa.
Nilai kandungan abu suatu
batubara selalu lebih kecil dari pada kandungan mineral-mineralnya. Hal ini
terjadi karena selama pembakaran terjadi perubahan kimiawi pada batubara
tersebut, seperti menguapnya air Kristal karbon dioksida dan oksida sulfur.
d.
Fixed Carbon
fixed carbon tidak dapat
dihitung melalui pengujian secara laboratorium, melainkan hasilnya didapatkan
dari hasil perhitungan jenis analisa proximate lainnya adalah pengurangan dari
kadar abu, kadar air dan kadar zat terbang.
3.
Total Sulphur
Dalam batubara, sulfur
terdapat dari mineral carbonaceous atau berupa bagian dari mineral-mineral
seperti sulfat dan sulfide. Gas sulfur dioksida (SO2) yang terbentuk
selama pembakaran merupakan polutan yang dapat mengganggu ekosistem di bumi.
Kandungan sulfur dalam coking coal tidak diinginkan karena akan berakumulasi di
dalam cairan panas sehingga memerlukan proses desulphurisasi.
Dalam batubara sulfur terdapat dalam 3
bagian. Bagian-bagian tersebut adalah :
a.
Sulphate sulphur
b.
Pyritic sulphur
c.
Organic sulphur
Sulfur dalam batubara dapat ditetapkan dengan
cara High Temperature Method (HTM)yang dapat menghitung kandungan sulphur
secara keseluruhan sedangkan untuk bagian-bagian sulphur dapat ditetapkan
dengan cara pengujian lanjutan yaitu dengan metode Forms of Sulphur (FOS).
Kandungan sulfur dalam batubara adalah factor yang sangat penting didalam
mengkalkulasi nilai energy kalor bersih dari energy kalor yang kotor.
BAB IV
METODE ANALISA
Dalam pengujian batubara di PT.GEOSERVICES menggunakan metode yang telah dipatenkan
secara internasional dan digunakan diseluruh dunia. Metode tersebut antara lain
Internasional Standard Organization (ISO),American Society For Testing and
Materials (ASTM),British Standard (BS) dan Australian Standard (AS).
Tetapi pada umumnya pada pengerjaannya di laboratorium
metode yang sering digunakan adalah Internasional Standard Organization (ISO)
dan Amarican Society For Testing and Materials (ASTM), ini dimungkinkan karena
berdasarkan karena permintaan konsumen yang menggunakan jasa PT.GEOSERVICES .
A. Proximate
1.
Kadar Air (Moisture in Analysis)
Ø
Metode : ISO 1172(1999) ; ASTM D3 173 – 2008
Ø
Tujuan :
Untuk mengetahui kadar air dalam suatu batubara.
Ø
Dasar prinsip :
Sejumlah berat tertentu contoh dipanaskan pada suhu 105 – 1100C
sampai didapat berat konstan dalam oven bebas oksigen dengan pengaliran gas
nitrogen. Kadar air dihitung dari berat yang hilang setelah dipanaskan.
Ø
Reaksi :
Reaksi :
C240H90O4NS.xH2O ® C240H90O4NS
+ xH2O
Ø
Alat dan Bahan :
1)
Aluminium tray
2)
Contoh batubara 1 gram
3)
Eksikator
4)
Gas nitrogen
5)
Neraca analytic
6)
Oven
7)
Petridish
8)
spatula
Ø
Cara kerja :
1)
Menaikkan suhu oven 105 – 1100C
2)
Mengalirkan gas nitrogen sebanyak 400-500 cc / menit.
3)
Mencatat nomor pekerjaan,nomor contoh dan nomor
petridish.
4)
Menimbang petridish kosong + tutupnya.
5)
Menimbang batubara 1 gram ke dalam petridish lalu
diletakkan pada tray.
6)
Memasukkan tray serta petridish yang berisi contoh ke
dalam oven dan letakkan tutup petridish diatas oven sesuai dengan susunan pada
tray.
7)
memanaskan selama 3 jam (ISO/BS) dan 1,5 jam (ASTM).
8)
mengeluarkan tray beserta contoh dan tutup kembali
dengan penutup yang sesuai.
9)
Tray beserta contoh didinginkan dalam eksikator selama
± 10 menit.
10)
Petridish beserta contoh ditimbang dan di catat
hasilnya.
Ø
Perhitungan :
Kadar Moisture in Analysis : w2 – w3 x 100 %
w2 – w1
Keterangan ;
W1 = Bobot petridish kosong
W2 = Bobot petridish kosong + contoh sebelum
pemanasan
W3 = Bobot petridish kosong + contoh setelah
pemanasan
2.
Kadar Abu (Ash Content)
Ø
Metode : ISO 1172 (1997); ASTM D3 174 – 2004
Ø
Tujuan :
Untuk mengetahui kadar abu dalam suatu batubara.
Ø
Dasar prinsip :
Sejumlah berat tertentu contoh dipanaskan secara bertahap sampai mencapai
temperature 8150C dalam waktu tertentu sampai didapat berat yang
konstan. Kadar abu dapat di hitung dari berat residu setelah pemanasan
Ø
Reaksi
Reaksi
|
Mineral + H2O + CO2 +SO2
+ Nox
Ø
Alat dan Bahan :
1)
Muffle Furnace
2)
Dish Ash
3)
Aluminium Tray
4)
Neraca analitik
5)
Contoh batu bara
Ø
Cara Kerja :
1)
Mencatat nomor
contoh,nomor pakerjaan dan nomor cawan.
2)
menimbang cawan kosong beserta tutupnya.
3)
Menimbang dan tebarkan secar merata 1 garm contoh
batubara kedalam cawan.
4)
Memasukkan cawan yang telah berisi contoh kedalam
Furnace dan tutup dibiarkan diluar.
5)
memijarkan selama 3 jam pada suhu 815°C untuk metode ISO
dan 4 jam pada suhu 750°C untuk metode ASTM.
6)
Mengeluarkan cawan dan tutup kembali dengan penutup
yang sesuai.
7)
Didinginkan diatas tray selama 15 menit.
8)
Menimbang cawan yang berisi residu dan tutupnya
9)
Membersihkan abunya dari cawan dan timbang cawan kosong
kembali dan tutup yang sesuai.
Ø
|
Keterangan :
A = Bobot
cawan kosong + tutup
B = Bobot
cawan kosong + tutup + contoh
C = Bobot
cawan + residu
D = Bobot
cawan + tutup setelah pemijaran
3.
Kadar Zat terbang (Volatile Metter )
Ø
Metode : ISO 562 (1998) ; ASTM D3 175-2007
Ø
Tujuan :
Untuk mengetahui kadar zat terbang dalam suatu batubara
Ø
Dasar prinsip :
Sejumlah berat tertentu sampel dipijarkan pada suhu 900-950°C tanpa
kontak dengan udara dalam waktu tertentu. Zat terbang dihitung dari komponen
yang hilang dikurangi kadar airnya.
Ø
Reaksi :
Reaksi :
|
Mineral +H2O + CO2 + SO2+NOx
Ø
Alat dan Bahan :
1)
Neraca analitik
2)
Cawan silica + tutup
3)
Furnace
4)
Desikator
5)
Stopwatch
Ø
Cara kerja :
1.
Mencatat nomor contoh,nomor pekerjaan dan nomor cawan
2.
Menimbang cawan kosong beserta tutupnya
3.
Menimbang dan tebarkan secara merata 1 gram contoh
batubara kedalam cawan Silika
beserta tutupnya
4.
Memasukkan kedalam furnaceselama 7 menit
5.
Mengeluarkan cawan dan didinginkan diatas Tray selama 7
menit
6.
Menimbang cawan yang berisi residu dan tutupnya
Ø
Perhitungan :
|
% Volatile matter = % bobot yang hilang -% Inherent Moisture
Keterangan :
M1 = Bobot cawan
kosong+ tutup
M2 = Bobot cawan +
tutup + contoh sebelum pemijaran
M3 = Bobot cawan +
tutup + contoh setelah pemijaran
B. Kadar Total Sulfur
Ø
Metode : ISO 351 (1996) ;ASTM D4239-2008
Ø
Tujuan :
Untuk mengetahui kadar sulfur
secara total yang terdapat dalam suatu batubara.
Ø
Dasar Prinsip :
Sejumlah contoh batubara dipanaskan diatas tungku pada suhu 1350°C dan
dialirkan gas O2 dengan kederasan 1 liter/menit membentuk gas SO2
yang ditampung pada bejana yang berisikan hidrogen peroksida membentuk
asam sulfat, asam sulfat dititar dengan natrium tetraborat dengan Double
indikator methylene red + methylene blue dari warna ungu berubah menjadi kehijauan.
Ø
Reaksi :
S(org) + O2 (g) 
SO2 (g)
SO2 (g) 
SO2 (g) + H2O2
(l) H2SO4
(l)
|
Na2B4O7(l)
+H2SO4 + 5H2O Na2SO4(l)
+4H3BO3(l)
Ø
Alat dan bahan :
1.
Cawan perahu
2.
Tungku
3.
Neraca
4.
Aquadest
5.
Bejana Penampung
6.
Pipa pembakar
7.
Erlenmeyer
8.
Buret asam
9.
Alumunium oksida
10.
Pompa vakum
11.
Larutan H2O2 3%
Encerkan
larutan H2O2 30% sebanyak 30 ml menjadi 1liter
12.
Larutan Natrium Boraks
Larutkan 19.0685 gram Na2B4O7.10H2O
dalam labu ukur 2 liter
13.
Larutan standar asam sulfat 0.025 N
Gunakan pelarut titrasol satu kapsul larutan dengan konsentrasi 0.10 N
asam sulfat.Encerkan sampai 2 liter dalam labu ukur.
14.
Oksigen Murni 99.5 %
15.
Contoh batubara
Ø
Cara Kerja :
1.
Memanaskan tungku pada suhu 1350oC,pompa
vakum dihidupkan dan dijaga tekanannya.
2.
Menimbang contoh batubara sebanyak 0.5 gram, kedalam
cawan perahu yang telah ditaburi alumunium oksida, dan tutup kembali dengan
alumunium oksida.
3.
100 ml larutan hydrogen peroksida yang telah di
encerkan (30ml H2O2 ke dalam 1 liter aquadest) diisikan ke dalam tabung
penyerap dan dihubungkan dengan pipa yang ada pada tungku.
4.
Mengalirkan gas oksigen kedalam tungku dengan kederasan
1 liter/menit.
5.
Memasukkan cawan yang berisi contoh kedalam pipa
pembakar dan tutup kembali dengan penyumbat.
6.
Mendorong pipa setiap divisi per menit setelah 2 menit.
7.
Apabila cawan telah berada di tengah tungku (pada menit
kesembilan) biarkan selama 5 menit dan pada menit keempat belas keluarkan cawan
dan lepaskan bejana penampung.
8.
Memindahkan larutan yang ada di bejana kedalam
erlenmeyer dan bilas sebanyak 3 kali.
9.
Menambahkan double indikator methylene red+ methylene
blue dan titar dengan natrium tetra borat sampai terjadi perubahan warna dari
ungu ke hijau.
10.
Melakukan pengerjaan blanko.
Ø
Perhitungan :
BAB V
HASIL DAN PEMBAHASAN
A.
Hasil
Analisa
|
Kadar (%)
|
Hasil
|
|
Kadar air
(Moisture in Analysis)
|
4,76 %
|
|
Abu (Ash
Content)
|
12,03%
|
|
Zat Terbang
(Volatile Matter)
|
41,76%
|
|
Total
Sulfur
|
1,32%
|
B. PEMBAHASAN
1.
Analisa Proximate
a.
Penetapan kadar air lembab (Moisture in Analysis)
Pada penentuan kadar air lembab,
contoh batubara dipanaskan selama 3 jam pada suhu 100 – 105 °C.Untuk mencegah
terjadinya oksidasi pada batubara, kedalam oven dialirkan gas nitrogen bukan
gas oksigen karena pada pemanasan C dan H sebagai komponen utama dalam batubara
akan teroksidasi oleh O2 , sehingga pengurangan berat contoh sebelum
dan sesudah pemanasan akan lebih besar dari yang sebenarnya, dan kadar air
lembab yang didapat tidak kuantitatif lagi.
Hubungan kadar air dengan peringkat batubara adalah
pada umumnya semakin tua semakin kecil kadar airnya.Contoh gambut mempunyai
kadar air 80 – 90 % sedangkan bituminous mempunyai kadar air 45 %.
b.
Penetapan Kadar Abu ( Ash Content )
Batubara yang kadar abunya tinggi akan memiliki nilai
kalori yang kecil. Hal ini dikarenakan kecilnya fixed carbon (karbon padat)
yang berpengaruhi terhadap besarnya pembentukan energi pada proses pembakaran
batubara.
Pada prinsipnya kadar abu ditentukan berdasarkan
selisih berat batubara sebelum dan sesudah pemanasan temperatur 815°C sealam 3
jam.
Pada kondisi tersebut diatas semua zat organik
teroksidasi menjadi CO2 dan H2O, sedangkan zat
anorganiknya menjadi oksidasinya.
Disebut abu dan berat oksidasi anorganik disebut pula
berat abu maka kadar abu dapat diperoleh dari berat abu tersebut, biasanya abu
batubara ini dapat pula digunakan untuk analisa komposisi batubara yang
dinamakan “ASH ANALYSIS”.Penentuan kadar abu sangat diperlukan dalam analisis
batubara yaitu untuk mengetahui kualitas dan jenis batubara. Abu batubara
biasanya dimanfaatkan sebagai bahan pencampuran pada pembuatan semen.
c.
Penetapan Kadar zat terbang (Volatile Matter)
Kadar volatile matter yang dilakukan adalah
berdasarkan standar ISO yaitu penetapan zat terbang dengan cara pemanasan pada
temperatur 900°C selama 7 menit tepat.Pada penetapan ini ditentukan banyaknya
zat yang menguap pada pemanasan dengan temperatur dan waktu seperti diatas.Zat-
zat terbang yang dimaksud biasanya hidrokarbon yang jumlah atom C- nya rendah,
misalnya CH4 perlu diperhatikan bahwa air tidak termasuk zat
terbang.Kadar volatile matter suatu batubara perlu diketahui terutama untuk
penambangan bawah tanah karena jika kadar volatile matter tinggi maka akan
terjadi ledakan yang sangat membahayakan jiwa manusia.
d.
Penetapan Kadar Karbon Padat ( Fixed Carbon )
Kadar Fixed Carbon tidak dapat dilakukan secara
langsung tetapi didapat dari hasil perhitungan secara tidak langsung yaitu :
100 % - (% Ash - % Moisture - % Volatile Matter )
Analisis proximate secara
keseluruhan sangat penting dan tidak dapat ditinggalkan dari suatu analisis
batubara karena merupakan dasar penentuan kulitas batubara dalam suatu
industri. Fixed Carbon merupakan komponen utama dalam pembentukan batubara dan
apabila ada pembakaran akan menghasilkan kalor disebabkan terjadinya pemutusan
ikatan – ikatan karbon.
2.
Analisis Total Sulfur
Total sulfur yang mewakili keselurahan yang ada dalam
batubara dianalisa dengan High Temperature Method (HTM) contoh dibakar pada
suhu 1350°C.Belerang yang melepas sebagai sulfur dioksida diabsorpsi dengan
perhidrol lalu sulfat yang terbentuk dihitung secara titrimetri yaitu penitaran
dengan larutan penitar natrium tetraborat.
BAB VI
PENUTUP
A.
KESIMPULAN
Dari hasil
analisa dan pembahasan dapat di simpulkan bahwa:
1) Batubara
adalah batuan atau mineral yang secara kimia dan fisika adalah heterogen yang
mengandung unsur –unsur karbon,Hidrogen,Oksigen sebagai unsur utama serta belerang
dan Nitrogen sebagai unsur tambahan.
2) Komponen
lain adalah senyawa anorganik pembentuk abu tersebut sebagai partikel zat yang
terpisah – pisah dalam batubara.
3) Fixed
Carbon tidak dapat di analisis secara langsung tetapi dapat di hitung seperti
di bawah ini:
% fixed Carbon = 100
% - ( % Ash - % moisture - % Volatile Matter )
B.
SARAN
1) Agar
di tahun mendatang pihak sekolah dapat menjalin kerjasama yang lebih luas
lagi,seperti mengadakan kunjungan industri khususnya pada dunia pertambangan
2) Bagi
siswa siswi yang akan melakukan Praktek Kerja Industri (PRAKERIN) agar mempersiapkan
diri dengan berusaha menguasai pengetahuan tentang parameter analisa yang akan
dikerjakan pada saat PRAKERIN
3) Pihak
sekolah lebih menjalin komunikasi dengan pembimbing yang ada di tempat PRAKERIN.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar