PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Sejarah Batubara

Batubara adalah suatu batuan sedimen organik berasal dari

penguraian sisa berbagai tumbuhan yang merupakan campuran yang

heterogen antara senyawa organic dan zat anorganik yang menyatu

dibawah beban strata yang menghimpitnya.

Batubara termasuk salah satu bahan bakar fosil. Pengertian

umumnya adalah batuan sedimen yang dapat terbakar, terbentuk dari

endapan organik, utamanya adalah sisa-sisa tumbuhan dan terbentuk

melalui proses pembatubaraan. Unsur-unsur utamanya terdiri dari

karbon, hidrogen dan oksigen. Batubara juga adalah batuan organik

yang memiliki sifat-sifat fisika dan kimia yang kompleks yang dapat

ditemui dalam berbagai bentuk.

Di Indonesia, endapan batubara yang bernilai ekonomis terdapat

di cekungan Tersier, yang terletak di bagian barat Paparan Sunda

(termasuk Pulau Sumatera dan Kalimantan), pada umumnya endapan

batubara ekonomis tersebut dapat dikelompokkan sebagai batubara

berumur eosen atau sekitar tersier bawah, kira-kira 45 juta tahun yang

lalu dan miosen atau sekitar tersier atas, kira-kira 20 juta tahun yang

lalu menurut skala waktu geologi.

Tumbuhan pembentuk batubara dalam proses pengendapannya

terbentuk di daerah berair. Pada kedalaman tertentu bakteri yang

menguraikan sisa tumbuhan tersebut tidak dapat bekerja lagi, sehingga

perubahan yang terjadi selanjutnya hanya perubahan fisik dan kimia.

Dalam hal ini tumbuhan tidak mengalami pembusukan secara

sempurna, dan lama kelamaan, sisa tumbuhan tersebut akan berubah

menjadi suatu sedimen organik yang kemudian disebut batubara.

(Muchjidin,2006)

Ahmad Suryadi

H1C113019

PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

1.1.1. Proses Pembentukannya

Pembentukan batubara dimulai sejak periode

pembentukan karbon (carboniferous period) dikenal sebagai

zaman batubara pertama yang berlangsung antara 360 - 290 juta

tahun yang lalu. Kualitas dari setiap endapan batubara

ditentukan oleh suhu dan tekanan serta lama waktu

pembentukan yang disebut sebagai maturitas organik. Proses

awalnya, endapan tumbuhan berubah menjadi gambut (peat),

yang selanjutnya berubah menjadi batubara muda (lignite) atau

disebut pula batubara coklat (brown coal). Batubara muda adalah

batubara jenis maturitas organik rendah.

Gambut adalah sedimen organik yang berasal dari

tumpukan atau hancuran bagian dari tumbuhan yang

terhumifikasi (proses pembentukan asam humin) dan dalam

kondisi tertutup udara. Tahap diagenetik atau biokimia

(penggambutan) dimulai pada saat dimana tumbuhan yang telah

mati mengalami pembusukan (terdeposisi) dan menjadi humus.

Humus ini kemudian diubah menjadi gambut oleh bakteri

anaerobic dan fungi hingga lignit (gambut) terbentuk. Agen

utama yang berperan dalam proses perubahan ini adalah kadar

air, tingkat oksidasi dan gangguan biologis yang dapat

menyebabkan proses pembusukan (dekomposisi) dan kompaksi

material organik. Tahap malihan atau geokimia meliputi proses

perubahan dari lignit menjadi bituminus dan akhirnya antrasit.

Dekomposisi lapisan gambut akan mengalami perubahan melalui

proses biokimia dan mengakibatkan keluarnya air dan sebagian

hilangnya sebagian unsur karbon dalam bentuk karbondioksida,

karbonmonoksida dan metana. Erosi merupakan proses

pengikisan pada permukaan batubara yang telah mengalami

proses geotektonik. Permukaan yang telah terkelupas akibat

erosi inilah yang dieksploitasi manusia.

(Anonim, 2015)

Ahmad Suryadi

H1C113019

PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

1.1.2. Tempat Terbentuknya Batubara

Terdapat dua teori yang menjelaskan tentang tempat

dalam proses pembentukan batubara, yaitu:

a. Teori Insitu

Proses pembentukan batubara terjadi di tempat asal

tumbuhan tersebut berada. Tumbuhan yang telah mati akan

langsung tertimbun lapisan sedimen dan kemudian mengalami

proses pembatubaraan tanpa mengalami proses perpindahan

tempat. Batubara yang dihasilkan dari proses ini memiliki

kualitas yang baik. Penyebaran batubara jenis ini sifatnya

merata dan luas, bisa dijumpai di wilayah Muara Enim,

Sumatera Selatan.

b. Teori Drift

Berdasarkan teori ini, batubara terbentuk bukan di

tempat asal tumbuhan itu berada. Tumbuhan yang telah mati

akan terangkut air hingga terkumpul di suatu tempat dan 

mengalami proses sedimentasi dan pembatubaraan. Kualitas

batubara yang dihasilkan dari proses ini tergolong kurang baik

karena tercampur  material pengotor pada saat proses

pengangkutan.

1.1.3. Proses-proses yang Mempengaruhi Pembentukan Batubara

Proses-proses dalam pembentukan batubara sangat

berpengaruh terhadap bentuk maupun kualitas dari lapisan

batubara. Beberapa faktor yang berpengaruh dalam

pembentukan batubara adalah :

a. Material Dasar

Material dasar yakni flora atau tumbuhan yang tumbuh

beberapa juta tahun yang lalu, yang kemudian terakumulasi

pada suatu lingkungan dan zona fisiografi dengan iklim dan

topografi tertentu. Jenis dari flora sendiri amat sangat

berpengaruh terhadap tipe dari batubara yang terbentuk.

Ahmad Suryadi

H1C113019

PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

b. Proses Dekomposisi

Proses dekomposisi yakni proses transformasi biokimia

dari material dasar pembentuk batubara menjadi batubara.

Dalam proses ini, sisa tumbuhan yang terendapkan akan

mengalami perubahan baik secara fisika maupun kimia.

c. Umur Geologi

Umur geologi yakni skala waktu (dalam jutaan tahun)

yang menyatakan berapa lama material dasar yang

diendapkan mengalami transformasi. Untuk material yang

diendapkan dalam skala waktu geologi yang panjang, maka

proses dekomposisi yang terjadi adalah fase lanjut dan

menghasilkan batubara dengan kandungan karbon tinggi.

d. Keadaan Topografi Daerah

Daerah tempat tumbuhan berkembang biak merupakan

daerah yang relatif mempunyai ketersediaan air. Makin luas

daerah dengan topografi rendah, maka makin banyak pula

tanaman yang tumbuh, sehingga makin banyak bahan pada

pembentukan batubara.  

e. Iklim Daerah

Daerah yang beriklim tropis pada masa lampau

sangatlah memungkinkan untuk didapatkannya endapan

batubara dalam jumlah banyak. 

f. Proses Penurunan Cekungan Sedimen

Cekungan akan mengalami proses penurunan atau

pengangkatan. Makin sering dasar cekungan sedimentasi

mengalami proses penurunan, maka batubara yang terbentuk

akan semakin tebal.

g. Sejarah Setelah Pengendapan

Makin banyak perlipatan dan pensesaran yang terjadi

pada lapisan sedimen yang mengandung batubara tersebut,

secara teoritis akan meningkatkan kualitas dari batubara

tersebut. 

Ahmad Suryadi

H1C113019

PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

h. Metamorfosa Organik

Makin lama selang waktu dari mulai bergradasi sampai

terbentuk batubara, maka makin baik mutu dari batubara yang

diperoleh. Faktor tersebut dapat mempercepat proses

metamorfosa organik.

i. Posisi Geotektonik

Posisi geotektonik yang dapat mempengaruhi proses

pembentukan suatu lapisan batubara dari:

1) Tekanan yang dihasilkan oleh proses geotektonik dan

menekan lapisan batubara yang terbentuk.

2) Struktur dari lapisan batubara tersebut, yakni bentuk

cekungan stabil, lipatan, atau patahan.

3) Intrusi magma, yang akan mempengaruhi dan atau

merubah grade dari lapisan batubara yang dihasilkan.

(Anonim, 2015)

1.2. Klasifikasi Batubara

Klasifikasi batubara yang umum digunakan di Indonesia adalah

ASTM. Berdasarkan klasifikasi tersebut terdapat empat peringkat

batubara, yaitu antrasit, bituminous, sub-bituminous dan lignit, dimana

lignit merupakan peringkat terendah. Secara umum batubara

diklasifikasikan sebagai berikut, yaitu peat (gambut), sebagian para ahli

mengatakan bahwa peat bukan batubara karena masih mengandung

selulosa bebas, tapi sebagian lagi menyatakan bahwa peat adalah

batubara muda (Muchjidin, 2006).

Metode dalam menganalisis batubara terbagi menjadi dua, yaitu

analisis ultimate adalah analisis komponen seluruh batubara, padat

atau gas, sedangkan analisis proximate menganalisis hanya fixed

carbon juga bahan yang mudah menguap, kadar air dan persen abu.

Analisis ultimate harus dilakukan di laboratorium juga dengan peralatan

yang lengkap oleh ahli kimia, sedangkan analisis proximate dapat

diketahui dengan peralatan yang sederhana (Anonim, 2015).

Ahmad Suryadi

H1C113019

PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

1.3. Sifat Umum Batubara

Sifat batubara yang merupakan suatu campuran padatan

heterogen dan terdapat di alam dalam tingkat yang berbeda dapat kita

ketahui sifat batubara, yaitu:

1.3.1. Sifat Batubara Jenis Antrasit

Antrasit adalah kelas batubara tertinggi, dengan warna

hitam berkilauan metalik, mengandung 86% - 98% unsur karbon

(C) dengan kadar air kurang dari 8%. Ciri-ciri Antrasit, yaitu:

a. Warna hitam sangat mengkilat

b. Nilai kalor tinggi, kandungan karbon sangat tinggi.

c. Kandungan air sangat sedikit

d. Kandungan abu sedikit

e. Kandungan sulfur sangat sedikit

1.3.2. Sifat Batubara Jenis Bitumine dan Sub bitumine

Bitumine mengandung 68% - 86% unsur karbon (C) dan

berkadar air 8% - 10% dari beratnya. Sub bitumine mengandung

sedikit karbon dan banyak air. Ciri- cirinya yaitu :

a. Warna hitam mengkilat, kurang kompak

b. Nilai kalor tinggi, kandungan karbon relatif tinggi

c. kandungan air sedikit

d. kandungan abu sedikit

e. Kandungan Sulfur sedikit

1.3.3. Sifat Batubara Jenis Lignit 

Lignit atau batubara coklat adalah batubara yang sangat

lunak mengandung air 35% - 75% dari beratnya. Ciri – ciri lignit,

yaitu:

a. warna hitam, sangat rapuh

b. Nilai kalor rendah, kandungan karbon sedikit

c. Kandungan air tinggi

d. kandungan abu banyak

e. Kandungan sulfur banyak

(Anonim, 2015)

Ahmad Suryadi

H1C113019

PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

1.4. Bentuk - bentuk Lapisan Batubara

Bentuk cekungan, proses sedimentasi, proses geologi selama

dan sesudah proses coalification akan menentukan bentuk lapisan

batubara. Mengetahui bentuk lapisan batubara sangat menentukan

dalam menghitung cadangan dan merencanakan cara

penambangannya. Dikenal beberapa bentuk lapisan batubara yaitu :

1.4.1. Bentuk Horse Back

Bentuk ini dicirikan oleh lapisan batubara dan lapisan

batuan sedimen yang menutupinya melengkung ke arah atas,

akibat adanya gaya kompresi. Tingkat perlengkungan sangat

ditentukan oleh besaran gaya kompresi. Makin kuat gaya

kompresi yang berpengaruh, makin besar tingkat

perlengkungannya.

Gambar 1.1

Sketsa Bentuk Horse Back

1.4.2. Bentuk Pinch

Bentuk ini dicirikan oleh perlapisan yang menipis di

bagian tengah. Pada umumnya bagian bawah (dasar) dari

lapisan batubara merupakan batuan yang plastis misalnya

batulempung sedang di atas lapisan batubara secara setempat

ditutupi oleh batupasir yang  secara lateral merupakan pengisian

suatu alur.

Ahmad Suryadi

H1C113019

PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

Gambar 1.2

Sketsa Bentuk Pinch

1.4.3. Bentuk Clay Vein

Bentuk ini terjadi apabila di antara dua bagian lapisan

batubara terdapat urat lempung ataupun pasir. Bentuk ini terjadi

apabila pada satu seri lapisan batubara mengalami patahan,

kemudian pada bidang patahan yang merupakan rekahan

terbuka terisi oleh material lempung ataupun pasir.

Gambar 1.3

Sketsa Bentuk Clay Vein

1.4.4. Bentuk Burried Hill

Bentuk ini terjadi apabila di daerah di mana batubara

semula terbentuk suatu kulminasi sehingga lapisan batubara

seperti “terintrusi”. Sangat dimungkinkan lapisan batubara pada

bagian yang “terintrusi” menjadi menipis atau hampir hilang sama

sekali.

Ahmad Suryadi

H1C113019

PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

Gambar 1.4

Sketsa Bentuk Burried Hill

1.4.5. Bentuk Fault (Patahan)

Bentuk ini terjadi apabila di daerah di mana deposit

batubara mengalami beberapa seri patahan. Apabila hal ini

terjadi, akan mempersulit dalam melakukan perhitungan

cadangan batubara. Hal ini disebabkan telah terjadi pergeseran

perlapisan batubara ke arah vertikal.

Gambar 1.5

Sketsa Bentuk Fault (Patahan)

1.4.6. Bentuk Fold (Perlipatan)

Bentuk ini terjadi apabila di daerah endapan batubara,

mengalami proses tektonik hingga terbentuk perlipatan.

Perlipatan tersebut dimungkinkan masih dalam bentuk

sederhana.

Ahmad Suryadi

H1C113019

PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

Gambar 1.6

Sketsa Bentuk Fold (Perlipatan)

(Anonim, 2015)

1.5. Pemanfaatan dan Pengolahan Batubara

Batubara merupakan salah satu jenis bahan galian yang di olah

dan dimanfaatkan sebagai bahan bakar untuk pembangkit energi selain

gas alam dan minyak bumi.

1.5.1. Pemanfaatan Batubara

Pemanfaatan terbesar batubara saat ini adalah sebagai

bahan bakar pembangkit listrik, selain itu juga semakin dominan

dengan adanya kebijakan energi nasional dimana porsi batubara

energy-mix diharapkan meningkat. Berdasarkan proses

penggunaannya, pemanfaatan batubara dibedakan menjadi

beberapa proses, yaitu:

a. Combustion (pembakaran)

Suatu proses yang dimulai dari terjadinya oksidasi fasa

uap dan penyalaan volatile matter yang terlepas dari batubara

yang menyebabkan terjadinya proses penyalaan residu bahan

padat (residual char), tahap penyalaan volatile matter

membuat kestabilan flame dan temperatur sehingga residu

padat bisa menyala, sementara pada penyalaan residu padat

terjadi mekanisme reaksi-reaksi yang kompleks yang

selanjutnya menghasilkan panas pembakaran.

Ahmad Suryadi

H1C113019

PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

b. Carbonization (karbonisasi)

Proses pemanasan batubara tanpa adanya

penambahan oksigen, dalam proses ini semua komponen

yang dapat terbakar dan volatile matter di dalam batubara

dihilangkan kecuali karbon (fixed carbon) yang akan

menghasilkan residu karbon berupa semikokas atau kokas.

Produk hasil karbonisasi yaitu karbon padat (solid residu),

disebut semikokas atau kokas jika bersifat kompak dan padat,

atau disebut char jika lebih berpori dan tidak kompak.

c. Liquefaction (pencairan)

Proses mengubah semua material organik batubara

menjadi bentuk cair atau liquid, bahan cair tersebut

merupakan hasil distilasi destruktif batubara dan hasil

sampingan proses karbonisasi batubara.

d. Gasification (Gasifikasi)

Proses mengubah semua material organik batubara

menjadi bentuk gas, gas tersebut hasil distilasi destruktif

batubara dan hasil sampingan proses karbonisasi batubara.

1.5.2. Pengolahan Batubara

Setelah dilakukan penambangan, batubara kemudian

diolah untuk memisahkannya dari kandungan yang tidak

diinginkan. Biasanya pengolahan ini disebut coal washing atau

coal benefication ditujukan pada batubara yang diambil dari

bawah tanah (ROM coal).

Batubara yang langsung diambil dari bawah tanah, disebut

batubara tertambang run of mine (ROM). Pengolahan batubara

juga disebut pencucian batubara (coal benification atau coal

washing) mengarah pada penanganan batubara tertambang

(ROM Coal). Agar bisa menghilangkan kandungan campuran

batubara tertambang mentah dipecahkan, kemudian dipisahkan

ke dalam pecahan dalam berbagai ukuran.

(Anonim, 2015)

Ahmad Suryadi

H1C113019