Bab Vii Total Moisture New

PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

BAB VII

ANALISA TOTAL MOISTURE

7.1. Tujuan

Adapun tujuan dari praktikum analisa total moisture adalah untuk

mengerti, mampu melaksanakan, menganalisa serta membandingkan

cara kerja total moisture batubara dengan metode ASTM dan ISO.

7.2. Dasar Teori

Analisis batubara untuk bahan bakar digolongkan menjadi

beberapa analisis, yakni analisis dasar yaitu analisis proksimate

(moisture, ash, volatile matter dan fixed carbon), analisis ultimate

(karbon, hidrogen, nitrogen, sulfur dan oksigen), penentuan unsur

tertentu dalam batubara dan penentuan khusus untuk batubara bahan

bakar (nilai panas, indeks hardgrove, indeks abrasi, suhu leleh ash,

analisis ash, kalor dan lain-lain) (Muchjidin, 2006).

Jika batubara dimisalkan sebagai batang atau tabung, maka

bagian–bagian komponen batubara adalah sebagai berikut :

Gambar 7.1

Sketsa Komponen Batubara

Kelompok V


Substansi batubara selain seperti yang diilustrasikan diatas,

batubara juga dapat digolongkan lagi menjadi beberapa golongan

substansi seperti :

1. Coal Proximate

Batubara dapat dibagi menjadi 4 bagian dalam proximate,

dimana pada bagian organik batubara dibagi lagi menjadi 2

berdasarkan sifat penguapan atau keteruraian dengan pemanasan

pada suhu tertentu dan waktu tertentu. Bagian organik yang

menguap atau terurai ketika batubara dipanaskan tanpa oksigen

pada temperatur 900o C digolongkan sebagai volatile matter.

Sedangkan bagian organik batubara yang tetap pada pemanasan

tersebut digolongkan sebagai fixed carbon atau karbon tetap.

Volatile matter biasanya berasal dari struktur alifatik carbon yang

mudah putus dengan thermal dekomposisi, sedangkan fixed carbon

berasal dari gugus rantai carbon yang kuat seperti gugus aromatik.

Semakin tinggi peringkat batubara semakin besar jumlah carbon

yang membentuk aromatik, dan semakin tinggi juga fixed carbon dan

semakin rendah volatile Matter yang diperoleh. Oleh karena itu

peringkat batubara dapat dilihat dengan penurunan volatile matter.

Gambar 7.2

Sketsa Coal Proximate

2. Coal Ultimate

Kelompok V


Pada penggolongan batubara ultimate, unsur moisture dan

mineral matter tetap, tetapi unsur organiknya dibagi berdasarkan

unsur pembentuk organik tersebut. Unsur-unsur pembentuk organik

batubara terdiri dari total carbon, baik yang berasal gugus alifatik

maupun yang berasal dari gugus aromatic. Kemudian hidrogen

(tidak termasuk hidrogen yang berasal dari air atau moisture serta

nitrogen, sulfur dan oksigen. Dalam penentuannya oksigen tidak

secara langsung ditentukan melainkan dengan cara mengurangkan

unsur organik yang 100% dikurangi dengan carbon, hidrogen,

nitrogen dan sulfur.

Gambar 7.3

Skesta Coal Ultimate

Salah satu tahapan penting dalam rangkaian proses

eksploitasi dan produksi batubara adalah memahami benar tipikal

batubara dalam hal ini kualitasnya. Mengingat biaya eksploitasi

yang mahal, kita harus memperhitungkan aspek ekonomis. Hanya

batubara dengan kualitas yang bagus dan seamnya (lapisan) tebal

akan menjadi titik target untuk ditambang. Demikian juga dalam

rangkaian proses produksi yang pada ujungnya akan

berhubungan dengan marketing dimana customer/buyer akan

membeli produk batubara dengan parameter kualitas tertentu

sesuai dengan kebutuhan. Untuk mengetahui persentasi

kandungan zat-zat atau mineral tertentu serta nilai total moisture

Kelompok V


yang terkandung dalam batubara tersebut agar dapat diketahui

kualitasnya, analisa yang biasa dilakukan pada bagian ini adalah :

1. Analisis Ultimate Batubara (Coal Ultimate Analysis)

Analisis ultimate dilakukan untuk menentukan kadar karbon

(C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen, (N), dan sulfur (S) dalam

batubara. Kandungan oksigen merupakan indikator yang paling

signifikan dari sifat kimia batubara, yaitu untuk keperluan

penerapannya dipembakaran, pencairan dan pengkokasan, serta

untuk menentukan peringkat. Kandungan oksigen secara tradisi

dihitung sebagai oxygen by different (O diff) yaitu porsi sisa

batubara setelah dikurangi C, H, N dan S. Kandungan oksigen

diperoleh secara tidak langsung sehingga mengakumulasi semua

kesalahan yang terjadi dalam analisis unsur dalam penentuan basis

mineral matter atau basis bebas mineral matter.

Analisa ultimate ini sepenuhnya dilakukan oleh alat yang

sudah terhubung dengan komputer. Prosedur analisis ultimate ini

cukup ringkas; cukup dengan memasukkan sampel batubara ke

dalam alat dan hasil analisis akan muncul kemudian pada layar

komputer.

Gambar 7.4

Sketsa Alat Uji Analisa Ultimate

Kelompok V


2. Analisis Proksimate Batubara (Coal Proximate Analysis)

Analisis proksimate batubara bertujuan untuk menentukan

kadar moisture (air dalam batubara) kadar moisture ini mencakup

pula nilai free moisture serta total moisture, ash (debu), volatile

matters (zat terbang) dan fixed carbon (karbon tertambat).

a. Analisa Kadar Moisture

Analisa kadar moisture, yaitu mengukur kandungan air

dalam batubara saat batubara itu di analisa. Cara mengujinya

yaitu dengan menyiapkan sejumlah sample batubara dengan

ukuran halus 0.212 mm atau 0.250 mm dipanaskan dengan suhu

di atas titik didih air tetapi jangan terlalu tinggi. Menggunakan

oven khusus pada suhu 105ºC - 110ºC.

Ada 2 cara dalam menganalisa kadar air yang terkandung

dalam batubara tersebut yang pertama menggunakan gas tekan

tujuannya agar uap air yang sudah terbentuk terdorong dari

dalam oven dengan cepat. Yang kedua dengan menggunakan

gas yang sukar bereaksi seperti gas inert yaitu gas nitrogen. Jadi

saat batubara dipanaskan maka dialirkan gas nitrogen pada

ruangan oven. Kadar air dihitung dari berat yang hilang setelah

dipanaskan.

Gambar 7.5

Sketsa Oven Moisture

Kelompok V


Pada analisis kadar moisture, kita dapat mengetahui total

moisture yang diperhitungkan jumlahnya. Dimana total moisture

(TM) adalah moisture yang terkandung dalam contoh batubara

yang diterima di laboratorium, yang mana menggambarkan

kandungan moisture sumber batubara yang diambil contohnya

tersebut. Tinggi Rendahnya Total Moisture akan tergantung pada

1) Peringkat Batubara

Semakin tinggi peringkat suatu batubara

semakin kecil porositas batubara tersebutatau semakin padat

batubara tersebut. Dengan demikian akan semakin kecil juga

moisture yang dapat diserap atau ditampung dalam pori

batubara tersebut. Hal ini menyebabkan semakin kecil

kandungan moisturenya khususnya inherent moisturenya.

2) Size Distribusi

Semakin kecil ukuran partikel batubara, maka semakin

besar luas permukaanya. Hal ini menyebabkan akan semakin

tinggi surface moisturenya. Pada nilai inherent moisture tetap,

maka TM-nya akan naik yang dikarenakan naiknya surface

moisture.

3) Kondisi Pada saat Sampling

Total Moisture dapat dipengaruhi oleh kondisi

pada saat batubara tersebut di Sampling.

Yang termasuk dalam kondisi sampling adalah :

a) Kondisi batubara pada saat disampling.

b) Size distribusi sample batubara yang diambil terlalu besar

atau terlalu kecil.

c)Cuaca pada saat pengambilan sample.Salah satu

penetapannya adalah dengan metode two-stage

determination. Dalam metode ini penetapan dilakukan

dengan dua analisis yang berkaitan. Pertama dilakukan

Kelompok V


dengan analisis free moisture kemudian dilanjutkan dengan

analisis residual moisture.

Dalam ISO, BS, dan AS, free moisture adalah istilah

yang digunakan untuk menggambarkan persen jumlah air yang

menguap dari contoh batubara yang dikeringkan pada kondisi

ruangan (suhu dan kelembaban ruangan) yang kadang-kadang

dibantu dengan hembusan kipas angin. Pengeringan dilakukan

sampai mendapat berat konstan.

Air dry loss adalah istilah yang dipergunakan oleh ASTM

untuk menyebutkan istilah free moisture ini, sedangkan istilah

free moisture dalam ASTM mempunyai pengertian yang

berbeda sama sekali. Dalam ASTM : Free moisture adalah

istilah yang dipergunakan untuk menggambarkan moisture

yang terdapat pada permukaan partikel batubara pada kondisi

tertentu yang dalam ISO, BS dan AS dipergunakan istilah

surface moisture.

Residual moisture adalah jumlah persen moisture yang

terkandung pada contoh batubara yang sebelumnya telah

dikeringkan (air dried), baik itu contoh yang telah dihaluskan

sampai ukuran partikel 212/250 micron (untuk general

analysis), maupun contoh yang telah digiling sampai ukuran

yang lebih kasar, seperti 0.250, 0.850, 2.36, dan 3.00 mm.

Hasil analisis free moisture dan residual moisture

kemudian dihitung untuk mendapatkan total moisturenya

dengan rumus

TM = FM + RM (1-FM/100) .......................(7.1)

Dimana:

TM = Total Moisture

FM = Free Moisture

RM = Residual Moisture

Kelompok V


b. Kadar Abu (Ash Content)

Analisa kadar abu batubara adalah proses dimana tujuan

akhirnya ingin mendapatkan kadar abu dalam batubara dan ini

berbeda dengan kadar air kadar abu batubara ini mencerminkan

kadar abu pada asal batubara itu di ambil meski mengalami

proses preparasi yang sama dengan analisa kadar air.

Cara mengujinya yaitu dengan menyiapkan sejumlah

sampel dengan berat tertentu sampel batubara kemudian

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 .

Gambar 7.6

Sketsa Automatik Proximate

c. Volatile Matter

Volatile matters adalah kandungan batubara yang

terbebaskan pada temperatur tinggi tanpa keberadaan oksigen

Kelompok V


(misalnya CxHy,

H2, SOx, dan

sebagainya). Cara mengujinya yaitu dengan menyiapkan

sejumlah sampel dengan 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.

Gambar 7.7

Sketsa Volatile Matter Analyzer

d. Fixed Carbon

Fixed carbon ialah kadar karbon tetap yang terdapat

dalam batubara setelah volatile matters dipisahkan dari batubara.

Kadar fixed carbon ini berbeda dengan kadar karbon (C) hasil

analisis ultimate karena sebagian karbon berikatan membentuk

senyawa hidrokarbon volatile. Nilai FC tidak didapat melalui

analisis tetapi melalui perhitungan berikut ini

e. Total Sulfur

Kelompok V


Total

sulfur adalah

banyaknya kandungan sulfur dalam batubara, baik itu sulfur

organik atau sulfur an-organik. Sulfur atau belerang dalam

batubara dapat dijumpai dalam wujud mineral pirit,

kalsium sulfat, atau belerang organik. Pada saat

pembakaran berubah menjadi SO2.

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 ditambah methylene blue dari warna

ungu berubah menjadi kehijauan.

Gambar 7.8

Sketsa Alat Uji Kadar Sulfur

Kelompok V


Analisa proximate ini berguna untuk menentukan rank

batubara, rasio pembakaran (fuel ratio) dan dapat digunakan untuk

mengkonversi basis analisa untuk parameter uji. Masing- masing

parameter dalam proximate memiliki prosedur tersendiri dalam

pengujiannya.

(Anonim, 2014)

Pada dasarnya air yang terdapat dalam suatu batubara maupun

yang terurai dari batubara apabila dipanaskan hingga suhu tertentu,

terbagi dalam bentuk-bentuk yang menggambarkan ikatan serta asal

muasal air tersebut dalam batubara.

Ada dua bentuk wujud moisture pada batubara yakni air yang

terdapat di dalam batubara dalam wujud H2O dan air hasil penguraian

zat organik yang ada dalam batubara tersebut. Air yang terdapat dalam

batubara dapat dibagi dalam tiga bentuk, yaitu:

1. Inherent moisture

Inherent moisture adalah air yang secara fisik terikat

dalam rongga-rongga kapiler serta pori-pori batubara yang relatif

kecil, serta mempunyai tekanan uap air yang lebih kecil jika

dibandingkan dengan tekanan uap air yang terdapat di

permukaan batubara. Inherent moisture disebut juga bed

moisture atau in-situ moisture adalah moisture yang terkandung

dalam batubara (molekul batubara) di lapisan bawah tanah.

Kondisi tersebut yaitu kelembaban relatif 96-97% dan suhu 30oC.

Oleh karena adanya perbedaan kondisi tersebut, maka

perbedaan antara hasil analisis dengan inherent moisture yang

sebenarnya selalu ada, terutama pada lower rank coal (batubara

derajat rendah) yang kandungan moisturenya tinggi.

2. Adherent moisture

Adherent moisture adalah air yang terdapat di permukaan

batubara atau di dalam pori-pori batubara yang relatif besar. Air

dalam bentuk ini mudah menguap pada suhu ruang.

3. Air Kristal

Kelompok V


Air kristal adalah air yang terikat secara kimiawi di dalam

batubara. Bentuk ini akan menguap pada suhu yang sangat tinggi.

Karena air ini terikat pada mineral-mineral yang terkandung dalam

batubara, maka suhunya pun akan tergantung pada jenis mineral

tersebut. Penguapan pada umumnya terjadi pada 450° C.

Beberapa negara menetapkan standar-standar yang berbeda pula

tergantung konsesinya masing-masing.

Moisture pada batubara bukanlah seluruh air yang terdapat

dalam pori-pori batubara baik yang besar maupun kecil yang terbentuk

dari penguraian batubara selama pemanasan. Moisture dari batubara

ialah air yang menguap dari batubara apabila dipanaskan sampai suhu

105° – 110° C. Moisture terdiri dari satu senyawa kimia tunggal,

wujudnya dapat berbentuk air dalam batubara, berbentuk senyawa

teradsorpsi dan sebagai senyawa yang terikat secara kimia. Sebagian

dari moisture merupakan komponen dari zat mineral dan tidak terikat

pada batubara.

Berdasarkan pengertian tersebut, serta melihat kembali kepada

bentuk-bentuk air yang terdapat dalam batubara, maka hanya air dalam

bentuk inherent moisture dan adherent moisture sajalah yang dapat

dikategorikan sebagai moisture batubara, sedangkan dua bentuk

lainnya yaitu air kristal mineral dan air hasil penguraian zat organik

karena oksidasi tidak termasuk air batubara.

Pada dasarnya air yang terdapat di dalam batubara maupun

yang dari batubara jika dipanaskan sampai kondisi tertentu terbagi ke

dalam bentuk-bentuk yang menggambarkan ikatan serta asal mula air

tersebut di dalam batubara. Ada dua bentuk atau wujud moisture pada

batubara yaitu air yang terdapat langsung di dalam batubara serta air

hasil penguraian zat organik karena adanya oksidasi terhadap batubara

tersebut.

Banyaknya jumlah inherent moisture di dalam suatu batubara

dapat digunakan sebagai tolak ukur tinggi rendahnya rank batubara

tersebut. Jika semakin tinggi nilai inherent moisture yang terkandung

Kelompok V


dalam suatu batubara maka semakin rendah pula tingkat rank batubara

tersebut. Istilah lalin yang terdapat di permukaan batubara di dalam

pori-pori batubara yang relatif besar disebut dengan adherent moisture.

Air dalam bentuk ini mudah menguap dalam suhu ruang.

Adherent moisture adalah moisture yang dianggap terdapat pada

permukaan suatu batubara dan pori-pori batubara yang terlihat besar.

Surface moisture adalah istilah yang digunakan oleh International

Standard Organization (ISO), British Standard (BS), dan Australian

Standard (AS). Sedangkan ASTM atau American Society for Testing

Materials menggunakan istilah free moisture. Nilai adherent moisture

diperoleh dari pengurangan nilai total moisture oleh nilai inherent

moisture (adherent moisture = total moisture – inherent moisture).

Keberadaan adherent moisture pada batubara dapat terjadi

dalam beberapa situasi, antara lain:

1. Bercampurnya air tanah dengan batubara pada saat penambangan

maupun pada kondisi asalnya ketika masih di dalam tanah.

2. Air hujan yang membasuhi tumpukan batubara di stockpile.

3. Sisa-sisa air yang tertinggal pada permukaan batubara setelah

proses pencucian.

4. Air yang disemprotkan pad stockpile batubara yang bertujuan untuk

mengurangi debu batubara tersebut.

Kandungan air yang terdapat dalam batubara secara umum ada

dua, yaitu air permukaan (free moisture) dan kandungan air bawaan

(inherent moisture).

Kandungan air permukaan terdapat dalam permukaan dan

retakan-retakan batubara. Kandungan air bawaan ini penting untuk

diketahui, karena dapat digunakan untuk mengidentifikasi peringkat

batubara. Makin tinggi kandungan air bawaan dalam batubara, maka

makin rendah peringkat batubara tersebut. Biasanya analisa ini untuk

mengetahui jumlah air bawaan yang terkandung dalam batubara

setelah dikering–anginkan dalam kondisi laboratorium.

Kelompok V


..................................(7.1)

Keterangan :

M3 = massa cawan, tutup cawan dan contoh setelah pemanasan (g)

M2 = massa cawan, tutup cawan dan contoh sebelum pemanasan

(g)

M1 = massa contoh (g)

M ad = moisture dalam contoh yang telah dikeringkan (air-dried) (%)

Perhitungan :

............................(7.2)

Keterangan :

W1 = massa cawan, tutup cawan dan contoh sebelum pemanasan (g)

W2 = massa cawan, tutup cawan dan contoh setelah pemanasan (g)

Analisis proksimate batubara bertujuan untuk menentukan

kadar moisture (air dalam batubara). Kadar moisture ini mencakup pula

nilai free moisture serta total moisture, ash (debu), volatile matter (zat

terbang), dan fixed carbon (karbon tertambat). Metode ini biasa

digunaakan untuk menetapkan rank batubara, untuk menunjukkan rasio

combustion ke incombustion, sebagai dasar pembelian dan penjualan,

dan untuk evaluasi keuntungan ataupun untuk tujuan lain. Dalam

pengujian kualitas batubara, analisis batubara didasarkan pada

keadaan as received (ar), air dried base (adb), dry base (db), dry ash-

free (daf) dan dry mineral matter-free (dmmf).

Adapun parameter-parameter yang terukur dalam analisis

proksimat antara lain:

1. Lengas (moisture)

Kelompok V


Bentuk air dalam batubara dapat dibedakan menjadi lengas

permukaan (free/surface moisture), lengas tertambat (inherent

moisture) dan lengas total (total moisture).

a. Lengas Permukaan

Lengas ini berada pada pernukaan partikel batubara

akibat pengaruh dari luar seperti cuaca/iklim (hujan),

penyemprotan di stockpile pada saat penambangan atau

transportasi tergantung dari kondisi penambangan serta

keadaan udara pada saat penyimpanan dan dapat hilang

dengan penguapan, misalnya air drying. Lengas ini tidak

tergantung pada tipe batubara namun dipengaruhi ukuran

partikel, karena kadar lengas meningkat dengan makin

besarnya luas permukaan luar batubara. Air yang ditambahkan

melalui penyemprotan untuk menekan debu dan mengurangi

abu juga termasuk sebagai lengan permukaan. Lengas bebas

biasanya akan terlepas ke udara apabila batubara dibiarkan di

dalam ruang pada suhu kamar sampai menjadi kesetimbangan

dengan kondisi udara di sekitarnya.

b. Lengas tertambat

Lengas ini adalah lengas yang terikat secara

kimiawi dan fisika di dalam batubara pada saat

pembentukan batubara. Lengas ini hanya berpengaruhnya

pada pengangkutan, penanganan, penggerusan, maupun

pada pembakaran pembakaran batubara. Pada umumnya

kadar lengas terikat semakin tinggi dengan semakin

rendahnya peringkat (rank) batubara.

c. Lengas total

Lengas ini adalah banyaknya air yang terkandung

dalam batubara seusai dengan kondisi diterima, baik

yang terikat secara kimiawi maupun akibat pengaruh

kondisi luar seperti iklim, ukuran butiran, maupun proses

penambangannya.

Kelompok V


2. Abu (ash)

Komposisi batubara bersifat heterogen, terdiri dari

unsur-unsur organik dan senyawa anorganik yang

merupakan hasil rombakan batuan batuan yang ada di

sekitarnya, bercampur selama proses transportasi, sedimentasi

dan proses pembatubaraan. Abu hasil dari pembakaran

batubara ini yang dikenal sebagai ash content. Abu

merupakan kandungan residu non-combustible yang

umumnya terdiri dari senyawa-senyawa silika oksida (SiO2),

kalsium oksida (CaO), karbonat dan mineral-mineral lainnya.

Bahan sisa dalam bentuk padatan ini antara lain senyawa

SiO2, TiO3, Al2O3, Mn3O4, CaO, Fe2O3, MgO, K2O, Na2O,

P2O, SO3, dan oksida unsur lain.

Kadar abu batubara secara sederhana didefinisikan

sebagai residu anorganik yang terjadi setelah batubara

dibakar sempurna. Kadar abu dalam batubara berpengaruh

terhadap nilai kalorinya, makin tinggi kadar abu maka nilai

kalornya berkurang. Terjadinya abu dalam batubara dapat

sebagai inherent mineral matter atau extraneous mineral

matter.

a. Inherent mineral matter

Mineral ini berhubungan dengan tumbuhan asal

pembentukan batubara itu sendiri, mineral matter ini

tidak dapat dihilangkan atau dicuci dari batubara.

b. Extraneous mineral matter

Berasal dari tanah penutup atau lapisan-lapisan yang

terdapat di antara lapisan batubara, biasanya terdiri dari slate

(batusabak), sandstone (batupasir), clay (lempung), atau

limestone (batugamping). Mineral matter ini dapat dikurangi

pada saat pencuciam batubara setelah proses crushing.

Mineral matter atau abu dalam batubara yang terutama

terdiri dari senyawa senyawa Si, Al, Fe dan Se sedikit Ti, Mn, Mg,

Kelompok V


Na, K dalam bentuk silikat oksida, sulfide, sulfat dan fosfat,

sedangkan unsur seperti As, Cu, Pb, Ni, Zn dan uranium sangat

terdapat sedikit sekali yang disebut trace element, makin banyak

mineral yang terdapat di dalam suatu batubara maka kadar abunya

juga semakin tinggi.

Kebanyakan pengujian yang dilakukan pada batubara

bersifat empiris. Hasil yang diperoleh tidak secara absolut

mengukur sifat–sifat intrinsik dari batubara tersebut, tetap dengan

melakukan perbandingan terhadap batubara–batubara tertentu

yang memiliki peringkat, jenis dan sifat analisa yang mirip atau

berdekatan. Adapun analisa-analisa lainnya yang dapat

digolongkan analisa proximate antara lain sebagai berikut:

a. Ash fusion temperature (AFT) adalah analisis yang dapat

menggambarkan sifat pelelehan abu batubara yang diukur

dengan mengamati perubahan bentuk contoh abu yang telah

dicetak berupa kerucut, selama pemanasan bertahap.Analisis

biasanya dilakukan dengan dua kondisi pemanasan, yaitu

kondisi oksidasi dan kondisi agak reduksi. Pada kondisi reduksi,

pemanasan dilakukan dalam tabung pembakaran yang dialiri

oleh campuran 50% gas hidrogen dan 50% gas karbondioksida,

sedangkan pada kondisi oksidasi pemanasan dilakukan dalam

tabung pembakaran yang dialiri oleh 100% gas karbondioksida.

b. Hardgrove grindbility index (HGI) adalah indeks yang

menggambarkan tingkat kemudahgerusan batubara oleh alat

penggerus (pulverizer) di lapangan, yang proses pembakaran

batubaranya menggunakan partikel batubara halus (75 micron)

yang biasa disebut dengan pulverized fuel (pf).

c. Abrasion index adalah indeks yang menunjukkan daya abrasi

(kikis) batubara terhadap bagian dari alat yang dipergunakan

untuk menggerus batubara tersebut (pulverizer) sebelum

dipergunakan sebagai bahan bakar. Semakin tinggi nilai abrasive

Kelompok V


index suatu batubara semakin tinggi pula biaya pemeliharaan

alat penggerus batubara tersebut.

d. Trace Element adalah analisis ini dilakukan untuk mengetahui

komposisi unsur dalam batubara yang dianggap berbahaya

terhadap lingkungan. Jumlahnya kecil, misalnya merkuri, arsen,

selenium, fluorine, cadmium dsb.

e. Crucible swelling number (CSN) adalah salah satu tes untuk

mengamati caking properties batubara, yang paling sederhana

dan mudah dilakukan. Caking adalah sifat yang menggambarkan

kemampuan batubara membentuk gumpalan yang mengembang

selama proses pemanasan.

f. Gray-King coke type adalah analisis untuk mengamati coking

coal. Coking adalah sifat yang berhubungan dengan perilaku

batubara selama proses carbonisation (proses pembuatan coke

secara komersial) serta sifat coke yang dihasilkannya. Tes ini

dilakukan pada tingkat pemanasan yang lambat yang lebih mirip

dengan tingkat pemanasan pada coke oven.

g. Roga index adalah indeks yang didapat dari salah satu tes

caking yang disebut roga test. Tes ini untuk mengukur caking

power. Indeks ini dipergunakan dalam klasifikasi batubara

internasional sebagai alternatif dari crusible swelling number.

h. Calorivic value adalah jumlah panas yang dihasilkan oleh

pembakaran contoh batubara di laboratorium. Pembakaran

dilakukan pada kondisi standar, yaitu pada volume tetap dan

dalam ruangan yang berisi gas oksigen dengan tekanan 25 atm.

Selama proses pembakaran yang sebenarnya pada ketel, nilai

calorivic value ini tidak pernah tercapai karena beberapa

komponen batubara, terutama air, menguap dan menghilang

bersama-sama dengan panas penguapannya. Maksimum kalori

yang dapat dicapai selama proses ini adalah nilai net calorivic

value. Calorivic value dikenal juga dengan specific energy dan

satuannya adalah kcal/kg atau cal/g, MJ/kg,Btu/lb.

Kelompok V


i. Relative density adalah perbandingan berat contoh batubara

(+ 2 gram) yang telah dihaluskan (-212 micron), dengan berat air

yang dipindahkan oleh contoh batubara tersebut dari pycnometer

yang dipergunakan untuk pengujian pada suhu 30 + 0.1oC.

Relative density suatu batubara tergantung dari rank dan

kandungan mineralnya. Relative density dengan kandungan ash

suatu batubara, dari rank dan jenis yang sama, mempunyai

korelasi yang baik sehingga dapat dipergunakan sebagai alat

untuk memperkirakan kandungan ash suatu batubara dari

relative densitynya.

Hal ini sangat jelas pada analisa proximate, HGI, abrasion

index, dan ash fusion temperature. Nilai absolut diperoleh dari hasil

analisa ultimate dan nilai kalori. Hasil analisa dari pengujian

parameter tersebut biasanya dilaporkan dalam basis dry ash free

(daf), dan pada basis ini hasil tersebut tergantung dari validitas nilai

kadar air dan abu yang dilaporkan.

Berdasarkan pada analisa proksimat, terdapat beberapa

perbedaan antara metode International Organization for

Standardization (ISO) dengan American Society for Testing and

Materials (ASTM). Perbedaan tersebut meliputi :

1. Moisture in the analysis sample

a. Moisture in the analysis sample berdasarkan metode ASTM

adalah :

1) Selama analisa, contoh dikeringkan di dalam oven pada

suhu 107 °C selama satu jam.

2) Pengeringan contoh analisa dasar (general analysis

sample) sampai berat konstan selama preparasi contoh.

Dengan catatan pada preparasi contoh bahwa untuk lignit

perlu diperjelas antara penentuan berat konstan dan

invalidasi dari hasil analisa dari parameter lainnya yang

dapat terpengaruh dengan membiarkan contoh dengan

suhu yang meningkat pada waktu tertentu. Suhu dan

Kelompok V


waktu maksimum yang diperbolehkan adalah 40 °C

selama maksimum 14 jam.

3) Contoh dikeringkan dalam udara.

b. Moisture in the analysis sample berdasarkan metode ISO

adalah :

1) Selama preparasi contoh, contoh analisa dasar hanya

dikeringkan sampai contoh tersebut dialirkan melalui

peralatan penggerus dan pembagi. Waktu pengeringan

maksimum yang direkomendasikan adalah 6 jam pada 30

°C atau 4 jam pada 40 °C.

2) Selama analisa, contoh dikeringkan dalam oven pada

suhu 105 °C sampai berat konstan. Untuk batubara

Indonesia dapat tercapai dalam 3 jam.

3) Batubara dikeringkan dalam nitrogen bebas oksigen dan

dalam minimum free space oven untuk mengurangi

kemungkinan batubara teroksidasi.

2. Ash in the analysis sample

a. Ash in the analysis sample berdasarkan metode ASTM

adalah :

1) Kadar abu (ash) ditentukan pada suhu 750 °C.

2) Jika contoh mengandung mineral-mineral pirit dan

karbonat dalam kadar yang signifikan, sulit untuk dapat

diperoleh nilai reprodusibilitas antar laboratorium yang

memuaskan, kecuali furnace dipanaskan pada kenaikan

suhu yang tertentu. Jika prosedur tersebut digunakan dan

masih belum dapat memperoleh nilai duplikasi yang baik,

maka hasil analisa abu dapat dilaporkan dalam basis

sulfur free basis. Pada batubara Indonesia dikarenakan

kebanyakan memiliki pH yang rendah, maka kadar

mineral karbonatnya sangat kecil atau tidak ada.

Kelompok V


3) Tidak ada penentuan rate kenaikan suhu pada furnace

sampai mencapai suhu yang dibutuhkan untuk

kebanyakan jenis batubara.

b. Ash in the analysis sample berdasarkan metode ISO adalah :

1) Kadar abu (ash) ditentukan pada suhu 815 °C.

2) Furnace harus mencapai suhu 500 °C dlam waktu 45

menit dari keadaan suhu kamar, dan mencapai suhu

815 °C dalam waktu 45 menit.

3. Volatile Matter in the analysis sample

a. Volatile matter in the analysis sampel berdasarkan metode

ASTM adalah :

1) Batubara dipanaskan dalam cawan platina pada suhu

950 °C selama 6 menit.

2) Metode juga membahas mengenai penanganan sparkling

coal dimana terjadi kehilangan material batubara secara

fisik dari contoh, yang disebabkan oleh moisture yang

terlepas secara mendadak jika contoh langsung

dipanaskan pada suhu 950 °C. Metodenya adalah dengan

memanaskan batubara secara bertahap pada suhu 600

°C selama 6 menit, kemudian pada suhu 950 °C selama 6

menit.

3) Tidak diterangkan mengenai udara di dalam furnace

selama pengujian.

b. Volatile matter in the analysis sampel berdasarkan metode

ISO adalah :

1) Batubara dipanaskan pada suhu 900 °C selama 7 menit.

2) Pengujian menggunakan furnace dengan pintu tertutup

rapat sehingga udara tidak dapat mengalir ke dalam

furnace selama pengujian.

Kelompok V

Bab Vii Total Moisture New

Documents

Transcript of Bab Vii Total Moisture New