Coal STTNAS Supandi 2012 03-Pendahuluan

7/22/2019 Coal STTNAS Supandi 2012 03-Pendahuluan

1/40

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL (STTNAS) YOGYAKARTA.SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL (STTNAS) YOGYAKARTA.

01_Pendahuluan

SUPANDI, ST, [email protected]


2/40

Jurusan : Teknik GeologiProdi : Teknik Pertambangan Strata 1.Kode : AS7446PMata Kuliah : Batubara

SKS : 2 SKSSemester : VIIWaktu Perkuliahan : 2 x 50 menit

contract

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONALYOGYAKARTA 08 Maret 2012

Slide 2

.Sistem Perkuliahan :Penilaian : a. Tugas, presentasi dan Diskusi, Quiz, 20%

b. Ujian Tengah Semester (UTS) 30%

c. Ujian akhir semester (UAS) 50%Range Nilai : 0-20,9 = E ; 21-44 = D ; 45-60.9 = C ; 61 80 = B ; 81 100 = A

Contact Person : [email protected]


3/40

Literature1. Geological Research and Development Centre, Special Publication,

2003 STRATIGRAPHIC LEXICON OF INDONESIA2. John A Katili, 1980, Geotectonics of Indonesia a Modern View,department of geology Bandung Institute of Technology.

3. Paul L Younger, Steven A. Banwart and Robert S Hedin, 2002. MineWater Hydrology, Pollution, Remediation. Kluwer AcademicPublisher.

4. Gerald M Friedman, John E Sanders, 1978, Principles ofSedimentology, John Willey & Sons.

5. Muchjidin, 2006 Pengendalian Mutu Dalam Industri Batubara, ITBPress.

6. Ukar W Soelisti o, PhD, APU, Perda an an International Mineral


Slide 3

dan Batubara.7. Ministry of Energy, Mines and Petroleum Resources, 2008.Handbook for Mineral and Coal Exploration in British Columbia,Ministry of Environment.

8. Sukandarrumidi, 2008. Batubara dan Gambut, Gadjah MadaUniversity Press.

9. Suryanto dkk, 1997. Good Mining Practice, Studi Nusa.10. Crawfrord, Hustrulid, 1979. Open Pit Mine Planning and Design,

Society of Mining Engineer.


4/40

12

3

4

5


Slide 4


5/40

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONALYOGYAKARTA

5

08 Maret 2012


6/40


608 Maret 2012


7/40


708 Maret 2012


8/40


808 Maret 2012


9/40


908 Maret 2012


10/40

Pengetahuan Dasar Batubara

termasuk dalam batuan sedimen yangdibentuk dari hasil pengubahan sisa-sisa tumbuh-

tumbuhan yang terjadi selama puluhan atau ratusan

juta tahun.

Sesuai dengan bahan asalnya batubara terdiri darielemen-elemen arang (karbon), oksigen, belerang,


Slide 10

hidrogen, dan beberapa mineral logam dalam bentukdan jumlah bayangan (traces).

Kualitas batubara tergantung dari jenis bahan

asalnya dan peningkatan mutu oleh faktor geologitermasuk gradien geotermal dan sebagainya.


11/40

Pengetahuan Dasar BatubaraPENGERTIAN BATUBARA

Definisi batubara harus ditinjau dari beberapa aspek, antara lain, sifat fisiknya, kejadiannya, danpemanfaatannya. Berikut ini untuk memberikan gambaran mengenai pengertian batubara secaraumum dan luas, akan disampaikan berbagai definisi batubara dari beberapa penulis, yaitu:1.Thiessen (1947)

Batubara adalah suatu benda padat yang kompleks, terdiri dari bermacam-macam unsurmewakili banyak komponen kimia, dimana hanya sedikit dari komponen kimia tersebut yangdapat diketahui. Pada umumnya homogen, tetapi hampir semua berasal dari sisa-sisa

tumbuhan yang sangat kompleks, terdiri dari bermacam-macam serat dimana sertiap seratterdiri dari beberapa sel. Dengan sendirinya bahan-bahan tersebut akan berkomposisisejumlah komponen kimia dalam perbandingan yang sangat bervariasi.

2. Spackman (1958):Batubara adalah suatu benda padat karbonan berkomposisi maseral. Pengertian

batubara disini berarti termasuk semua batubara dari berbagai derajat batubara (coal rank)an diawali dari ambut li nit batubara sub-bituminus batubara bituminus semi


Slide 11

antrasit, antrasit, dan meta antrasit.3.The International Hand Book of Coal Petrography (1963)

Batubara adalah batuan sedimen yang mudah terbakar, terbentuk dari sisa-sisatumbuhan dalam variasi tingkat pengawetan, diikuti oleh proses kompaksi dan terkubur dalamcekungan-cekungan yang diawali pada kedalaman yang tidak terlalu dangkal. Cekungan-cekungan

ini pada garis besarnya dibagi atas cekungan limnik (intra continental) dancekungan paralis yang berhubungan dengan air l aut. Segera setelah lapisan-lapisan dasarturun terus- menerus, sisa-sisa tanaman yang terkubur tersebut dipengaruhi oleh prosesnormal metamorfosis terutama oleh temperatur dan tekanan.4.Wolf (1984)

Batubara adalah batuan sedimen yang dapat terbakar, berasal dari tumbuh-tumbuhan(komposisi utamanya karbon, hidrogen, dan oksigen), berwarna coklat sampai hitam,sejak pengendapannya terkena proses kimia dan fisika yang mengakibatkan terjadinyapengkayaan kandungan karbonnya.


12/40


SEBARAN SUMBERDAYA BATUBARASebaran batubara dapat ditinjau dari dua aspek, yaituaspek ruang dan waktu, keduanya dikendalikan olehfaktor geologi.

Aspek ruang berkait dengan keterdapatannya yang hanyadijumpai pada tempat-tempat tertentu saja.

Aspek waktu di tandai oleh terbentuknya batubara pada periode-


Slide 12

per o e er en u sa a. a n se a an o e evo us um u an dan iklim yang merupakan faktor penting dan menentukan kapanserta dimana batubara terbentuk.

Faktor geologi (geotektonik) yang merupakan faktor umum dandominan. Bermacam tumbuhan yang dikenal pada saat ini telahmengalami proses evolusi yang sangat panjang mulai dari JamanDevon sampai puncaknya pada Jaman Karbon. Pada Tersier,tumbuhan rawa mempunyai ragam yang lebih banyak dibandingkanJaman Karbon


13/40


Faktor-faktor geologi yang mempengaruhi penambangan batubara

Beberapa faktor geologi yang mempengaruhi kegiatan penambangan batubara, yaitu:Karakteristik batubarakomposisi (kualitas)nilai kalorikekerasan (ketahanan terhadap gerusan)sifat mudah terbakar

sifat coking atau sifat khusus lainnyaKarakteristik lapisan batubaratebalkemiringankemenerusansebaran


Slide 13

kehadiran parting dan karakteristiknyakondisi roof dan floorkedudukan lapisan batubaratingkat pelapukan

Kedalaman dari permukaankemiringan perlapisankarakteristik struktur (sesar, lipatan, kekar)karakter lapisan penutup (tebal dan sifat fisik)

Hadirnya material pengotor atau yang bersifat merugikanbatuanterobosanairgasabu


14/40


Komposisi Batubara

Mineral MatterPure Coal

(C,H,N,O,S,N, Trace elements)Moisture


Slide 14

LOI : loss on ignition

Ash LOI Volatile Matter Fixed CarbonInherentMoisture

AdherentMoisture


15/40


! "#" $%#

Secara kimia, batubara tersusun atas tiga komponenutama, yaitu:

1. Air yang terikat secara fisika dan dapat


Slide 15

dihilangkan pada suhu sampai 105o

C disebutMoisture;

2. Senyawa batubara atau coal substance atau coal

matter;

3. Zat mineral atau mineral matter


16/40



Slide 16

!

"#

$#"#


17/40


Proses Pembentukan Endapan Batubara


Slide 17


18/40



Slide 18


19/40


% & % !$ !

'!( ! ) $**+

% ! %

! ! $( ! !

, ! * ! -

( $( ** (* )$ *

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL

YOGYAKARTA 08 Maret 2012Slide 19

. .

$. ! (.. $. $*)! $

( * !$*)) *. $!. '%. !. $ ! **%

, % / -


20/40


6

9

11

!

NCu

Tangse(Cu)

Rawas(Au)

Sn

Bangkinang(Sn)

Sn

Sn

Lebong Tandai(Au, Ag)

Lampung

Singkep(Sn)

3Sn

Kelapa Kampit(Sn)

G. Pongkor(Au,Ag)

S. Liat & Belinyu(Sn)

G. Bawang(Mo)

Barru(Cr)

Meratus(Ni)

MT. Muro(Au,Ag)

Cempaka(Pt)

Kelian( Au)

Sekko(Cu)

Malala(Mo)

Baturape (Pb)

Sangkaropi(Cu)

Bulagidun(Cu,Au)

Tapadaa(Cu)

G. Pani(Au, Cu)

Ratatotok(Au)

Gosowong(Au)

Soroako(Ni, Co)

Lerokis/Kalikuning(Au, Ag)

Pomala(Ni,Co)

Kaputusan(Cu)

Loloda(Cu,Mn)

0 600300

KilometerTanjung Buli

(Ni, Co)

P. Gebe(Ni,Co)

G. Bijih(Cu, Au)

Grasberg(Cu, Au)

Au

Peg. Cycloop(Ni,Co)


Slide 20

Cibuniasih(Pb, Au)

BUSUR MAGMATIK SUNDA - BANDA

Cikotok(Au)

Salopa/Cineam(Au)

Sanenrejo(Cu, Au)

Selogiri(Au) Batuhijau

(Cu,Au)

Granit Tersier

KETERANGAN

Vulkanik Tersier

Vulkanik Kuarter

Batuan Basa-Ultrabasa

Granit Pra Tersier

Vulkanik Pra Tersier

Sedimen Tersier-Kuarter

Sedimen dan VulkanikPaleozoikum - Mesozoikum

Sedimen dan VulkanikMesozoikum - Kenozoikum

Ni-Co dalam batuan Ultramafik

Au-Cu dalam batuan Asam-Intermediet

Cr-Fe dalam batuan Ultramafik

Bauksit-Timah dalam Granit

Au- Cu - Mo Porpiri dalam batuan Granit

Keterdapatan Mineral

Tambang Aktif

SIMPLIKASI ZONA MINERALISASI BERHUBUNGAN DENGAN BATUAN INDUK (DIADOPSI DARI BEBERAPA SUMBER)


21/40


Kilometer

N

!0 250 500

Busur Aceh

Busur Kalimantan Tengah

Busur Sulawesi Timur - Mindanau

Busur Halmahera

Busur Irianjaya Tengah

Cu

Tangse(Cu)

Rawas(Au)

Sn

Bangkinang(Sn)

Sn

Sn

Lebong Tandai(Au, Ag)

Singkep(Sn)

3Sn

Kelapa Kampit(Sn)

S. Liat & Belinyu(Sn)

G. Bawang(Mo)

Barru(Cr)Sumatera -MeratusArc

MT. Muro(Au,Ag)

Kelian( Au)

Sekko(Cu)

Malala(Mo)

Bulagidun(Cu,Au)

Tapadaa(Cu)

G. Pani(Au, Cu)

Ratatotok(Au)

Gosowong(Au)

Soroako(Ni, Co)

Pomala(Ni,Co)

Kaputusan(Cu)

Loloda(Cu,Mn)

0 600300

KilometerTanjung Buli

(Ni, Co)P. Gebe(Ni,Co)

Grasberg

Au

Peg. Cycloop(Ni,Co)


Slide 21

BusurSumatera -Meratus

Busur Sunda - Banda

Cikotok(Au)

Lampung(Au)

G. Pongkor(Au,Ag)

Salopa/Cineam(Au)

Sanenrejo(Cu, Au)

Selogiri(Au)

Meratus(Ni)

(Pt)

Batuhijau

(Cu,Au)

Baturape (Pb)

Sangkaropi(Cu) Lerokis/Kalikuning

(Au, Ag)

G. Bijih(Cu, Au)

(Cu, Au)

KETERANGAN

MIOSEN AKHIR - PLIOSEN

PALEOSEN - TERSIER TENGAH

KAPUR AKHIR

Keterdapatan Mineral

Tambang aktif

PENYEBARAN BUSUR MAGMATIK BERHUBUNGAN DENGAN MINERALISASI DI INDONESIA


22/40


&

&'

(

)

** +

'

$ &

,$& , $


Slide 22

-'.*&$

,,

$

&

( $

//

WILAYAHCADANGAN

PERTAMBANGAN


23/40



Slide 23


24/40


Klasifikasi Batubara

Scientific classification

Coalification High Low


Slide 24

Commercial classification

Anthracite Bituminous Lignite Brown-Coal Peat

Utilization Coking coal for coke and gas

Stream coal for power generation

Anthacite for briquetting


25/40


Scientific ClassificationClassification Contents Etc.

Rank Vitrinte mean random refrectance (%)Gross calorific value (MJ/kg)

ECE-UN

PetrographicContent

Maceral group analysis

(vitirnite,liptinite,mmf volume %)ECE-UN


Slide 25

Grade Ash (mineral matter) content (%,db) ECE-UN

C% Carbon content (% daf)

Geological era Paleozoic, Jurassiera

Original plants Terrestrial, aqua plant


26/40


Scientific ClassificationESE-UN in Seam Coal Classification, 1993

R

High Rank Antharacite

Meta > 4.0

Ortho 2.5-4.0

Semi 2.0-2.5


Slide 26

R : Reflectance of vitrinite

Medium Rank Bituminous

Meta 1.4-2.0

Ortho 1.0-1.4

Semi 0.6-1.0

Low RankSub-bituminous

Lignite

0.4-0.6

0.4 50 mm

Lump Coal 38-50 mm

Coarse Grain Coal 25-37 mmFine Grain Coal 1-3 mm

Very Fine Coal < 3 mm


28/40


Proved Recoverable ReservesWEC 1998

[Mtonnes]

Bituminous+ Anthracite

Sub-bituminous

Lignite Total Share (%)

USA 111,338 97,472 33,327 246,643 25.1

Russian 49,008 33,700 10,450 157,010 16.0


Slide 28

Chinna 62,200 1,900 18,600 114,500 11.6

Australia 47,300 -- 41,200 90,400 9.2

India 72,733 -- 2,000 74,733 7.6

South Africa 55,333 -- -- 55,333 5.6

Germany 24,000 -- 43,000 67,000 6.8

Others 8,749 43,971 47,122 178,592 18.1

Word Total 509,491 279,021 195,699 984,211 100


29/40


Coal and Their UsesHigh HighCarbon/Energy Content Moisture Content

(%:World Reserves)Coal

Hard Coal50%

Low Rank Coal50%


Slide 29

Domestic/ Manufacture Power Generation Largely power

Uses Industrial of iron and stell Cement manufacture

generation smokeless fuel Industrial isues

(Source:WCI,1996)

Sub-bituminous

19%

Lignite

31%

Anthracite

-1%

Bituminous

49%

Metallurgical

(Coking Coal)

Thermal

(Steam Coal)


30/40


Basis of AnalysisReceived/sampled/dispatched base

Air dried base (a.d.)

Dried base (d.b.)

Dry,ash-free base (d.a.f.)


Slide 30

Dry,mineral-matter-free (d.m.m.f.)

LOI : loss on ignition

Ash LOI Volatile Matter Fixed Carbon Inherent MoistureAdherentMoisture

Mineral Matter Pure Coal (C,H,N,O,S,etc) Moisture

COAL

P h D B b


31/40


Coal Analysis by Different BaseAs received Dry basis Dry, ash free

Proximate Analysis (wt%)

Moisture

Ash

Volatile Matter

Fixed Carbon

3.4

9.5

20.6

66.5

---

9.8

21.3

68.9

---

---

23.7

76.4


Slide 31

Ultimate Analysis (wt%)

Carbon

Hydrogen

Oxygen

Nitrogen

Sulfur

77.29

4.59

5.61

1.73

1.31

80.00

4.36

2.69

1.79

1.36

88.69

4.83

2.99

1.98

1.51

Calorific Value (MJ/kg)

Gross 31.68 32.79 36.15

P t h D B t b


32/40


Classification of Coal in UseSteam Coal Direct use Pulverized coal combustion

Fluidized bed combustion

Stoker combustion

Pulverized coal injection

Processing CWM Atomizing combustion

CCS Pulverizing coal combustion


Slide 32

Conversion Gasification Combined cycle generation

Raw material for chemicals

Liquefaction Alternative fuel

Coking Coal Carbonization Coke Iron making

Tar Raw material for chemicals

Anthracite Carbon material, Briquette

P t h D B t b


33/40


Example of Coal Quality for Power Generation

Evaluation Items Unit Limit

Gross calorific value (a.d.) Kcal/kg > 6,200

Total moisture (a.d.) Wt% < 20

Fuel ratio (FC/VM) --- < 2.2


Slide 33

Nitrogen (d.b.) Wt% < 1.7

Total sulfure Wt% < 1.0

Size distribution(-2mm) Wt% < 30

Ash / Initial deformation temp. C > 1,150

Ash / Hemisphere temp. C > 1,150Na2O in ash Wt% < 2.0

Basicity of ash (CaO+MgO) / Fe2O3 --- < 1.0

Ash electric resistivity Ohm-cm < 1013



34/40


Coal Properties Required for Combustion

Chemical Properties :

1. Total moisture

2. Ash content

3. Volatile matter

4. Calorific value

Ash Properties :

1. Ash composition

2. Ash fusion temperature

3. Slagging and fouling Indices

4. Ash electric resistivity


Slide 34

.

6. Chlorine content7. Trace element

8. Swelling and agglomeratingbehavior

9. Reflectance and petrographiccontent

Physical Properties :1. HGI

2. Abrasion index

3. Friability

4. Dustiness



35/40


Evaluation Indices for Combustion

Evaluation Items Indices

Combustibility (burn out) Fuel ratio (FC/VM), VMNOx emissions Nitrogen content, Fuel ratio

Slagging property Ash fusion temp.,B/A ratio, Slagging index


Slide 35

eat trans er property agg ng ou ng property

Electrostatic precipitabilityAsh composition, Particle size profile,Intrinsic electric resistance

Grindability HGI

Handling property Moisture, Particle size profile, Fine particle

Spontaneous combustibility O/C, VM, Fuel ratio

Coal dust dispersion Moisture, HGI, Fine particle



36/40


Coal Properties for Other Uses1. Gasification

More active sitesHigher porosity

Higher calcium content


Slide 36

Low ash fusion temperature2. Liquefaction

High volatile matter

High vitrinite content

Low ash content

High ash fusion temperature



37/40


Environmental Impact of Coal

3. Steel-making

1) Chemical properties2) Rheological properties


Slide 37

4) Coke strength prediction



38/40


Environmental Impact of Coal

1. Coal production

Dust, Mine waste disposal, Mine water drainage

2. Coal preparation

Solid waste disposal, Liquid waste disposal,

Noise and vibration, Process water,


Slide 38

Particulate and gaseous effluents3. Coal transportation and storage

Dust, Pipeline slurry, Spontaneous combustion,

Surface water run - off

4. Coal utilizationCO2, SOx, NOx, Solid waste disposal



39/40


ENVIRONMENTAL REGULATIONNOx, Sox, Dust Trace Element

Present Regulation Present Regulation (ash Disposal)

NOx 20 ~ 50 ppm Pd < 0.3 mg/l, Cd < 0.3 mg/l

SOx 20 ~ 50 ppm Se < 0.3 mg/l, Hg < 0.005 mg/l

~


Slide 39

. , .

Future Regulation Future Regulation

NOx 10 ppm

SOx 10 ppm Waste Water B, F, Ni, Mo,.

Dust

10 mg/Nm3 Air Pollution Cl, F, Hg

Triple Ten



40/40



Slide 40

Coal STTNAS Supandi 2012 03-Pendahuluan

Documents

Transcript of Coal STTNAS Supandi 2012 03-Pendahuluan