KUALITAS BATUBARA

Kualitas suatu batubara dapat ditentukan dengan cara analisa parameter tertentu baik secara fisik maupun secara kimia.

Parameter yang ditentukan dari suatu analisa batubara tergantung tujuan untuk apa batubara tersebut digunakan.

Parameter Kualitas Batubara Total Moisture Proximate Total Sulfur Calorific Value HGI Ultimate Analysis Ash Fusion Temperature Ash Analysis

TOTAL MOISTURE

Tinggi Rendahnya Total Moisture akan tergantung pada :

Peringkat Batubara Size Distribusi Kondisi Pada saat Sampling

Peringkat BatubaraSemakin tinggi peringkat suatu batubara semakin kecil porositas batubara tersebut atau 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.

Size DistribusiSemakin 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.

Kondisi Pada saat SamplingTotal Moisture dapat dipengaruhi oleh kondisi pada saat batubara tersebut di Sampling.Yang termasuk dalam kondisi sampling adalah :

Kondisi batubara pada saat disampling Size distribusi sample batubara yang diambil terlalu besar atau terlalu kecil. Cuaca pada saat pengambilan sample.

Penentuan Total Moisture biasanya dibagai menjadi dua tahap penentuan yaitu : Penentuan Free Moistrue atau air dry loss Penentuan Residual moisture

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

Dalam komersial, Total Moisture sering dijadikan parameter penentu berat cargoakhir, atau bahkan sebagai batasan Reject.

Adjustment Cargo = Tonase X (100-TM act)/(100-TM kontrak)

Total Moisture juga digunakan sebagai faktor dalam penentuan basis As received, baik untuk nilai kalori maupun untuk parameter lainnya.

PROXIMATE ANALYSISAir dried moistureAsh ContentVolatile MatterFixed carbon

AIR DRIED MOISTURE

Adalah moisture yang terkandung dalam batubara setelah batubara tersebut dikering udarakan

Sifat-Sifat ADM Besar kecilnya nilai ADM dipengaruhi oleh peringkat batubara. Semakin tinggi

peringkat batubara, semakin rendah kandungan ADM nya. Nilainya tergantung pada humuditas dan temperature ruangan dimana moisture

tersebut dianalisa. Nilainya tergantung juga pada preparasi sample sebelum ADM dianalisa (Standar

preparasi)

AIR DRIED MOISTUREDigunakan dalam mengkonversi basis parameter analisa dari air dried basis ke basis lainnya.

ASH CONTENT Batubara sebenarnya tidak mengandung abu, melainkan mengandung mineral

matter. Namun sebagian mineral matter dianalisa dan dinyatakan sebagai kadar Abu atau Ash Content.

Mineral Matter atau ash dalam batubara terdiri dari inherent dan extarneous. Inherent Ash ada dalam batubara sejak pada masa pembentukan batubara dan

keberadaan dalam batubara terikat secara kimia dalam struktur molekul batubara Sedangkan Extraneous Ash, berasal dari dilusi atau sumber abu lainnya yang

berasal dari luar batubara.

Sifat – Sifat kadar Abu Kadar abu dalam batubara tergantung pada banyaknya dan jenis mineral matter

yang dikandung oleh batubara baik yang berasal dari inherent atau dari extraneous.

Kadar abu relatif lebih stabil pada batubara yang sama. Oleh karena itu Ash sering dijadikan parameter penentu dalam beberapa kalibrasi alat preparasi maupun alat sampling.

Semakin tinggi kadar abu pada jenis batubara yang sama, semakin rendah nilai kalorinya.

Kadar abu juga sering mempengaruhi nilai HGI batubara.

Kegunaan kadar Abu Kadar abu didalam penambangan batubara dapat dijadikan penentu apakah

penambangan tersebut bersih atau tidak, yaitu dengan membandingkan kadar abu dari data geology atau planning, dengan kadar abu dari batubara produksi.

Kadar abu dalam komersial sering dijadikan sebagai garansi spesifikasi atau bahkan sebagai rejection limit.

VOLATILE MATTER Volatile matter/ zat terbang, adalah bagian organik batubara yang menguap ketika

dipanaskan pada temperature tertentu. Volatile matter biasanya berasal dari gugus hidrokarbon dengan rantai alifatik

atau rantai lurus. Yang mudah putus dengan pemanasan tanpa udara menjadi hidrokarbon yang lebih sederhana seperti methana atau ethana.

Sifat-Sifat Volatile Matter Kadar Volatile Matter dalam batubara ditentukan oleh peringkat batubara. Semakin tinggi peringkat suatu batubara akan semakin rendah kadar volatile

matternya. Volatile matter memiliki korelasi dengan vitrinite reflectance, semakin rendah

volatile matter, semakin tinggi vitrinite reflectancenya

Kegunaan Volatile Matter Volatile Matter digunakan sebagai parameter penentu dalam penentuan peringkat

batubara. Volatile matter dalam batubara dapat dijadikan sebagai indikasi reaktifitas

batubara pada saat dibakar. Semakin tinggi peringkat suatu batubara akan semakin rendah kadar volatile

matternya.

Sifat-Sifat SULFUR Kandungan sulfur dalam batubara sangat bervariasi dan pada umumnya bersifat

heterogen sekalipun dalam satu seam batubara yang sama. Baik heterogen secara vertikal maupun secara lateral.

Namun demikian ditemukan juga beberapa seam yang sama memiliki kandungan sulfur yang relatif homogen

Kegunaan SULFUR Sulfur dalam batubara thermal maupun metalurgi tidak diinginkan, karena Sulfur

dapat mempengaruhi sifat-sifat pembakaran yang dapat menyebabkan slagging maupun mempengaruhi kualitas product dari besi baja. Selain itu dapat berpengaruh terhadap lingkungan karena emisi sulfur dapat menyebabkan hujan asam. Oleh karena itu dalam komersial, Sulfur dijadikan batasan garansi kualitas, bahkan dijadikan sebagai rejection limit.

Namun demikian dalam beberapa utilisasi batubara, Sulfur tidak menyebabkan masalah bahkan sulfur membantu performance dari utilisasi tersebut. Utilisasi tersebut misalnya pada proses pengolahan Nikel seperti di PT. INCO. Dan juga pada proses Coal Liquefaction (Pencairan Batubara).

Calorific ValueSpecific EnergyHigher heating Value

Adalah nilai energi yang dapat dihasilkan dari pembakaran batubara. Nilai kalori batubara dapat dinyatakan dalam satuan: MJ/Kg , Kcal/kg, BTU/lb Nilai kalori tersebut dapat dinyatakan dalam Gross dan Net.

Calorific Value Adalah nilai energi yang dapat dihasilkan dari pembakaran batubara. Calorific Value Dapat dinyatakan dalam : Nilai Kalori dapat dinyatakan dalam satuan yang berbeda :

Calorific Value (CV)……(kcal/kg) Specific Energy (SE) ….(Mj/kg) Higher Heating Value (HHV) = Gross CV Lower Heating Value (LHV)= Net CV British Thermal Unit = Btu/lb

Konversi Nilai Kalori

Sifat-Sifat Nilai kalori Batubara Nilai Kalori batubara bergantung pada peringkat batubara. Semakin tinggi

peringkat batubara, semakin tinggi nilai kalorinya.

Pada batubara yang sama Nilai kalori dapat dipengaruhi oleh moisture dan juga Abu. Semakin tinggi moisture atau abu, semakin kecil nilai kalorinya.

HARDGROVE GRINDABILITY INDEX HGI, adalah salah satu sifat fisik dari batubara yang menyatakan kemudahan

batubara untuk di pulverise sampai ukuran 200 mesh atau 75 micron. HGI sangat penting bagi pengguna batubara di power plant yang menggunakan

pulverized coal. HGI tidak dapat dijadikan indikasi atau simulasi performance dari suatu

pulverizer atau milling secara langsung, karena performance milling masih dipengaruhi oleh kondisi operasional Milling itu sendiri, seperti Mill tention, Temperature primary air, setting classifier dan lain-lain. Namun demikian, HGI dapat dijadikan pembanding untuk batubara yang satu dengan lainnya mengenai kemudahannya untuk dimilling.

Sifat-Sifat HGI Nilai HGI dari suatu batubara, ditentukan oleh organik batubara seperti jenis

maceral dan lain-lain. Secara umum semakin tinggi peringkat batubara, maka semakin rendah HGI nya.

Namun hal ini tidak terjadi pada bituminous yang memiliki sifat cooking. Dimana untuk jenis batubara ini HGInya tinggi sekali, bahkan bisa mencapai lebih dari 100.

Nilai HGI juga dapat dipengaruhi oleh dilusi abu dari penambangan. Secara umum penambahan abu dilusi dapat menaikan nilai HGI.

Nilai HGI juga dapat dipengaruhi oleh kandungan moisture.

Pengujian HGI HGI ditest dengan menggunakan mesin hardgrove. Sample yang sudah digerus

pada ukuran partikel tertentu kemudian dimasukan kedalam mesin hardgrove. Selanjutnya digerus dengan menggunakan bola baja pada putaran (revolusi) tertentu.

Batubara hasil gerusan kemudian discreen pada ukuran 200 mesh. Jumlah yang lolos pada screen ukuran 200 mesh dijadikan data dan dikalkulasi dengan menggunakan hasil kalibrasi alat tersebut.

Carbon, Hydrogen, Oxygen, Nitrogen Carbon, Hydrogen, dan Oxygen merupakan unsur dasar organik pembentuk

batubara. Sifat dari unsur-unsur tersebut mengikuti peringkat batubara. Semakin tinggi

peringkatnya, semakin tinggi Carbonnya, semakin rendah hydrogen dan oxygennya.

Sedangkan Nitrogen merupakan unsur yang bersifat bervariasi tergantung dari material pembentuk batubara. Sifatnya hampir sama dengan Sulfur.

Dalam batubara peringkat tinggi, nitrogen terdapat dalam bentuk senyawa pyridine yang berasosiasi dengan struktur aromatik, sedangkan dalam batubara peringkat rendah, nitrogen ditemukan dalam bentuk senyawa amina dan terikat padu ikatan hidrokarbon alifatik.

Nitrogen dalam batubara berasal dari tumbuhan pembentuk batubara tersebut atau sebagai hasil dari aktifitas bakteri pada saat pembentukan peat.

ULTIMATE Dalam Geology Batubara, Ultimate digunakan sebagai parameter penentu

peringkat dan evaluasi-evaluasi lainnya. Sedangkan pada utilisasi batubara, kandungan ultimate digunakan sebagai dasar

perhitungan stoiciometri udara yang diperlukan untuk membakar batubara secara sempurna.

Udara Yang diperlukan dalam Liter(1 atm, 20oC) / kg Batubara adalah:35.8 ( 2.67 C+8.00 H+2.29 N+S-O)

Penentuan OksigenOksigen ditentukan tidak dengan analisa laboratorium, melainkan hasil kalkulasi pengurangan dari 100% dengan Moisture, Ash, Carbon, Hydrogen, Nitrogen, dan Sulfur

ASH ANALYSISSifat –Sifat Ash Analysis

Ash Analysis didalam batubara bersifat tidak typical dan bervariasi dari satu seam ke seam lainnya atau didalam seam itu sendiri.

Kandungan komposisi abu tergantung pada unsur pembentuk batubara, dan juga dipengaruhi oleh abu yang berasal dari luar seperti dilusi atau material yang terbawa selama penambangan.

Abu batubara dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu : Abu lignitic dan Abu Bituminous

Abu Lignitic = Fe2O3 < CaO + MgO Abu Bituminous = Fe2O3 > CaO + MgO

Kegunaan Ash Analysis Sebagai indikator karakteristik abu didalam pembakaran batubara. Prediksi sifat-sifat abu berdasarkan ash analysis biasanya dinyatakan dalam

beberapa formula seperti : Rasio Basa /Asam:

Fe2O3 + CaO + MgO + K2O + Na2OSiO2 + Al2O3 + TiO2

Slagging Factor : Basa / Asam X S(d) Fouling Factor : Basa / Asam x Na2O

Pengujian Ash Analysis Ash Analysis sesuai dengan nama paramternya ditentukan dari abu batubara. Abu batubara setelah dipreparasi dan dilarutkan, kemudian diatomisasi dengan

cara dibakar pada temperature tinggi, kemudian selama atomisasi disinari dengan radiasi lampu yang disesuaikan dengan unsur yang ditentukan

Atom-atom unsur tersebut akan menyerap energi radiasi yang dipancarkan oleh lampu tersebut. Banyaknya energi yang diserap berbanding lurus dengan banyaknya atom yang terdapat dalam larutan tersebut.

Dengan membandingkannya dengan grafik kalibrasi sample standar, maka kadar unsur dari batubara dapat ditentukan.

Kesimpulan MOISTURE

Equilibrium Moisture Total Moisture Air dried Moisture Transportable Moisture Dll

Mineral Matter Ash Analysis Trace elements Ash Fusion Temperature Ash Content Ash Resistivity Dll

ORGANIC MATTER Ultimate Volatile Matter Fixed Carbon Calorific Value Maceral Dll