Karya mineral batubara

40
1. Pendahuluan Karya mineral Indonesia atau biasa disingkat dengan nama KMI merupakan perusahan yang bergerak di bidang penambangan atau eksplorasi batu bara. Sebelum melaskukan penambangan, perusahaan melakukan survey lahan, dimana lahan yang mengandung batubara dapat diketahui secara fisik yaitu : 1. Lahan yang mengandung batubara, akan ditemukan banyak jejak binatang karena tanah yang mengandung batubara terasa lebih hangat sehingga banyak binatang yang melintas. 2. Pohon yang tumbuh di atas tanah yang mengandung batubara maka daunnya akan berwarna kuning. 3. Banyak terdapat embun di atas pohon yang tumbuh di atas tanah yang mengandung batu bara. Setelah memperoleh lahan maka penambangan dapat dilakukan. System penambangan yang di lakukan KMI adalah system penambangan terbuka. Setelah proses penambangan, perusahaan mereklamasi kembali lahan tambang agar menjadi seperti semula dan limbah yang di hasilkan perusaan ini berupa limbah cair dimana limbah di endapkan terlebih dahulu agar tidak mencemari lingkungan sekitar. KMI hanya bergerak dibidang eksplorasi sampai penjualan batubara, sedangkan batubara yang akan dijual harus memenuhi syarat-syarat yang yang ada. Karena itu, batubara hasil penambangan harus dianalisan terlebih dahulu agar diketahui kualitas batubara tersebut. Perusahaan yang bergerak di bidang analisa batubara salah satunya yaitu PT. Geoservice Ltd. PT Geoservice Ltd berdiri sejak tahun 1971 telah beroperasi selama 40 tahun dan terdiri dari 18 divisi yang bergerak dibidang Batubara, mineral, oil & gas, industri geotermal. Proses analisa di awali dengan proses preparasi. Setelah preparasi, sampel di bagi dua dimana yang satu di gunakan untuk analisa ASTM dan satu sampel di gunakan untuk general analysis yang di lakukan di laboratorium. General analisation terdiri dari analisa proximate, AFT, caloric meter, total sulfur, kandungan ash, volatile meter dan moisture.

description

about mining

Transcript of Karya mineral batubara

Page 1: Karya mineral batubara

1. Pendahuluan

Karya mineral Indonesia atau biasa disingkat dengan nama KMI merupakan

perusahan yang bergerak di bidang penambangan atau eksplorasi batu bara.

Sebelum melaskukan penambangan, perusahaan melakukan survey lahan, dimana

lahan yang mengandung batubara dapat diketahui secara fisik yaitu :

1. Lahan yang mengandung batubara, akan ditemukan banyak jejak binatang

karena tanah yang mengandung batubara terasa lebih hangat sehingga banyak

binatang yang melintas.

2. Pohon yang tumbuh di atas tanah yang mengandung batubara maka daunnya

akan berwarna kuning.

3. Banyak terdapat embun di atas pohon yang tumbuh di atas tanah yang

mengandung batu bara.

Setelah memperoleh lahan maka penambangan dapat dilakukan. System

penambangan yang di lakukan KMI adalah system penambangan terbuka.

Setelah proses penambangan, perusahaan mereklamasi kembali lahan tambang

agar menjadi seperti semula dan limbah yang di hasilkan perusaan ini berupa

limbah cair dimana limbah di endapkan terlebih dahulu agar tidak mencemari

lingkungan sekitar.

KMI hanya bergerak dibidang eksplorasi sampai penjualan batubara,

sedangkan batubara yang akan dijual harus memenuhi syarat-syarat yang yang

ada. Karena itu, batubara hasil penambangan harus dianalisan terlebih dahulu

agar diketahui kualitas batubara tersebut. Perusahaan yang bergerak di bidang

analisa batubara salah satunya yaitu PT. Geoservice Ltd.

PT Geoservice Ltd berdiri sejak tahun 1971 telah beroperasi selama 40 tahun dan terdiri dari

18 divisi yang bergerak dibidang Batubara, mineral, oil & gas, industri geotermal. Proses

analisa di awali dengan proses preparasi. Setelah preparasi, sampel di bagi dua dimana

yang satu di gunakan untuk analisa ASTM dan satu sampel di gunakan untuk general

analysis yang di lakukan di laboratorium. General analisation terdiri dari analisa proximate,

AFT, caloric meter, total sulfur, kandungan ash, volatile meter dan moisture.

Page 2: Karya mineral batubara

2. Pengertian umum batubara

Dalam mendefinisikan batubara, harus ditinjau dari beberapa aspek a.l : sifat fisiknya, asal

kejadiannya dan pemanfaatannya. Untuk memberikan gamabaran mengenai pengertian

batubara secara umum oleh beberapa penulis dapat diuraikan dibawah ini :

- “The International Hand Book of Coal Petrography” dalam penerbitannya yang kedua

pada tahun 1963 memberikan pengertian batubara sebagai berikut :

“Batubara adalah batuan sedimen yang mudah terbakar, terbentuk dari sisa-sisa

tanaman dalam variasi tingkat pengawetan, diikuti oleh proses kompaksi dan terkubur

dalam cekungan-cekungan yang diawali pada kedalaman yang tidak terlalu dangkal.

Cekungan-cekungan ini pada garis besarnya dibagi atas cekungan limnik (intra-

continental) dan cekungan paralis yang berhubungan dengan air laut. Segera setelah

lapisan-lapisan dasar turun terus-menerus, sisa-sisa tanaman yang terkubur tersebut

dipengaruhi oleh proses normal metamorfosis, terutama oleh temperature dan tekanan”.

- Thiessen (1947) menemukan beberapa kejanggalan batubara ketika beliau

mendefinisikan sebagai berikut :

“Batubara adalah suatu benda padat yangkompleks, terdiri dari bermacam-macam

unsur yang mewakili banyak komponen kimia, dimana hanya sedikit dari komponen

kimia tersebut dapoat diketahui. Pada umumnya benda padat tersebut homogen, tetapi

semua berasal dari sisa-sisa tanaman. Sisa-sisa tanaman tersebut sangat kompleks,

terdiri dari bermacam-macam tissue dimana setiap tissue terdiri beberapa sel. Dengan

sendirinya akan berkomposisi sejumlah komponen kimia dalam perbandingan yang

bervariasi. Jadi dapat disimpulkan bahwa pengertian Thiessen terhadap batubara

adalah suatu benda padat organik, mempunyai komposisi kimia yang sangat rumit”.

- Spackman (1958) yangmengemukakan konsep maseral mendefinisikan batubara dari dua

sudut pandangan yaitu dari pandangan ahli geologi dan pandangan ahli botani.

Page 3: Karya mineral batubara

“Batubara adalah suatu benda padat karbonan berkomposisi maseral. Dengan melihat

definisi di atas berarti pengertian batubara termasuk semua batubara dari semua derajat

batubara (rank) yang diawali dari gambut, lignit, batubara subbituminous, batubara

bituminous, semi antrasit, antrasit, meta antrasit dan juga grafit”.

Dari ketiga definisi yang telah diuraikan di atas, maka dapat diambil suatu rangkuman

pengertian batubara sebagai berikut :

“Batubara adalah suatu karbonan berlapis yang berbentuk oleh akumulasi sisa-sisa

tanaman bersama hasil dekomposisinya yang terawetkan dalam lapisan sedimen dan

menjadi kaya akan unsur karbon dengan adanya proses diagenesis”.

Batubara juga berkomposisi bukan organik yang biasanya terbentuk menyebar sebagai butir-

butir mineral seperti kuarsa, mineral-mineral lempung, siderit, kalsit dan pirit.

Barangkali cara termudah untuk mendefinisikan batubara adalah dalam hubungannya

dengan kegunaannya dimasa mendatang. Sifat-sifat batubara tersebut yang menentukan

kegunaannya dimasa mendatang ditentukan oleh tingkatan batubara.

Sekali sifat-sifat itu (tingkatan dan petrografi) ditentukan, hasil test dan program anlisa akan

diarahkan pada penentuan sifat-sifat yang cocok dengan kegunaannya.

BATUBARA DI INDONESIA

A. Daerah Utama

Indonesia sangat kaya dengan endapan batubara. Eksploitasi selama dekade terakhir

memperkirakan sekitar 36.633 milyar ton, dimana 67.36 % ada di Sumatera, 32.16 % di

Kalimantan dan sisanya terbesar di Irian Jaya, Jawa dan Sulawesi. Dari seluruh cadangan

tersebut, hanya 4.800 milyar ton (13.38 %) dikatagori sebagai cadangan terukur,

sementara sisanya termasuk cadangan terindikasi, tereka dan hipotesis yang masih

membutuhkan kegiatan eksplorasi lebih lanjut untuk meningkatkan status cadangan ini.

Page 4: Karya mineral batubara

Kegiatan utama dalam eksplorasi dan penambangnandifokuskan pada cadangan yang

dangkal substnasial dari stemaing coal sub – bituminous dan bituminous yang terletak di

Sumatera dan Kalimantan Timur dan Selatan.

B. Jenis Batubara

Batubara bervariasi dari lignit sampai atrasit, namun kegiatan penambangan seperti

disebutkan di atas terutama difokuskan pada steaming coal sub – bituminous dan

bituminous.

C. Pemanfaatan

Pemanfaatan batubara terutama untuk pelistrikan dan industri semen di pasar domestik dan

juga steaming coal di pasar eksport.

Sumber dan Kualitas

Batubara ada disepanjang Indonesia dengan cadangan utama terletak di Sumatera dan

Kalimantan Timur dan Selatan. Cadangan diperkirakan lebih dari 36.633 milyar ton.

Batubara umumnya ditemukan di lembah sungai sedimen dekat dengan permukaan

memungkinkan dilakukan penambangan secara tambang terbuka dengan lapisan tanah

penutup yang tipis sampai pada ketebalan batubara mencapai 70 meter.

Kualitas batubara Indonesia yang diproduksi pada umumnya dikelompokkan dalam

sub-bituminous yang dicirikan dengan nilai kalori yang tinggi (37 % - 42.15 %), abu

yang rendah (3 % - 12 %) dan belerang yang rendah (0.10 % - 0.85 %). Sifat fisik dan

kimia batubara bervariasi dari satu ke lain tempat.

Batubara Indonesia yang ditemukan berdasarkan kualitasnya dapat dikelompokkan

sebagai lignite (58.63 %), sub – biutminous (26.63 %), bnituminous (14.38 %), dan

anthracite dalam jumlah kecil. Lebih lanjut ligmite dicirikan memiliki nilai kalori yang

moderat (4.345 kcal/kg – 5.830 kcal/kg). Volatile matter yang moderat (24.1 % - 48.8

Page 5: Karya mineral batubara

%), dan belerang rendah (0.10 % - 0.75 %). Sebagian besar cadangan batubara sub-

bituminous sampai lignite ada di Sumatera.

Sistem klasifikasi batubara .

Klasifikasi Internasional untuk hard coal berdasarkan jenis. Suatu sistem klasifikasi batubara

berdasarkan nomor kode di mana ada dua bagian berikut adalah :

a. Hard Coals

Mengandung moisture, nilai kalori lebih dari 5700 kcal/kg (10.260 Btu/lb) dalam ash

free basis. Batubara ini digolongkan ke dalam volatile matter (dry, ash free), nilai kalori

(moisture, ash – free) dan sifat-sifat coking.

b. Brown Coal dan Lignite

Mengandung moisture, nilai kalori di bawah 5700 kcal/kg (10.260 Btu/lb) dalam ash

free basis. Batubara itu digolongkan berdasarkan total moisture (ash-free) dan nilai

suhu yang rendah.

Klasifikasi NCB

Merupakan sistem kode klasifikasi yang digunakan oleh Badan Batubara Nasional

(NCB) di Inggris. Hal ini berdasarkan pada penentuan volatile matter pada dry

mineral matter free (dmmf) basis dan jenis coke sebagaimana di dapat di pengujian

karbonisasi Gray-King pada 600o

C.

Klasifikasi ASTM

Sistem klasifikasi berdasarkan tingkatan yang digunakan secara luas di USA dan

berdasarkan pada fixed carbon dan nilai calorific value pada mineral matter free

basis. Nilai kalori mengacu pada batubara yang mengandung moiture yang ada.

Klasifikasi Seyler’s

Page 6: Karya mineral batubara

Sistem klasifikasi batubara berdasarkan pada kandungan karbon dan hydrogen,

dihitung berdasarkan dmmf. Batubara dikelompokkan berdasarkan kandungan

karbon dan hydrogen dibagi menjadi 4 kelas utama :

i. Lignite

ii. Bituminous

iii. Carbonaceous

iv. Anthracit

Batasan Batubara Seyler’s

Garis sempit pada grafik klasifikasi Seyler’s di mana kebanyakan batubara terang

normal mangalami penurunan.

Pada klasifikasi hard coal Australia, menggunakan volatile matter pada dmmf untuk

penentuan kelas batubara, crucible swelling number untuk menentukan kkelompok

batubara dan jenis Gray-King Coke untuk mendefinisikan sub-grup batubara. Sebagai

tambahan, pada sistem klasifikasi Asutralia, ada angka abu.

F. Pemanfaatan Batubara

Penggunaan berbgai jenis batubara ditentukan oleh sifat fisika dan kimia dan didasarkan

pada pertimbangan ekonomi.

1. Steaming Coal

Kegunaan utamanya adalah pada pembangkit tenaga listrik. Hampir semua batubara

secara teknis cocok untuk tujuan ini, batubara ini lebih mudah dan tidak memiliki

penerapan khusus lain.

2. Coking Coal

Kegunaan kedua yang paling penting dari batubara adalah pada pabrik besi dan baja.

Coking coal cukup langka disebabkan oleh kebutuhan untuk memenuhi beberapa kriteria

fisik dan kimia, khususnya ke mana batubara tersebut mengembang dan meleleh menjadi

coke yang baik apabila dipanaskan. Oleh karena itu batubara tersebut cenderung

mempunyai harga yang lebih tinggi daripada batubara yang dipakai untuk menghasilkan

uap pada pembangkit tenaga listrik.

Page 7: Karya mineral batubara

3. Kegunaan lain

Kira-kira 66% batubara yang dihasilkan digunakan untuk pembangkit tenaga listrik. 23 %

digunakan pada industri besi dan baja dan sisanya digunakan pada pabrik semen, pabrik

ubin dan batubara dan sebagai sumber kimia.

DARI EKSPLORASI SAMPAI KE PENGAPALAN BATUBARA

Bagian ini merupakan contoh bagaimana pada tambang batubara melalui berbagai tahapan dari

eksplorasi pendahuluan sampai tahap terakhir untuk mencapai suatu product tertentu yang sesuai

dengan yang diingini oleh customer.

A. Eksplorasi dan Evaluasi

Di masa lalu, pada dasarnya hanya cukup mengetahui jenis-jenis, kedalaman dan jumlah

batubara yang ada di bawah tanah sebelum rencana-rencana untuk membuka dan

mengoperasikan tambang dilaksanakan.

Bagaimanapun, kebutuhan modal yang meningkat dan metoda produksi yang berkembang

seperti sistem penambangan secara long wall, menyebabkan eksplorasi dan perencanaan

yang akurat lebih penting. Tahap pendahuluan pada program eksplorasi adalah

mengumpulkan dan menyusun semua data geologi sebelumnya yang tersedia di daerah. Hal

ini dilengkapi dengan foto udara dan data yang dikumpulkan oleh penyelidikan-penyelidikan

di darat, akan memberikan gambaran pada suatu daerah.

Program ini kemudian dikembangkan oleh program drilling yang terencana.

Peningkatan cadangan batubara awalnya diperkirakan oleh adanya sample-sample dari

singkapan lapisan batubara atau dari pemboran dengan jarak yang berjauhan (sampai 10 km

jaraknya dan 100 m kedalaman). Karena program tersebut meningkat menjadi lebih akurat,

Page 8: Karya mineral batubara

perkiraan-perkiraan dibuat pada jarak 2 km (cadangan terindikasi) dan kemudian pada

interval 1 km (cadangan terukur).

Sample batubara yang didapatkan dari pemboran dianalisa di lapangan oleh ahli geologi dan

kemudian dikirim ke laboratorium untuk pengujian kimia dan fisik secara rinci. Penelitian

geofisik dengan memasukkan alat-alat ke dalam drill hole.

Informasi yang didapat dari drilling dan data dari berbagai penelitian digabungkan untuk

memberi gambaran mengenai bentukan geologi pada daerah yang diteliti. Perangkat lunak

komputer memberikan gambaran peta ke dalam bentuk tiga dimensi yang tinggi tingkat

ketelitiannya.

Sebagai tambahan tahapan kegiatan eksplorasi untuk penelitian selanjutnya dari struktur

endapan, hasil analisa di laboratorium penting dilakukan untuk menganlisa sampel batubara

dan memberikan data mengenai kegunaannya dan nilai endapan batubara.

- Proximate analysis digunakan untuk memberikan data mengenai batubara yang bisa

dimanfaatkan atau tidak.

- Ultimate analysis memberikan informasi yang rinci mengenai komposisi kimia dari carbon,

hydrogen, sulphur, nitrogen dan oksigen. Dari sini kita dapat memperkirakan jumlah

oksigen yang dibutuhkan untuk membakar batubara dan memprediksi gas dan produk

pembakaran lainnya.

- Penelitian pencucian dilakukan untuk menentukan proporsi relatif dari batubara dan bahan

yang tidak digunakan pada sampel dan perbedaan density.

Informasi ini digunakan untuk memperkirakan kemudahan dalam melakukan pemisahan

batubara dan bahan yang tidak digunakan dan untuk melakukan penyiapan dan peralatan

batubara yang cocok.

Test selanjutnya dilakukan untuk menentukan kecocokan batubara bagi pembuatan coke.

Evaluasi prospek tambang diteruskan melalui pengujian intensif, untuk memberikan penilaian

nilai komersial dan perluasan endapan. Tahap selanjutnya adalah pembuatan rencana

penambangan dan fasilitas pengangkutan batubara.

Page 9: Karya mineral batubara

Untuk mensimulasi dan mengevaluasi sistem tambang yang diusulkan, kegiatan washing dan

blending dilakukan dan konsekwensi financial strategi alternatif tambang dan pemasaran

dibutuhkan penelitian. Setelah ditetapkan bahwa proyek tersebut secara komersial dan secara

teknis dapat dikerjakan dan memiliki kontrak pemasaran, tambang dapat dibuka. Bagaimanapun

ada faktor lain yang harus diperhatikan, seperti ijin pemerintah, studi mengenai dampak

lingkungan, konsultasi infrastruktur, dll, tetapi hal ini tidak akan dibahas dalam kursus.

Biasanya setelah kualitas batubara diketahui, perncanaan tambang dan pabrik preparasi batubara

akan dirancang untuk memproduksi batubara untuk dapat diterima di pasar. Seringkali sebuah

tambang memproduksi beberapa produk dengan beragam spesifikasi. Hal ini membuat

perusahaan lebih flexibel di pasar.

Perusahaan menggunakan metode penambangan terbuka untuk menggali batubara di semua area

konsesi. Penambangan dalam masih dalam tahap kajian kelayakan.

Gambar berikut memperlihatkan operasi penambangan pada tambang PT Kaltim Mineral;

Indonesia berikut:

Page 10: Karya mineral batubara

B. Metoda Quality Control yang digunakan di tambang

1. Pengujian kualitas berdasarkan core hasil pemboran.

Data yang bisa diperoleh berupa, data range/kisaran kualitas batubara dan

Penyebaranya, yang bermanfaat untuk memprediksi potensi ekonomi

cadangan batubara pada suatu lokasi.

2.Pengujian kualitas pada pit sampel (slim core, chip atau channel sample)

Tujuannya untuk memperoleh data kualitas batubara yang lebih

Page 11: Karya mineral batubara

representative dari suatu blok produksi, yang akan dipergunakan sebagai acuan kualitas

produk dari blok tersebut.

3.Pengujian pada tumpukan material (stockpile)

Untuk mengetahui kualitas Run Of Mining (ROM) batubara, sekaligus

mengukur tingkat kontaminasi non coal material pada saat kegiatan ekstraksi

batubara dari Coal seam.

4. Pengujian pada bagian aliran produk

Bertujuan untuk memonitor adanya kontaminasi / pencampuran dari berbagai

macam kualitas batubara selama proses produksi / preparasi.

5. Pengujian pada produk akhir.

Untuk memastikan kualitas produksi telah dapat diterima dalam kisaran yang

dipersyaratkan dalam penjualan.

6. Pengujian pada saat dilakukan serah terima/jual beli untuk diterbitkan certifikat

Quality&Quantity

Tiap tahap pengujian merupakan dasar untuk menentukan prediksi langkah selanjutnya

dalam proses.

Dengan prosedur ini sebuah tambang memiliki pengontrolan kualitas yang systematis untuk

memudahkan pencapaian target kualitas produk yang telah ditetapkan, dan segala

penyimpangan dan spesifikasi dapat diketahui atau diinformasikan lebih cepat sehingga

kualitas konsisten dapat dijamin.

C. Certificate Pengapalan Batubara

Semua pengapalan batubara dijamin kulitas dan kuantitasnya oleh surveyor. Sertifikat ini

dibutuhkan dalam pembayaran muatan oleh penjual dan pembeli. I.I.A bisa ditunjuk oleh

persetujuan awal antara pembeli dan penjual, tetapi dalam beberapa hal I.I.A ditunjuk oleh

pembeli.

Page 12: Karya mineral batubara

TEORI SAMPLING DAN PROSEDUR

Sampling batubara merupakan kegiatan yang komplex dan sulit. Semua dokumen mengenai

sampling yang telah dikeluarkan oleh berbagai organisasi standard adalah merupakan dokumen

untuk jangka panjang. Oleh karena itu penting bahwa segala kegiatan sampling ditunjukkan oleh

personil yang kompeten yang terlatih dengan mengikuti standar yang cocok secara tepat.

Bagian sampling ini dimasudkan supaya orang yang tidak biasa dengan sampling memperoleh

pengetahuan dasar mengenai materi dan tingkat kesukaran materi dapat dimengerti dengan baik.

Tentu saja agar orang bisa menjadi seorang sampler yang kompeten dibutuhkan pengalamn

praktis yang luas dan pengetahuan mengenai teori dan standar sampling.

A. Tujuan Sampling

Sampling merupakan pengambilan sejumlah kecil sample batubara yang representatif dari

pengiriman batubara. Istilah “representatif” berarti bahwa sepanjang menyangkut tujuan

analisa dan testing sample dalam jumlah sedikit dapat digunakan untuk mewakili jumlah

yang lebih besar. Analisa sample batubara dalam jumlah kecil yang diambil dengan cara

yang benar dari sejumlah tumpukan batubara akan menunjukkan sifat-sifat dari timbunan

batubara.

Sampling yang dilakukan pada internal quality control adalah untuk memastikan bahwa

produk tersebut sesuai dengan spesifikasi yang ditentukan. Hal ini juga berlaku untuk

quality eksternal dimana suatu perusahaan inspeksi yang independen seperti Sucofindo,

melaksanakan sampling dan pengujian untuk sertifikasi pengapalan batubara.

Pentingnya sampling, dapat dilihat dibawah ini,

Kesalahan hasil analisa dapat disebabkan oleh :

A. 80 % dari sampling

B. 15 % dari preparasi sample

C. tetapi hanya 5 % dari analisa laboratorium

Page 13: Karya mineral batubara

B. Prinsip dan Dasar

Dasar sampling yang tidak menyimpang yaitu bahwa setiap partikel pada pengiriman

seharusnya memiliki kesempatan yang sama untuk diikutsertakan dalam sample.

Jumlah increment yang akan diambil dan ukurannya, ditentukan oleh keanekaragaman

komoditi, distribusi ukuran dan situasi sampling yang sebenarnya.

Gambaran mengenai increment dapat ditunjukkan pada dasar masa dan waktu, entah secara

sistematis atau acak.

Sampling digambarkan dalam Standard International.

Contoh Badan Standarisasi adalah :

- ISO = International Standard

- BS = Bristish Standard

- ASTM = American Standard

- AS = Australian Standard

- Others = South African, Japanese or German.

Di Indonesia untuk eksport batubara biasanya menggunakan standard ISO, BS, atau ASTM.

Sehingga penting untuk menentukan standard sampling mana yang harus dipakai sesuai

permintaan konsumen, Namun di PT.geoservice Ltd. Hanya menggunakan standar ISO dan

ASTM saja.

Sampling yang dilakukan pada perusahaan ini yaitu sampling dari tongkang. Sampling dari

tongkang sering menimbulkan masalah khusus, contohnya pada penentuan total moisture,

dimana batubara dibagian bawah truck tidak mustahil dapat mengandung total moisture yang

lebih tinggi daripada bagian atas. Increment paling baik diambil apabila batubara berukuran tidak

terlalu besar, dengan menggunakan probe yang memungkinkan batubara bisa terambil. Apabila

tidak berhasil, sebuah lubang digali dibagoian atas batubara sampai kira-kira 0.5 meter, tetapi

idealnya sampai setengah kedalaman batubara dan increment yang diambil dari bawah lubang.

Bagaimanapun, sampling paling baik dilakukan selama pemuatan atau pembongkaran, atau jika

Page 14: Karya mineral batubara

pada kondisi belt berhenti atau berjalan dapat dilakukan. Metode sampling ini yang di lakukan di

PT. Geoservice Ltd. Cabang juanda.

Batubara barangkali merupakan komoditi bulk yang paling sukar untuk disampling. Ada

perbedaan besar pada ukuran butir untuk kebanyakan pengapalan batubara, dari ukuran

maximum 30 mm sampai 50 mm atau bahkan 200 – 400 mm turun hingga ukuran minimal

kurang dari 0.01 mm. Ada perbedaan yang besar pada ukuran butir – beberapa jenis hanya

terdiri dari macam-macam mineral dan lainnya mengandung batubara dengan sejumlah kecil

mineral. Selanjutnya sering pula ditemukan batubara yang lebih besar mengandung sedikit

abu dan lebih lembab dari batubara yang lebih kecil.

Hal yang penting dalam proses sampling adalah bahwa setiap partikel pada sejumlah

batubara harus mempunyai kesempatan yang sama untuk diseleksi.

Proses pengambilan sample batubara (dapat dilakukan di truck, stockpile atau waktu

pengapalan) meliputi pengambilan sejumlah increment yang merupakan gabungan dari gross

sample. Gross sample kemudian di crushing dan dilakukan preparasi sample sampai dapat

dipakai untuk analisa dan testing.

Karena dapat dilakukan dengan metoda manual atau mekanis, misalnya scoop dipakai untuk

mengambil increment batubara dari stockpile, atau bucket untuk mengambil increment dari

swingarm yang merupakan alat sampling mekanis.

Banyak hal yang menyangkut hal ini mengacu pada standard ISO yang baru untuk sampling

(ISO 1988). Bagaimanapun dokumen standard lainnya juga harus diikuti apabila sesuai,

sehingga mengikuti aturan-aturan yang sama.

F. Rincian Increment

1. Jumlah Increment

Page 15: Karya mineral batubara

Jumlah Incremet yang diperlukan dalam melakukan pengambilan Gross Sample

berdasarkan pada berbagai faktor, yaitu :

D. Ukuran / size

E. Jenis batubara. Batubara yang tercuci atau dibersihkan membutuhkan lebih sedikit

increment daripada batubara yang dicampur atau ROM sebab batubara yang

dicampur kurang homogen.

F. Metoda / sistem pengambilan sample yang digunakan. Sampling pada stopped belt

dan pada falling sstream lebih baik dari pada sampling pada tongkang atau

stockpile. Oleh karena itulebih sedikit increment yang diperlukan.

Tabel berikut ini menunjukkan jumlah increment yang dibutuhkan dari sample kasar

yang akan diproses untuk menyediakan sample General analyisi (GA).

Cara

Sampling

Jumlah increment minimum untuk tiap pengambilan

sampai 1000 t

Batubara berukuran –

batubara kering yang

dibersihkan atau dicuci &

yang tidak dicuci

Batubara yang diblending,

Run of Mine Batubara

yang tak dikenal

Stopped belt/

Falling stream

Wagons, lories

dan Tongkang,

Stockpile,

Masuk ke

lambung kapal

20

25

35

35

50

65

Pada pengambilan yang lebih dari 1.000 ton, 2 prosedur yang tersedia :

a. Jumlah increment dapat dihitung dengan faktor :

Page 16: Karya mineral batubara

n x tonnage

1000

b. Pengambilan dapat dibagi menjadi sub pengambilan tiap 1.000 tons dari gross

sample yang dikumpulkan dan diproses untuk setiap sub – pengambilan.

Pengambilan batubara dari sumber yang sama tidak membutuhkan jumlah

increment yang banyak untuk menyiapkan gross sample.

Untuk sekumpulan gross sample pada pengujian ukuran butir dibutuhkan 40

increment.

2. Massa increment

Massa minimum increment sebanding dengan ukuran atas batubara yang dipakai untuk

sample.

Untuk batubara dengan ukuran atas sampai dengan 150 mm,

- massa minimum (dlm. Kg) = 0.06 X ukuran atas nominal batubara dalam mm.

Untuk batuabara dengan ukuran lebih besar dari 150 mm,

- massa minimum (dlm. Kg) = 10 kg.

Untuk batubara lumpy (ukuran atas lebih dari 50 mm) jumlah material + 50 mm harus

diperkirakan dan secara normalo diterapkan pada stockpile, dsb. Hal ini digabungkan

dengan – 50 mm yang dapat dipakai sebagai sample dengan menggunakan ladle atau

scoop.

K. Pengawetan Sample

Dengan tergantung pada persyaratan konsumen, sample harus disimpan paling lama

setengah tahun.

Page 17: Karya mineral batubara

Oleh karena itu pentinglah bahwa sample disimpan sehinggga sample tersebut dapat terjaga

integritasnya.

Pada sample harus diberi label :

G. Tanggal sampling

H. Jenis Sample

I. Reff. No. Dll.

Sample harus dimasukkan kedalam double kantong plastik. Pada beberapa hal, konsumen

dapat mengusulkan agar sample disimpan dalam nitrogen, air atau dibekukan. Ini untuk

mengurangi pengaruh oksidasi. Untuk penyimpanan jangka panjang, penempatan sample

dalam air adalah metode yang paling tepat.

BAB V

TEORI DAN PROSEDUR PREPARASI SAMPLE

Preparasi sample adalah pengurangan massa dan ukuran dari gross sample sampai pada massa

dan ukuran yang cocok untuk analisa di Laboratorium. Preparasi sample untuk penentuan

moisture dan general analysisi biasanya mencakup pembagian dan pengurangan. Hal ini juga

mencakup mixing dan pengeringan udara.

A. Pengeringan Udara / Air Drying.

Peneringan udara pada gross sample dilakukan jika sample tersebut terlalu basah untuk

diproses tanpa menghilangnya moisture atau yang menyebabkan timbulnya kesukaran pada

crusher atau mill. Pengeringan udara dilakukan pada suhu ambient sampai suhu maximum

yang dapat diterima yaitu 40oC.

Suhu oC Lama Pengeringan

(jam)

Page 18: Karya mineral batubara

20

30

40

≤ 24

6

4

Waktu di atas hanya untuk panduan. Jika diperlukan waktunya bisa lebih lama, namun

pentinglah untuk menghindari perpanjangan waktu yang tidak perlu. Hal ini terutama berlaku

untuk batu bara yang dicurigai mengalami oksidasi.

Hasil dari pengeringan udara dapat dihitung dari hilangnya massa setelah pengeringan udara.

Hal ini digunakan untuk menghitung hasil total moisture untuk 2 tahap test.

B. Pengecilan Ukuran Butir

Pengecilan ukuran butir adalah proses pengecilan ukuran atas sample tanpa menyebabkan

perubahan apapun terhadap massa sample.

Contoh alat mekanis untuk melakukan pengecilan ukuran butir sample adalah :

- Jaw Crusher

- Rolls Crushers

- Swing Hammer Mills

Crusher atau Mills sedemikian rupa sehingga batubara tidak terkontaminasi atau kena

pengaruh panas selama proses. Karena hal inilah maka penggunaan ring mills tidak cocok

atau sample batubara.

Biasanya Jaw Crusher atau Roll Crusher digunakan untuk mengurangi ukuran atas dari 50

mm sampai 11,2 mm, 4,75 mm, atau 2.36 mm. Roll Crusher lebih disukai jika massa sample

lebih besar dan total moisture sample dapat ditentukan.

Page 19: Karya mineral batubara

Swing Hammer Mills digunakan untuk menghancurkan sample sampai 0,2 mm, yang

digunakan untuk sample “General analysis”.

Sebelum digunakan, crusher dan Mills harus dibersihkan dan disiapkan untuk mencegah

kontaminasi.

C. Mixing / Pencampuran

Sample harus dicampur dengan metoda manual atau yang lebih disukai metoda mekanis pada

tahap proses preparasi sample untuk memastikan homogenitasnya. Sample dapat dapat

dicampur secara manual dengan menggunakan riffle, melewatkan sample 3 kali melalui

riffle, atau dengan membentuk dan membentuk kembali timbunan berbentuk kerucut.

Bagaimana ini dapat menyebabkan masalah yang disebabkan oleh pemisahan ukuran butiran

dan harus di check untuk memastikan bahwa tidak ada penyimpangan.

Sample dapat dicampur secara mekanis dengan menggunakan Rotary Sample Devider

sebanyak 3 kali.

D. Pembagian

Proses untuk mendapatkan sample yang representatif dari gross sample tanpa memperkecil

ukuran butir. Sebagai aturan umum, pengurangan sample harus dilakukan dengan melakukan

pembagian sample. Lihat tabel halaman 68 adalah persyaratan massa minimum untuk

ukuran atas yang berbeda dan jenis samplenya.

Pembagian dapat dilaukan dengan metode manual atau mekanis :

Metode manual

- Riffling-lihat contoh riffle. Lebar lubang paling tidak 3 x ukuran atas sample. Ukuran

yang cocok untuk barubara adalah sampai 25 mm ukuran atas.

- Metode increment manual (tumpukan yang diratakan) – biasanya digunakan untuk

batubara di atas 25 mm. Sample disebarkan pada suatu permukaan segi empat yang

bersih dan halus dengan ketebalan sesuai dengan ukuran atas sample seperti pada tabel

berikut :

Page 20: Karya mineral batubara

Ukuran atas nominal, mm Ketebalan, mm

> 45,0

45,0

31,5

22,4

16,0

11,2

8,0

< 5,6

3 x topsize

110 to 120

80 to 90

55 to 65

40 to 50

30 to 35

20 to 25

15 to 20

Segi empat tersebut dibagi menjadi 20 bagian dan increment diambil dari tiap bagian dengan

menggunakan sekop yang cocok dan bump plate.

Ke- 20 increment dikombinasikan untuk membentuk sub sample. Lihat diagram metode

terlampir.

Masssa Gross Sample Minimum setelah pembagian

Ukuran Atas

Nominal

Batubara

Mm

Sample

GA

Kg

Moisture

Sample

Kg

Ukuran Sample kg

Ketepatan

± 1 %

Ketepatan

± 1 %

300

200

150

125

90

63

45

31.5

22.4

15000

5400

2600

1700

750

300

125

55

32

3000

1100

500

350

125

60

25

10

7

54000

16000

6750

4000

1500

500

200

65

25

13500

4000

1700

1000

400

125

50

15

6

Page 21: Karya mineral batubara

16.0

11.2

8.0

5.6

4.0

2.8

2.0

1.0

20

13

6

3

1.5

0.65

0.25

0.10

4

2.5

1.5

1.2

1.0

0.65

-

-

8

3

1

0.50

0.25

0.25

-

-

2

0.70

0.25

0.25

0.25

0.25

-

-

E. Prosedur Preparasi Sample pada PT.Geoservice Ltd.

Prosedur preparasi sample pada PT.Geoservice Ltd cabang juanda terdiri dari :

1. Sampel yang telah diperoleh masuk kealat dialing crusher sehingga ukuran butir

sampel batubara berubah dari 50 mesh menjadi 11,2 mesh.

2. Kemudian sampel masuk ke alat RSD ( rotary sampel divider ) untuk

menghomogenkan ukuran sampel batubara dan membaginya menjadi 6 block

dimana 2 block di gunakan untuk analisa ASTM dan 1 block digunakan untuk

analisa GA (general analysis).

3. Untuk yang analisa ASTM (total moisture), sampel masuk ke drying sheed untuk

kemudian di analisa sedangkan untuk yang analisa GA, sampel masuk ke jaw

crusher untuk diubah lagi ukurannya menjadi 4,75 mesh kemudian masuk lagi ke

RSD untuk dihomogenkan dan dibagi menjadi beberapa block. Selanjutnya sampel

masuk kealat milling untuk di kecilkan lagi ukurannya menjadi 2,12 mm untuk

selanjutnya dimasukkan kea lat drying sheed.

Page 22: Karya mineral batubara

Hal-hal yang penting dalam membuat prosedur preparasi sample adalah :

- Masssa minimum yang diperlukan yang memungkinkan untuk diambil (massa sample

yang diambil dari core samples dapat sangat sedikit)

- Jenis sample apa yang diperlukan – general analysis (GA), moisture, sizing, HGI,

float/sink, moisture holding capacity dll.

- Apabila memungkinkan menggunakan metode mekanical dalam menggunakan

pembagian

- Kurangi waktu dalam pengeringan sample untuk menghindari oksidasi.

- Jangan melakukan pengeringan pada suhu di atas 40oC.

BAB VI

PARAMETER ANALISA BATUBARA

Kebanyakan analisa batubara adalah merupakan test empiris dan supaya hasilnya dapat berarti,

test tersebut harus dilakukan dengan benar sesuai dengan metode standar yang telah

disebarluaskan. Pada waktu hasilnya dilaporkan, metode standard yang dipakai harus jelas.

Sebuah contoh sifat empiris pengujian batubara adalah pada proximate analysis batubara. Ini

adalah penentuan moisture, abu, dan volatile matter.

Fixed carbon dihitung dengan hasil perbedaan, sehingga jumlah keempat komponen dari

proximate analysis tersebut adalah 100%

Kandungan moisture pada sample batubara hasil penggerusan lolos 0.212 mm, dan diequilibrium

pada lingkungan laboratorium. Hal ini ditentukan dengan mengukur hilangnya massa pada

Page 23: Karya mineral batubara

sample batubara yang dipanaskan pada lingkungan nitrogen 105o-110

oC sampai tidak ada lagi

masssa yang hilang

Abu pada sisa residu yang tidak terbakar setelah sample batubara dipanaskan pada suhu udara

sampai 500oC selama 30 menit dan kemudian dar 500

o – 815

oC selama60 sampai 90 menit dan

selanjutnya disimpan pada 815oC sampai beratnya konstan.

Volatile matter atau zat terbang ditentukan dengan cara menghitung kehilangan berat contoh

yang dipanaskan (tanpa oksidasi) pada kondisi standard, kemudian dikoreksi terhadap kadar air

lembab.

Sifat empiris testing dititikberatkan pada keadaan bahwa kegagalan untuk memenuhi spesifikasi

suhu, sebagaimana dicantumkan pada standard, akan memberikan hasil yang tidak produktif.

A. Moisture

Kandungan moisture batubara harus diketahui dalam rangka penentuan kualitas dan

kuantitas. Hal ini berlaku pada penentuan kualitas sebagai bagian dari pengapalan

nonbatubara, misalnya pembeli tidak menginginkan adanya air yang banyak dalam

pengapalan. Kenyataanya, hal tersebut secara luas merupakan bahan asing yang tidak hanya

mempengaruhi nilai batubara tapi juga sifat-sifat penanganannya, beberapa moisture

mungkin terjadi kehilangan, sebaliknya semua komoditi sebagian besar memiliki toleransi

kandungan moisture di mana besar muatan akan cenderung mengikuti pada waktu masuk di

hold dan ini juga yang berlaku pada batubara.

Moisture ini juga beraku pada kualitas dengan cara yang sama – kebanyakan parameter harus

disesuaikan dengan basis moisture dimana hasil tersebut akan dilaporkan. Oleh karena itu

hasil nilai kalori pada dry basis dapat sangat berbeda dengan hasil serupa pada as received

basis.

Page 24: Karya mineral batubara

1. Definisi (AS 2418 – 1995)

Total Moisture

Kelembaban pada batubara sebagaimana dipakai sebagai sample, dan mudah berubah

dalam keadaan di bawah standard.

Free Moisture

Kelembaban yang hilang pada batubara dalam mencapai keseimbangan dengan udara

yang dihadapi. Free moisture juga sisebut surface moisture atau air-dry loss

Residual Moisture

Kelembaban yang ditahan oleh sample batubara, yang diambil untuk menentukan total

moisture, setelah mencapai keseimbangan dengan lingkungan atmosphere. Residual

mosture juga dikenal dengan moisture pada air-dry sample.

Moisture – Holding Capacity

Jumlah kelembaban yang terkandung pada batubara pada keseimbangan udara 96%

relatif humidity dan suhu 30oC, moisture holding capacity juga dikenal dengan

equilibrium moisture. Pada definisi ASTM, dikenal sebagai inherent moisture.

Bed (Natural) Moisture

Persentase alamiah moisture batubara insitu pada lapisan batubara. Untuk batubara

tingkat rendah gambaran ini bisa lebih tinggi dari equilibrium moisture.

Moisture pada Sample Analisa

Adalah moisture pada sample batubara yang dapat berubah pada kondisi standard.

Penggunaan batasan moisture yang benar dan tidak ambigu sangatlah penting. Salah satu

contohnya adalah penggunaan istilah “inherent moisture” untuk hasil moisture pada

Page 25: Karya mineral batubara

proximate. Istilah ini berarti equilibrium moisture pada ASTM dan istilah inimerupakan

batasan yang tidak disukai pada metode AS dan ISO dimana free mosture sama dengan

air dry loss mosture.

2. Metode analisa

Sample untuk pengapalan umumnya melewati lebih dari satu tahap penentuan moisture

yang kesemuanya berhubungan erat dengan pertimbangan melakukan persiapan sample.

Air Drying

Batubara dikeringkan di udara pada suhu tidak lebih dari 40oC sampai batubara mencapai

keseimbangan dengan udara di lingkungan preparasi sample. Hilangnya massa dilaporkan

sebagai air dry loss atau free moistur. Untuk batubara dengan moisture yang tinggi (>

30%) dua tahap air dry loss dibutuhkan untuk memastikan bahwa sample sudah cukup

kering untuk melewati penggilingan, dsb.

Moisture Sample

Setelah air drying, batubara diperkecil sampai ukuran atas batubara 3 – 5 mm dan sample

residual moisture dikerjakan dan ditutup untuk mencegah hilangnya moisture. Sample ini

ditest menurut metoda standard yang cocok.

Untuk ISO, sample dikeringkan dengan set point 106oC selama 3 jam dengan gas

nitrogen. Untuk ASTM, sample dikeringkan pada set point 106 o

C selama 1 jam dengan

menggunakan compress air. Untuk kebanyakan batubara di Indonesia, hasil ISO akan

lebih tinggi dari pada ASTM. Hal ini disebabkan oleh pengaruh oksidasi pada lingkungan

udara atmosphere yang menyebabkan hasil yang lebih rendah. Gas nitrogen mencegah

segala pengaruh oksidasi pada sample.

3. Hasil Pelaporan

Page 26: Karya mineral batubara

Hasil pada moisture basis harus dipertimbangkan secara seksama pada waktu melaporkan

hasil. Hal ini tampak pada contoh di bawah, dimana batubara dianalisa dengan hasil test

sbb :

Air dry loss 7,5 %

Residual moisture 9,8 %

Moisture in the analysis sample 10,5 %

Ash content 4,5 %

Hasilnya ditetapkan sbb :

as

received

% wt

air dry

% wt

conditioned

lab.sample

% wt

dry basis

% wt

. Air dry loss

. Residual moisture

. Total moisture

. Moisture in the analysis

sample

. ash content

7.5

-

16.6

-

4.2

-

9.8

-

-

4.45

-

-

-

10.5

4.5

-

-

-

-

5.0

Hal ini didapatkan dua set air dry basis. Apabila pada pengeringan awal dan preparasi

sample telah dilakukan pada kondisi laboratorium yang sama seperti pada suatu tempat

dimana sample laboratorium dikondisikan, maka secara teoritis dua hasil akan nampak

identik.

Bagaimanapun juga pada kenyataannya ini buakan permasalahannya dan macam ambigu

yang nampak adalah kejadian umum. Untuk menghindari stuasi ini, parameter batubara

dapat dinyatakan pada moisture basis atau dry basis secara umum. Hal ini penting ketika

membandingkan hasil antar laboratorium, karena kondisi laboratorium yang berbeda

Page 27: Karya mineral batubara

dapat menghasilkan hasil air dried yang berbeda tetapi pada kondisi dry basis hasil-hasil

itu dapat ditoleransi.

4. Pengaruh Moisture lainnya

Pentingnya test

Pengontrolan kelembaban pada laboratorium merupakan hambatan utama dalam

mendapatkan hasil yang cepat. Dalam hal pengontrolan produksi, untuk mempercepat

hasil analisa, sample dapat dilakukan dengan cara mempercepat waktu equilibrasi. Untuk

pengontrolan produksi internal hal ini dapat diterima. Untuk mempercepat pengeringan

adalah mengeringkan sample analisa pada 105 o C atau dengan menggunakan oven

microwave sampai batubara cukup kering untuk di mill. Ini akan mempengaruhi nilai

kalori batubara dari batubara tingkat rendah dan sifat-sifat cooking, maka cara tersebut

tidak digunakan jika hasilnya tidak diharapkan sebagaimana dilakukan dalam kondisi

standard. Jalan pintas umumnya digunakan untuk mendapatkan hasil abu atau sulphur

untuk sample produksi pengontrolan kualitas.

Pengkondisian Sample untuk test Physik.

Hasil yang salah dapat didapat sebagai contoh pada HGI, abrasi Index atau Roga Index

jika sample tidak diequilibrasi dengan tepat sebelum preparasi.

Penggunaan waktu yang minimum/singkat disarankan untuk mengequilibrasi sample

dilingkungan laboratorium.

B. ASH /ABU

Sisa yang tidak terbakar pada batubara, abu berasl dari bahan mineral bercampur batubara

dan dari campuran seperti material dari atap atau dasar lapisan batubara.

Bahan mineral seperti syngenetik yaitu dalam struktur batubara dan berasal dari sisa

tumbuhan atau exigenetic yang bukan merupakan bagian substansi batubara.

Page 28: Karya mineral batubara

Abu berbeda pada komposisi kimianya dan biasanya kurang dari bahan mineral yang

berhubungan dengan batubara. Selama pembakaran berbagai perubahan terjadi pada bahan

mineral, seperti hilangnya kandungan air dari mineral sili cate, hilangnya carbon dioxida dari

bahan carbonat, oxidasi dari iron pyrite ke iron oxide, dan penetapan oxida sulphur sebagai

elemen dasar seperti megnesium atau calsium. Penentuan abu adalah empiris, karena kondisi

pembakaran menetukan seberapa jauh perubahan kimia dalam bahan mineral.

Untuk analisa kandungan Ash, mula – mula tempat sampel di timbang dalam keadaan

kosong, kemudian tempat sampel di isi sampel seberat 1 gram. Lalu sampel di masukan

kedalam purnish. Untuk analisa dengan standar ASTM, sampel di bakar selama 4 jam

dengan suhu 750 oC sedangkan untuk analisa dengan standar ISO di bakar selama 3 jam

dengan suhu 815 oC. setelah di bakar dalam purnish , sampel ditimbang lagi. Kandungan Ash

akan di peroleh dengan mengurangkan berat tempat sampel setelah pembakaran dengan berat

tempat sampel kosong. Metode ini disebut juga metode gravimetri.

Pentingnya Ash

Pembuatan coke

Ada spesifikasi abu coke untuk digunakan pada blast furnace. Ini biasanya abu pada coke

yang akan melebihi abu pada batubara harus kurang dari 10%.

Abu yang tinggi berarti ada sedikit fixed pada coke dan lebih banyak volume slg pada

blast furnace, yang berarti lebih banyak coke per ton iron dan lebih sedikit produksi iron.

Untuk tiap persentase pengurangan abu pada blast furnace coke, beberapa operator

menyatakan bahwa mereka dapat meningkatkan 3-6 % produksi besi.

Cudmore mengutip berikut ini :

Page 29: Karya mineral batubara

1,0 % ash in coke = +10 kg coke / tn hot metal

Tingkat produksi pig iron = Constant X (Total Coke yang digunakan/hari)

Konsumsi coke secara khusus

Pengaruh kenaikan 2 % pada kandungan abu coke pada tingkat produksi coke pig iron

digambarkan sbb :

Diasumsikan bahwa tingkat produksi pig iron 2000 T/hari dengan konsumsi coke 100 ton

dan konsumsi coke khusus 500 kg coke/ton pig iron. Kandungan abu yang meningkat

akan berakibat pada konsumsi coke khusus dari 500-520 kg coke/ton pig iron. Tingkat

produksi pig iron oleh karena itu diturunkan dari 200 ton/hari menjadi 1993 ton/hari

(yaitu kehilangan produksi 67 ton/hari-3,4 %).

Tingkat kehilangan produksi akan terjadi sebagai akibat dari perubahan sifat kimia coke

(misalnya kenaikan pada kandungan abu). Namun jika ada kemerosotan pada sifat fisik

coke yanglebih jelek atau lebih mudah terkikis di blast furnace, dan ini akan

mempengaruhi kemampuan menembus udara dan menyebabkan pengaruh merusak blast

furnce.

C. Volatile Matter / Zat Terbang.

Zat terbang umunya terdiri dari gas-gas yang mudah terbakar seperti hidrogen, karbon

monoksida (CO) dan metan, tetapi kadang-kadang berisi gas-gas yang tidak terbakar seperti

CO2 dan air (H2O).

Jadi zat terbang merupakan zat aktif yang menghasilkan energi / panas bila batubara dibakar.

Kadar zat terbang batubara berhubungan erat dengan derajad batubara dan merupakan salah

satu parameter didalam klasifikasi batubara. Kadar zat terbang dipakai juga sebagai

parameter untuk memisahkan dan menetukan perbandingan batubara di dalam proses

Page 30: Karya mineral batubara

blending untuk menghasilkan kokas yang baik. Di samping itu zat terbang berperan juga

sebagai parameter :

- Mengestimasi hasil kokas selama proses karbonisasi berlangsung.

- Memilih peralatan yang sesuai dengan proses “combustion”.

- Memilih proses dan kondisi batubara untuk proses gasifikasi dan liquifikasi.

D. Total Sulphur

Bentuk Sulphur

Sulphur terjadi pada batubara seperti :

i. pyritic

ii. sulphate

iii. organic

Sulphur sulphate biasanya kurang dari 0.05 % berasal dari abu atau dari bahan sulphate

bataubara. Apabila terdapat cleat abu material dapat dicuci.

Sulphur pyritic muncul entah sebagai marcasite atau pyrite. Marcasite iendapkan sejaman

dengan batubara dan memiliki ukuran antara 0.5 sampai 40.0 mm. Marcasite juga nampak

seperti betonan kecil yang diisi dengan batubara berukuran antara 20 dan 100 mμ.

Pyrite besi pada cleat dan pada rongga lain dianggap sebagai turunan. Berkenaan dengan

kedua bentuk endapan dan ukuran bijih, jika cara timbulnya sedemikian rupa sehingga pyrite

dipisahkan dengan cara crushing pada top size yang mana dapat disiapkan secara ekonomis,

maka pyrite dapat dipisahkan.

Sulphur organic terikat secara kimia pada struktur molekul hydrocarbon dan tidak dapat

dipisah dengan proses benefication.

Page 31: Karya mineral batubara

Oleh karena itu apabila sulphur batubara tinggai, pengetahuan mengenai distribusi sulphur

melalui lapisan dan bentuk sulphur akan membantu dalam menilai pemasaran batubara.

Untuk analisa sulphur di gunakan alat HTM ( high temperature methode).

Mula – mula hydrogen peroxide sebanyak 30 ml di encerkan pada gelas ukur sampai 500 mL,

kemudian larutan ini dimasukkan ked ala absorber untuk di sambungkan menggunakan selang ke

alat HTM. Sampel batu bara di letakkan ke dalam tempat sampel kemudian atasnya di

tambahkan alumunium oxide agar pembakaran yang terjadi merata. Kemudian sampel tersebut

dibakar di dalam alat HTM selama 10 menit. Uap dari sampel akan masuk ke dalam absorber

melalui selang sehingga bercampur dengan larutan dalam absorber. Kemudian larutan tersebut di

beri indicator metal merah dan dititrasi dengan penitar Borat sampai berwarna hijau. Selanjutnya

kadar sulphur di hitung berdasarkan volume penitar yang telah terpakai.

E. Calorific Value

Parameter yang paling penting ini dapat merupakan pokok kesalah pahaman dan alasannya

sebagian dikarenakan oleh perbedaan antara kenyataan yang didapat oleh Laboratorium

dengan yang didapat oleh Perusahaan.

Nilai kalori dinyatakan pada MJ/Kg yang konsisten dengan sistem metric. Di USA nilai

kalori dinyatakan dalam BTU/Lb. Sedangkan di Eropa dalam kcal/kg.

Berbagai unit yang berhubungan adalah :

1 MJ/Kg = 238.846 kcal/kg

1 Btu/lb = 1.8 kcal/kg.

Page 32: Karya mineral batubara

Nilai kalori biasanya dilaporkan sebagai nilai kalori kotor, tetapi dapat juga dilaporkan

sebagat net kalori value. Di USA irtilah ini kadang mengacu pada nilai pemanasan tinggi

dan rendah.

1. Gross Calorific Value

Adalah jumlah unit panas yang dikeluarkan per unit bahan-bahan yang dibakar denan

oxygen dibawah kondisi standard; hasil pembakaran dinyatakan dalam oxygen, carbon,

dioxide, nitrogen dan oxida dari nitrogen., air seimbang dengan uap air dan jenuh

dengan carbon dioxide dan solid ash.

Kmaka hasilnya dikoreksi untuk pembentukan asam sulphur dan nitrogen, tetapi tidak

untuk produk lain. Gross calorific value umumnya disebut niali kalori gross pada

volume konstan GCV).

2. Net Calorific Value

Pada kenyataan pada waktu batubara dibakar, produk pembakaran tidak sama dengan

yang diperkirakan di atas. Terutama air yang terbentuk menguap dan panas

pengembunan yang diperoleh pada laboratorium tidak tersedia.

Gross Calorific Value oleh karena itu diubah secara matematis menjadi net calori

dengan menerapkan faktor koreksi yang didasarkan pada kandungan hydrogen, oxygen

dan moisture. Kemudian Net calorific Value memberikan ukuran nilai pemanasan

batubara yang lebih ptraktis dalam penggunaan yang aktual. Net calorific Value

biasanya disebut NVC. Nilainya sekitar 250 s/d 300 kcal/kg lebih rendah dari GVC.

Adalah jumlah unit panas yang dikeluarkan per unit bahan bakar yang dibakar dengan

oxygen, nitrogen, dan oxida nitrogen, carbon dioxida, sulphur dioxida, uap air dan abu

padat.

Di laboratorium nilai calorific batubara ditentukan oleh oxygen bobm calorimeter pada

volume konstan. Pada keadaan seperti ini, air yang merupakan hasil pembakaran

berujud cair. Panas pembakaran yang ditentukan pada cara ini adalah GCV. ASTM

Page 33: Karya mineral batubara

mendefinisikan NVC sebagai panas pembakaran pada tekanan yang konstan di mana air

berujud gas.

Menghitung Net calorific Value.

Baik standar ISO maupun ASTM memberikan rumusan untuk merubah GCV menjadi

NCV. ASTM menghitung NCV pada tekanan normal, ISO menghitung NCV pada

tekanan dan volume konstant.

ASTM D1989 – Net calorific Value pada Tekanan Konstant.

NCV (ar) cal/g = GCV (ar) cal/g - 5.72 x (9 x H a r)

dimana Har = (H a s det – 0.1119 Mad) X 100 – TM + 0.1119 x TM

100 – Mad

ISO 1928 – Net Calorific Value pada Volume Konstan

NCV ar J/g = (GCV J/g db-(206 x H db) x (1 – 0.01 TM ar) – 23 x TM air

Dimana hydrogen diluar moisture

ISO 1928 – Net Calorific Value pad tekanan konstant.

NCV ar J/g = GCV ar J/g – (212 x H a r) – (0.8 x O ar) – (2.45 x TM ar)

Net Calorific Value pada tekanan yang konstan mewakili pembakaran normal batubara

pada tungku pembakaran batuabra yang halus.

Bagaimana hasil ISO untuk NCV biasanya dinyatakan pad volume konstant pada

kontrak penjualan. Maka koreksi dari volume konstant menjadi tekanan konstant tidak

diperhitungkan. Akibatnya persamaan ISO pada perolehan volume konstant

Page 34: Karya mineral batubara

menghasilkan kira-kira 15 cal/kg lebih tinggi dari persamaan ASTM pada tekanan

konstant. Persamaan ISO pada tekanan konstant menghasilkan hasil yang hampir sama

dengan persamaan ASTM, tetapi persamaan ISO lebih rumit dan oleh karena itu tidak

digunakan secara komersial.

Selanjutnya diketahui bahwa ada perbedaa lagi antara standard ASTM dan ISO

mengenai defenisi dan peristilahan.

F. Kandungan Abu

1. Coking Coal

Pengetahuan mengenai komposisi abu diperlukan untuk memungkinkan beban pada

blast furnace disesuaikan, sehinggga blast furnace slag menunjukkkan sifat-sifat yang

dibutuhkan. Dari oxides silica ada acid oxida dan refractory. Oxida silica membutuhkan

base acid (FeO, CaO, MgO, Na2O, K2O) untuk bertindak sebagai pengalir dan

merendahkan suhu melting/leleh.

Selanjutnya sifat slag dikontrol oleh perbandingan antara lime/silica. Silica dapat

diperkenalkan pada blast furnace sebagai coke ash dengan gamping atau bijih besi.

Keseimbangn material mengenai silica dan calsium memungkinkan perhitungan beban

blast furnace untuk kondisi maksimum slag.

Elemen alkalin yang berlebihan misalnya Na2O, K2O dapat menimbulkan masalah

operasi yaitu bahwa mereka dapat merusak dinding keasaman refractory dari furnace.

Al2O3 amphoteric, karena Al2O3 tidak bertindak/berlaku sebagai base atau asam. Namun

Al2O3 refractory dan telah didapat berbagai laporan bahwa Al2O3 yang berlebihan pada

abu batubara yang dipakai pada oven coke menghasilkan slag yang terlalu kental.

Al2O3 sangat penting, karena Al2O3 mengukur phospor pad batubara. Phospor yang

ditentukan secara tidak langsung dengan mengukur Al2O3 pada abu dispesifikasikan

Page 35: Karya mineral batubara

untuk batubara coking. Kira – kira 85 – 90 % phospor pada batubara ditahan di coke.

Pada blast furnace phospor didistribusikan antar besi dan blast furnace slag. Dengan

cara sedemikian rupa sehingga bagian yang penting tertinggal dengan besi dan dibawa

ke steel making furnace dimana perpindahannya menuju slag sukar dan mahal.

Persentase phospor yang terlalu tinggi dapat menghalangi penggunaan batubara untuk

pembuatan coke.

2. Steaming Coal

Analisa abu pada steaming coal dari sudut pandang komposisi, susunan abu kurang

penting daripada dari sudut pandang sifat abu pada waktu dipanaskan.

Analisa ini menunjukkan komposisi abu yang menentukan perilaku abu.

Abu batubara dapat dianggap memiliki tiap fase sistem SiO2, Al2O3, Fe2O3. Silica

bersifat asam dan refractory. Alumina juga refractory. Tingkah laku iron oxide

bervariasi bergantung apakah besi muncul pada tahap ferrous atau ferric.

Ferrous oxide bertindak sebagai pengalir dan menurunkan titik leleh abu.

Tabel pada halaman berikut menunjukkkan ukuran yang digunakan untuk menentukan

kemampuan slagging dan fouling pada biler. Phospor tidak dikehendaki pada steaming

abu batuabra, karena phospor tersebut bisa meningkatkan endapan pada boiler tube yang

mengakibatkan hilangnya effesiensi boiler.

F. Ash Fusion Temperature

Sifat-sifat leleh abu ditentukan pada atmosphere syntetic, dengan mengurangi 50% campuran

H2O dan CO2 dan oxidizing entah berupa udara atau 100% CO2.

Atmosphere yang berbeda berarti bahwa pada waktu pengurangan atmosphere besi

dikurangi sampai tahap frrous dan didapatkan hasil yang lebih rendah.

Test tersebut dilakukan dengan membuat mould abu batubara yang berbentuk piramid dan

memanaskan antara 900oC – 1600

oC di bawah atmosphere yang terkontrol.

Page 36: Karya mineral batubara

Suhu dicatat pada sisfat-sifat yang menunjukkan :

- Initial Deformation

- Spherical

- Hemisphere

- Flow

Nilai absolut suhu leleh tidak penting, karena dengan konsisitensi sifat abu, furnace tersebut

dapat dirancang dalam menangani batubara. Yang penting adalah jarak rentang sushu

dimana batubara semi-molten yaitu rentang antara suhu deformasi (mengurangi atmosphere)

dan suhu aliran (mengoksidasi atmosphere).

Bahan mineral pada batubara, tidak diinginkan bukan hanya karena alasan jumlahnya, tetapi

terlebih karena sifatnya. Kadang-kadang penting untuk membuang batubara dengan

kandungan abu rendah yang sebaliknya cocok untuk tujuan pelelehan abu dan untuk

mengganti batubara yang mengandung proporsi bahan mineral yang tinggi yang

meninggalkan residu pada frnace yang menunjukkan sedikit atau tidak ada kecenderungan

bergerak. Abu yang titik lelehnya rendah menyebabkan permasalahan dan hilangnya

berbagai macam.

i. bahan yang mudah terbakar termasuk dalam massa lebur slag dan oleh karena itu

dibuang.

ii. Aliran udara pada saluran dihambat oleh kerak yang harus dibuang dengan poking

dan slicing yang menyebabkan lebih banyak hilangnya bahan yang mudah terbakar

yang melubangi dari saluran sampai ash pit. Pada beberapa waktu, extra slicing dan

poking, api hampir tidak dapat dihindarkan membawa bagian kecil clinker menuju

daerah yang paling panas dimana mereka berpusat pada tempat dimana massa clinker

banyak berkembang.

iii. Supplay udara pada furnace terganggu dan hilangnya bertambah, karena lebih banyak

aliran udara dibutuhkan untuk menjaga tingkat pembakaran yang diperlukan.

Page 37: Karya mineral batubara

iv. Pada furnace, clinker meleleh menjadi refraktory dan terjadi kerusakan mekanis pada

waktu memindahkannya.

v. Abu dapat merusak bahan refraktory furnace dan menyebabkan kerak.

Oleh karena itu test laboratorium dibutuhkan supaya kecenderungan kerak abu batubara

dapat diprediksi.

Secara umum ada hubungna antara titik leleh abu batubara dan kecenderungan untuk

membentuk kerak pada furnace. Istilah parallelism telah digunakan, karena kondisi pada

furnace sama sekali tidak dihasilkan lagi pada test laboratorium. Dan dua abu yang

menunjukkan titik leleh yang sama memiliki kecenderungan mengerak yang sangat berbeda.

Hubungna test laboratorium dengan kecenderungan abu batubara mengerak itu sukar , karena

di laboratorium sample tanah dan abu dicampurkan, dimana pada pabrik bahan mineral

didistribusikan tidak rata melalui batubara.

Jika clinker akan terbentuk, tidak hanya suhu yang harus cukup tinggi untuk melelehkan abu,

tetapi juga viscosity slag harus cukup rendah supaya dapat mengalir. Slag yang cair siap

mengalir dan siap membentuk clinker yang mengandung sejumlah benda padat yang tidak

melelh, sebaliknya abu yang hanya terdiri dari alumina dan silica dapat seluruhnya meleleh,

sehubungan dengan kekentalan slag abu tidak akan mengalir.

Informasi yang dibutuhkan adalah pada suhu berpa abu dapat membentuk cairan slag untuk

mengalir atau menggumpal pada fuel bed. Suhu ini biasanya dibawah suhu leleh yang

menerima bentukan eutectics. Metoda yang paling sederhana untuk menetukan suhu dimana

abu mencair membentuk slag pada standard viscosity adalah softening point test dan ini

dilakukan dengan memperhatikan suhu dimana sekumpulan kecil abu berubah menjadi

gumpalan.

Material silicate yang mampu membentuk eutectics mulai melemah segera setelah eutectics

melelh dan kelangsungan deformasi akan ditentukan oleh sejumlah relatif eutictics yang ada

dan fluiditynya. Jika ada sejumlah besar eutictics cair, deformasi dan titk leleh akan cukup

Page 38: Karya mineral batubara

dekat. Sementara sejumlah besar kandungan refractory dapat membentuk kerangka yang

keras yang tidak dapat diubah dengan pelelehan eutictics dan titik formasi akan mendekati

titik leleh komponen refraktory.

Gejala softening dan pelelehan abu batubara mencakup kegiatan kimia, melting dan solution

dimana faktor waktu dan kehalusan dari pembagian kandungan sangat penting. Reaksi antara

kandungan abu dan antara oxidasi dan atmosphere mempunyai tingkat melting yang rendah

dan dapat dipanaskan beberapa waktu di atas titik leleh dan masih mangandung crystalin.

Ciri-ciri bentuk kerucut ditunjukan pada gambar pada halaman berikut.

Silica Ratio

100 x SiO2

Perbandingan ini didefinisikan sbb :

SiO2 + Fe2O3 + CaO + MgO

Silicia ratio berasal dari analisa abu dan dapat digunakan untuk memprediksi kekentalan abu

yang meleleh pada berbagai suhu.

BAB VII

REPRODUCIBILITY DAN REPEATABILITY

A. Defenisi

J. Pengukuran

Parameter dimana nilai batubara dihitung bergantung pada pengukuran yang diberi nilai

numerik. Nilai ini tidak selalu benar dalam berbagai alasan, dari prosedur pengukuran

Page 39: Karya mineral batubara

yang tidak sempurna sampai kesalahan personal. Bagi kaum awam, pengukuran ilmiah

sering dapat dapat diterima sebagai nilai yang nampak dan tingkat ketelitian dan

ketepatan yang dapat diterima. Dalam konteks ini dua istilah “ketepatan” dan “ketelitian”

harus dibahas.

- Ketepatan

Adalah ukuran seberapa dekat hubungan suatu hasil dengan nilai yang benar. Nilai

yang benar umumnya hanya dikenal dalam teori, sedangkan dalam praktek nilai

tersebut yang diketahui.

ASTM mendefinisikan “ketepatan” sebagai berikut :

Tingkat kesepakatan hasil test individu dengan nilai referensi yang diterima’.

Nilai referensi yang diterima dapat merupakan rata – rata hasil yang disepakati yang

didapat dari penggunaan metoda yang disahkan oleh beberapa laboratorium

(misalnya : proficienci test oleh NATA dan sample referensi yang legal).

- Ketelitian

Ketelitian adalah tingkat kesepakatan antara hasil test individual yang didapat dari

kondisi test yang ditentukan. Ini adalah konsep relatif tanpa ketentuan nilai absolut.

Ketelitian biasanya digambarkan sebagai kebalikan dari ketidak telitian hasil dalam

hal standard deviasi atau varian gambaran tersebut.

Prosedur di lanboratorium, biasanya memiliki ketentuan pada nilai responsibility dan

reproducibility dan ini merupakan suatu gambaran pengakuan terhadap

ketidaktelitian analisa.

Page 40: Karya mineral batubara

B. Repeatibility

Repeatibility dedefinisikan sebagai nilai pada atau dibawah dimana perbedaan absolut antara

dua hasil test tunggal di dapat dengan metoda yang sama pada sample yang identik pada

kondisi yang sama (operator, peralatan, laboratorium, dan waktu pelaksanaan minimum

yang konsisten pada test terpisah) dapat diharapkan sesuai dengan kemungkinan khusus

(biasanya 95 %).

C. Reproducibility

Reproducibility didefinisikan sebagai jarak yang dapat diterioma apabila penentuan diulang

oleh operator lain dengan menggunakan alat lain (misal, pada laboratorium yang berbeda)

namun mengggunakan prosedur dan dasar kelembaban yang sama.

Ada komponen variasi acak yang mempengaruhi tingkat kesepakatan dalam laboratorium

(reproducibility) dan tidak ada pada laboratorium-laboratorium (untuk repeatability).

Tetapi interval reproducibility selalu lebih besar dari pada interval repeatibility.

Tabel berikut memberikan contoh hasil dari program round robin test dalam laboratorium.

Nilai ketepatan telah dihitung dari haisl test laboratorium.

Sucofindo memiliki program round robin test yang berlangsung bulanan yang dilaporkan

sesuai dengan metoda statistik menurut standard ISO. Hal ini akan membrikan penilaian

bulanan yang tepat, yang dapat dibandingkan dalam suatu kurun waktu guna menilai prestasi

tiap laboratorium entah milik individu atau kelompok.