ANALISA ULTIMAT

PENENTUAN DENSITAS BATUBARA

I. Tujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan ini mahasiswa diharapkan mampu :

1. Dapat melakukan analisa penentuan densitas batubara menggunakan larutan

typol 0,1 %

2. Dapat menghitung densitas dari batubara sesuai dengan rumus densitas

batubara yang ada pada modul

3. Dapat menggunakan alat dengan baik dan benar

II. Alat dan Bahan Yang Digunakan

II.1 Alat – alat yang digunakan :

- Piknometer batubara : 1 buah

- Gelas kimia 100 ml : 1 buah

- Pipet ukur 5 ml : 1 buah

- Bola karet : 1 buah

- Neraca analitik : 1 buah

- Kertas timbang : 1 buah

- Spatula : 1 buah

II.2 Bahan – bahan yang digunakan :

- Batubara : 1 gram

- Larutan typol 0,1 % : 30 ml

III. Dasar Teori

Sebagai pertimbangan awal, perlunya mengenal sifat fisik secara tidak langsung

juga menerangkan tentang hubungannya dengan sifat kimia. Sebagai contoh, ukuran pori

batubara, yang mana merupakan sifat fisik batubara, merupakan faktor utama dalam

penentuan reaktivitas kimiawi batubara (Walker, 1981). Dan efek kimiawi dari swelling

indeks dan pengkokasan batubara memiliki efek substansial pada penanganan batubara

atau selama operasi konversi batubara.

Densitas (spesifik grafiti)

Padatan yang porous seperti batubara, memiliki tiga perbedaan dalam pengukuran

densitasnya; true density, particle density, dan apparent density.

1. Apparent density batubara dapat dilakukan dengan cara membenamkan sampel

batubara di dalam cairan dan kemudian mengukur cairan yang terpindahkan. Untuk

prosedur ini, cairan harus: (1) membasahi permukaan batubara, (2) tidak ada absorbsi

yang kuat pada permukaan, (3) tidak menyebabkan pengembangan, dan (4) menetrasi

pori batubara.

2. True density batubara ditentukan dengan menggunakan prisip pemindahan helium.

Helium baik digunakan sebab dapat menetrasi pori-pori sampel batubara tanpa

menyebabkan interaksi secara kimiawi.

3. Particle density adalah berat suatu unit volume padatan termasuk pori dan rekahan

(Mahajan dan Walker, 1978). Densitas partikel dapat ditentukan dengan cara satu dari

tiga metode; (1) mercury displacement (Gan et al, 1982), (2) aliran gas (Ergun, 1951),

atau (3) Silanization (Ettinger dan Zhupakhina, 1960).

Densitas batubara dapat bervariasi yang menunjukkan hubungan antara rank dan

kandungan karbon. Batubara dengan kandungan karbon 85% biasanya menunjukkan

suatu derajat ciri hidropobik yang lebih besar dari batubara berank paling rendah.

Bagaimanapun, hasil temuan terbaru pada prediksi sifat hidropobik batubara

mengindikasikan bahwa korelasi kharakteristik kandungan air lebih baik dari pada

kandungan karbon dan begitupun rasio kandungan air/karbon lebih baik daripada rasio

atomik oksigen/karbon. Begitupun, terdapat suatu hubungan antara sifat hidropobik

batubara dan kandungan air ((Labuschagne, 1987; Labuschagne, 1988).

Kecenderungan bahwa density batubara bernilai minimum pada kandungan

karbon 85%. Sebagai contoh, karbon batubara 50-55% akan memiliki densiti sekitar 1,5

g/cm 3, dan cenderung berkurang hingga 1,3 g/cm 3 untuk batubara mengandung 85%

karbon diikuti dengan peningkatan 1,8 g/cm 3 untuk batubara dengan kandungan karbon

87%. Sebagai pembanding, densitas graphite (2,25 g/cm 3) juga mengikuti kecenderungan

ini.Walaupun variasi densitas tidak begitu besar, umumnya densitas untuk maseral

(memilki kandungan karbon yang sama) adalah exinite<vitrinite<micrinite.

Densitas relatif:

Densitas relatif batubara tergantung pada rank dan  mineral pengotornya. Data

densitas relatif diperlukan untuk membuat sampel komposit dalam menentukan banyaknya

asap (seam). Selain itu diperlukan juga sebagai faktor penting dalam mengubah cadangan

batubara dari unit volume menjadi unit massa.

Penentuan dilakukan dengan menghitung banyaknya kehilangan berat pada saat

dicelupkan ke dalam air. Cara terbaik adalah dari data berat batubara dengan menggunakan

piknometer. Grafik di bawah ini memberikan hubungan antara densitas relatif terhadap

kandungan abu untuk batubara dan serpih karbon di cekunagn Agades. 

IV. Prosedur kerja

Prosedur percobaan dilaksanakan sebagai berikut (ASTM D167-73)

1. Membuat larutan typol 0,1 dalam beaker glass.

2. Menyimpan larutan ini dalam desikator, memvakumkan sampai tidak ada gelembung udara di

dalam dan di atas larutan typol.

3. Mengisi piknometer dengan larutan typol sampai lubang kapilernya terisi penuh, kemudian

ditimbang (sebagai P).

4. Memindahkan sebagian larutan typol dari piknometer dengan memakai pipet sampai ½

bagian volmenya.

5. Menimbang 1 gr sampel (yang berukuran 60 mesh), dimasukkan ke dalam piknometer yang

berisi typol ½ bagian volum dengan menggunakan corong kecil.

6. Memvakumkan piknometer yang berisi sampel dalam desikator. Apabila tidak ada gelembung

udara dan semua batubara turun ke dasar, ditimbang (W1).

V. Data Pengamatan

Berat Sampel Batubara (w) : 1 gr

Berat Pikno Kosong : 131,361 gr

Berat Pikno + Typol : 155,70 gr

Berat Pikno Batubara + Typol + Sampel (W1) : 156,52 gr

VI. Gambar Pengamatan

VII. Perhitungan

Diketahui :

Berat Sampel Batubara (w) : 1 gr

Berat Pikno Kosong : 131,361 gr

Berat Pikno + Typol : 155,70 gr

Berat Pikno Batubara + Typol + Sampel (W1) : 156,52 gr

Ditanya :

Berat Jenis Batubara . . . (?)

Penyelesaian :

a. Menghitung Berat Jenis Typol

Berat Jenis Typol = Berat Pikno + Typol – Berat Pikno Kosong

Volume Piknometer

= ( 155,70 – 131,361) gr

24,88 ml

= 0,978 gr/ml

b. Menghitung Berat Jenis Batubara

Berat Jenis Batubara = W x Berat Jenis Typol

W – (W1 – P)

= 1 gr . 0,978 gr/ml

1 gr – (156,52 – 155,70) gr

= 5,48 gr/ml

Jadi , Berat Jenis Batubara (sampel) yang dianalisis bernilai 5,48 gr/ml

VIII. Analisis Percobaan

Penentuan densitas batubara dapat dilakukan dengan larutan typol sebagai media. Larutan ini

merupakan larutan kental yang disebut juga larutan sabun. Batubara yang dimasukkan ke dalam

piknometer khusus harus berupa batubara yang sebelumnya diisi dengan larutan typol. Batubara akan

mengapung sebagian saat pertama kali dimasukkan. Lama kelamaan, batubara akan tenggelam di

dalam piknometer tersebut. Ini diakibatkan karena batubara memilik pori – pori yang banyak. Pada

awalnya, pori – pori itu terisi oleh udara. Namun, ketika dimasukkan ke dalam piknometer berisi

larutan typol, pori – pori tersebut akan terisi oleh larutan typol. Inilah yang mengakibatkan batubara

akan tenggelam. Larutan typol yang ada di bagian atas batubara akan berwarna bening.

Dari percobaan yang dilakukan, diperoleh berat jenis batubara sebesar 5,48 gr/ml.. Saat

penentuan C,H,N dengan menggunakan Truspec (pada percobaan sebelumnya), diperoleh kandungan

karbon sebesar 51,32%. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa hasil pengukuran (secara praktek)

yang dilakukan cukup akurat dan logis. Secara akumulasi, jika semua hasil praktikum dibandingkan

(termasuk penentuan abu, moistures, dan HGI) maka dapat disimpulkan bahwa batubara yang diuji

termasuk dalam golongan subbituminus kelas rendah. Umumnya, makin tinggi peringkat batubara,

maka berat jenisnya juga akan semakin tinggi. Namun terdapat kecenderungan density batubara

bernilai minimum pada kandungan karbon 85%. Namun karena variasi kandungan karbon ini tidak

diuji satu per satu pada percobaan ini, maka hal tersebut hanya dapat diungkapkan secara teoritis.

IX. Kesimpulan

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :

Densitas batubara yang diperoleh 5,48 gr/ml.

Pengukuran densitas batubara pada praktikum ini menggunakan jenis apparent density.

Umumnya, makin tinggi peringkat batubara, densitas batubara tersebut akan semakin besar.

Jika data semua percobaan diakumulasikan (termasuk analisis CHN, abu, moisture, HGI, dan

densitas) dapat diambil kesimpulan bahwa batubara yang diuji termasuk dalam kelas

subbituminus.

X. Daftar Pustaka

Jobsheet. 2012. Petunjuk Praktikum Hidrokarbon. Palembang : Politeknik Negeri Sriwijaya.

Gambar Alat

Piknometer Kosong Piknometer Penentu Densitas

Gelas Kimia Gelas Ukur Pipet Ukur Kaca Arloji

Neraca Analitik Bola Karet

Lampiran

GEOLOGI BATUBARA

“Hubungan Sifat Fisik Batubara dengan Rank”

PERINGKAT BATUBARA

Peringkat batubara

(coal rank)Coalification;

Rank (Peringkat) berarti posisi batubara tertentu dalam garis peningkatan trasformasi dari

gambut melalui batubrara muda dan batubara tua hingga grafit.Proses transformasi fisika dan

kimia yang tetap disebut coalification (atau carbonification)Peringkat batubara adalah

equivalent dengan derajat metamorfisma.

ORGANIC METHAMORPHISM

Methamorphism of organic matter,dimulai setelah organisma mati mengalami pembusukan

dan berlangsung jutaan tahun, menghasilkan secara meningkat perbedaan unsur-unsur, yaitu

perbedaan jenis petroleum, gas dan batubara.

Macam proses yang kompleks terdiri dari 2 tigkatan utama yaitu :

1. Fase biokimia

Tingkatan biokimia (atau biogenetik) daripada metamorfisme organik adalah aksi

orgsnisme hidup, khususnya dominan bakteri dan fungi (jamur).Dalam pembentukan

batubara, material tanaman mengalami proses peatifikasi (humifikasi) terhadap humic

matter. Komposisi microbiologi tidak dapat terjadi di atas temperatur tertentu (> ±

800C)

2. Fase geokimia

Fase geokimia didominasi oleh pengaruh peningkatan temperatur dan tekanan,

disebabkan oleh peningkatan kedalaman penimbunan unsur organik di bawah tutupan

sedimen (sedimentary overburden).

Tidak jelas batas kedua fase tersebut, tetapi bisa dikatakan reaksi berakhir pada tingkat

gambut dan aksi geokimia menjadi agen utama pada tingkat brown-coal dan hard-coal.

Batubara ( Coal / Humic Coal)

Terdiri dari dominan unsur C, H dan O.

Belerang dan nitrogen dan unsur-unsur teras elemen lainnya hadir hanya dalam jumlah yang

kecil.

Kayu sebagai asal batubara, mengandung kurang lebih:

C = 50%

H = 6%

O = 43%.

Grafit yang terbentuk pada tahap akhir coalifikasi terdiri dari 100% C. Coalifikasi adalah

suatu proses pengayaan yang konstan terhadap karbon dengan pengurangan H dan O,

pelepasan terutama H2O. CO2, CH4, dan hidrokarbon lainnya.

Klassifikasi Peringkat Batubara

(Coal Rank)

Parameter kimia sebagai penentu coal rank :

- Carbon, hydrogen, dan hydrogen asal dari elementary analysis, dihitung bersama-

sama dengan kandungan air dan ash-free (w.a.f basis)

- Kandungan volatile matter atau nilai komplementernya daripada kandungan fixed

carbon berasal dari proximate analysis sebagaimana menghitung w.a.f basis,

- Nilai kalori daripada batubara dihitung bersama-sama dengan kelembaban (moist),

mineral matter, free basis dan kandungan air (total moisture).

- Dari unsur oxygen tidak pernah digunakan sebab untuk determinasi tidak cukup

akurat dan secara eksak sulit ditentukan,

- Hydrogen terbukti sebagai indikator peringkat (rank) hanya untuk batubara

anthracite,

- Kandungan elemen karbon digunakan sangat luas, khususnya untuk lingkungan

saintifis untuk determinasi peringkat batubara,

- Kandungan C digunakan hanya untuk low-rank coal dan meta-anthracite.

- Kandungan volatile matter dan fixed carbon hanya dapat pada batubara tua

berperingkat tinggi, dan tidak bisa pada peringkat rendah disebabkan volatile matter

diatas 33% atau dibawah 67 fixed carbon,

Di sisi lain : Nilai kalori dan kandungan air adalah parameter sangat baik untuk batubara

muda dan batubara tua berperingkat derajat rendah, tetapi tidak baik untuk peringkat tinggi.

American system

Berdasarkan atas fixed carbon untuk batubara berperingkat tinggi, danNilai kalori yang

diexpresikan dalam British Thermal Unit (Btu) untuk batubara berderajat rendah.Sistem

Amerika terdiri dari 4 grup peringkat utama dan 13 sub-grup dengan nama masing-

masing.Misalnya low-volatle bituminousPenamaan tersebut di atas sangat umum digunakan.

(lihat tabel: Tabel Peringkat Batubara)

Sistem Klassifikasi International

Untuk batubara tua, didasarkan pada :Volatile matter untuk peringkat tinggi,Nilai kalori

(diekspresikan dengan kalori) untuk batubara peringkat rendah,Batas antara batubara muda

dan batubara tua terletak pada nilai kalori 5700 kCal/Kg.Tidak ada penamaan batubara

berdasakan peringkat, tetapi perbedaannya hanya berdasarkan 9 klas batubara.Untuk batubara

muda, meskipun nilai kalori cukup bisa dipakai sebagai parameter, komite Internasional

memilih water content sebagai indikator, dan menetapkan 6 klas (10-15) untuk batubara

mudaSistim Eropa keseluruhan mencakup 15 kelas batubara

Metode penentuan peringkat (Rank)didasarkan padaKandungan fixed carbon dan nilai kalori

ditentukan berdasarkan metode standard analysis sifat batubara.

Seri Peringkat Batubara (The coal rank series)

Gambut, adalah bagian permulaan seri koalifikasi. Gambut, memiliki kandungan air

hingga 90%, tetapi kebanyakan akan hilang dengan pengeringan, memiliki kandungan

carbon antara 50 – 60%.Batas antara gambut dan batubara muda yaitu kandungan air

lebih dari 70% (ash-free) dan nilai kalori kuang dari 1800 kCal/kg (moist ash-free)

Batubara Muda (Brown Coal)Argumen mengenai subjek batubara muda ini sangat

panjang mengenai definisi, batasan, subdivisi,Di Amerika, dibedakan batubara muda

dan lignit :Batubara muda (=unconsolidated)Lignit (= consolidated lignite coal).

Batubara muda berada pada semua peringkat antara gambut dan batubara tua(lihat

tabel peringkat batubara)Batas bawah batubara muda adalah pada total moisture

content 70% a.f., equivalen dengan nilai kalori sekitar 1800 kCal/Kg dan batas

bawahnya pada nilai kalori 5700 kCal/Kg.

Hard CoalBila batubara, berwarna hitam dan garis-garis coklat yang jarang

menunjukkan batubara tua.Batubara tua (Hard Coal), pada klass 3 – 9 berhubungan

dengan batubara bituminous dan klas 0 – 2 dengan batubara anthracite,

Graphite, secara teoritis adalah tingkatan terahir dari batubara yang mencapai 100%

konsentrasi kandungan carbon, tetapi dalam praktek graphite sangat jarang dijumpai

dalam sayatan meta-anthracite, graphite di alam selalu diakibatkan metamorfisme

batuan keras pada temperatur sangat tinggi.

Beberapa pengaruh dalam proses coalifikasi

Abnormal coalification processes;

Abnormal pressure, misalnya karena perlipatan secara orogenetik, apat mengakibatkan

evolusi struktur yang berpengaruh luas terhadapat evolusi kimiawi.

Radioactivity, memberikan efek terhadap coalification dimana uranium dan thorium yang

terkonsentrasi dalam batubara dan partikel alfa bombard (membom) unsur organik,

menyebabkan coalification tingkat tinggi pada lingkaran pengaruh (ceating distinct contact

halos)

Fenomena ini jarang terjadi, biasanya terbatas hanya psekitar butiran mineralradioaktif dalam

batubara

Intrusi batuan beku dapat mempengaruhi DOM daripada seam (lapisan) batubara dengan 2

cara:

Pengaruh Intrusi pada batubara

Effek pertama adalah metamorfisma regional oleh intrusi magma kedalam seri batuan

sedimen diatas, atau biasanya dibawah coal seam.

Penambahan temperatur menghasilkan peninggian DOM sekitar intrusi (contoh kasus

batubara Gondwana di Afrika Selatan, dimana batubara sekitar ntrusi cendrung teraltrasi

membentuk anthracite)

SIFAT BATUBARA ( PROPERTIES OF COAL )

Batubara memiliki substansi yang kompleks dan meskipun demikian akan dipelajari

mengenai Fisika dan kimiawi penting tertentu,

Pada umumnya sifat batubara, antara lain:

1. Sifat umum (general properties)

2. Sifat fisika (phisical properties)

3. Sifat kimia (chemical properties)

4. Sifat teknis (technical properties).

Metode analisa standard :

Laboratorium Industri umumnya memakai 2 metode:

1. Analisis proximat,

Analisis proksimat batubara bertujuan untuk menentukan kadar Moisture (air dalam

batubara) kadar moisture ini mengcakup pula nilai free moisture serta total moisture, ash

(debu), volatile matters (zat terbang), dan fixed carbon (karbon tertambat). Moisture

ialah kandungan air yang terdapat dalam batubara sedangkan abu (ash) merupakan

kandungan residu non-combustible yang umumnya terdiri dari senyawa-senyawa silika

oksida (SiO2), kalsium oksida (CaO), karbonat, dan mineral-mineral lainnya,Volatile

matters adalah kandungan batubara yang terbebaskan pada temperatur tinggi tanpa

keberadaan oksigen (misalnya CxHy, H2, SOx, dan sebagainya),

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 ultimat karena sebagian karbon berikatan membentuk senyawa hidrokarbon

volatile.

Nilai Kalor Batubara (Coal Calorific Value)

Salah satu parameter penentu kualitas batubara ialah nilai kalornya, yaitu seberapa

banyak energi yang dihasilkan per satuan massanya. Nilai kalor batubara diukur

menggunakan alat yang disebut bom kalorimeter.

Kalorimater bom terdiri dari 2 unit yang digabungkan menjadi satu alat. Unit pertama ialah

unit pembakaran di mana batubara dimasukkan ke dalam bomb lalu diinjeksikan oksigen lalu

bomb tersebut dimasukkan kedalam bejana disini batubara dibakar dengan adanya pasokan

udara/oksigen sebagai pembakar. Unit kedua ialah unit pendingin/kondensor (water handling)

Kadar Sulfur

Salah satu cara untuk menentukan kadar sulfur yaitu melalui pembakaran pada suhu

tinggi. Batubara dioksidasi dalam tube furnace dengan suhu mencapai 1350°C. Sulfur oksida

(SOx) yang terbentuk sebagai hasil pembakaran kemudian ditangkap oleh oleh detektor infra

merah kalau menggunakan metode infrared sedangkan kalau menggunakan metode HTM

akan ditangkap oleh larutan  peroksida lalu dititrasi dengan natrium borat dan kemudian

dianalisis.

Analisis ultimat.Analisis ultimat dilakukan untuk menentukan kadar karbon (C),

hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen, (N), dan sulfur (S) dalam batubara. Seiring dengan

perkembangan teknologi, analisis ultimat batubara sekarang sudah dapat dilakukan dengan

cepat dan mudah. Analisa ultimat ini sepenuhnya dilakukan oleh alat yang sudah terhubung

dengan komputer. Prosedur analisis ultimat ini cukup ringkas; cukup dengan memasukkan

sampel batubara ke dalam alat dan hasil analisis akan muncul kemudian pada layar komputer.

Analisa Size Analisis

Data analisis dari suatu hasil tambang ialah satu data dari data-data yang diperlukan

dalam perancangan coal preparation plant, pada crushing plant dan screening plant

pemeriksaan size diperlukan untuk melihat apakah hasil dari proses masih sesuai dengan

spesifikasi atau tidak, pada proses loading dilakukan untuk mengantisifasi masalah yang

timbul karena kalau terlalu banyak yang fine coal nilai total moisturenya cenderung

meningkat dan akan berdebu pada saat kering.

2. Analisis proximate

Analisis proximate menunjukan persen berat dari fixed carbon, bahan mudah

menguap, abu,dan kadar air dalam batubara. Jumlah fixed carbon dan bahan yang mudah

menguap secaralangsung turut andil terhadap nilai panas batubara. Fixed carbon bertindak

sebagaipembangkit utama panas selama pembakaran.Kandungan bahan yang mudah

menguap yangtinggi menunjukan mudahnya penyalaan bahan bakar. Kadar abu merupakan

hal pentingdalam perancangan grate tungku, volum pembakaran, peralatan kendali polusi dan

sistim

handlingabu pada tungku. Analisis proximate untuk berbagai jenis batubara

Tabel . Analisis proximate untuk berbagai batubara (persen)

Parameter Batubara

India

Batubara

Indonesia

Batubara Afrika

Selatan

Kadar air 5,98 9,43 8,5

Abu 38,63 13,99 17

Bahan mudah

menguap

(volatile matter)

20,70 29,79 23,28

Fixed Carbon 34,69 46,79 51,22

Parameter-parameter tersebut digambarkan dibawah ini.

Fixed carbon:

Fixed carbon merupakan bahan bakar padat yang tertinggal dalam tungku setelah

bahan yangmudah menguap didistilasi. Kandungan utamanya adalah karbon tetapi juga

mengandunghidrogen, oksigen, sulfur dan nitrogen yang tidak terbawa gas. Fixed carbon

memberikanperkiraan kasar terhadap nilai panas batubara.

Bahan yang mudah menguap (volatile matter):

Bahan yang mudah menguap dalam batubara adalah metan, hidrokarbon, hydrogen,

karbonmonoksida, dan gas-gas yang tidak mudah terbakar, seperti karbon dioksida dan

nitrogen.Bahan yang mudah menguap merupakan indeks dari kandunagnbahan bakar bentuk

gasdidalam batubara.Kandunag bahan yang mudah menguap berkisar antara 20 hingga 35%.

Bahan yang mudah menguap:

Berbanding lurus dengan peningkatan panjang nyala api, dan membantu dalam

memudahkan penyalaan batubara

Mengatur batas minimum pada tinggi dan volum tungku

Mempengaruhi kebutuhan udara sekunder dan aspek-aspek distribusi

Mempengaruhi kebutuhan minyak bakar sekunder

Kadar abu

Abu merupakan kotoran yang tidak akan terbakar. Kandungannya berkisar antara 5%

hingga40%. Abu:

Mengurangi kapasitas handling dan pembakaran

Meningkatkan biaya handling

Mempengaruhi efisiensi pembakaran dan efisiensi boiler

Menyebabkan penggumpalan dan penyumbatan

Kadar Air:

Kandungan air dalam batubara harus diangkut, di-handling dan disimpan bersama-

samabatubara. Kadar air akan menurunkan kandungan panas per kg batubara, dan

kandungannyaberkisar antara 0,5 hingga 10%. Kadar air:

Meningkatkan kehilangan panas, karena penguapan dan pemanasan berlebih dari uap

Membantu pengikatan partikel halus pada tingkatan tertentu

Membantu radiasi transfer panas

Kadar Sulfur

Pada umumnya berkisar pada 0,5 hingga 0,8%. Sulfur:

Mempengaruhi kecenderungan teradinya penggumpalan dan penyumbatan

Mengakibatkan korosi pada cerobong dan peralatan lain seperti pemanas udara dan

economizers

Membatasi suhu gas buang yang keluar

Analisis Ultimate

Analsis ultimate menentukan berbagai macam kandungan kimia unsur- unsur seperti

karbon,hidrogen, oksigen, sulfur, dll.Analisis ini berguna dalam penentuan jumlah udara

yangdiperlukan untuk pemakaran dan volum serta komposisi gas pembakaran.Informasi

inidiperlukan untuk perhitungan suhu nyala dan perancangan saluran gas buang

dll.Analisisultimate untuk berbagai jenis batubara diberikan dalam tabel dibawah.

Tabel. Analisis ultimate batubara

Parameter Batubara India, % Batubara Indonesia, %

Oksigen 9,89 11,88

Kadar Air 5,98 9,43

Bahan Mineral (1,1 x

Abu)

38,63 13,99

Karbon 41,11 58,96

Hidrogen 2,76 4,16

Nitrogen 1,22 1,02

Sulfur 0,41 0,56

Oksigen 9,89 11,88

Tabel . Hubungan antara analisis ultimate dengan analisis proximate

%C = 0,97C+ 0,7(VM - 0,1A) - M(0,6-0,01M)

%H = 0,036C + 0,086 (VM -0,1xA) - 0,0035M

2

(1-0,02M)

%N2 = 2,10 -0,020 VM

Dimana

C = % fixed carbon

A = % abu

VM = % bahan mudah menguap (volatile matter)

M = % kadar air

Tiga elemen-elemen pertama adalah tergantung kepada komposisi maseral dan peringkat

batubara tertentu. Elemen berikut utamanya maceral-independent.Sifat fisika, kimiawi dan,

teknis batubara tergantung kepada tipe batubara demikian halnya terhadap peringkat

batubara.

Sifat Umum (General properties) :

Warna,perbedaan warna /shades adalah catatan untuk berbagai macam litotipe (yaitu cerah

untuk vitrain, gelap untuk fusain). Yang lebih penting adalah perubahan makroskopik dari

coklat cerah ke gelap dalam batubara muda dan hitam sempurna dalam batubara tua,

tergantung pada peringkat.

Kilap,juga adalah tergantung pada maceral-independent, tetapi peningkatan secara bertahap

kilap berkaitan dengan pemantulan sinar (light reflectance) yaitu typical daripada

peningkatan peringkat batubara.

Nyala,berkaitan dengan peringkat, daya bakar batubara berbeda memiliki pula nyala yang

berbeda pula, terutama dengan hilangnya zat terbang (yaitu, batubara zat terbang tinggi,

pembakarannya panjang, dan batubara peringkat tinggi rendah zat terbang terbakar dengan

nyalanya pendek). Akan tetapi komposisi maseral juga memegang peranan penting ,

tergantung atas jumlah exinites.

Pelapukan,mengurangi kilapan dan mengurangi kontras antar litotypes.pelapukan disertai

oleh oksidasi dan pengrusakan pada tekstur asal dalam batubara. Singkapan yang melapuk

tidak dapat dipakai untuk diskripsi dan sampling (percontoan). Perpanjangan pelapukan

batubara yang ditambang yang terdapat di penampungan mengurangi kwalitas teknis. Derajat

pelapukan kadang-kadang diekspresikan dengan SLACKING INDEX: gumpalan batubara

akan terapung di air dan kering dan jumlah yang terpisah dapat dideterminasi dengan

pengayakan.

Spontaneous combustion,adalah suatu rekasi dimana tergantung kepada derajat oksidasi,

yaitu pelapukan batubara. Hal ini dapat berbahaya selama penambangan jika tiba-tiba kontak

dengan oksigen dari udara, dan terutama sekali kelembaban, udara basah (damp air),

disebabkan pengapian.

Sifat Fisika (Phisical properties):

Ultrafine structure; Batubara dapat diperikan sebagai substansi colloidal yang terdiri dari

partikel-partikel kecil atau micelles yang mempunyai dimeter mikron,Peningkatan

devolatilisasi (devolatilization), menyebabkan pertumbuhan micelles lebih besar dan menjadi

lebih teratur.

Densitas (density): densitas berkurang pada batubara muda (± 1.5 gr/cm3) hingga batubara

bituminous pada sekitar DOM 70 (1.25 gr/ cm3),dan kemudian bertambah lagi hingga 1.5

pada antrasit dengan DOM 95, selanjutnya akan meningkat tajam melalui meta-antrasit

hingga grafit (± 2.2).

Porositas (porosity). Sebenarnya ada 2 sistim pori dalam batubara, yaitu:Yang pertama

dibentuk oleh pori-pori lebih besar dengan menembuskan mercury dibawah tekanan,dan

pori-pori ultrafines lainnya dengan memasukkan helium ,Dalam batubara peringkat rendah

porositas bisa lebih dari 20% , tetapi cepat berkurang hingga minimum sekitar 2.5% pada

DOM 75. bertambah kembali kearah antrasit (± 10%).

Kompaksi (compaction), tergantung terutama kepada makroporositas,

Kapasitas Adsorpsi (adsorption capacity),tergantung atas area permukaan internal batubara

dan secara mendasar dalam mikroporositas. Tergantung pada penyerapan gas pada low-

temperature, Oleh karena itu gas methane , berasal dari proses koalifikasi pada peringkat

rendah , biasanya tidak dilepas tetapi diserap oleh batubara.Bawaan ini berbahaya dengan

akumulasi gas methane apabila bercampur dengan oxygen dari udara dapat memberikan

munculnya fire-dump explosions (ledakan) di tambang batubara.

Moisture holding capacity atau “total moisture” atau “bed moisture”,dalam batubara

peringkat rendah tergantung besarnya makroporositas dan kecepatan pengurangan dalam

range batubara muda ( yaitu sesungghnya diklassifikasikan dengan kandungan total

moisture), hingga mencapai kurang dari 5% pada DOM 60,Porositas serupa, mencapai

minimum sekitar 1% sekitar DOM 75 dan secara nyata bertambah kembali hingga sekitar 2 –

3% dalam peringkat tertinggi.

Nilai kalori (calorific value), sebenarnya takaran nilai kalori, berbeda untuk 3 grup maseral;

tertinggi pada exinite, menengah pda vitrinite dan terrendah pada inertenit.Nilai kalori

daripada vitrinite adalah parameter rank-classification untuk batubara tua berderajat rendah

dan ketinggiannya tergantung kepada kandungan air (moisture content).

Kekuatan (strength), adalah berhubungan dengan kekerasan (hardness) dan kerapuhan

(friability), selanjutnya sifat daripada batubara muda lebih plastis, Standard perkiraan untuk

batubara tua adalah Vicker’s Hardness Test,Kekerasan batubrara maximum yaitu pada DOM

± 65, minimum pada DOM 35 – 90, dengan anthrasit yang memiliki DOM lebih tinggi dari

94 bertindak sebagai material-material klastik. Mikrokekerasan (Microhardness) HV100

dalam kg/mm2 adalah Vicker microhadness untuk suatu beban 100 g. Kekuatan (the strength)

HV1000 dalam kg/mm2 adalah Vickers microhardness untuk beban 1000 g.Konduktifitas

kelistrikan,Konduktifitas panas,Sifat optis:Reflektifitas sinar,Anisotrophy,Diffraksi sinar-

x,Resonansi elektron,Immersion swelling,Thermal expansion.

Keliatan (plastisitas),pada temperature kamar batubara bersifat/bertindak sebagai kompak

britel (brittle solid),Diskusi mengenai deformasi plastis dan plastisitas pada temperature

tinggi, adalah faktor penting dalam pemurnian batubara (coal refining).

Sifat Kimia (Chemical Properties)

Sulphur(Belerang) hadir dalam jumlah sedikit sebagai campuran organic bawaan (inherent)

dalam batubara dan mungkin berasal dari protein dari tanaman asli yang diperkaya oleh

bakteri sulfur. Bubuk sulfur dalam batubara adalah unsur mineral tambahan dan terdapat

dalam jumlah yang bervariasi. Belerang tidak diinginkan sebab bertindak sebagai polutan

dalam atmosfer dalam atmosfer, kontaminasi dalam distalasi gas, dan mengganggu dalam

pembuatan kokas , sulit terhidrilisis dan memiliki sifat efek korosif yang tinggi di dalam

ovenSebagian akan hilang dalam pengkokasan bercampur dengan zat terbang.

Nitrogen berasal dari protein unsur tanaman asli, biasanya dibawah 1% dan pada batubara

peringkat tinggi hadir hanya sebagai trace,

Pelarutan (Solubility); fraksi-fraksi terlarut dapat diekstraksi dari batubara dengan berbagai

macam larutan organic, tetapi perlarutan adalah tidak pernah lengkap kecuali dibantu oleh

temperatur tinggi untuk mengadakan degradasi panas dan reaksi-reaksi dalam larutan.

Aromatik (Aromaticity) , batubara umumnya highly aromatic. Exinite kurang aromatic

sehubungan dengan vitrinites, tetapi dengan mikrinit bertentangan.

Sifat Teknis

Nilai praktis daripada suatu batubara adalah ditentukan oleh 3 faktor utama;

1. Kandungan unsur terbang (volatile matter)Kandungan volatile batubara penting dalam

ekstraksi coal tar dan gas.Pyrolysis, dimana batubara yang dipanasi dalam oven

dengan pengeluaran oksigen. Nama alternative adalah “dry distillation”.

Produksi utama pyrolusis adalah:coal tar,coal gas, gas metan,gas coke ,

2. Kokabilitas (the Cokeability), Proses pengkokasan: semua batubara berupa vitrinite

adalah layak pengkokasan batubara, tetapi lebih pantas pada peringkat range terbatas

hingga medium (sebagian yang rendah), Dalam proses pengkokasan, adalah peleburan

batubara (the coal melt), pengembangan (swells) dan pelepasan zat terbang. Titik

yang penting adalah peleburan dan devolatisasi,

• Hasil daripada pengkokasan adalah busa (foamy) peleburan porous residu

yang kaya dengan karbon.

• Kokas berkwalitas tinggi diharapkan mengandung kurang dari 7% abu dan

kurang dari 1.3% sulfur (dimana berdampak merugikan terhadap logam).

3. Nilai panas (the heating values).

Ada 3 temperature range dalam pyrolysis :

Low temperature coking (up to ± 6000C)

Medium temperature coking (up to ± 8000C)

high temperature coking (up to ± 10000C).

dimana yang terakhir adalah sangat penting, menghasikan high kokas kwalitas

metalurgi (quality metallurgical coke) dipakai sebagai agen pemisah dalam blast-

furnaces (dapur) . Produk sampingnya (by product) adalah ammonia, benzene,

aromatic tars, dan gas.

HIDROKARBON

PENENTUAN DENSITAS BATUBARA

Disusun oleh :

Putri Rakhmayanti 0610 3040 1002

Reni Lestari 0610 3040 1003

Ria Lestari 0609 3040 0369

Rosalina Almalia 0610 3040 1005

Tri Suhartini 0610 3040 1006

Witi Ekasari 0610 3040 1008

Yusuf Fuadillah 0610 3040 1009

Kelas : 5KIA

Kelompok : III

Instruktur : Ir. KA.Ridwan M.T

Teknik Kimia

Politeknik Negeri Sriwijaya

2012