Rtbt Sulfur
-
Upload
dimas-apri-saputra -
Category
Documents
-
view
223 -
download
0
Transcript of Rtbt Sulfur
-
7/30/2019 Rtbt Sulfur
1/6
Dimas Apri SaputraH1C109009
Page1
KANDUNGAN SULFUR YANG ADA PADA BATUBARA
Sulfur walaupun secara relatif kandungannya rendah, merupakan salah satu
elemen penting pada batubara yang mempengaruhi kualitas. Terdapat berbagai cara
terbentuknya sulfur dalam batubara, diantaranya adalah berasal dari pengaruh lapisan
pengapit yang terendapkan dalam lingkungan laut, pengaruh air laut selama proses
pengendapan tumbuhan, proses mikrobial dan perubahan Ph.
Batubara dengan kandungan abu dan sulfur yang rendah biasanya terendapkan
pada lingkungan darat pada saat penggambutan, dengan lapisan penutup dan lapisan
dibawahnya berupa sedimen klastik yang terendapkan pada lingkungan darat juga.
Sedangkan untuk batubara dengan kandungan abu dan sulfur yang tinggi, berasosiasi
dengan sedimen yang terendapkan pada lingkungan payau atau laut.
Sulfur adalah salah satu komponen dalam batubara, yang terdapat sebagai sulfur
organik maupun anorganik. Umumnya komponen sulfur dalam batubara terdapat sebagai
sulfur syngenetik yang erat hubungannya dengan proses fisika dan kimia selama proses
penggambutan dan dapat juga sebagai sulfur epigenetik yang dapat diamati sebagai pirit
pengisi cleat pada batubara akibat proses presipitasi kimia pada akhir proses
pembatubaraan.
Sulfur dalam batubara terjadi dalam dua bentuk, organik dan anorganik. Sulfur
organik terdistribusi secara merata bersama-sama dengan unsur-unsur pembentuk batubara
lainnya, dan secara alami berkaitan dengan fakta bahwa tumbuh-tumbuhan mengandung
sulfur yang apabila tumbuhan tersebut membusuk atau hancur maka sulfur tersebut
bereaksi membentuk senyawa Hidrogen Sulfida (H2S). Batubara yang memiliki nilai total
sulfur kurang dari 1%, biasanya pada umumnya merupakan sulfur organik, sedangkan
batubara dengan nilai total sulfur yang lebih tinggi maka sulfur organik cenderung
meningkat seiring dengan meningkatnya total sulfur dalam batubara tersebut. Namun hal
tersebut tidak menjadi patokan karena tidak ada dasar yang definitif yang menyatakan
hubungan antara jumlah (porsi) antara sulfur organik dan anorganik dalam batubara. Sulfur
organik cenderung berkisar antara 0,3 sampai 3%, meskipun ada juga yang kandungannya
lebih besar dari 5 % pada beberapa batubara.
-
7/30/2019 Rtbt Sulfur
2/6
Dimas Apri SaputraH1C109009
Page2
Sulfur anorganik biasanya berada dalam senyawa pyritr (FeS2) dan sebagian kecil
(biasanya kurang dari 0,1 %) dalam bentuk sulfat. Pyrite memiliki variasi keragaman yang
luas baik bentuk maupun ukurannya.
Sifat-sifat Sulfur yaitu sebagai berikut :1. Kandungan sulfur dalam batubara sangat bervariasi dan pada umumnya bersifat
heterogen sekalipun dalam satu seam batubara yang sama. Baik heterogen secara
vertikal maupun secara lateral.
2.Namun demikian ditemukan juga beberapa seam yang sama memiliki kandungansulfur yang relatif homogen.
Kegunaan Sulfur yaitu antara lain sebagai berikut :
1. Sulfur dalam batubara thermal maupun metalurgi tidak diinginkan, karena Sulfurdapat mempengaruhi sifat-sifat pembakaran yang dapat menyebabkan slagging
maupun mempengaruhi kualitas product dari besi baja. Selain itu dapat
berpengaruh terhadap lingkungan karena emisi sulfur dapat menyebabkan hujan
asam. Oleh karena itu dalam komersial, Sulfur dijadikan batasan garansi kualitas,
bahkan dijadikan sebagai rejection limit.
2.Namun demikian dalam beberapa utilisasi batubara, Sulfur tidak menyebabkanmasalah bahkan sulfur membantu performance dari utilisasi tersebut. Utilisasi
tersebut misalnya seperti pada proses pengolahan Nikel.
Sulfur umumnya terdapat dalam kebanyakan batubara, jumlahnya dapat bervariasi
mulai jumlah yang sangat kecil (traces) sampai 4%, kadang lebih tinggi. Sulfur terdapat
dalam tiga bentuk utama yaitu:
1. Sulfur PiritikPirit (dan Markasit) merupakan mineral sulfida yang paling umum
dijumpai pada batubara. Kedua jenis mineral ini memiliki komposisi kimia yang
sama (FeS2) tetapi berbeda pada sistem kristalnya. Pirit berbentuk isometrik
sedangkan Markasit berbentuk orthorombik.
Pirit (FeS2) merupakan mineral yang memberikan kontribusi besar
terhadap kandungan sulfur dalam batubara, atau lebih dikenal dengan sulfur
piritik. Berdasarkan genesanya, pirit pada batubara dapat dibedakan menjadi 2,
yaitu :
-
7/30/2019 Rtbt Sulfur
3/6
Dimas Apri SaputraH1C109009
Page3
a. Pirit Syngenetik, yaitu pirit yang terbentuk selama proses penggambutan(peatification). Pirit jenis ini biasanya berbentuk framboidal dengan butiran
sangat halus dan tersebar dalam material pembentuk batubara.
b.Pirit Epigenetik, yaitu pirit yang terbentuk setelah proses pembatubaraan. Pirit
jenis ini biasanya terendapkan dalam kekar, rekahan dan cleat pada batubara
serta biasanya bersifat masif. Umumnya pirit jenis ini dapat diamati sebagai
pirit pengisi cleat pada batubara.
Pirit dapat terbentuk sebagai hasil reduksi sulfur primer oleh organisme
dan air tanah yang mengandung ion besi. Bentuk pirit hasil reduksi ini biasanya
framboidal dengan sumber sulfur yang tereduksi kemungkinan terdapat dalam
material yang terendapkan bersama batubara. Terbentuknya pirit epigenetiksangat berhubungan dengan frekuensi cleat / rekahan karena kation-kation yang
terlarut (dalam hal ini ion Fe) akan terbawa ke dalam batubara oleh aliran air
tanah melalui cleat tersebut dan selanjutnya bereaksi dengan sulfur yang telah
tereduksi untuk kemudian membentuk pirit.
2. Sulfur OrganikSulfur organik merupakan suatu elemen pada struktur makromolekul
dalam batubara yang kehadirannya secara parsial dikondisikan oleh kandungandari elemen yang berasal dari material tumbuhan asal. Dalam kondisi geokimia
dan mikrobiologis spesifik, sulfur inorganik dapat terubah menjadi sulfur organik.
Secara umum sebagian besar sulfur dalam batubara berupa sulfur
syngenetik yang keterdapatan dan distribusinya dikontrol oleh kondisi fisika dan
kimia selama proses pembentukan gambut. Sulfur organik dalam batubara dapat
berasal dari material kayu dan pepohonan. Disamping itu sebagian sulfur juga
mungkin terjadi dari sisa-sisa organisme yang hidup selama perkembangan
gambut.
Sulfur organik dapat terakumulasi dari sejumlah material organik oleh
proses penghancuran biokimia dan oksidasi. Namun secara umum, penghancuran
biokimia merupakan proses yang paling penting dalam pembentukan sulfur
organik, yang pembentukannya berjalan lebih lambat pada lingkungan yang basah
atau jenuh air.
-
7/30/2019 Rtbt Sulfur
4/6
Dimas Apri SaputraH1C109009
Page4
Sulfur yang bukan berasal dari material pembentuk batubara diduga
mendominasi dalam menentukan kandungan sulfur total. Sulfur inorganik yang
biasanya melimpah dalam lingkungan marin atau payau kemungkinan besar akan
terubah membentuk hidrogen sulfida dan senyawa sulfat dalam kondisi dan proses
geokimia. Reaksi yang terjadi adalah reduksi sulfat oleh material organik menjadi
hidrogen sulfida (H2S). Reaksi reduksi ini dipicu oleh adanya bakteri
desulfovibrio dan desulfotomaculum.
Unsur sulfur, hidrogen sulfida dan ion sulfida dapat bereaksi dengan
unsur atau molekul organik dari gambut menjadi sulfur organik. Unsur sulfur (S0)
kemungkinan muncul dari proses oksidasi hidrogen sulfida yang terkena kontak
dengan oksigen terlarut dalam kisi kisi air, di samping itu S0 juga bisa muncul
karena adanya aktivitas bakteri. Unsur sulfur (S0) dapat bereaksi dengan asam
humik yang terbentuk selama proses penggambutan.
Berdasarkan eksperimen dapat diketahui bahwa H2S juga dapat bereaksi
dengan asam humik yang terbentuk selama proses penggambutan. Jenis interaksi
antara H2S dengan asam humik inilah yang mempunyai peranan paling penting
dalam menentukan kandungan sulfur organik dalam batubara. Disamping itu
kandungan sulfur organik yang tinggi hanya akan berasosiasi dengan lingkungan
rawa gambut yang minim suplai Fe.
3. Sulfur SulfatSulfat dalam batubara umumnya ditemui dalam bentuk sulfat besi,
kalsium dan barium. Kandungan sulfat tersebut biasanya rendah sekali atau tidak
ada kecuali jika batubara telah terlapukkan dan beberapa mineral pirit teroksidasi
akan menjadi sulfat.
Sulfur sulfat juga dapat berasal dari reaksi garam laut atau air payau yang
mengisi lapisan dasar yang jaraknya tidak jauh dan berada di atas atau di bawah
lapisan batubara. Pada umumnya kandungan sulfur organik lebih tinggi pada
bagian bawah lapisan, sedangkan kandungan sulfur piritik dan sulfat akan tinggi
pada bagian atas dan bagian bawah lapisan batubara.
Karakter batubara suatu daerah berbeda dengan daerah lainnya. perbedaan ini
dikarenakan lingkungan pengendapannya. umur dan kondisi lingkungan pengendapan
mempengaruhi kualitas batubara. kualitas batubara sendiri ditentukan berdasarkan nilai
kalori, kadar air atau moisture, kadar ash dan kadar sulfur. semakin tua umur batubara
-
7/30/2019 Rtbt Sulfur
5/6
Dimas Apri SaputraH1C109009
Page5
semakin baik kualitasnya secara kalori, umumnya akan memiliki sifat fisik yang lebih
keras dan hitam mengkilat serta kandungan moisture yang rendah. sedangkan untuk
kandungan sulfur sangat tergantung dari dimana lingkungan pengendapannya.
Sulfur walaupun secara relatif kandungannya rendah, merupakan salah satuelemen penting pada batubara yang mempengaruhi kualitas. Terdapat berbagai cara
terbentuknya sulfur dalam batubara, diantaranya adalah berasal dari pengaruh lapisan
pengapit yang terendapkan dalam lingkungan laut, air laut selama proses pengendapan
tumbuhan, proses mikrobial dan perubahan pH.
Dari hasil penelitian mengenai pembentukan dan keberadaan sulfur pada batubara
dan gambut, Casagrande (1987) membuat beberapa kesimpulan, yaitu :
1. Batubara bersulfur tinggi biasanya berasosiasi dengan batuan penutup yangberasal dari lingkungan laut.
2. Kandungan sulfur pada batubara umumnya paling tinggi pada bagian roof danpada bagianfloorlapisan batubara.
3. Secara umum batubara bersulfur rendah (
-
7/30/2019 Rtbt Sulfur
6/6
Dimas Apri SaputraH1C109009
Page6
Jika batubara dibakar, semua sulfur organic dan sebagian sulfur piritik akan
teroksidasi menjadi SO3 karena adanya beberapa komponen abu yang bertindak sebagai
katalis. Sulfur piritik dan sulfur sulfat yang tertinggal berubah menjadi sulfide inorganic
yang lebih stabil dan tertinggal dalam batubara. Sebagai tambahan, abu terbang yang
dihasilkan dari pembakaran batubara pulverized mempunyai kemampuan untuk
mengedsorpsi SO3 dari aliran gas pembakaran.
Kecenderungan sulfur tertinggal dalam abu juga tergantung pada metoda
pembakaran. Untuk tanur pulverized fuel, 10-15% sulfur tertinggal dalam abu, untuk tanur
siklon hanya 5% (kemungkinan disebabkan oleh karena temperature yang lebih tinggi).
Dan stroke bisa sampai 30%-sulfur yang tertinggal dalam batubara.
Pengaruh adanya senyawa sulfur dalam abu dan gas-gas pembakaran terahadapoperasi tanur dan boiler adalah sebagai berikut:
1. Sulfur sebagai besi sulfide, dalam abu dapat memperbesar perbedaan antara ashfusion temperature yang diukur pada kondisi mengoksidasi dan mereduksi dan
menurunkan initial deformation temperature (ISO-A). Pengaruh ini disebabkan
aksi fluxing (bertindak sebagai flux) dari besi.
2. Absorpsi sulfur oksida, dalam bentuk SO3, oleh lapisan deposit abu (fouling) yangbersifat basa dan kaya alkali akan memberikan kontribusi semakin kuatnyalapisan fouling serta terus tumbuh. Selanjutnya bisa menimbulkan korosi setempat
pada dinding boiler.
3. SO3 bersama uap air dalam gas-gas pembakaran dapat membentuk asam sulfat(H2SO4). Uap asam sulfat ini dapat terkondensasi pada temperatur rendah
sehingga bersifat korosif.
4. Efisiensi penangkapan abu terbang oleh electrostatic precipitators sebagiantergantung pada konduktivitas listrik aliran gas dan partikel-partikel abu dimanakonduktivitas listrik tersebut dapat lebih tinggi dengan adanya senyawa ionic
seperti SO3. Dalam kasus konduktivitas gas dan partikel rendah, kadang-kadang
diijeksikan senyawa ionic termasuk SO2 atau SO3, ke dalam gas buang untuk
menjaga menjadi efisiensi penangkapan partikulat oleh electrostatic precipitator.