Download - Coal Geology

Transcript
Page 1: Coal Geology

UNSUR NILAI AKHIR

BOBOT. TEORI (UTS +UA) 5oo/o' TUGAS BACAAN 20o/o' SOAL-SOAL 2Ao/o' KEHADIRAN 10o/o

CARA PENILAIAN

. C : Rata2-0,5 Sdev. - Rata2+0,5 Sdev.

. B : Rata2+0,5 Sdev.-- Rata2+1,5 Sdev.

. A:>Rata2+1,5 Sdev.

. D : Rata2-1 ,5 Sdev.--Rata20,5 Sdev,

. E : <Rata2-1 ,5 Sdev.

2

- , r L

Page 2: Coal Geology

KULIAH YANG TERKAIT ERAT

. SEDIM ENTOLOGI/STRATIGRAFI

. WELL LOGGING

. GEOLOGI STRUKTUR

JADWAL KULIAH

Minggu | :Minggu l l& l l l :Minggu lVMinggu V sld VllMinggu Vl l lMinggu lXMinggu X s/d XllMinggu Xl l lMinggu XIVMinggu XV

PendahuluanTerjadinya BatubaraLingk. PengendapanKualitas BatubaraUjian Tengah SemesterPenggolongan BatubaraEksplorasi Batubara

: Pengolahan / Penggunaan: Batubara & Lingkungan: Resume

dii - ',--11"+ 't'

Page 3: Coal Geology

TERJADINYA BATUBARA

. 4(EMPAT) PERTANYAAN:

. DARI MANA BATUBAM BEMSAL

. BAGAIMANA PROSES PERUBAH-ANNYA

. APA SYARATNYA AGAR PROSESDAPAT BERI.ANGSUNG

. DIMANA BATUBARA DIENDAPKAN

BERA$AL .DARITUI\IIBU}.{AN

BUKTINYA?-KENAMPAKAN

- KOMPOSISI KIMIAWI

KENAMPAKAN &TAFSIRANNYA

Page 4: Coal Geology

KOMPOSISI KIMIAWI

. KOMPOSISI KIMIA, TUMBUHAN- Carbon (C) 49o/o- Hidrogen (H) 6%- Oksigen (O) 44%- Sulfur dan Nitrogen 1o/o

. KOMPOSISI BATUBARA- JUGA C, H dan O serta S dan N

yang bervariasi menurut "rank"

TUMBUHAN YANGMENJADI BATUBARADIBEDAKAN MENJADI

. TUMBUHAN DARAT ) humiccoal

. TUMBUHAN AIR:GANGGANG )sapropelic coal

PROSESNYA?

SECARA SINGKAT:. TUMBUHAN 9 GAMBUT: PEATIFIKASI

(PENGGAMBUTAN)

. GAMBUT ) BATUBARA: COALIFIKASI(PEMBATUBARAAN)

. BAGAIMANAPERUBAHAN TERJADI &

FAKTOR APA YANG BERPERAN

YANG BERPERAN ??

. YANG BERPERAN ADALAHBAKTERI

. BAKTERI, DALAM RANGKA.MENCARI MAKAN" DIA MERUSAKIKATAN-IKATAN KIMIAWI YANGADA DALAM ORGANISME

. HASIL PEKERJAANNYA: BAHANORGANIK MENJADI :AlR, GAS DLL

. KITA MENYEBUTNYA "MEMBUSUK'

. UNTUNG TIDAK SEMUAMEMBUSUK.

(c6 Fl6ou 1n t{2o , Nc6H12o6

Selu iosa Guta

t ? H 9 t s i .chb-c-c{f+ H-OH , \ c : o - 4

c!rtQ*c.\ H rt. , - N O H

Protein

( ' - {o {Hzo -

H Orucnui c-ou

aaY'a

Gambar 3 2, Conloh translormssi dari biopotimer ke geomonoftet

KOMPOSISIKAYU-GAMBUT-BATUBARA

nra uame

e47

t-

Page 5: Coal Geology

PERUBAHANTUMBUHAN

@ r !

/+-..+

\{_Y*

I

SYARAT PEMBENTUKANGAMBUT

. IKLIM ) HANGAT, PANAS, BASAH- TUMBUHAN BANYAK & SUBUR- DEKOMPOSISI CEPA]

. PALEOGRAFI:- MEMUNGKINKAN TERJADINYA

AKKUMULASI- TERHINDAR DARI INVASI SEDIMEN

SUNGAI DAN/ATAU LAUT- MEMUNGKIN TERJADINYA

PENGAWETAN

SELANJUTNYA:

. JIKAOKSIGEN BERLIMPAH DANBAKTERI CUKUP, SEMUA UNSURTUMBUHAN AKAN BERUBAH.- CELLULOSE t GLYCOSE ) CO2 dan H2O

. TETAPI PROSES ITU TIDAK SEM-

PURNA 100%, a.l. karena tercn-

dam ) ADA SISA ) BERGABUNGI

BERKUMPUL MENJADI GAMBUT.

CIRI-CIRI GAMBUT

. Moisture >75o/o

. Carbon content(daf)<60%(max.64%)

. Dapat dipotong dengan pisau

. Air dapat diperas dengan tangan

. KEGIATAN BAKTERIAEROBDILANJUTKAN OLEHBAKTERIUN-AEROB

PERANAN IKLIM

PERBANDINGAN KAYU &GAMBUT

. 65%CELLULOSE

. 30% LtGNtN.

. SYoBITUMINUS

CONSTITUENT

. 5% MINERALMATTER

. 10% BITUMINOUScoNsr.

. 35% HUMIC corusr

. 30% HUMTC ACID

. 2OOIO HUMATES,

LIGNIN

Page 6: Coal Geology

DAPAT DISIMPULKANBAHWA:

. GAMBUT HANYA MUNGKINTERJADI DI:-TEMPAT YANG ADA TUMBUHAN_TEMPATYANG AIR_TEMPAT YANG ADA BAKTERI

. TEMPAT SEPERTI ITU

DISEBUT: RAWA

KENAMPAKAN RAWA

CONTOH LAINNYA

KENAMPAKAN RAWA

CONTOH ESIA DIINDONESIA

RAWA DI INDONESIA

Page 7: Coal Geology

POSISI RAWA DISIMPULKAN

Page 8: Coal Geology

PERANAN LINGKUNGAN

. MEMPENGARUHI LUAS TIDAKNYAPENYEBARAN LAPISAN BATUBARA

. MEMPENGARUHI BENTUK LAPISAN

. MEMPENGARUHI KUALITASBATUBARA

PENGENDAPAN

. ENDAPAN BATUBARA YANG BERARTIHANYA AKAN TERJADI DITEMPATYANG SESUAI.

. SYARATNYA:-TUMBUHAN CUKUP_AIR TERGENANG CUKUP, UNTUKMENG-

HALANGI OKSIDASI/PENGURAIAN OLEHBAKTERI

- ENDAPAN IN-ORGANIK TERBATAS

BENTUK-BENTUK LAPISAN. PERLU DIPAHAMI CARA TERJADINYA

BERBAGAI BENTUK LAPISAN- MULTI LAPISAN- LENSA- SPLIT-'INTRUSI KLASTIK'- DAN LAIN-LAIN

PENGENDAPAN DAN BENTUK-BENTU KLAPISAN BATUBARA

. MATERI YANG AKAN DIBAHAS:* DIMANA BATUBARA DIENDAPKAN- BENTUK-BENTUK LAPISAN BATUBARA- KENAMPAKAN UNIK/KHAS DALAM LAPISAN

BATUBARA- PARTTNG(S)- SPLITTING- DAN LAIN.LAIN

. MENGAPA LAPISAN BISA LEBIH DARISATU.

LINGKUNGAN PENGENDAPAN

. DATARAN BANJIR (Flood Plain):- daerah di sisi sungai, biasanya morfologi

rendah.. ALLUVIAL FAN:

- daerah di depan gawir, biasanya berassosiasioengan sesar.

. DATARAN DELTA

. DATARAN PANTAI

YANG MEMPENGARUHIBENTUK LAPISAN

. PENYEBABNYA ADALAH:-MORFOLOGI TEMPAT PENGENDAPAN_ PROSES PENGENDAPAN, BAIK SKALA

KECIL MAUPUN SKALA BESAR.-TEKTONIK

. SESUDAH PENGENDAPAN- INTRUSI MAGMATIK_ SESAR_ SLUMPING

f

Page 9: Coal Geology

MORFOLOGI TEMPAT PENGENDAPANDAN BENTUK LAPISAN

. SYARAT TERJADINYA GAMBUT ADA-LAH: ADA TUMBUHAN DAN ADA AIR.

. JIKA TIDAK ADA SALAH SATUNYAMAKA TIDAK AKAN ADA GAMBUT(JUGA TDK ADA BATUBARA).

. ) ADA LAPISAN LUAS:ADA YANGTERBATAS.

. Lihat gambar-gambar.

TERJADINYA SPLITTING

. SPLITTING BISA TERJADI KARENA:- PERBEDAAN KECEPATAN PENURUNAN

TEMPAT PENGENDAPAN". JUGA KARENA PERBEDAAN LAJU

KOMPAKSI BATUAN DASAR.

-SLUMPING'

. BATUAN ALAS LEMPUNG YANG PLASTISMUDAH BERGERAK BILA MENDAPATTEKANAN (TERUTAMA BILA POSISINYAMIRING)) MENGHASILIGN'SLUMPING'

. LAPISAN YANG ADA DIATASNYA(TERMASUK BATUBARA) IKUT BERUBAHBENTUK.

. DAPAT DIKELIRUKAN DENGAN HASILSESAR TEKTONIK.

TERJADINYA PARTING(S). VOLUME BAHAN ENDAPAN KLASTIK DI-

PENGARUHI OLEH IKLIM ) PENGHUJANBANYAK; MUSIM KERING SEDIKIT.

. PADA SAAT BANYAK)TERJADI BOBOLAN) HASILNYA 'PARTINGS".

. KECEPATAN PENURUNAN YANG TIDAKSEIMBANG DENGAN PERTUMBUHANTUMBUHAN ) MENGHASILKAN PARTING

. PROSES LETUSAN GUNUNGAPI JUGABrsA MENGHASTLKAN PARTTNG(S).

INTRUSI BAHAN KLASTIK

. BATUAN LEMPUNG YANG BIASANYABERADA DI BAWAH LAP. BBR BER-ADA DALAM KONDISI PLASTIS.

. BILA LAP.BATUBARA DIATASNYARETAK OLEH SESUATU PENYEBAB,LEMPUNG BISA MENUSUK MELALUIRETAKAN ) BENTUK MIRIP INTRUSI.

TEKTONIK dapat mengakibatkan:

. PERMUKAAN BUMI TURUN/NAIK +OROGENESA.- Contoh: adanya batukapur di Padalarang

. JUGA: PERUBAHAN MUKA LAUT.- Ditafsirkan dari sequence batuan; endapan

darat ) endapan laut.. DAPAT MENGAKIBATKAN BATUAN

PATAH DAN BERGESER.

2

Page 10: Coal Geology

PEMBATUBAR/MN(coAltFtcATtoN)

. BERMULA DARI TAHAP BROWN COAL

. APA SAJA YANG TERJADI?:* PENGURANGAN POROSITAS (karena OB)- DEKOMP. KEL. OH, COOH, OCH3, CO- PENGURANGAN MotsruRE (r 3% - 100 m tambah oB).

. TEMPERATUR BERTAMBAH I(ARENA:- GEOTHERMAL GRADIENT- ADA TIDAKNYA INTRUSI- LAMANYA PENGARUH TEMPEMTUR

PENGURANGAN POROSITASKARENA TEKANAN OVERBURDEN

TERLEPASNYA grup OHcooH, ocH3,co

. KOMPONEN-KOMPONEN TERSEBUTLEPAS DALAM WUJUD Air DAN gasCO,

. OLEH KARENA BANYAK UNSUROKSIGEN DAN HIDROGEN LEPASMAKA UNSUR CARBON RELATIFBERTAMBAH.

PENGARUH TEMPERATURE

Fig" 33 Ne@ssary timeltemperature relation to form a 19% VM Coal

tuEtbnd &atng ldF10 50

TAHAPAN PEMBATUBARAAN

. TUMBUHAN. GAMBUT (Peat)

. LIGNIT(Lignite) - BROWN COAL. SUB BITUMINOUS COAL

. BITUMINUS(Bituminous) COAL. ANTRASIT (Anthracite) COAL

PENGURANGAN MOISTURE. Pengurangan Moisture k.l. 3%/100m

r]ig

33

E

E

Fig 32 Moislurc content versus lhe thickness of overburden (1 3)

Page 11: Coal Geology

TEMP. dan WAKTU. Batubara dengan VM = 19% bisa dicapai

apabila:- >2000 C diperlukan 10 iuta tahun- >1500 C diperlukan 50 juta tahun- >1000 C diperlukan 200 juta tahun- 50-600 C tidak pernah tercapai

. "duration of heatinq:

. Temp. dan Waktu sangat berperan

BROWN COAL ) HARD BC

. PENGURANGAN AIR TERUSBERLANGASUNG

. SEIRING NAIKNYA TEMP. )ALTERASIGEOKIMIA MENINGKAT:-Temp.50' : l ignin ) humic acid(intramol.oxid)- Berlanjut menjadi HUMINES (GELS): cirinya:

COLLOIDAL & STRUCTURELESS.. Lih. Tabel.

PEMBATUBARAAN & DURASIPEMANASAN

se€rm ldw

g '

; .d .

:n t s ,

Fig 34 Coalification and ductlon ofhealing (15)

KARAKTER BROWN COAL

tab le 3 : c less i f ieL io f l dd proPe i l ies c ! b rovn coa ls

AKHIR BROWN COAL

. DITANDAI OLEH: SEMUA CELLULOSE &LIGNIN TELAH BERUBAH MENJADIHUMINES

. Volatile Matter x 43o/o daf

. Bahan bituminous (spores, pollens dll)belum berubah.

. Gores masih coklat = lignite

. Larutan dalam KOH = Coklat

I 1

Selanjutnya:. AKAN TERJADI PADA TEMP.65OC.. HUMINES disebut VITRINITE

- NON-AROMAT|C HTLANG (C2H4, CaH6). FRAKSI BITUMINOUS JUGA BERUBAH.

PADA l lOO,TIDAK BISA DIBEDAKANLAGI DGN VITRINITE

. Lih.gambar:

r

Page 12: Coal Geology

Non Aromatic(kiri) danAromatic(kanan)

ethylen€ C2i4 oE cs2 = cH2 H . Hzc=Cr$ l s t h e s L r u c L u l e c = c

H C / \ C HH H l l l l

H C T I C Hcycropropane cr H6 \C=C/

" i th tb€ s*ucruie H{ H H

Aromat membesar

SIFAT PERUBAHAN

. PERUBAHAN BROWN COAL(L|GN|T)KE ANTHRASIT TIDAK BERLANG-SUNG SECARA LINIER TETAPITERJADI PERUBAHAN TIBA-TIBA(LONCATAN2)

. (lih. Gambar)

LOMPATAN.LOMPATAN

. LOMPATAN l:tahap hvBC- Munculnya: ethylbenzene CuH.,o

. LOMPATAN ll:tahap mvBC- Lepasnya Oksigen sbg CO, dan HrO- Lepasnya Hidrogen sbg CHo

. Berlangsung cepat. LOMPATAN lll: batas semiAnth. -Anth.

- Percepatan naiknya Vit. Reflectance.

7 5 S $ 6 4 2dtu(id.0 h@n{*d.rl

0 5 { 0 s m 1 0 $ 5 o m ? m 3 m wfifu@) |eMtsd'D ffitsl ffiuh@r0

Flg. 36. Charutdistlcs ol v|flnlb tor ditlonit &!@ of ce{ficdon

f-

Page 13: Coal Geology

CATATAN. OLEH KARENA PEMBATUBARAAN

TIDAK BERLANGSUNG SECARALINIER MAI(A DALAM PENGGOLONG-AN BATUBARA PARAMETERKUALITAS YANG DIPAKAI TIDAKHANYA SATU.

. UNTUK RANK RENDAH DIPAKAI NILAII(ALORI; UNTUK RANK TINGGI DIPAKAICV atau VM.

PERUBAHAN TUMBH ) BBR

4

Page 14: Coal Geology

KUALITAS BATUBARA

. KITA SUDAH MEMPELAJARI- CARA TERJADINYA- DIMANA DIA TERJADI- BENTUK-BENTUK LAPISANNYA

. SEKARANG KITA AKAN MEMPELAJARIBATUBARA MELALUI:- ANALISIS KIMIAWI_ PENGUJIAN-PENGUJIAN

KOMPONEN-KOMPONENUTAMA DALAM BATUBARA

. KOMPONEN-KOMPONEN UTAMA DALAMBATUBARA ADALAH:- MOISTURE(LENGAS)_ MINERAL MATTER(BAHAN MINERAL)- PURE COAL(CLEAN COAL)

. BERDASARKAN ADA TIDAKNYA UNSURTERSEBUT, DIKENAL TERMINOLOGI?asls".

. MENGINDIKASIKAN: DALAM KEADAANBAGAIMANA NILAI KUALITAS ITUDILAPORKAN.

ISTI LAH.ISTI LAH "8AS/S"

. As received disinqkat: ar

. Air dried disinqkat ad atau adb

. Dry disinqkat db

. Dry ash free disingkat daf

. Dry mineral matter free disinqkat dmmf

. HARUS DICANTUMKAN SETIAP KITAMENULISKAN NILAI PARAMETERKUALITAS,

LENGAS (MOTSTURE)

. JENIS MOISTURE:- LENGAS BEBAS (PERMUKAAN): menempel

dipermukaan, berasal dari air hujan, air semprotiandll. mudah menguap dalam kondisi laboratorium.

- LENGAS INHEREN: lengas dalam kapiler; dalammineral; +terlepas bila dipanasi 105-1'l0o C

- JUMLAH duanya disebut TOTAL MOISTURE- Mempengaruhi Nilai Kalori batubara

ANALISA PROKSIMAT

. PARAMETER KUALITAS YANGDIPEROLEH:

- LENGAS (MOISTURE)-ZAT TERBANG (VOLATILE MATTER)-ABU (ASH)- KARBON PADAT (F|XED CARBON)

T-

turJ

Page 15: Coal Geology

zAT TERBANG (VOLAT|LEMATTER)

. VM = KOMPONEN BATUBARA. KECU-ALI MOISTURE, YANG TERLEPASAPABI LA BATUBARA DIPANAS}<ANtanpa udara.

. PEMANASAN 950 t 25oC: 7 menit.

FIXED CARBON

. Karbon dalam batubara setelah volatilematter dikeluarkan = residu bahanorganik.

. FC = 100% - (moisture + VM + Ash).

ANALISA ULTIMAT. YANG DIPEROLEH:

- KARBON dan HIDROGEN_ NITROGEN_ SULFUR- OKSIGEN

. Jumlah C,H,O penting untuk menilaikesesuaian batubara untuk pemakaian:kokas, gasifi kasi, liquifaction.

. Jumlah N & S pentinq untuk menilai ootensibatubara meniinbulkdn oollusi

ABU (ASH)

. ABU = bahan in-organik yang tidakterbakar sewaktu batubara dibakar.

. Jumlahnya = mineral matter (MM) -COr(dari karbonat) - SO, (darisulfida)- HrO (dari lempung).

. umumnya mengurangi mutu batubara.

. pemanasan secara perlahan sampai k.l.8500 c.

SULPHUR. Terdapat dalam 3(tiga) bentuk yaitu:

- Sulfur organik: terikat dengan bahan organik- Sulfur piritik: bagian dari mineral sulfida

Fe52- Sulphat

. Sulfur bermasalah sewaktu pemakaiankarena: korrosi, fouling, pollusi udara.

. Penentuan bentuk sulfur oentino untukmenilai ap.akah mungkin inelakrikan pengu-rangan sutlur.

ANALISIS KIMIAWILAINNYA

. FORM OF SULPHUR

. CARBONATE CARBON DIOXIDE

. CHLORINE

. PHOSPHORUS

. ASH ANALYSIS

. TRACE ELEMENTS

2

Page 16: Coal Geology

PENGUJIAN.PENGUJIAN

. RELATIVE DENSITY

. PARTICLE SIZE DISTRIBUTION

. FLOAT-SINK TESTING

. SHALE BREAKDOWN TEST

TEST UNTUKKARBONISASI

. FREE SWELLING INDEX

. GRAY KING

. FISHER

. GIESELER PLASTOMETER

. AUDIBERT-ARNU DILATOMETER

. ROGA INDEX

NILAI KALORI

. GROSS CV: Jumlah panas yang dile-pas batubara, diukur pada kondisi:"confined" dimana uap air dan gaslainnya kembali berwujud cair.

. NET CV: Jumlah panas yang dilepasbatubara, diukur pada kondisi"un-confined" dimana uap air dan gaslainnya tidak mengembun kembali.

TEST PEMBAKARAN

. SPECIFIC ENERGY

. ASH FUSION TEMPERATURES

. HARDGROVE GRINDABILITY INDEX

. ABRASION INDEX

DENSIry. Beberapa istilah:

- Specific Gravity = True Relative Dedsity :perbanding "mass' terhadap "volume" tanpamempertimbangkan volume pori

- Apparent Relative Density = Unit Weight:perbanding "mas$' terhadap "volume' denganmempertimbangkan volume pori

. Dalam menghitung Sumberdaya/Cadangan;yang dipakai adalah: Apparent RelativeDensity.

. Berubah sesuai dengan Rank dan MM.

NILAI KALORI (lanj.)

100-M. Qn=Qo x ---------- -(49,2 H + 5,5W)-

100-M.

M = Total Moisture; Mr = Inheren Moist.H = hydrogen content; W = Tot. Moist. +

(% Abu,r.r, x 0,1)

?v

r

Page 17: Coal Geology

TITIK LELEH ABU(Ash Fusion Temp.)

. TLA = temp, dimana abu meleleh biladipanaskan pada temp. >10000 C

. Dikenal4 macam:- Deformation Temp. = sudut mulai tumpul- Softening Temp. = permukan membulat- Hemisphere Temp = bentuk setengah bola- Flow TemP = tinggi <1/3 r

. Penting dalam "combustion"

PENGUJIAN UNTUKKARBONISASI

. Batubara dapat dipanaskan(tanpa uda-ra) untuk menghasilkan:- kokas- tar dan ammoniacal liouor- gas

. Sifat untuk mengetahui karbonisasi )Free Swelling Index.Nilai Muai Bebas)

GRAY KING. GRAY KING: parameter untuk mengetahui

kualitas kokas yang akan dihasilkan dalam proseskarbonisasi.

. BW,<212 pm dipanaskan, 600'C ) ',, ,' ,' 1

. Type A, B dan C: tetap berupa butir atauberkohesi rendah.

. Type D, E dan F: melebur tetapi volum mengecil

. Type G: vol. tetap dan kuat

. Type Gx mengembang kuat

. Berkorelasi dgn FSI dan Roga , ,'

NILAI MUAI BEBAS

. Mengukur "caking powe/'

. Bubuk Batubara dipanaskan pada temp. 800"C/Setelah semua VM keluar, akan tertinggal gumpalan.Bentuk gumpalan dibandingkan dengan bentukstandard untuk mengetahui FSI-nya.)GAMBAR

. 0-2: rendah: kurang baik; por. kurang

. 8-1 0: juga kurang baik: terlalu rapuh

. yang ideal:4-6

. Lignit dan sub-bituminous tidak mempunyai Cakingproperties

ROGA index

. Roga Index:juga mengukur kemampu-an batubara menghasilkan kokas.

. 1 g bbr di-blend dgn 59 anthrasitdipanaskan selama 15 menit, 850'C

. Hasil kokas ditest dlm "rotating drum")% yang > 1 mm ditimbang ) IndexRoga.

4

Hardgrove Grindability Index(lndeks Kerapuhan)

. HGI = menggambarkan kemudahan batubaramenjadi bubuk (p u lverized).

. Penting untuk: penggunaan dan transportasi.

. Batubara 0.6 -1.2 mm dimasukkan ball mil l.

. batubara yang <0,075 mm ditimbang =D

. H G I = 1 3 + 6 , 9 3 x D

. Bisa juga dengan mempergunakan Grafik

. dipengaruhi oleh kandung VM