laporan final penelitian 2016 - 2017
Post on 08-Apr-2022
12 Views
Preview:
TRANSCRIPT
LAPORAN FINAL
PENELITIAN 2016 - 2017
KAJIAN PENGARUH PENAMBAHAN POLIMER TERHADAP
KADAR AIR TOTAL DAN NILAI KALOR BATUBARA
Oleh :
Dr. Pancanita Novi Hartami, S.T., M.T.
Dra. Suliestyah, M.Si Edy Jamal Tuheteru, S.T., M.T.
Suryo Adi Yuda Wiyono (Mahasiswa)
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI KEBUMIAN DAN ENERGI
UNIVERSITAS TRISAKTI JAKARTA
LEMBAR PENGESAHAN PELAKSANAAN PENELITIAN
1. Judul Penelitian :
KAJIAN PENGARUH PENAMBAHAN POLIMER TERHADAP KADAR AIR TOTAL DAN NILAI KALOR BATUBARA
Jakarta, 2020
Direktur Lembaga Penelitian
(Dr. Astri Rinanti Nugroho, M.T.) NIK : /Usakti
Program Studi Teknik Geologi
Ketua,
( Dr. Irfan Marwanza, S.T., M.T.) NIK : 2511/Usakti
Jakarta, 2020
Dekan,
(Dr. Ir. Afiat Anugrahadi, M.S) NIK : 1663/Usakti
1
ABSTRAK
Kualitas batubara yang rendah di Indonesia salah satunya disebabkan oleh tingginya kadar air yang terdapat di dalam batubara tersebut. Semakin tinggi kandungan air dalam batubara, maka akan semakin menurunkan kualitas batubara. Sifat polimer yang sintetis diharapkan dapat menyerap air serta dapat melindungi batubara dari pengaruh penambahan kandungan air dari luar selama proses tambang hingga penjualan, sehingga kandungan air pada batubara tidak bertambah saat proses tersebut berlangsung. Setelah dilakukan penelitian dengan menggunakan variasi konsentrasi 10%, 20%, dan 30% dengan variasi waktu kontak 2 jam, 24 jam, 48 jam, dan 72 jam, serta menggunakan dua ukuran batubara, yaitu 5 cm dan 7 cm, didapat penurunan kadar air total batubara dan peningkatan kalori batubara. Penurunan kadar air total terbesar dialami pada batubara berukuran 5 cm setelah disemprot polimer berkonsentrasi 10% dan batubara berukuran 7 cm setelah disemprot polimer berkonsentrasi 20%. Kedua ukuran batubara ini mengalami penurunan kadar air total pada saat waktu kontak selama 72 jam, penurunan kadar air total sebesar 36,31% dan 34,70%. Peningkatan nilai kalori batubara juga dialami oleh kedua ukuran batubara pada waktu kontak 72 jam, yaitu sebesar 913 cal/gr dan 887 cal/gr. Apabila waktu kontak di-ekstrapolasi hingga batas kadar air lembab, didapat waktu kontak batubara berukuran 5 cm selama 102 jam dan batubara berukuran 7 cm selama 111 jam dan didapat nilai kalori batubara berukuran 5 cm sebesar 6200 cal/gr dan batubara berukuran 7 cm sebesar 6280 cal/gr. Apabila waktu kontak dihitung menggunakan rumus gradient didapat waktu kontak batubara berukuran 5 cm selama 103,7 jam dan batubara berukuran 7 cm selama 114,7 jam dengan perolehan nilai kalori batubara berukuran 5 cm sebesar 6179,3 cal/gr dan batubara berukuran 7 cm sebesar 6289,7 cal/gr.
Kata Kunci : Polimer, Kualitas Batubara, Nilai Kalori, dan Kadar Air Total.
2
DAFTAR ISI
ABSTRAK 1
DAFTAR ISI 2
BAB I PENDAHULUAN 3
1.1 Latar Belakang 3
1.2 Perumusan Masalah 4
1.3 Tujuan Penelitian 4
1.4 Batasan Penelitian 5
1.5 Pertanyaan Penelitian 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 6
2.1 Penelitian Sebelumnya 6
2.2 Batubara 8
2.3 Dasar Analisa Batubara dan Pelaporan 10
2.4 Polimer 12
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 14
3.1 Metode Penelitian 14
3.2 Sumber Data dan Tahapan Penelitian 14
3.3 Prosedur Kerja Analisa Kualitas Batubara 17
BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 27
4.1 Data Analisis Awal Kualitas Batubara 27
4.2 Pembahasan 34
BAB V KESIMPULAN 47
DAFTAR PUSTAKA 48
3
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Indonesia merupakan Negara pengekspor batubara no.2 di dunia. Menurut Asosiasi
Pertambangan Batubara Indonesia, data sumberdaya dan cadangan batubara Indonesia tahun
2007 mencapai 93,4 milyar ton sumber daya dan 18,7 millyar ton cadangan yang pada Maret
2009 dilaporkan terjadi peningkatan sumber daya menjadi 104.7 milyar ton (Geological
Resources Centre Joint Study with NEDO–2007. Cadangan terbesar tersebar di 3 provinsi, yaitu
Sumatera Selatan (39%), Kalimantan Timur (34%) dan Kalimantan Selatan (16%). Dari
sejumlah cadangan tersebut, 62% merupakan batubara kualitas sedang (kalori 5100 – 6100
kcal/kg) dan 24% merupakan batubara kualitas rendah (< 5100 kcal/kg).
Kementrian Energi dan Sumberdya Mineral (2006) menyebutkan bahwa karakteristik batubara
peringkat rendah (Low Rank Coal/LRC) Indonesia adalah sebagai berikut:
1. 70% dari total sumberdaya Nasional
2. Nilai calorific value: < 5.000 kcal/kg
3. Kadar Air Total: 20 – 40%
4. Kadar Abu : < 10%, rata-rata: 5%
5. Kadar Sulpur: <1%, rata-rata: 0,4%
6. Efficiency Thermal rendah
7. Low ash melting temperature
8. Kecenderungan terjadinya swabakar sangat tinggi.
Salah satu karakteristik batubara peringkat rendah di atas adalah kadar air yang tinggi yang bisa
menyebabkan kesulitan dalam pemanfaatannya. Pada prinsipnya, kandungan air dalam
batubara terbagi menjadi air permukaan (surface moisture) dan air bawaan (inherent moisture).
Air permukaan mempunyai tekanan uap normal, sama seperti air biasa, sedangkan inherent
moisture yang berada dalam pori-pori, tekanan uapnya lebih rendah dan normal. Semakin tinggi
kandungan air dalam batubara maka, akan semakin menurunkan kualitas batubara.
4
Perkembangan teknologi Upgrading Brown Coal (UBC) merupakan salah satu cara untuk
meningkatkan kualitas batubara dengan menggunakan teknologi dewatering untuk mengurangi
kadar air dalam batubara sehingga meningkatkan nilai kalori batubara. Saat ini di Indonesia,
teknologi ini masih sebatas pilot project di beberapa lokasi.
Kemajuan teknologi di bidang kimia memberikan pemikiran alternatif untuk mereduksi
kandungan air dengan menggunakan bahan kimia tertentu. Bahan kimia ini harus mampu untuk
menyerap atau mereduksi air dalam batubara tanpa mengubah parameter kualitas lain kecuali
nilai kalori. Selain itu bahan kimia ini harus mempunyai ukuran molekul yang cukup kecil
sehingga mampu masuk ke dalam pori batubara dan mereduksi inherent moisture dalam
batubara. Bahan kimia yang mendekati sifat ini adalah polimer.
Sifat polimer yang sintetis diharapkan dapat menyerap air serta dapat melindungi batubara dari
pengaruh penambahan kandungan air dari luar selama proses tambang hingga penjualan.
Sehingga, kandungan air pada batubara tidak bertambah saat proses tersebut berlangsung.
Dengan kandungan air pada batubara yang berkurang maka, kualitas dan nilai jual batubara
tersebut akan meningkat.
1.2. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka perumusan masalah dalam peneliian ini adalah
sebagai berikut :
1 Bagaimana pengaruh penambahan polimer dengan konsentrasi bervariasi terhadap
peningkatan nilai kalor batubara ?
2 Berapa waktu kontak polimer dengan batubara yang paling tepat untuk menurunkan
kadar air total (TM) batubara?
1.3. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Mengetahui pengaruh konsentrasi polimer terhadap nilai kalor batubara
2. Menentukan waktu kontak polimer dengan batubara yang paling tepat untuk
menurunkan kadar air total (TM) batubara secara signifikan.
5
1.4. Batasan Penelitian
Adapun batasan masalah pada penilitian ini adalah:
1. Polimer yang digunakan hanya terbatas pada satu jenis polimer
2. Variasi waktu tunggu yang digunakan adalah 2 jam, 24 jam, 48 jam dan 72 jam
3. Parameter kualitas batubara yang diamati terhadap variasi waktu tunggu 24 jam, 48
jam dan 72 jam adalah kadar air lembab (inherent moisture), kadar air total (total
moisture) dan nilai kalor batubara (calorific value)
1.5. Hipotesis / Pertanyaan Penelitian
Dalam penelitian ini masalah akan dirumuskan melalui pertanyaan-pertanyaan penelitian,
diantaranya:
1. Bagaimana hubungan antara kadar air dengan kualitas batubara.?
2. Bagaimana proses penambahan polimer dalam penurunan kadar air ?
3. Bagaimana kontribusi penambahan polimer terhadap penurunan kadar air ?
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Penelitian Sebelumnya
Penelitian ini merupakan penelitian lanjutan dan sudah memasuki tahun keempat. Berikut
adalah resume hasil penelitian sebelumnya
1. Penelitian Tahun Pertama (2011)
Penelitian awal ini difokuskan pada pengaruh penambahan polimer terhadap kualitas batubara
dengan menggunakan tiga variasi ukuran batubara, yaitu 3 cm, 5 cm, dan 7 cm serta,
menggunakan konsentrasi polimer 10%. Hasil dari penelitian pertama ini membuktikan bahwa
adanya pengaruh penambahan polimer terhadap kandungan air pada batubara. Dibuktikan
dengan adanya penurunan kandungan air total batubara sebesar 19%-21%. Namun, nilai kalori
batubara tersebut mengalami penurunan sebesar 3%-8%. Tabel 2.1 menunjukkan hasil analisis
kualitas batubara pada penelitian tahun pertama
Tabel 2.1Hasil Analisis Kualitas Batubara Penelitian Tahun Pertama (2011)
3 cm 5 cm 7 cm
Awal Hasil Proses Awal Hasil Proses Awal Hasil Proses
Kadar Air Total (%) 36,37 28,49 36,04 28,83 35,99 29,05
Abu (%) 18,07 17,86 16,06 20,18 15,69 17,80
Zat Terbang (%) 39,36 36,27 36,95 36,36 37,21 34,88
Karbon Terikat (%) 29,34 27 28,68 26,25 28,94 25,71
Sulfur (%) 0,37 0,335 0,34 0,285 0,38 0,33
Nilai Kalor (cal/gr) 4657 4267 4416 4246 4498 4109,5
2. Penelitian Tahun Kedua (2013)
Penelitian tahun kedua (2013) dengan menambahkan variabel konsentrasi polimer. Variabel
yang digunakan pada penelitian kedua kali ini adalah variasi ukuran batubara, yaitu 3 cm, 5
cm, dan 7 cm sesuai dengan yang digunakan pada penelitian sebelumnya (Saputro, 2011)
dengan menambahkan variasi konsentrasi polimer, yaitu 7%, 10%, 13%. Hasil pengujian ini
7
didapat konsentrasi polimer yang paling mempengaruhi kualitas batubara terjadi pada
konsentrasi 10 % pada ukuran batubara 7 cm. Setelah polimer dengan konsentrasi 10%
disemprotkan pada batubara dengan ukuran 7 cm, kadar air total batubara mengalami
penurunan sebesar 7.64%, kadar karbon terikat batubara mengalami kenaikan sebesar 5.29%,
kadar abu batubara mengalami penurunan sebesar 3.74% dan nilai kalori batubara mengalami
kenaikan sebesar 891 cal/gr atau 24.21% dari kualitas sampel kondisi asli. Tabel 2.2
menunjukkan hasil analisis kualitas batubara pada penelitian tahun kedua
Tabel 2.2Hasil Analisis Kualitas Batubara Penelitian Tahun Kedua (2013)
Ukuran
Batubara
Konsentrasi
Polimer
Kadar Air
Total Abu
Zat
Terbang
Karbon
Terikat Sulfur
Nilai
Kalor
(%) (%) (%) (%) (%) (%) (cal/gr)
7 mesh 0 32,28 9,34 40,62 36,41 0,30 4695
3 cm
3 31,20 7,15 40,82 36,60 0,30 4948
10 26,77 5,67 42,84 38,96 0,21 5242
13 28,63 5,51 42,07 38,62 0,20 5150
5 cm
3 28,57 6,66 41,39 37,61 0,39 5065
10 26,38 5,52 43,01 38,66 0,35 5232
13 27,24 4,92 42,18 38,18 0,22 5160
7 cm
3 28,4 6,02 42,70 39,00 0,25 5206
10 25,16 4,01 42,33 37,51 0,13 5122
13 30,71 7,89 43,16 35,60 0,27 5042
3. Penelitian tahun ketiga (2014)
Penelitian yang ketiga, yaitu penelitian dengan menambahkan variabel waktu kontak polimer,
yaitu 1 jam, 2 jam, dan 3 jam dengan menggunakan ukuran batubara 5 cm dan 7 cm. Sedangkan
konsentrasi polimer yang digunakan adalah 10%. Hasil yang didapat dari penelitian ketiga ini,
yaitu waktu kontak selama 2 jam dengan ukuran batubara 5 cm menghasilkan penurunan kadar
air total sebesar 1,03% sedangkan nilai kalori meningkat sebesar 102 cal/gram. Tabel 2.3
menunjukkan hasil analisis kualitas batubara pada penelitian tahun pertama
8
Tabel 2.3Hasil Analisis Kualitas Batubara Penelitian Tahun Ketiga (2014)
Ukuran
Batubara
Konsentrasi
Polimer
Waktu
Kontak
Kadar Air
Total Abu
Zat
Terbang
Karbon
Terikat Sulfur
Nilai
Kalor
(%) (jam) (%) (%) (%) (%) (%) (cal/gr)
7 mesh 0 0 31,95 4,52 41,84 37,72 0,31 5118
5cm
10
1 32,28 5,41 42,02 36,50 0,34 4922
2 30,92 2,78 40,03 41,92 0,24 5220
3 31,73 3,40 40,66 40,04 0,27 5137
7 cm
1 33,71 6,95 42,21 34,70 0,35 4910
2 31,97 3,11 40,11 40,78 0,21 5053
3 31,31 2,93 40,56 40,69 0,23 5158
Selanjutnya untuk penelitian kali ini merupakan pengembangan dari penelitan tahun ketiga
(2014). Penelitian yang dilakukan kali ini mengubah konsentrasi polimer dengan variasi
konsentrasi polimer yang disemprotkan adalah 10%, 20% dan 30%, sedangkan variasi waktu
tunggu yang digunakan adalah 24 jam, 48 jam dan 72 jam. Pengujian menggunakan ukuran
batubara yang sama seperti penelitian tahap ketiga (Wellyanto, 2014), yaitu 5 cm dan 7 cm.
2.2. Batubara
Batubara adalah batuan sedimen organoklasik yang sumbernya dari tumbuhan, dimana pada
kondisi tertentu tumbuhan tersebut tidak mengalami pembusukan dan penghancuran secara
sempurna. Batubara sangat heterogen, istilah sederhana adalah campuran bahan organik
(macerals) dan materi anorganik (mineral). Organik dibentuk melalui akumulasi bahan
tanaman yang telah mengalami biokimia dan metamorf perubahan, yang disebut sebagai
coalification.
2.2.1 Air
Kandungan air total merupakan dasar penilaian yang sangat penting terutama untuk nilai
kelayakan pembukaan tambang baru. Secara umum tinggi rendahnya kandungan air
berpengaruh pada beberapa aspek teknologi penggunaan batubara terutama dalam
9
perdagangan batubara untuk tenaga uap. Dalam penggerusan, kelebihan kandungan air akan
berakibat pada komponen mesin penggerus karena abrasi. Sedangkan kandungan air total
akan berpengaruh pada kecepatan pengangkutan selama proses penanganan pada pembangkit
listrik. Parameter lain yang terpengaruh oleh kandungan air baik as-resived moisture (Mar)
maupun air-dried moisture (Mad) adalah nilai kalor.
2.2.2. Zat Anorganik (Anorganic Matter)
Zat anorganik dalam batubara biasa disebut mineral atau disebut juga sebagai mineral matter.
Kadar mineral matter batubara bisa dilakukan dengan pengujian maupun melalui perhitungan.
Formula yang biasa digunakan untuk menentukan kadar mineral matter dengan menggunakan
formula Parr:
MM = 1.08A + 0.55S (2.1)
Keterangan :
MM = Mineral Matter (%);
A = kadar abu (Ash, %) dan
S = kadar Sulphur (%)
2.2.3. Zat Organik (Organic Matter)
Organic matter merupakan satu-satunya komponen batubara yang menghasilkan kalori pada
proses pembakaran. Penguraian komponen batubara ini dapat dilihat pada dua sisi yang
berbeda. Pertama dilihat dari sisi bagian dan jenis tanaman awal yang membentuknya,
sedangkan sisi yang kedua dilihat dari unsur kimia yang membentuknya.
Dilihat dari sisi pertama, yaitu bagian dan jenis tanaman awal yang membentuknya. Komponen
batubara ini diuraikan menjadi beberapa element yang disebut sebagai maceral. Jika dilihat dari
sisi kedua, yaitu unsur kimia yang membentuknya, komponen ini terdiri dari unsur carbon,
hydrogen, nitrogen, sulphur, oxygen, serta terdapat juga sedikit unsur zat organik bawaan,
seperti natrium, kalium, dsb (Gambar 2.1). Walaupun zat organik batubara merupakan satu-
satunya komponen yang menghasilkan kalori, namun di dalamnya terdapat beberapa unsur
10
yang dianggap pengotor, karena pada saat proses pembakaran, unsur ini dapat menimbulkan
polusi, unsur kimia tersebut antara lain sulfur dan nitrogen.
Gambar 2.1 Komponen Batubara.
2.3. Dasar Analisa Batubara dan Pelaporan
Banyak analisa yang digunakan untuk menganalisa batubara, tapi ada 3 analisa yeng
merupakan dasar dalam menganalisa batubara, yakni: Analisa Proksimat, Analisa Ultimat
dan Penentuan Nilai kalori. Analisa proksimat dilakukan untuk menentukan presentase kadar
air, abu, zat terbang dan carbon tertambat, analisa Ultimat dilakukan untuk menentukan kadar
unsur batubara, diantaranya: karbon, hidrogen, nitrogen, oksigen dan sulfur, sedangkan
Analisa nilai kalori adalah untuk menentukan berapa besar energi yang dihasilkan apabila
batubara dibakar. Hasil analisa dilaporkan berdasarkan dasar pelaporan/basis analisa yang
berbeda, sesuai dengan tujuannya. Gambar 2.2 menunjukkan dasar pelaporan/basis yang
digunakan dalam analisa batubara.
Gambar 2.2 Komponen Batubara dan basis pelaporan (Ward, 1983).
11
a. Air dried basis (adb) atau as analaysed basis
Hasil ini diperoleh dari analisis batubara setelah dikeringkan pada udara terbuka.
b. As sampled basis (asb) atau As Received (ar)
Data yang dihasilkan merefleksikan seperti batubara apa adanya.
c. Dry basis (db)
Analisis didasarkan atas dasar persen bebas
d. Dry ash free basis (daf),
Dasar yang dipakai untuk menunjukan kondisi hipotesis dimana batubara tersebut
bebas dari air dan abu.
e. Dry mineral matter free basis (dmmf)
Dasar ini untuk menunjukan kondisi hipotesis dimana batubara tersebut bebas dari
semua air dan mineral matter.
Analisa batubara hasil dari laboratorium laboratorium biasanya hanya berdasarkan satu atau
dua basis pelaporan, oleh karena itu dibutuhkan faktor pengali yang digunakan untuk
mengkonversi hasil analisis pada suatu basis (dasar pelaporan) tertentu ke basis yang lain.
Tabel 2.4. menunjukkan faktor pengali yang digunakan untuk konversi dasar pelaporan
analisa kualitas batubara
Tabel 2.4 Faktor Pengali untuk Konversi Dasar Pelaporan (Speight, 1994)
Given
Air dried basis
(adb)
As received
basis (ar)
Dry basis
(db)
Dry ash free
basis (daf)
Air dried
basis (adb)
-
100 – Mas
100 – Mad
100
100 - Mad
100
100 – (Mad + Aad)
As received
basis (ar)
100 – Mad
100 – Mas
- 100
100 - Mas
100
100 – (Mas + Aas)
Dry basis
(db)
100 – Mad
100
100 – Mas
100
- 100
100 - Ad
Dry ash free
basis (daf)
100 – (Mad + Aad)
100
100 - (Mas + Aas)
100
100 - Ad
100
-
M = Moisture (% berat); A = Ash (% berat).
12
2.4. Polimer
Suatu makromolekul yang terbentuk dari susunan ulang molekul kecil yang terikat melalui
ikatan kimia disebut polimer. Suatu polimer akan terbentuk bila seratus atau seribu unit molekul
yang kecil yang disebut monomer, saling berikatan dalam suatu rantai. Jenis-jenis monomer
yang saling berikatan membentuk suatu polimer terkadang sama atau berbeda. Sifat-sifat
polimer berbeda dari monomer-monomer yang menyusunnya.
Polimer umumnya diklasifikasikan menjadi beberapa kelompok antara lain atas dasar jenis
monomer, asal, sifat termal, dan reaksi pembentukannya.
1. Klasifikasi Polimer Berdasarkan Jenis Monomernya
a. Homopolimer
Homopolimer merupakan polimer yang terdiri dari satu macam monomer, dengan
struktur polimer.
b. Kopolimer
Kopolimer merupakan polimer yang tersusun dari dua macam atau lebih monomer.
2. Polimer Berdasarkan Asalnya
a. Polimer alam
Polimer alam telah dikenal sejak ribuan tahun yang lalu, seperti amilum, selulosa,
kapas, karet, wol, dan sutra.
b. Polimer buatan
Polimer buatan dapat berupa polimer regenerasi dan polimer sintetis. Polimer
regenerasi adalah polimer alam yang dimodifikasi. Contohnya rayon, yaitu serat
sintetis yang dibuat dari kayu (selulosa).
3. Polimer Berdasarkan sifat thermalnya
a. Termoplastik
Beberapa plastik memiliki sifat-sifat khusus, antara lain lebih mudah larut pada pelarut
yang sesuai, pada suhu tinggi akan lunak, tetapi akan mengeras kembali jika
didinginkan dan struktur molekulnya linier atau bercabang tanpa ikatan silang antar
rantai. Proses melunak dan mengeras ini dapat terjadi berulang kali.
13
b. Termosetting
mempunyai sifat-sifat tidak dapat larut dalam pelarut apapun, tidak meleleh jika
dipanaskan, lebih tahan terhadap asam dan basa, jika dipanaskan akan rusak dan tidak
dapat kembali seperti semula dan struktur molekulnya mempunyai ikatan silang antar
rantai.
4. Polimer Berdasarkan Reaksi Pembentukannya
a. Polimerisasi adisi
Suatu polimer adisi memiliki atom yang sama seperti monomer dalam unit ulangnya,
sedangkan polimer kondensasi mengandung atom-atom yang lebih sedikit karena
terbentuknya produk sampingan selama berlangsungnya proses polimerisasi.
b. Polimerisasi kondensasi
Polimer kondensasi terjadi dari reaksi antara gugus fungsi pada monomer yang sama
atau monomer yang berbeda. Dalam polimerisasi kondensasi kadang-kadang disertai
dengan terbentuknya molekul kecil seperti H2O, NH3, atau HCl.
14
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan metode eksperimentasi laboratorium dengan melakukan pengujian
di Laboratorium Batubara tekMIRA, Bandung. Pengolahaan dan analisis data dilakukan dengan
membandingkan kualitas hasil pengujian sampel batubara sebelum disemprotkan polimer
dengan setelah disemprotkan polimer yang disajikan dalam bentuk grafik. Dalam penelitian
ini menggunakan dua variabel; yaitu konsentrasi polimer dan waktu kontak antara batubara
dengan polimer. Konsentrasi polimer yang digunakan untuk pengujian ini adalah 10%, 20%,
dan 30% sedangkan, waktu kontak yang diteliti adalah 2 jam, 24 jam, 48 jam, dan 72 jam.
Penggujian dilakukan dengan menggunakan sampel batubara berukuran 5 cm dan 7 cm.
3.2 Sumber Data dan Tahapan Penelitian
3.2.1 Sumber Data
Pada penelitian ini, menggunakan dua jenis sumber data, yaitu:
1. Data Primer
Data primer pada penelitian ini diperoleh dari hasil pengujian yang dilakukan di
Laboratorium Batubara tekMIRA, Bandung. Data yang diperoleh dari hasil pengujian ini
berupa kualitas batubara sebelum pengujian dengan sesudah pengujian dengan
penyemprotan polimer. Seperti, analisis proksimat, analisis kadar air total, analisis kadar
sulfur, dan analisis nilai kalori pada batubara.
2. Data Sekunder
Data sekunder yang digunakan pada penelitian ini berupa data yang diperoleh dari PT
Citra Tobindo Sukses Perkasa (PT CTSP). Data yang didapat berupa data yang
berhubungan dengan berhubungan dengan lokasi penambangan perusahaan seperti
kondisi geologi, topografi dan morfologi, keadaan endapan, jumlah cadangan batubara
dan kegiatan penambangan.
15
3.2.2 Tahapan Penelitian
Dalam melaksanakan penelitian ini, terdapat beberapa tahapan yang dilakukan :
1. Studi Pustaka
Melakukan studi pustaka yang mendukung penelitian. Studi pustaka ini dilakukan
sebelum dan selama penelitian berlangsung
2. Pengumpulan Data Sekunder
Melakukan pengumpulan sekunder yang mendukung penelitian, seperti data-data
polimer
3. Pengambilan Sampel Batubara
Sampel yang diambil merupakan sampel batubara dari beberapa perusahaan
pertambangan batubara dengan kualitas yang bervariasi
4. Eksperimentasi / Pengujian Laboratorium
Pengujian analisa kualitas batubara di laboratorium dibagi menjadi dua tahapan, yaitu
a. Pengujian kualitas batubara sebelum dilakukan penambahan polimer
Melakukan analisa kualitas batubara meliputi analisis proksimat, kandungan sulfur
dan nilai kalori batubara terhadap sampel batubara yang diperoleh dari lapangan
dan belum dilakukan penambahan polimer
b. Pengujian kualitas batubara setelah dilakukan penambahan polimer
Melakukan analisa kualitas batubara (meliputi analisis proksimat, kandungan sulfur
dan nilai kalori batubara terhadap sampel batubara setelah dilakukan penambahan
polimer dengan variabel sebagai berikut komposisi polimer dan waktu kontak
polimer dan batubara
5. Analisa data
Melakukan analisa perubahan kandungan air terhadap nilai kalori batubara dengan
variabel komposisi polimer dan waktu kontak yang telah ditetapkan
6. Kesimpulan
Menarik kesimpulan dari analisa data dan penelitian yang dilakukan
16
Gambar 1.1
Diagram Alir Penelitian
STUDI LITERATUR
PENGUMPULAN DATA
DATA PRIMER: • % Total Moisture (TM)
• % Inherent Moisture (IM)
• % Kadar abu (Ash)
• % Volatile Matter (VM)
• % Fixed Carbon (FC)
• % Sufur
• Komposisi Polimer
• Nilai Kalori Batubara
DATA SEKUNDER: • Data kualitas sampel batubara
• Peta lokasi PT CTSP.
• Kesampaian daerah lokasi PT
CTSP.
• Kondisi daerah PT CTSP.
PENGOLAHAN DATA
Analisis kualitas batubara sebelum dan sesudah
disemprotkan polimer
KESIMPULAN DAN SARAN
ANALISIS DATA
Pengaruh penambahan polimer pada ukuran
batubara yang sudah ditentukan untuk setiap
parameter kualitas batubara.
17
3.3 Prosedur Kerja Analisa Kualitas Batubara
3.3.1 Pengambilan Sampel Batubara
Sebelum melakukan pengujian di laboratorium, terlebih dahulu dilakukan pengambilan sampel
batubara yang akan diuji kualitasnya. Berdasarkan perumusan masalah yang dibuat maka,
diambil sejumlah tertentu batubara yang memiliki kadar air yang tinggi. Proses pengambilan
sampel batubara ini dilakukan di PT Citra Tobindo Sukses Perkasa dengan menggunakan
metode channel sampling. Kemudian sampel batubara yang telah diambil dikemas ke dalam
plastik sampel berukuran 10 kg dan karung guna menjaga kualitas sampel batubara tersebut
agar tidak berubah.
3.3.2 Preparasi Sampel batubara
Proses preparasi sampel batubara dilakukan di Laboratorium Batubara tekMIRA, Bandung.
Sampel batubara dibagi menjadi dua :
1. Sampel batubara kondisi asli yang tidak direduksi dan tidak disemprotkan polimer.
2. Sampel batubara yang telah direduksi ukurannya dan telah disemprotkan polimer.
Kegiatan awal yang dilakukan dalam proses preparasi sampel batubara adalah reduksi ukuran.
Sampel batubara dari lapangan berupa bongkahan batubara direduksi ukuran menjadi ukuran 5
cm dan 7 cm. Kegiatan reduksi ukuran sampel batubara ini dilakukan secara manual
menggunakan palu geologi. Kemudian pekerjaan preparasi ini dilanjutkan sesuai dengan
standar prosedur kerja tiap pengujian (ISO dan ASTM).
3.3.3 Pengujian Kualitas Sampel Batubara
Setelah dilakukannya preparasi sampel batubara, sampel sudah siap untuk dilakukan pengujian
kualitas di laboratorium. Adapun analisis yang dilakukan ada empat, yaitu :
1. Analisis proksimat
2. Analisis kadar air total
3. Analisis kadar sulfur
4. Analisis nilai kalori
18
1. Analisis Proksimat
Analisis proksimat terdiri dari analisis kadar air lembab, analisis kadar abu, analisis kadar zat
terbang dan analisis kadar karbon terikat.
a. Analisis Kadar Air Lembab
Pada prinsipnya, untuk menentukan kadar air lembab sampel batubara dihaluskan menjadi
ukuran 60 mesh (lolos ayakan 60 mesh). Kemudian ambil sampel seberat 1 gram untuk
dipanaskan dalam oven dengan suhu 105oC selama kurang lebih satu jam. Kemudian timbang
dalam keadaan dingin sampai bobot tetap. Selisih sebelum dikeringkan dengan sesudah
dikeringkan dihitung sebagai kadar air lembab batubara. Peralatan yang digunakan dalam
analisis ini:
1. Oven, untuk sampel batubara yang tidak mudah teroksidasi digunakan oven dengan
hembusan gas nitrogen di dalamnya. Untuk sampel batubara yang mudah teroksidasi
digunakan oven biasa.
2. Desikator, alat yang digunakan untuk menyimpan sampel batubara selama proses
pendinginan. Sampel batubara disimpan di desikator agar tidak terkontaminasi dengan
uap air dari udara. Sehingga hasil analisis menjadi lebih akurat. Di dalam desikator
berisi desikan, yaitu zat yang bersifat higroskopis (dapat menyerap air), dalam
penelitian kali ini menggunakan silika gel.
3. Cawan (Crusible), terbuat dari bahan silika atau gelas tahan panas hingga 1000oC
dengan penutup.
4. Neraca analitik dengan keakuratan 1 mg (4 desimal).
Prosedur Kerja (ASTM D.3173)
1. Timbang cawan beserta tutup dalam keadaan kering dengan keakuratan 0.01 gram.
2. Masukan sampel batubara secara merata sebanyak 1 gram ke dalam cawan.
3. Masukan cawan ke dalam oven yang telah diatur suhunya sebesar 105 ºC, diamkan
selama 1 jam, cawan dalam keadaan terbuka.
4. Keluarkan cawan dalam keadaan tertutup dari oven, kemudian dimasukan ke dalam
desikator.
5. Timbang cawan beserta tutup setelah dingin.
19
6. Lakukan pemanasan kembali dengan oven pada suhu 105 ºC selama lebih kurang 15
menit. Lakukan kembali langkah 4 dan 5. Bila berat sudah konstan dengan selisih berat
0,0001 gr maka, berat sudah dianggap konstan.
Perhitungan kadar air lembab :
(3.1)
Keterangan :
IM = kadar air lembab batubara (%)
m2 = berat botol + sampel batubara sebelum dipanaskan (gram)
m1 = berat botol + sampel batubara setelah dipanaskan (gram)
m = berat sampel batubara (gram)
b. Analisis Kadar Abu
Pada analisis kadar abu batubara, sejumlah 0sampel batubara adb ukuran 60 mesh dimasukan
ke dalam ash vessel, kemudian dipanaskan sampai temperatur 500 oC sampai beberapa waktu.
Temperatur dinaikan sampai temperatur 815 oC dan pertahankan temperatur ini selama 60
menit. Residu pembakaran merupakan abu, persentase beratnya terhadap sampel batubara
adalah kadar abu yang dihasilkan. Adapun peralatan yang digunakan: Electric Furnace, Ash
Vessel, Desikator & Neraca Analitik.
Prosedur kerja (ASTM D.3174)
1. Dilakukan pemanasan awal quick ash analyzer pada 815 ± 10 ºC. Belt conveyor
dijalankan dengan kecepatan kira - kira 17 mm / min atau kecepatan lain yang cocok.
2. Pijarkan ash vessel dalam furnace quick ash analyzer pada suhu 815 ºC lalu dinginkan
di ruangan terbuka selama sekitar 5 menit lalu dimasukan ke desikator. Setelah dingin
vessel kosong ditimbang.
3. Ditimbang 1 gram sampel batubara batubara pada vessel yang sudah diketahui
beratnya.
4. Tempatkan vessel dan sampel batubara batubara pada belt conveyor, sampel batubara
dalam vessel akan masuk furnace dan terbakar secara otomatis.
20
5. Ambil vessel dari furnace kemudian dinginkan dengan menggunakan desikator,
kemudian ditimbang.
Perhitungan kadar abu :
(3.2)
Keterangan :
Ash = kadar abu (%)
m3 = berat cawan + abu setelah dipanaskan (gram)
m2 = berat cawan + abu sebelum dipanaskan (gram)
m1 = berat cawan kosong (gram)
c. Analisis Kadar Zat Terbang
Sampel batubara dipanaskan pada temperatur 900 oC pada kondisi tidak kontak dengan udara,
selama tujuh menit. Persentase zat terbang dihitung sebagai massa yang hilang setelah
dikurangi massa kadar air lembab yang ikut hilang dibagi massa sampel batubara awal.
Peralatan yang digunakan dalam analisis ini: Muffle Furnace, Crucible stand, Neraca Analitik
dan Stopwatch.
Prosedur kerja (ISO 562) :
1. Timbang 1 sampai 1,01 gram sampel batubara, dimasukan ke dalam crucible dan
permukaan sampel batubara diratakan.
2. Tempatkan crucible dan penutup pada stand, kemudian dimasukan ke dalam furnace
dalam temperatur 900 ºC secara cepat, pada saat yang sama dimulai pencatatan waktu
dan penutupan pintu furnace.
3. Setelah waktu 7 menit, ambil stand dan biarkan crucible panas di udara terbuka selama
5 menit, kemudian dimasukan ke dalam desikator hingga mencapai temperatur kamar,
timbang crucible dan sisa padatan (residu).
Perhitungan kadar zat terbang:
(3.3)
21
Keterangan:
m1 = Selisih massa sampel batubara setelah pemanasan (gram)
m2 = Massa sampel batubara sebelum pemanasan (gram)
Mad = Kadar air sampel batubara adb (%)
d. Analisis Kadar Karbon Terikat
Karena jumlah seluruh nilai parameter yang dianalisis pada analisis proksimat adalah 100 %
maka, persentase karbon terikat ini dapat dihitung sesuai dengan ASTM D.3172 dengan
menggunakan persamaan (3.4):
FC = 100% - (%IM + %VM + %Ash) (3.4)
2. Analisis Kadar Air Total
Penentuan kadar air total batubara dapat diketahui apabila sudah mendapatkan data kandungan
air bebas dengan kandungan air lembab batubara tersebut. Penentuan kadar air lembab sudah
dijelaskan pada poin 3.3.3.1.a. Untuk penentuan kadar air bebas batubara dilakukan dengan
cara mengeringkan batubara pada suhu kamar atau pada temperatur maksimal 40oC. Kadar air
bebas didapat dari berat sampel yang hilang selama proses pengeringan. Peralatan yang
digunakan: Neraca analitik, Oven drying shed, Wadah (pan) dan Crusher.
Prosedur Kerja (ASTM D3302)
1. Timbang pan yang akan digunakan sebagai wadah sampel didalam oven drying shed.
2. Timbang sampel batubara pada pan yang telah diketahui bobotnya.
3. Sampel dan pan yang sudah ditimbang dimasukan ke dalam oven bersuhu 40ºC.
Diamkan selama ±16 jam.
4. Setelah ±16 jam di dalam oven bersuhu 40oC, timbang sampel. Kemudian kecilkan
ukuran menjadi 4,75mm dan timbang kembali.
5. Setelah dilakukan penimbangan, masukan kembali batubara dan pan yang sudah
ditimbang ke dalam oven bersuhu 40oC.
6. Timbang pan dan sampel setiap dua jam sampai selisih 0.1 %.
22
7. Jika selisih penimbangan sampel sudah mencapai 0.1 % dalam dua jam maka, berat
sampel yang hilang dihitung sebagai kadar air bebas.
8. Lakukan langkah pengerjaan kadar air lembab di atas untuk mengetahui kadar air
lembab batubara, kemudian dilakukan perhitungan untuk mendapatkan kadar air total
batubara.
Perhitungan kadar air total:
(3.5)
Keterangan :
TM = Total Moisture (%)
FM = Free Moisture (%)
IM = Inherent Moisture (%)
3. Analisis Kadar Sulfur
Pada pengujian kadar sulfur batubara kali ini, pengujian dilakukan menggunakan alat sulfur
determinator, Leco S632. Pada prinsipnya pengujian menggunakan alat ini, sampel batubara
yang sudah ditimbang seberat +0,2000 gram dibakar di dalam combustion tube dengan suhu
1350oC. Pembakaran ini dibantu dengan aliran oksigen yang dialirkan selama pengujian
berlangsung dengan tekanan 40 psi. Hasil dari pembakaran yang terbaca adalah dalam bentuk
SOx melalui detector infra red. Kadar SOx yang terbaca akan langsung muncul di layar
komputer yang sudah tersambung dengan alat dengan satuan persen (%).
Pada prinsipnya, Leco S632 menggunakan metode analisa spektrofotometri inframerah.
Spektrofotometri dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan visual dengan studi, lebih
mendalam dari adsorpsi energi radiasi oleh acam-macam zat kimia. Spektofotometri
memanfaatkan seberapa jauh energi radiasi diserap oleh suatu sistem sebagai fungsi panjang
gelombang dari radiasi, atau pengukuran absorpsi terisolasi pada panjang gelombang tertentu.
Prosedur Kerja (ASTM D.4239)
1. Siapkan alat suphur determinator, Leco S632. Atur suhu furnace hingga 13500 C
sesuai dengan suhu standar pengujian.
23
2. Buka keran oksigen dan atur hingga tekanan 40 psi. Kemudian aktifkan mode stand
by pada komputer dengan menekan F8
3. Timbang sampel dalam cawan sebesar 0,2000 + 0,0010 gram dengan menggunakan
timbangan analitik yang sudah tersambung ke komputer.
4. Mulai lakukan analisa dengan menekan F5.
5. Masukkan sampel yang sudah ditimbang saat muncul perintah Load Sample. Sampel
dimasukkan sampai cawan menyentuh dinding dalam furnace.
6. Tunggu hingga terdengan tanda bahwa sampel sudah selesai diuji (+ 3 menit). Kadar
sulfur akan langsung terbaca pada layar komputer dalam satuan persen (%).
4. Analisis Nilai Kalori
Dalam penentuan nilai kalori batubara pada penelitian kali ini menggunakan alat automatic
bomb calorimeter, Leco L500. Untuk pengujian menggunakan alat ini terdapat alat pendukung
yang perlu digunakan seperti bomb kalorimeter, kawat (untuk pematik), cawan tembaga (wadah
sampel), dan bucket (untuk wadah air). Alat ini sudah tersambung ke komputer untuk membaca
perubahan suhu yang terjadi dan akan langsung dikonversikan kedalam satuan kalor (cal/gr).
a. Thermostat (water jacket), mengelilingi kalorimeter secara penuh, terpisahkan oleh
ruangan berbentuk lingkaran yang terisi oleh udara. Thermostat diisi oleh air selama
percobaan berlangsung. Perubahan temperatur pada air dalam thermostat sangat kecil
maka, bisa dianggap konstan. Hal ini disebabkan kapasitas panas yang besar dari air.
Dengan demikian, thermostat dapat menyediakan temperatur ruang yang konstan
terhadap kalorimeter can.
b. Kalorimeter can, dibuat dari plat tembaga yang dilapisi dengan krom dan terlapisi
secara baik pada kedua sisinya. Can mampu menampung sejumlah air, sehingga airnya
bias menutupi bagian atas dari bom pada saat stirer dijalankan.
c. Stirer, dibuat oleh mikromotor dengan kecepatan 500 rpm secara konstan, sehingga
terjadi sirkulasi air di dalam kalorimeter can. Dengan adanya sirkulasi ini, diharapkan
adanya homogenisasi temperatur di setiap titik pada kalorimeter can.
d. Combustion Bomb, Dibuat dari stainless steel, tahan terhadapa zat asam yang
dihasilkan oleh proses pembakaran sampel batubara, serta tidak berubah dengan
adanya proses pembakaran. Pembakaran sampel batubara terjadi karena adanya
24
pembakaran ignition wire oleh aliran listrik dan adanya muatan oksigen dalam bom,
maka dapat proses pembakaran secara sempurna pada sampel batubara.
e. Instrumen Pengukur Temperatur, Kalorimeter menggunakan platinum resistance
thermistor sebagai alat pengukur temperatur yang mengkonversikan perubahan nilai
temperatur ke dalam perubahan besarnya nilai tahanan teliti, maka digunakan
jembatan wheatstone dan rangkaian microsignal amplification yang bisa mengukur
nilai tahanan. amplifier ini harus dirancang oleh pabrik yang khusus membuat
kalorimeter.
f. Stirer Circuit, Circuit ini memberikan tenaga pada stirer-motor dan dikontrol oleh
boat-shape switch.
Prosedur Kerja (ASTM D.5865)
1. Timbang 1 gram sampel batubara dengan teliti dalam crucible bomb kalorimeter.
2. Pasang crucible berisi sampel pada stand yang sudah disediakan, kemudian rangkai
kawat pematik di bagian atas crucible tersebut.
3. Stand beserta rangkaian kawat pematik dimasukan kedalam bomb cap.
4. Rangkai Bomb cap beserta penutup, kemudian isi dengan oksigen yang sudah
disediakan dengan memakai alat pengisi oksigen dengan tekanan 450 psi.
5. Bomb cap yang sudah dirangkai dan diisi oksigen, letakan pada calorimeter can yang
sudah diisi air sebanyak 2 liter. Rangkaian ini disebut dengan vessel.
6. Masukkan rangkaian vessel ke dalam tempat pengukuran Leco AC 500 Automatic
Bomb Calorimeter, kemudian pasang kabel penghantar listrik dan tutup. Pastikan
stirrer dapat berputar sempurna. Lalu, tekan F5 untuk memulai analisa.
Perhitungan Nilai Kalori:
(3.6)
Keterangan:
CV = Nilai kalori sampel batubara air dried basis (cal/gram)
Dt = Perubahan suhu (oC)
25
Calibration = Kalibrasi alat
• Metode 1 = 2379.95 kalori/oC
• Metode 2 = 2380,86 kalori/oC
W = Massa sample batubara (gram)
FK = Faktor koreksi kawat dan Sulfur
Faktor koreksi kawat digunakan karena pada pengujian menggunakan kawat sebagai pemicu
pembakaran batubara. Diketahui dalam 1 cm kawat terdapat 2,27 kalori, sedangkan kawat yang
digunakan dalam pengujian sepanjang 8 cm maka FK kawat adalah 18,16 kalori. Pada
pengujian nilai kalor, kadar sulfur batubara juga dapat mempengaruhi hasil pengujian sehingga
perlu diketahui berapa kandungan sulfur sampel batubara untuk melakukan perhitungan nilai
kalori batubara.
5. Proses Penyemprotan Polimer
Proses penyemprotan batubara dengan polimer dilakukan di laboratorium menggunakan
peralatan dan cara kerja sebagai berikut alat semprot, gelas ukur, aquades, kantong plastik
sampel dan alas
Prosedur kerja:
1. Batubara yang sudah dikecilkan ukuran dengan distribusi ukuran 5 cm dan 7 cm
ditimbang sebanyak 5 kg per ukurannya.
2. Kemudian letakkan batubara yang sudah ditimbang ke nampan sebagai alas sesuai
dengan distribusi ukurannya masing-masing.
3. Siapkan polimer yang akan disemprotkan, terlebih dahulu harus dicampur dengan air.
4. Konsentrasi polimer yang digunakan adalah 10 %, 20% dan 30%. Untuk konsentrasi
10 % membutuhkan komposisi polimer pekat 5 ml dicampur dengan air 45 ml, untuk
konsentrasi 20% membutuhkan polimer pekat 10 ml dicampur dengan air 40 ml, dan
untuk konsentrasi 30% membutuhkan polimer pekat 15 ml dicampur dengan air 35 ml.
5. Tiap konsentrasi polimer 10 %, 20% dan 30% yang dibuat digunakan untuk
penyemprotan tiap distribusi ukuran sampel batubara.
6. Setelah semua sampel batubara disemprotkan oleh polimer, segera sampel batubara
tersebut dimasukan kembali ke dalam kantong plastik untuk nantinya dianalisis
26
kembali kualitasnya sesuai dengan variabel waktu kontak selama 24 jam, 48 jam, dan
72 jam
7. Apabila lama kontak larutan polimer terhadap batubara sudah mencapai waktu kontak
yang ditetapkan, segera lakukan analisis kualitas pada sampel batubara tersebut.
27
BAB IV
ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
Analisis hasil pengujian sampel batubara dilakukan dengan membandingkan hasil uji kualitas
batubara tanpa disemprot polimer dengan hasil uji kualitas batubara setelah disemprot polimer
dengan variasi konsentrasi 10%, 20% dan 30% serta waktu kontak 2 jam, 24 jam, 48 jam dan
72 jam. Semua variasi pengujian kualitas batubara dilakukan dengan memggunakan ukuran
batubara 5 cm dan 7 cm
4.1 Data Analisa Awal Kualitas Sampel Batubara
Sampel batubara yang telah dipreparasi, kemudian dilakukan analisa kualitas batubara terhadap
kedua ukuran sampel batubara tersebut. Analisa yang dilakukan, yaitu analisis kadar air total,
analisis kadar air lembab, analisa kadar abu, analisis kadar zat terbang, analisa karbon terikat,
analisis kadar sulfur, dan analisis nilai kalori. Uji kualitas batubara dilakukan terhadap sampel
batubara dalam kondisi tanpa disemprot polimer dan sampel batubara yang telah disemprot
polimer dengan konsentrasi sebesar 10 %, 20%, dan 30% dengan waktu kontak 2 jam.
4.1.1 Data Analisa Kadar Air total
Hasil analisis kadar air total diperoleh dari uji laboratorium menggunakan metode ASTM
D.3302. Persentase kadar air total dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan (3.5). Tabel
4.1 menunjukkan analisa kadar air total batubara (ar) hasil pengujian.
Tabel 4.1 Hasil Analisis Kadar Air Total Batubara (ar)
Kode Sampel
Batubara
Sampel
Batubara
Waktu Kontak
Polimer (Jam)
Kadar Air Total
(%, ar)
Blanko Blanko 0 46,89
5cm-10%-2jam-DM2641
5 cm 2
47,00
5cm-20%-2jam-DM2641 47,02
5cm-30%-2jam-DM2641 46,27
7cm-10%-2jam-DM2641
7 cm 2
44,92
7cm-20%-2jam-DM2641 46,14
7cm-30%-2jam-DM2641 47,31
28
4.1.2 Data Analisa Kadar Air Lembab
Yang dimaksud dengan kadar air lembab pada batubara adalah kadar air yang terkandung dalam
batubara yang tidak dapat menguap melalui pengeringan udara atau air drying. Kadar air
lembab didapat melalui pengujian di laboratorium dengan melalui proses pemanasan dalam
oven pada suhu 105 + 5 oC selama 1 jam (ASTM D.3173). Nilai kadar air lembab dihitung
dengan menggunakan persamaan (3.1).
Tabel 4.2. menunjukkan data hasil analisa kadar air lembab batubara (Adb) yang diperoleh
dalam penelitian, sedangkan Tabel 4.3. merupakan hasil analisa kadar air lembab batubara (Ar).
Tabel 4.2 Hasil Analisa Kadar Air Lembab Batubara (adb)
Kode Sampel
Batubara
Sampel
Batubara
Waktu Kontak
Polimer (Jam)
Kadar Air Lembab
(%, adb)
Blanko Blanko 0 20,74
5cm-10%-2jam-DM2641
5 cm 2
13,12
5cm-20%-2jam-DM2641 13,72
5cm-30%-2jam-DM2641 13,71
7cm-10%-2jam-DM2641
7 cm 2
21,71
7cm-20%-2jam-DM2641 16,63
7cm-30%-2jam-DM2641 22,05
Tabel 4.3 Hasil Analisis Kadar Air Lembab Batubara (Ar)
Kode Sampel
Batubara
Sampel
Batubara
Waktu Kontak
Polimer (Jam)
Kadar Air Lembab
(%, ar)
Blanko Blanko 0 13,90
5cm-10%-2jam-DM2641
5 cm 2
8,00
5cm-20%-2jam-DM2641 8,42
5cm-30%-2jam-DM2641 8,54
7cm-10%-2jam-DM2641
7 cm 2
15,27
7cm-20%-2jam-DM2641 10,74
7cm-30%-2jam-DM2641 14,90
4.1.3 Data Analisa Kadar Abu
Analisa kadar abu dilakukan sesuai standar ASTM D.3174. Abu yang dihasilkan pada analisis
di laboratorium merupakan senyawa anorganik yang terdapat pada batubara, dimana senyawa
29
anorganik tersebut tidak habis terbakar dalam proses pembakaran batubara. Pembakaran
batubara ini dilakukan dalam furnace dengan temperatur 815+10 oC selama 60 menit. Setelah
pengujian, dilakukan perhitungan untuk mendapatkan kadar abu batubara menggunakan
persamaan (3.2). Data hasil analisa kadar abu batubara (adb) pada penelitian ini dapat dilihat
pada Tabel 4.4 dan hasil analisa kadar abu batubara (ar) dapat dilihat pada Tabel 4.5.
Tabel 4.4 Hasil Analisis Kadar Abu Batubara (Adb)
Kode Sampel
Batubara
Sampel
Batubara
Waktu Kontak
Polimer (Jam)
Kadar Abu
(%, adb)
Blanko Blanko 0 2,75
5cm-10%-2jam-DM2641
5 cm 2
2,77
5cm-20%-2jam-DM2641 2,35
5cm-30%-2jam-DM2641 2,33
7cm-10%-2jam-DM2641
7 cm 2
2,46
7cm-20%-2jam-DM2641 2,45
7cm-30%-2jam-DM2641 2,34
Tabel 4.5 Hasil Analisis Kadar Abu Batubara (Ar)
Kode Sampel
Batubara
Sampel
Batubara
Waktu Kontak
Polimer (Jam)
Kadar Abu
(%, ar)
Blanko Blanko 0 1,84
5cm-10%-2jam-DM2641
5 cm 2
1,69
5cm-20%-2jam-DM2641 1,44
5cm-30%-2jam-DM2641 1,45
7cm-10%-2jam-DM2641
7 cm 2
1,73
7cm-20%-2jam-DM2641 1,58
7cm-30%-2jam-DM2641 1,58
4.1.4 Data Analisa Kadar Zat Terbang
Kadar zat terbang dalam batubara adalah zat yang hilang saat pembakaran batubara terjadi.
Kandungan zat terbang mampu mempengaruhi kesempurnaan pembakaran dan intensitas api.
Penilaian tersebut didasarkan pada perbandingan antara kandungan karbon (fixed carbon)
dengan zat terbang, yang disebut dengan rasio bahan bakar (fuel ratio). Untuk mengetahui kadar
zat terbang pada batubara, perlu dilakukan proses pembakaran batubara tanpa oksigen agar
30
batubara tidak terbakar dan hasil dari pembakaran tersebut hanya zat terbang. Persentase kadar
zat terbang batubara didapat dari persentase berat batubara yang hilang setelah sampel batubara
dibakar pada suhu 900oC selama 7 menit dan dikoreksi dengan kadar air lembab yang hilang
sesuai dengan ASTM D.3175. Kemudian kadar zat terbang dihitung dengan menggunakan
persamaan (3.3). Data hasil analisa kadar zat terbang batubara (adb) pada penelitian ini dapat
dilihat pada Tabel 4.6 dan hasil analisa kadar zat terbang batubara (ar) pada Tabel 4.7.
Tabel 4.6 Hasil Analisis Kadar Zat Terbang Batubara (Adb)
Kode Sampel
Batubara
Sampel
Batubara
Waktu Kontak
Polimer (Jam)
Kadar Zat Terbang
(%, adb)
Blanko Blanko 0 38,71
5cm-10%-2jam-DM2641
5 cm 2
43,57
5cm-20%-2jam-DM2641 44,90
5cm-30%-2jam-DM2641 43,04
7cm-10%-2jam-DM2641
7 cm 2
40,14
7cm-20%-2jam-DM2641 41,88
7cm-30%-2jam-DM2641 38,80
Tabel 4.7 Hasil Analisis Kadar Zat Terbang Batubara (Ar)
Kode Sampel
Batubara
Sampel
Batubara
Waktu Kontak
Polimer (Jam)
Kadar Zat Terbang
(%, ar)
Blanko Blanko 0 25,94
5cm-10%-2jam-DM2641
5 cm 2
26,58
5cm-20%-2jam-DM2641 27,57
5cm-30%-2jam-DM2641 26,80
7cm-10%-2jam-DM2641
7 cm 2
28,24
7cm-20%-2jam-DM2641 27,06
7cm-30%-2jam-DM2641 26,23
4.1.5 Data Analisa Kadar Karbon Terikat
Kadar karbon terikat dalam batubara tidak diperoleh dari pengujian di laboratorium, melainkan
selisih dari hasil pengurangan antara 100% dengan hasil penjumlahan parameter lainnya
seperti, kadar air lembab, kadar abu dan kadar zat terbang sesuai dengan ASTM D.3172
31
persamaan (3.4). Data hasil analisa kadar karbon terikat batubara (adb) pada penelitian dapat
dilihat pada Tabel 4.8 dan hasil analisa kadar karbon terikat batubara (ar) pada Tabel 4.9.
Tabel 4.8 Hasil Analisis Kadar Karbon Terikat Batubara (Adb)
Kode Sampel
Batubara
Sampel
Batubara
Waktu Kontak
Polimer (Jam)
Kadar Karbon Terikat
(%, adb)
Blanko Blanko 0 37,80
5cm-10%-2jam-DM2641
5 cm 2
40,54
5cm-20%-2jam-DM2641 39,03
5cm-30%-2jam-DM2641 40,92
7cm-10%-2jam-DM2641
7 cm 2
35,69
7cm-20%-2jam-DM2641 39,04
7cm-30%-2jam-DM2641 36,81
Tabel 4.9 Hasil Analisis Kadar Karbon Terikat Batubara (Ar)
Kode Sampel
Batubara
Sampel
Batubara
Waktu Kontak
Polimer (Jam)
Kadar Karbon Terikat
(%, ar)
Blanko Blanko 0 25,33
5cm-10%-2jam-DM2641
5 cm 2
24,73
5cm-20%-2jam-DM2641 23,97
5cm-30%-2jam-DM2641 25,48
7cm-10%-2jam-DM2641
7 cm 2
25,11
7cm-20%-2jam-DM2641 25,22
7cm-30%-2jam-DM2641 24,88
4.1.6 Data Analisis Kadar Sulfur
Kadar sulfur pada batubara perlu diketahui karena apabila kandungan sulfur di dalam batubara
cukup besar akan dapar berdampak buruk terhadap alat dan lingkungan. Pengujian sulfur pada
laboratorium menggunakan alat Leco S632 dengan mengacu pada ASTM D.4239. Data hasil
analisa kadar sulfur batubara (adb) pada penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 4.10 dan hasil
analisa kadar sulfur batubara (ar) pada Tabel 4.11.
32
Tabel 4.10 Hasil Analisis Kadar Sulfur Batubara (Adb)
Kode Sampel
Batubara
Sampel
Batubara
Waktu Kontak
Polimer (Jam)
Kadar Sulfur
(%, adb)
Blanko Blanko 0 0,17
5cm-10%-2jam-DM2641
5 cm 2
0,17
5cm-20%-2jam-DM2641 0,16
5cm-30%-2jam-DM2641 0,17
7cm-10%-2jam-DM2641
7 cm 2
0,18
7cm-20%-2jam-DM2641 0,17
7cm-30%-2jam-DM2641 0,16
Tabel 4.11 Hasil Analisis Kadar Sulfur Batubara (Ar)
Kode Sampel
Batubara
Sampel
Batubara
Waktu Kontak
Polimer (Jam)
Kadar Sulfur
(%, ar)
Blanko Blanko 0 0,11
5cm-10%-2jam-DM2641
5 cm 2
0,10
5cm-20%-2jam-DM2641 0,10
5cm-30%-2jam-DM2641 0,11
7cm-10%-2jam-DM2641
7 cm 2
0,13
7cm-20%-2jam-DM2641 0,11
7cm-30%-2jam-DM2641 0,11
4.1.7 Data Analisis Nilai Kalori
Nilai kalori batubara merupakan parameter kualitas batubara yang sangat penting karena pada
dasarnya penjualan batubara dilihat dari energi yang dihasilkan oleh batubara tersebut. Design
alat yang digunakan juga disesuaikan berdasarkan nilai kalori batubara yang digunakan.
Pengujian analisa nilai kalori batubara sesuai dengan metode ASTM D.5865. Data hasil analisa
nilai kalori batubara (adb) pada penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 4.12 dan data hasil
analisa nilai kalori batubara (ar) dapat dilihat pada Tabel 4.13.
33
Tabel 4.12 Hasil Analisis Nilai Kalori Batubara (Adb)
Kode Sampel
Batubara
Sampel
Batubara
Waktu Kontak
Polimer (Jam)
Nilai Kalori
(cal/gr, adb)
Blanko Blanko 0 4.873
5cm-10%-2jam-DM2641
5 cm 2
5.525
5cm-20%-2jam-DM2641 5.509
5cm-30%-2jam-DM2641 5.359
7cm-10%-2jam-DM2641
7 cm 2
5.014
7cm-20%-2jam-DM2641 5.218
7cm-30%-2jam-DM2641 5.012
Tabel 4.13 Hasil Analisis Nilai Kalori Batubara (Ar)
Kode Sampel
Batubara
Sampel
Batubara
Waktu Kontak
Polimer (Jam)
Nilai Kalori
(cal/gr, ar)
Blanko Blanko 0 3.265
5cm-10%-2jam-DM2641
5 cm 2
3.370
5cm-20%-2jam-DM2641 3.383
5cm-30%-2jam-DM2641 3.337
7cm-10%-2jam-DM2641
7 cm 2
3.528
7cm-20%-2jam-DM2641 3.371
7cm-30%-2jam-DM2641 3.388
4.1.8. Data Analisis Variasi Waktu Kontak Kualitas Sampel Batubara
Dari data di atas, dapat disimpulkan konsentrasi polimer yang berpengaruh pada batubara
dengan ukuran 5 cm adalah polimer dengan konsentrasi 10% dan batubara ukuran 7 cm adalah
konsentrasi polimer sebesar 20%. Kemudian dilanjutkan dengan penelitian dengan waktu
kontak 24 jam, 48 jam dan 72 jam. Analisis penelitian lanjutan ini hanya akan dilakukan analilis
kadar air total, analisis kadar air lembab dan analisis nilai kalori. Data hasil analisa lanjutan
(adb) pada penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 4.14 dan data hasil analisa lanjutan dalam as
receive dapat dilihat pada Tabel 4.15.
34
Tabel 4.14 Hasil Analisis Lanjutan Kualitas Batubara dalam Adb
Kode Sampel Batubara Sampel
Batubara
Waktu Kontak
Polimer (Jam)
Kadar Air Lembab
(%, adb)
Nilai Kalori
(cal/gr, adb)
Blanko Blanko 0 20,74 4.873
5cm-10%-24-DM2641
5 cm
24 15,15 5.369
5cm-10%-48-DM2641 48 19,73 5.000
5cm-10%-72-DM2641 72 16,36 5.268
7cm-20%-24-DM2641
7 cm
24 18,54 5.335
7cm-20%-48-DM2641 48 23,76 4.713
7cm-20%-72-DM2641 72 14,68 5.460
Tabel 4.15 Hasil Analisis Lanjutan Kualitas Batubara dalam Ar
Kode Sampel Batubara Sampel
Batubara
Waktu Kontak
Polimer (Jam)
Kadar Air
Lembab
(%, ar)
Kadar Air
Total
(%, ar)
Nilai Kalori
(cal/gr, ar)
Blanko Blanko 0 13,90 46,89 3.265
5cm-10%-24-DM2641
5 cm
24 10,52 41,08 3.728
5cm-10%-48-DM2641 48 16,38 33,35 4.152
5cm-10%-72-DM2641 72 13,85 29,2 4.459
7cm-20%-24-DM2641
7 cm
24 13,59 40,27 3.912
7cm-20%-48-DM2641 48 19,88 36,22 3.943
7cm-20%-72-DM2641 72 12,03 30,1 4.473
4.2 Pembahasan
Pada bab pembahasan ini, data hasil analisa kualitas batubara yang diperoleh di laboratorium
tekMIRA, Bandung akan dilakukan perbandingkan antara kualitas batubara sebelum
penyemprotan polimer dan kualitas batubara sesudah penyemprotan. Sehingga, dapat diketahui
adakah pengaruh penyemprotan polimer terhadap kualitas dari kedua ukuran batubara (5 cm
dan 7 cm) yang diuji dan pada waktu kontak polimer berapa lama yang paling mempengaruhi
peningkatan kualitas batubara yang diuji. Konsentrasi polimer yang digunakan saat pengujian,
yaitu 10%, 20% dan 30% serta, waktu kontak yang akan diamati adalah 2 jam, mengacu pada
hasil peneliti sebelumnya (Wellyanto, 2014) karena menunjukan hasil yang paling optimal, lalu
akan dilanjutkan dengan 24 jam, 48 jam dan 72 jam.
35
4.2.1. Perbandingan Kualitas Batubara Sebelum Disemprot Polimer dan Setelah
Disemprot Polimer dengan Waktu Kontak 2 Jam
4.2.1.1. Pengaruh Penyemprotan Polimer Terhadap Kadar Air total
Pada tahap ini, akan dilihat seberapa besar pengaruh penyemprotan polimer dengan konsentrasi
10%, 20%, dan 30% terhadap kadar air total batubara dan konsentrasi polimer berapa yang
paling berpengaruh untuk menurunkan kadar air total batubara dengan waktu kontak selama 2
jam. Adapun ukuran batubara yang digunakan sama seperti peneliti sebelumnya, yaitu 5 cm
dan 7 cm.
Pada peneliti sebelumnya penggunaan konsentrasi polimer 10%, didapat penurunan kadar air
total batubara paling besar pada pada ukuran 5 cm sebesar 1,03%. Sedangkan untuk batubara
berukuran 7 cm mengalami peningkatan sebesar 0,02%. Hal itu bisa saja terjadi akibat adanya
penambahan cairan pada permukaan yang mengakibatkan kadar air bebas pada batubara
meningkat. Pada penelitian kali ini, hasil pengaruh penyemprotan polimer terhadap kadar air
total batubara dengan ukuran 5 cm dan 7 cm dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Grafik Pengaruh Penyemprotan Polimer Terhadap Kadar Air Total
dengan Waktu Kontak 2 Jam
Dari grafik di atas, terlihat bahwa kadar air total batubara tidak serta merta turun sesuai harapan.
Itu terjadi karena beberapa hal. Salah satunya karena pada saat penyemprotan terlalu banyak
menyemprotkan polimer yang mengakibatkan kadar air bebas di permukaan batubara setelah
46,89 47 47,02
46,27
46,89
44,92
46,14
47,31
43,5
44
44,5
45
45,5
46
46,5
47
47,5
Blanko 10% 20% 30%
%,A
r
KonsentrasiPolimer
5cm
7cm
36
penyemprotan lebih tinggi dibandingkan dengan kadar air bebas batubara sebelum
penyemprotan.
Tapi, dari grafik terlihat bahwa penyemprotan polimer pada ukuran batubara 7 cm mengalami
penurunan kadar air total batubara terutama pada konsentrasi polimer 10% mampu menurunkan
1,97%. Berbeda dengan batubara dengan ukuran 5 cm, dari ketiga konsentrasi polimer hanya
polimer dengan konsentrasi 30% yang mengalami penurunan kadar air total batubara sebesar
0,62%. Namun, peningkatan kadar air total batubara pada konsentrasi 10% dan 20% berturut-
turut adalah 0,11% dan 0,13%. Dengan peningkatan kadar air total batubara yang terbilang
kecil tidak menjadi suatu masalah.
4.2.1.2. Pengaruh Penyemprotan Polimer Terhadap Air Lembab
Pada tahap ini, akan dilihat seberapa besar pengaruh penyemprotan polimer dengan konsentrasi
10%, 20%, dan 30% terhadap kadar air lembab batubara dan konsentrasi polimer berapa yang
paling berpengaruh untuk menurunkan kadar air lembab batubara dengan waktu kontak selama
2 jam. Adapun ukuran batubara yang digunakan sama seperti peneliti sebelumnya, yaitu 5 cm
dan 7 cm.
Pada penelitian sebelumnya dengan menggunakan polimer dengan konsentrasi 10%, kadar air
lembab batubara mengalami penurunan terbesar pada ukuran 5 cm dengan menghasilkan
penurunan kadar air lembab batubara sebesar 0,68% dengan waktu kontak 2 jam. Sedangkan,
untuk ukuran batubara 7 cm dengan waktu kontak yang sama mengalami peningkatan kadar air
lembab batubara sebesar 0,07%. Namun, pada saat waktu kontak 3 jam, kadar air lembab
batubara mengalami penurunan sebesar 0,10%. Untuk penelitian ini, pengaruh penyemprotan
polimer terhadap kadar air lembab batubara dapat dilihat pada Gambar 4.2.
Dapat dilihat pada grafik di atas, kadar air lembab batubara pada ukuran 5 cm menunjukkan
penurunan yang cukup besar. Penurunan kadar air lembab terbesar pada konsentrasi polimer
10% dengan penurunan kadar air lembab batubara sebesar 7,62% dan untuk penurunan kadar
air lembab batubara dengan konsentrasi polimer 20% dan 30% tidak jauh beda, yaitu 7,02%
dan 7,03%. Untuk batubara berukuran 7 cm, yang mengalami penurunan hanya di konsentrai
polimer 20% dengan penurunan kadar air lembab sebesar 4,11%. Adapun peningkatanyang
37
dihasilkan pada batubara berukuran 7 cm tidak terlalu besar, yaitu untuk konsentrasi 10% dan
30% mengalami peningkatan secara berturut-turut sebesar 0,97% dan 1,31%.
Gambar 4.2 Grafik Pengaruh Penyemprotan Polimer Terhadap Kadar Air Lembab
dengan Waktu Kontak 2 Jam
4.2.1.3 Pengaruh Penyemprotan Polimer Terhadap Kadar Abu
Pada tahap ini, akan dilihat seberapa besar pengaruh penyemprotan polimer dengan konsentrasi
10%, 20%, dan 30% terhadap kadar abu batubara dan konsentrasi polimer berapa yang paling
berpengaruh untuk menurunkan kadar abu batubara dengan waktu kontak selama 2 jam.
Adapun ukuran batubara yang digunakan sama seperti penelitian sebelumnya, yaitu 5 cm dan
7 cm.
Pada peneliti sebelumnya dengan menggunakan konsentrasi 10%, kadar abu batubara
mayoritas mengalami penurunan. Tapi, kadar abu batubara saat waktu kontak selama 1 jam
mengalami peningkatan baik pada ukuran batubara 5 cm maupun 7 cm, yaitu sebesar 0,89%
dan 2,43%. Sedangkan untuk waktu kontak yang sama dengan penelitian kali ini, yaitu 2 jam.
Kadar abu batubara mengalami penurunan di kedua ukuran batubara sebesar 1,74% pada
batubara berukuran 5 cm dan 1,41 pada batubara berukuran 7 cm. Untuk penelitian kali ini,
pengaruh penyemprotan polimer terhadap kadar abu batubara dapat dilihat pada Gambar 4.3.
20,74
13,12
13,72
13,71
20,74 21,71
16,63
22,05
0
5
10
15
20
25
Blanko 10% 20% 30%
%,A
db
KonsentrasiPolimer
5cm
7cm
38
Gambar 4.3 Grafik Pengaruh Penyemprotan Polimer Terhadap Kadar Abu dengan Waktu
Kontak 2 Jam
Pada grafik di atas, dapat dilihat pada batubara berukuran 7 cm mengalami penurunan kadar
abu yang signifikan dari ketiga konsentrasi polimer yang dipergunakan. Penurunan kadar abu
pada batubara berukuran 7 cm pada konsentrasi polimer 10%, 20%, dan 30% sebesar 0,29%,
0,30%, dan 0,41% secara brturut-turut. Begitu pula untuk batubara berukuran 5 cm pada
konsentrasi polimer 20% dan 30% mengalami penurunan yang signifikan sebesar 0,40% dan
0,42%. Berbeda dengan batubara berukuran 5 cm yang disemprotkan polimer dengan
konsntrasi 10% mengalami sedikit peningkatan, yaitu sebesar 0,02%.
4.2.1.4. Pengaruh Penyemprotan Polimer Terhadap Kadar Zat Terbang
Pada tahap ini, akan dilihat seberapa besar pengaruh penyemprotan polimer dengan konsentrasi
10%, 20%, dan 30% terhadap kadar zat terbang batubara dan konsentrasi polimer berapa yang
paling berpengaruh untuk menurunkan kadar zat terbang batubara dengan waktu kontak selama
2 jam. Adapun ukuran batubara yang digunakan sama seperti peneliti sebelumnya, yaitu 5 cm
dan 7 cm.
Pada peneliti sebelumnya dengan menggunakan konsentrasi polimer 10%, didapat hasil
penurunan kadar zat terbang yang cukup besar dengan waktu kontak selama 2 jam dan 3 jam
di masing-masing ukuran batubara, yaitu 5 cm dan 7 cm. Pada batubara berukuran 5 cm, kadar
zat terbang batubara mengalami penurunan sebesar 1,81% dan 1,18%. Sedangkan pada
batubara berukuran 7 cm, kada zat terbang juga mengalami penurunan sebesar 1,73% dan
2,75 2,77
2,35 2,33
2,75
2,46 2,45
2,34
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
2,6
2,7
2,8
2,9
Blanko 10% 20% 30%
%,A
db
KonsentrasiPolimer
5cm
7cm
39
1,28%. Untuk penelitian kali ini, pengaruh penyemprotan polimer terhadap kadar zat terbang
batubara dapat dilihat pada Gambar 4.4.
Gambar 4.4 Grafik Pengaruh Penyemprotan Polimer Terhadap Kadar Zat Terbang dengan
Waktu Kontak 2 Jam
Dari grafik di atas, dapat disimpulkan bahwa penyemprotan polimer dapat meningkatkan kadar
zat terbang batubara. Hal ini disebabkan karena kandungan dari polimer yang bereaksi dengan
batubara menghasilkan peningkatan kadar zat terbang. Peningkatan kadr zat terbang batubara
setelah penyemprotan polimer tidak berdasarkan konsentrasi polimer itu sendiri. Hal itu di
buktikan oleh kedua ukuran batubara uji, 5 cm dan 7 cm. Pada konsentrasi polimer 30%
peningkatan kadar zat terbang batubara paling sedikit dibandingkan dengan lainnya sebesar
0,09% pada batubara berukuran 5 cm dan pada batubara berukuran 7 cm sebesar4,33%.
4.2.1.5. Pengaruh Penyemprotan Polimer Terhadap Kadar Karbon Terikat
Pada tahap ini, akan dilihat seberapa besar pengaruh penyemprotan polimer dengan konsentrasi
10%, 20%, dan 30% terhadap kadar karbon terikat batubara dan konsentrasi polimer berapa
yang paling berpengaruh untuk meningkatkan kadar karbon terikat batubara dengan waktu
kontak selama 2 jam. Adapun ukuran batubara yang digunakan sama seperti peneliti
sebelumnya, yaitu 5 cm dan 7 cm.
38,71
43,57
44,9
43,04
38,71
40,14
41,88
38,8
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
Blanko 10% 20% 30%
%,A
db
KonsentrasiPolimer
5cm
7cm
40
Pada penelitian sebelumnya dengan menggunakan konsentrasi polimer sebesar 10%,
menghasilkan penurunan kadar karbon terikat batubara pada waktu kontak 1 jam baik pada
ukuran batubara 5 cm ataupun 7 cm. Namun, pada waktu kontak 2 jam dan 3 jam, kadar karbon
terikat mengalami peningkatan. Pada ukuran batubara 5 cm dengan waktu kontak 2 jam dan 3
jam, kadar karbon terikat meningkat mencapai 4,2% dan 2,32%, sedangkan pada batubara
berukuran 7 cm dengan waktu kontak yang sama, mengalami peningkatan kadar karbon terikat
sebesar 3,06% dan 2,37%. Gambar 4.5 menunjukkan pengaruh penyemprotan polimer terhadap
kadar karbon terikat batubara dengan waktu kontak 2 jam
Gambar 4.5 Grafik Pengaruh Penyemprotan Polimer Terhadap Kadar Karbon Terikat dengan
Waktu Kontak 2 Jam
Pada grafik diatas, hasil yang didapat pada batubara berukuran 5 cm setelah dilakukan
penyemprotan dengan seluruh konstntrasi yang diuji mengalami peningkatan kadar karbon
terikat. Peningkatan kadar karbon terikat tertinggi dialami pada batubara 5 cm dengan
penyemprotan polimer berkonsentrasi 30%, yaitu sebesar 3,12%, disusul oleh polimer dengan
konsentrasi 10%, sebesar 2,74% dan 1,23% pada polimer dengan konsentrasi 20%. Peningkatan
kadar karbon terikat pada batubara berukuran 5 cm juga dialami oleh batubara berukuran 7 cm
yang disemprot oleh polimer dengan konsentrasi 20%, sebesar 1,24%. Untuk penyemprotan
polimer dengan konsentrasi 10% dan 30%, kadar karbon terikat pada batubara berukuran 7 cm
justru mengalami penurunan sebesar 2,11% dan 0,99%. Hal itu disebabkan oleh persentase
kadar parameter uji lainnya juga mengalami penurunan.
37,8
40,54
39,03
40,92
37,8
35,69
39,04
36,81
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
Blanko 10% 20% 30%
%,A
db
KonsentrasiPolimer
5cm
7cm
41
4.3.1.6 Pengaruh Penyemprotan Polimer Terhadap Kadar Sulfur
Pada tahap ini, akan dilihat seberapa besar pengaruh penyemprotan polimer dengan konsentrasi
10%, 20%, dan 30% terhadap kadar sulfur batubara dan konsentrasi polimer berapa yang paling
berpengaruh untuk menurunkan kadar sulfur batubara dengan waktu kontak selama 2 jam.
Adapun ukuran batubara yang digunakan sama seperti peneliti sebelumnya, yaitu 5 cm dan 7
cm.
Gambar 4.6 Grafik Pengaruh Penyemprotan Polimer Terhadap Kadar Sulfur
dengan Waktu Kontak 2 Jam
Pada penelitian sebelumnya, penggunaan konsentrasi polimer 10% menghasilkan penurunan
kadar sulfur pada batubara berukuran 5 cm sebesar 0,1% dengan waktu kontak 2 jam dan 0,07%
dengan waktu kontak 3 jam, sedangkan pada batubara berukuran 7 cm, terjadi penurunan
sebesar 0,08% hanya pada waktu kontak 3 jam. Berbeda dengan batubara 5 cm dan batubara
berukuran 7 cm dengan waktu kontak 1 jam mengalami kenaikan sebesar 0,03% dan 0,04%.
Gambar 4.6. menunjukkan pengaruh penyemprotan polimer terhadap kadar sulfur batubara
yang diperoleh dalam penelitian ini
Hasil penelitian menunjukan bahwa penyemprotan polimer tidak terlalu mempengaruhi kadar
sulfur pada batubara baik batubara berukuran 5 cm maupun batubara dengan ukuran 7 cm.
Dapat dilihat pada Gambar 4.6, kadar sulfur batubara pada pengujian mengalami penurunan
dan kenaikan kadar sulfur sebesar 0,01%. Penurunan kadar sulfur batubara dialami pada kedua
ukuran batubara, 5 cm pada penyemprotan polimer 20% dan 7 cm pada penyemprotan polimer
30%. Sedangkan, kenaikan kadar sulfur hanya dialami pada batubara 7 cm yang disemprot
0,17 0,17
0,16
0,170,17
0,18
0,17
0,16
0,15
0,155
0,16
0,165
0,17
0,175
0,18
0,185
Blanko 10% 20% 30%
%,A
db
KonsentrasiPolimer
5cm
7cm
42
polimer dengan konsentrasi 10%. Pada batubara berukuran 7 cm dengan polimer 20% dan
batubara berukuran 5 cm dengan polimer 10% dan 30% tidak mengalami perubahan kadar
sulfur batubara dari sebelum dengan sesudah disemprot polimer.
4.2.1.7. Pengaruh Penyemprotan Polimer Terhadap Nilai Kalori
Pada tahap ini, akan dilihat seberapa besar pengaruh penyemprotan polimer dengan konsentrasi
10%, 20%, dan 30% terhadap nilai kalori batubara dan konsentrasi polimer berapa yang paling
berpengaruh untuk meneningkatkan nilai kalori batubara dengan waktu kontak selama 2 jam.
Adapun ukuran batubara yang digunakan sama seperti peneliti sebelumnya, yaitu 5 cm dan 7
cm.
Gambar 4.7 Grafik Pengaruh Penyemprotan Polimer Terhadap Nilai Kalori
dengan Waktu Kontak 2 Jam
Pada penelitian sebelumnya, didapat kenaikan nilai kalori batubara dengan mgnggunakan
polimer dengan konsentrasi sebesar 10%. Kenaikan tertinggi nilai kalori batubara dialami pada
batubara berukuran 5 cm dengan waktu kontak 2 jam sebesar 102 cal/g. Peningkatan nilai kalori
juga dialami pada batubara berukuran 5 cm dan 7 cm dengan sama-sama waktu kontak 3 jam
sebesar 18 cal/g dan 40 cal/g. Sedangkan pada penelitian kali ini, pengaruh penyemprotan
polimer terhadap niali kalori batubara dapat dilihat pada Gambar 4.7.
Dari hasil grafik pengaruh penyemprotan polimer terhadap nilai kalori batubara pada waktu
kontak 2 jam, menghasilkan data peningkatan nilai kalori batubara setelah penyemprotan
4873
5525
5509 5359
4873
5014
5218
5012
4400
4600
4800
5000
5200
5400
5600
Blanko 10% 20% 30%
cal/gr,A
db
KonsentrasiPolimer
5cm
7cm
43
batubara menggunakan polimer baik dengan konsentrasi 10%, 20% dan 30% seluruhnya
mengalami peningkatan. Peningkatan nilai kalori batubara tertinggi dialami pada batubara
berukuran 5 cm dengan menggunakan polimer berkonsentrasi 10% sebesar 652 cal/gr.
Sedangkan untuk batubara berukuran 7 cm didapat konsentrasi polimer yang menaikan niali
kalori terbesar pada polimer berkonsentrasi 20% sebesar 345 cal/gr. Hal ini disebabkan oleh
adanya penurunan kadar air lembab batubara dan naiknya kadar karbon terikat setelah
penyemprotan polimer. Dua hasil kenaikan nilai kalori terbesar ini yang akan dipakai sebagai
salah satu acuan perlakuan waktu kontak lanjutan, yaitu 24 jam, 48 jam, dan 72 jam.
4.2.2. Perbandingan Kualitas Batubara Sebelum Disemprot Polimer dan Setelah
Disemprot Polimer dengan Waktu Kontak 24 Jam, 48 Jam, dan 72 Jam
Pada pengamatan lanjutan ini, berdasarkan data kualitas batubara setelah disemprot polimer
dengan waktu kontak 2 jam dilakukan pengamatan kualitas batubara apa bila waktu kontak
polimer ditambah menjadi 24 jam, 48 jam, dan 72 jam. Untuk pengamatan lanjutan ini,
mengacu pada konsentrasi polimer yang menghasilkan nilai kalori tertinggi dan kadar air
lembab terendah, yaitu untuk batubara berukuran 5 cm digunakan polimer dengan konsentrasi
10% dan batubara berukuran 7 cm menggunakan polimer dengan konsentrasi 20%. Karena pada
dasarnya, pada saat melakukan penjualan batubara, kedua para meter ini lah yang lebih
diperhatikan.
4.2.2.1. Pengaruh Polimer Terhadap Kadar Air Lembab
Dari grafik hasil pengamatan lanjutan dengan waktu kontak polimer 24 jam, 48 jam, dan 72
jam didapat kadar air lembab batubara yang mayoritas menurun setelah penyemprotan polimer
dari sebelum penyemprotan polimer. Penurunan kadar air lembab pada batubara berukuran 5
cm terbesar dialami saat waktu kontak dengan polimer selama 24 jam sebesar 5,59%,
sedangkan untuk batubara berukuran 7 cm mengalami penurunan kadar air lembab terbesar saat
waktu kontak dengan polimer selama 72 jam sebesar 6,06% (Gambar 4.8)
4.2.2.2. Pengaruh Polimer Terhadap Kadar Air Total
Dari grafik hasil pengamatan lanjutan dengan waktu kontak polimer 24 jam, 48 jam, dan 72
jam didapat kadar air total batubara seluruhnya mengalami penurunan. Berbeda dengan kondisi
44
kadar air total batubara saat setelah penyemprotan polimer dengan waktu kontak 2 jam, kondisi
air permukaan batubara setelah disemprot polimer dan didiamkan selama 24 jam, 48 jam, dan
72 jam lebih kering, sehingga penyemprotan polimer terhadap batubara tidak menambah kadar
air bebas pada permukaan batubara. Dapat dilihat, pada waktu kontak 72 jam, batubara baik
berukuran 5 cm maupun 7 cm mengalami penurunan tertinggi sebesar 17,69% dan 16,79%
(Gambar 4.9)
Gambar 4.8 Grafik Pengaruh Penyemprotan Polimer Terhadap Kadar Air Lembab
Gambar 4.9 Grafik Pengaruh Penyemprotan Polimer Terhadap Kadar Air Total
20,74
15,15
19,73
16,3618,54
23,76
14,68
0
5
10
15
20
25
%,A
db
46,89
41,08
33,3529,2
40,2736,22
30,1
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
%,A
r
45
4.2.2.3. Pengaruh Polimer Terhadap Nilai Kalori
Dari hasil pengamatan dengan variasi waktu kontak polimer 24 jam, 48 jam, dan 72 jam didapat
nilai kalori batubara yang mayoritas mengalami peningkatan setelah disemprot polimer.
Peningkatan nilai kalori batubara pada batubara berukuran 5 cm dialami pada saat waktu kontak
selama 24 jam sebesar 496 cal/gr, sedangkan untuk batubara berukuran 7 cm, mengalami
peningkatan nilai kalori tertinggai saat waktu kontak selama 72 jam sebesar 587 cal/gr.
Kebalikannya, kenaikan nilai kalori tidak dialami pada batubara berukuran 7 cm dengan waktu
kontak 48 jam. Kenaikan dan penurunan nilai kalori batubara ini dipengaruhi juga oleh kadar
air lembab setelah penyemprotan. Dapat dibuktikan, kadar air lembab batubara 7 cm saat waktu
kontak 48 jam mengalami peningkatan 3,02% yang mengakibatkan penurunan nilai kalori
sebesar 160 cal/gr (Gambar 4.10)
Gambar 4.10 Grafik Pengaruh Penyemprotan Polimer Terhadap Nilai Kalori
dengan Variasi Waktu Kontak
4.2.3. Penentuan Variabel Bebas yang Mempengaruhi Parameter Kualitas Batubara
Dalam pengujian ini, menggunakan variable independent (variable bebas), yaitu waktu kontak
polimer, konsentrasi polimer, dan ukuran batubara, sedangkan variable dependent (variable
terikat) dalam pengujian ini adalah parameter kualitas batubara yang diuji. Untuk mengetahui
variable bebas yang paling berpengaruh terhadap parameter kualitas batubara, digunakan
software IBM SPSS Statistics 20. Tabel 4.16 menunjukkan pengaruh variabel independen
konsentrasi polimer, ukuran batubara, dan waktu kontak polimer terhadap kualitas batubara
yaitu air lembab (IM), kadar air total TM dan nilai kalor.
46
Tabel 4.16. Pengaruh Variabel Independen terhadap Kualitas Batubara
Variabel Independen
t Signification IM,
(%, adb) TM,
(%, ar) Kalori,
(cal/gr, adb) IM,
(%, adb) TM,
(%, ar) Kalori,
(cal/gr, adb) Konsentrasi Polimer 0,604 0,298 -0,251 0,589 0,312 0,611
Ukuran Sampel -0,538 -0,297 0,824 0,628 0,350 0,470
Waktu Kontak -0,321 -0,956 4,954 0,769 0,002 0,016
Dari Tabel 4.16 tersebut terlihat bahwa konsentrasi polimer, ukuran batubara dan waktu kontak
tidak berpengaruh terhadap air lembab batubara (IM). Hal ini terlihat dari angka signifikansi
yang lebih besar dari 0,05 untuk semua variabel independen. Untuk kadar air total (TM),
variabel independen yang berpengaruh adalah waktu kontak polimer dengan tingkat
signifikansi sebesar 0,02 (lebih kecil dari 0,05). Sama seperti kadar air total, nilai kalori
batubara dipengarui oleh waktu kontak polimer dengan tingkat signifikansi sebesar 0,016.
Konsentrasi polimer dan ukuran batubara tidak mempengaruhi kadar air total dan nilai kalori
batubara secara signifikan
47
BAB V
KESIMPULAN
Dari hasil pengolahan data dan pembahasan, dapat disimpulkan bahwa :
1. Konsentrasi polimer yang semakin pekat, tidak selalu menghasilkan peningkatan
kualitas batubara yang lebih baik. Dibuktikan dari hasil pengamatan waktu kontak
polimer saat 2 jam, peningkatan nilai kalori dan penurunan kadar air lembab yang
paling besar terjadi pada batubara 5 cm dengan konsentari polimer 10% dan batubara
7 cm dengan konsentrasi polimer 20%.
2. Penyemprotan polimer dapat meningkatkan nilai kalori batubara pada kedua ukuran
sampel uji. Setelah dilakukan pengamatan dengan waktu kontak 24 jam, 48 jam dan
72 jam, peningkatan nilai kalori terbesar dialami pada batubara berukuran 7 cm saat
waktu kontak 72 jam yaitu sebesar 587 cal/gr.
48
DAFTAR PUSTAKA
American Society for Testing and Materials. ASTM D 5865 : Standard Test Method for Gross
Calorific Value of Coal and Coke. Washington D.C: The Executive Director Office of
Federal Register.
Cowd, M. A., 1982. Polymer Chemistry, diterjemahkan oleh Firman, H. Bandung: Institut
Teknologi Bandung.
Gozali, Imam. 2013. Aplikasi Analisis Multivariate dengan Program IBM SPSS 21. Semarang:
BP Universitas Diponegoro.
Kementerian Energi dan Sumberdaya Mineral. 2018. Handbook of Energy and Economic
Statistics of Indonesia
Muchjidin. 2006. Pengendalian Mutu dalam Industri Batubara. Bandung: Institut Teknologi
Bandung.
Polymer Science and Engineering Commitee. 1994. Polymer Science and Engineering.
Washington D.C: National Academy Press.
Proboseno, Nayung Galih., 2013. Analisis Pengaruh Penambahan Polimer Terhadap Kualitas
Batubara. Jakarta : Tugas Akhir Teknik Pertambangan, Fakultas Teknologi Kebumian
dan Energi, Universitas Trisakti.
Saputro, Try Angga., 2012. Kajian Peningkatan Nilai Kalori Batubara dengan Penurunan Kadar
Air Menggunakan Polimer. Jakarta : Tugas Akhir Teknik Pertambangan, Fakultas
Teknologi Kebumian dan Energi, Universitas Trisakti.
Sukandarumidi. 2008. Batubara dan Gambut. Yogyakarta: Gajah Mada University Press.
Wellyanto, Panji., 2014. Analisis Pengaruh Ukuran Butir Batubara dan Waktu Kontak
Pelapisan Polimer Terhadap Kualitas Batubara. Jakarta : Tugas Akhir Teknik
Pertambangan, Fakultas Teknologi Kebumian dan Energi, Universitas Trisakti.
Devasahayam, Sheila, dkk. 2015. Brown Coal Dewatering Using Poly (Acrylamide Co-
Potasium Acrylic) Based Super Absorbent Polymers. (online).
(http://www.mdpi.com/2075-163X/5/4/0512/pdf, diakses pada tanggal 20 Agustus 2016)
www.hexion.com/veova, diakses pada tanggal 20 Juni 2016 pada pukul 13.36.
49
http://pslc.ws/macrog/pva.htm, diakses pada tanggal 20 Juni 2016 pada pukul 13.40.
http://www.google.com/patents/EP2202253A2?cl=en, diakses pada tanggal 4 Agustus 2016
pada pukul 08.28.
top related