Download - perancangan pabrik pencucian batubara.doc
PERANCANGAN PABRIK PENCUCIAN BATUBARA
Perancangan pabrik pencucian batubara sebagai penegasan:
1) Perencanaan mencakup pembuatan transport material (misal:
belt conveyor) bertujuan untuk mencari titik optimum atau yang
paling murah biaya operasionalnya
2) Termasuk yang dimaksud itu adalah, letak pabrik, dengan dasar-
dasar penggunaan alat peremuk, penggerus batubara, ciri
topografi, kapasitas dll.
3) Tugas Perancangan pabrik pencucian batubara (washing plant).
Pertanyaan awal, mengapa harus ada pabrik pencucian batubara ?
apakah mutlak ada atau tidak ?
Dalam realitas terkadang ada bongkah batubara besar. PLTU misalnya
menerima ukuran partikel BB ± 50 mm. Demikian pula semen
terkadang terdapat coal crushing plant.
Pada batubara dikenal dengan istilah partings (5, 10 cm) seperti
adanya mineral: clay, sandstone. Untuk memisahkan ini, maka perlu
adanya pencucian batubara. Perlu diingat SG batubara berkisar ± 1,4
bandingkan dengan clay minerals dll, sehingga dengan menggunakan
prinsip sink and float berdasarkan perbedaan SG maka pemisahan dapat
dilakukan disamping memisahkan batubara kotor (row coal).
Oleh karena itu perlu ada pabrik pencucian batubara untuk mengatasi abu
batubara ataupun ganggue minerals (parting: inherent/extraneous
partings).
Contohnya dengan whasebility test, maka akan diketahui kualitas batubara
sebenarnya, misal: kadar abu dari 90% turun menjadi 10%.
Tujuan pabrik pencucian batubara adalah untuk menghilangkan mineral-
mineral ikutan: Extraneous/inherent mineral matter, ganggue minerals.
Disamping itu dengan adanya pabrik pencucian bukan hanya tujuan tersebut
tetapi kualitas juga terjamin ataupun memperbaiki kualitas batubara agar
memenuhi persyaratan yang diinginkan.
Pada proses pencucian tersebut sebagian besar untuk menghilangkan
pengotor yang umumnya senyawa anorganik impurities (clay, sandstone, dll).
Pada pabrik pencucian batubara tersebut juga dilengkapi dengan crushing
plant, screening unit dan setling pond/tailing disposal.
Batubara ada yang carboneous middle, hitamnya batubara belum tentu
bagus tetapi bila hitam mengkilap berarti baik. Dan apabila batubara memiliki
berat jenis yang tinggi berarti banyak partings (idealnya berat jenis 1,6 - 1,7).
Bila ingin BB SG 1,4 berarti larutan 1,4 yang digunakan yang mana BB
seijenis >1,4 akan tenggelam tetapi BB 1,4 akan terapung.
Dikenal istilah, coal yield yaitu Perolehan jumlah berat batubara bersih
terhadap batubara kotor yang dinyatakan dalam persen.
Untuk mengetahui karakteristik batubara BB maka perlu diketahui, (pd. CWP)
1. Komposisi pariikel/distribusi
2. Perbedaan berat jenis dari mineral yang dipisahkan.
3. Sifat kimia permukaan
4. Friability relative
5. Kekuatan batubara
6. Komposisi petrografi (maseral BB)
7. Rank batubara
Batubara dari tambang akan selalu bervariasi, ukuran mineral
pengotor ada yang berukuran halus, sedang hingga berukuran 2,5 cm. Makin
berat/tinggi berat jenis BB, berarti impurities juga meningkat. Untuk
menentukan metode dan alat yang digunakan maka perlu ada uji yang
lengkap antara lain whasebility test, data distribusi ukuran, data distribusi
berat jenis, petrografi, kandungan air, kandungan abu, kandungan sulfur,
foshibility ash yang penting untuk PLTU.
whasebility test:
1. Menentukan berapa banyak batubara yang dihasilkan dengan berat
jenis tertentu (coal yield).
2. Mengetahui proses pemisahan
3. Tingkat kesulitan pemisahan
4. Density larutan yang digunakan
5. Kadar abu Vs coal yield
Misal: CY = 70%, berarti 30% adalah pengotor. CY berkaitan dengan lebar
conveyor, kapasitas BC, aspek biaya, dll. Dari pabrik pencucian ada juga
operasi tambahan, misal peremukan dengan menggunakan breaker,
pengayakan, dsb.
Yang dipertimbangkon dalam washability test:
1. Metode pencucian, dengan metode pencucian akan mengetahui
proses apa yang digunakan. (memisahkan split, paring". Split istilah
dari material-material yang terbentuk secara alamiah atau dengan
cara mekanis sehingga bentuknya berupa material relatif pipih.
Partings adalah material yang bercampur dengan batubara sebagai
material sisipan dan setempat-setempat)
2. Apakah masih diperlukan pabrik washability test ? Perlunya blending,
direct marketing, coal washing, dll.
3. Ada lokasi, ada lahan untuk perencanaan coal washing plant (perlu
ada sumber air).
M A S A L A H L O K A S I
Pada prinsipnya masalah lakasi CWP mempertimbangkan hal-hal sbb :
1. Jarak (ROM-CWP, CWP-Marketing, water resistances, dll).
2. Sumber air yang optimal dan jumlah penyediaan yang konstan.
3. Persediaan bahan bakar
4. Letak lokasi power plant atau jaringan listrik, steam power, water
power.
5. Bagaimana cara memperoleh supply
6. Dischrage material yang dibuang
7. Transport unti (lori, lokomotif, trolley lokomotif, cable way, truck,
conveyor, ect) .
1. Lokasi CWP dekat Tambang
Jadi, dalam Penentuan di atas bila pabrik dekat tambang, maka tujuan utama
untuk :
o Mereduksi ongkos angkut dan proses apabila dekat dengan sumber.
Tetapi apabila dekai tambang (misal) harus dihitung ongkos angkut.
o Bahwa produksi masih mengandung air yang berlebih.
o Ada kemungkinan di daerah dekat tambang tidak banyak air
o Kemungkinan ada tempat untuk pembuangan material yang halus (BB
dan pengotornya: batubara kotor) umurnnya dekat tambang, apabila
cukup terial maka dapat dengan pr-oses shoot pada alat speader of
tails.
Apabila dekat tarnbang, ada keuntungan yang lain yaitU tidak perlu
adanya suatu stock pile. Contohnya, kegiatan tersebut di crushing plant dan
di temporary stock pile. Sebagai tambahan okibat adanya loading dan
loadhng
proses maka material batubara cenderng semakin mengahasilkan fine
material sehingga merugikan untuk proses selanjutnya.
Pada tambang biasanya terdapat crushing plant, temporary stock pile, fine
dan course bin, ect. Terkadang banyak membutuhkan conveyor unit (eff. +
30%, kemiringan max 18%, tebal 2-3 kall ukuran material besar).
2. Lokasi CWP dekat Sumber Mata Air
Yang jadi permosalahon adalah sumber air yang kontinu baik berasal
dari sungai ataupun danau, dari tambang sendiri, sumur (tunnels) yang
berasal dari gunung-gunung, hasil penampungan dari tailing (Bangka
Belitung). Disamping jumlah, kualitas air juga perlu (untuk plani, kebutuhan
rutin K. T. Pabrik, pencegahan kebakaran, dll).
Air juga dapat digunakan sebagai hydro electrical power sebagai
sumber energi CWP. Penggunaan air dengan rasio air:batubara soma
dengon 20 : 1, berarti apabila kapasitas CWP 200 ton/jam berarti
memerlukan kuantitas air 200 x 20 = 4000 ton/jam. Oleh sebob itu di CWP
ada yang diistilahkan "circulating waser" dan "Make water" sebab dalam
batubara tidak ada penambahan reagen. Adapun "fluococity agent" untuk
mernbuat air mejadi jernih.
Persyaratan untuk penggunaan air pada CWP adalah suatu keharusan
untuk menghernat penggunaan air. Penggunaan air tergantung dari cara olah
dan tonase sisa jumlah air/sumber air. Faktor jarak pun berpengaruh, jumlah
air yang disirkulasi ditambah dengan air tambahan (make up water), harus
diketahui pula jumlah air yang dipakai kembali. Apabila sumber air dari
sungai, umumnya sungai tersebut berada poda bagian bawah/elevasi yang
lebih rendah dari CWP, perlu juga ada "water storage" atau air kolam dan dari
masukan run off yang berasal dari air hujan, termasuk charging area dan
bendungan-bendungan.
Kualitas perlu dikeiahui termasuk komposisi air tambang yang pada
umumnya bersifat asam sehingga mudah teriadi korosi pada peralatan.
3. Lokasi CWP dekat Pembuanqan Tailing
Keuntungan pengolahan batubara adalah pada batubara sebagian
besar adalah "row coal" dan hanya sebagian kecil 11 ganggue mineral".
Pada milling plant" 40% adalah tailing dan hanya 10% mineral berharga. Oleb
sebab itu maka persoalan batubara adalah spesifik.
Permasalahan CWP:
o Batubara berwarna hitam
o Batubara memiliki density rendah
Dari dua permasalahan pada batubara relevansinya dengan masalah
tailing disposal adalah:
o Sangat mudah mengotori sungai. disekitor tempat disposal apabila
tidak tertangani dengan baik. Oleh karena itu perlu
o Penanganan limba, baik bila dolor (plat plant). Bila ada yang CWP
secara cermat guna mengatasi hal tersebut dengan
mengoptimalkan penggunaan "tailing disposal area".
o Untuk metode pemijangan tailing CWP dapat dengan cara "graivity"
dapat dengan sendirinya dan dapat pula melalui media air, ataupun
dengan alat elevator. Disamping hal-hal tersebut
o Masalah luas lotion yang digunakan untuk tailing disposal juga perlu
diperhatikan.
o Harus ada perhatian terhadap polusi air. Ada kemungkinan
discharge materials hasil pencucian ke bekas tambang.
Kemungkinan pemanfaatan air tailing pada CWP batubara
yaitu:
o Untuk "mine filling"
o Retreaiment
o Roof balance/keperluan sipil
o Tailing dapat dipakai untuk industri yang lain
4. Lokasi CWP dikarakterisasikan dengan Topografi
Pada pendirian pabrik BB apabila lokosi pada elevasi kontinu atau
relafif datar, maka perlu ada tanah yang relatif ditinggikan untuk proses
material handling pada mills. Karena dapat mengurangi ongkos produksi
dan konstruksi. Akan tetapi kemiringan 25o – 35o harus dicegah, normalnya
5o-15o. Paling baik bila datar (plat plant). Bila ada yang bertigkat disebut
(tools plant).
Biasanya CWP didirikan poda lokasi datar sehingga dapat melebar
ke atas, yang penting sedapat mungkin gravity pada crushing plant.
Dalam pengolahan BB saat ini, flotasi sering digunakan ada juga
menggunakan spiral concentration. Apabila ada persyaratan ukuran butir
berarti perlu adanya crushing uit hanya pada crushing unit untuk
mineral atau bijih. Pada crushing unit batubara dikenal suatu alat DTR
(Double Tooth Roll) sebab alat ini memiliki kapasitas besar dengan
reduction ratio yang kecil.
SIFAT - SIFAT KONSTRUKSI
Kebanyakan dipengaruhi oleh slope stability dan tipe dari pabrik (tools or
flat). Apa yang terkait adalah jumlah tanah yang harus dipindahkon. Pada
pondasi ada kemiringan, maka perlu dinding dan pondasi serta desain
"Tall Mills Working Plant", bagaimana penyarigganya uniuk,alAt-alat berat,
sistem penerangan yang efisien. Disamping itu masih dipikirkan masalah
perluasan kapasitas pabrik. Mengenai faktor operasi (elevasi, reelevasi)
penggunaan pernompoan refirkulasi, perlu adanya laboratorium, dan
fasilitas reparasi (genset, control room), tempat penggantian (untuk
reparasi lokal).
Apakah plat atau bertingkat terganitung dari adanya:
o Elevasi mula dari air
o Elevasi mula dari batubara
o Elevasi akhir dari tailing
o Elevasi akhir dari CWP
o Elevasi intermediet dari row-w. Coal
o Interest, bunga, amortisasi
o Biaya tambahan atau upah buruh (eff. Rendah, pegawai
kurang pendidikan, dsb)
Pengambilan keputusan konstruksi sistem flat:
1. Pengambilan batubara dapat dengan penggunaan conveyor yang
miring bila lokasi jauh, maka BB dari run of mine perlu disediakan
stock pile.
2. Air sangat vital, ada kemungkinan sungai ada dibawah, apa sistem
pompa langsung ke pabrik atau perlu reservoir perlu diperkirakan
kepada biaya.
3. Pada umumnya penggunaan pompa lebih efisien.
4. Elevasi akhir dari tailing kalau dapat secara gravity
5. Elevasi akhir batubara tercuci. Washing coal perlu stock pile yang
menggunakan conveyor. Apabila menginginkan kapasitas tinggi,
maka perlu penggunaan conveyor yang berkapasitas tinggi.
Batubara hasil pencucian basah >5 mm tidak perlu dikeringkan
tetapi <5 mm perlu dikeringkan.
6. Ada kernungkinan intermediet elevasi untuk mengangkat batubara.
Bila menggunakan jigging per-lu menggunakan elevator bila ada
produk itermediet.
7. Interest, amortisasi; amortisasi untuk biaya pencucian BB per ton
nya
8. Supervisi atau pengawas
Material untuk konstruksi antara lain, rangko boia, batu-batu unluk
pondosi, beton bertulang, dinding menggunakan balako, semen blok,
keramik, seng, pondasi pipa beton, kayu, besi. Adanya jendelo, cahoya
matahari cukup, dan cat ruangan konstruksi guna mencegah korosi.
PENEMPATAN ALAT-ALAT
Didalam penempatan alat-alat sebaiknya dilakukan dengan cara
pengelompokan. Hal ini disebab oleh hal-hal sbb:
1. Misalnya, agar pengangkutan batubara antar peralatan adalah dekat
dan bila memungkinkan dilakukan secara gravitasi agar lebih ekonomis.
2. Dalam penempatan peralatan sedemikian rupa agar pegawasan
kerjanya menjadi mudah atau nyaman bagi pengawas. (ada ruang; jalan
yang longsor, ruang perbaikan yang relatif luas, rnemungkinkan
perbaikan peralatan di tempat tsb tanpa ada gangguan berarti).
3. Dengan adanya penempatan alat-alat yang baik maka pemanfaatan
atau penggunaan kabel-kabel untuk motor menjadi pendek (mengurangi
pemakaian kabel yang semrawut, mudah perbaikan bila ada kerusakan
dan ekonomis).
4. Alat-alat di dalam CWP fidak pernah terus-menerus dalam kondisi baik
pasti ada keausan pada alat-alat tertentu. Apabila rusak perlu direparasi
sehingga apakah ada tempat reparasi di lokasi tersebut atau bengkel
yang jauh dari lokasi (seperti tanggapan pada no.2), perlu ada ruang
yang memungkinkan untuk reparasi atau dekat dengan lokasi.
5. Suatu kegiatan CWP terkadang tidak kontinu kapasitas produksinya
sehingga perlu ada rencana penambahan demikian pula khususnya
untuk pabrik pencucian batubara. Tidak sernua juga perlu pencucian
batubara, jadi sesuai kebutuhan yang diperlukan. Oleh karena itu
misalnya 8 atau 10 tahun akan datang terjadi penambahan produksi
ore, maka perlu diperhatikan aspek "advanced of cup on planning"
terutama lokasi-lokasi untuk pengembangan (land planning).
Seperti diketahui, pemakaian belt conveyor akan efektif apabila ukuran
material max. 40 cm maka lebar dari BC tersebut adalah 3 x 40 cm =
120 cm. Apabila pada tahun tertentu ukuran BC tsb trlalu besar, misal
500 ton/jam sernentara kebutuhan 100 ton/jam, berarti pada
pengembangan pabrik selanjutnya tidak perlu ada penambahan alat BC
termasuk diantaranya remodelling. (karena BC memiliki lebar yang
maximal, maka perubahan kapasitas dapat diantisipasi tanpa ada
penambahan unit BC yang baru karna kapasitas BC msh cukup untuk
itu.
6. Bilamana batubara kering crushing plant menghasilkan debu, maka
lokasi/ruangan tsb diatasi dengan "dust collector". Apabila terdapat clay,
maka perlij ada proses "desliming"
garis besarnya pengelompokkan alat-alat ada dua macam, pertama
Pada pengelompokkan secara mendatar (plan view) da pengelompokkan
secara melintang (elevation view).
Untuk memperoleh kontur yang benar perlu diketahui dimensi alat,
maka perlu juga mengetahui kapasitas alat. Ini dapat diketahui dari cross
section alat. Cross section alat: tampak depan, tampak belakang, dan atas.
Kedua, didalam looking plant view maka luas lantai ataupun jarak antar alat-
alat atau luas tanah sekitar tsb harus memenuhi persyaratan sbb:
1. Harus mempunyai gangguan akibat pengawasan dan adjusment alat
tsb. " space, cross space" agar buruh dapat berjalan tanpa sempitnya
ruangan space tsb sewaktu mengadakan harus ada tempat yang
cukup untuk terjadinya
2. Harus rnempunyai "walking space" (luasan untuk bekeria apabila terjadi
reparasi agar pengangkutan alat sependek-pendeknya.
3. Bila dapat didalam penempatan ini menggunakan conveyor dan loader.
4. Motor mesti digunakan untuk tiap-tiap alat pada CWP. Oleh karena itu
motor memiliki "speed reducer". Apabila kecepatan tinggi khusus Untuk
meningkatkan kapasitas produksi.
5. Untuk kasus-kasus tertentu ada kemungkinan menggunakan elevator
atau pompa. Pemanfaatan kedua alat tsb tidak di CWP.
6. Pengelompokkan alat-alat seperti classifier dan slime.
Didalam crushing plant pengontrolan debu yang dihasilkan tidak begitu
bermasalah dibandingkan dengan batubara. Partikel halus yang unit
crushing, unit screening, unit dihasilkan berukuran 0,5 /.1 tidak boleh
lebih dari 30% menghasilkan parfikel halus seperti pada shearer
(Ombilin), penggunaan peralatan buldozer (operasi ripping).
Perlu ditegaskan bahwasanya unit-unit di CWP tidak mungkin
jalan/beroperosi bila tidak ada power (listrik). Jadi perlu unit genset
mis: 50OKva.
7. Tersedianya unit-unit "fire protection". Tidak mungkin CWP beroperasi
tanpa ada gangguan termasuk bahaya kebakaran akibat kosleting
(dengan demikian perlu alat semiscil hydrant, automatic speader).
8. Demi pengamanan investasi, maka unit-unit CWP perlu
diasuransikan.
9. Tersedianya unit- collector atau desliming, control room, genset,
gesshouse, gudang persediaan spare part, bengkel, ruang administrasi,
lob, ruang rapat, rumah tangga, dll.
CARA – CARA MERENCANAKAN
1. Yang penting didalam perencanaan adalah apa yang dinamakan dengan
" preliminary lay out" (flow sheet; kapasiias, karakter -istik, washability
test) dan mataerial balance". Yang timbul dari flow sheet adalah jumlah
alat, material balance dan kapasitas alat kemudian diketahui.
2. Tipe alat; misal scree (luas areal, unit screening, data hasil produksi,
dan kapasitas alat)
3. Didalam preliminary lay out sudah ada deskripsi tentang letak alot-alot.
4. Kebutuhan power untuk pabrik
5. Jumlah motor, ukur-an, tipe yang digunakan (untuk motor ada speed
reduction)
6. Topografi. Topografi tidak saia digunakan dalam menentukan plat atau
tall mill washing plant, tetapi juga untuk menentukan jumlah serta sifat
dari tanah yang akan digali, dan pondasi yang akan dipakai.
Selain preliminary out, ada juga preliminary scetss, tanpa ada skala
(tentang peletakan alat-alat).
Kunci :
o Material balance., pernilihan alat yang benar (bel conveyor, loader,
shoot)
o Buat dulu peletakan alat-alat (jangan dipatenkan, dapat digunting
kemudian gambar-gambar alat diletakkan dengan sedikit lem , pandang
atas, samping belakang.
o Preliminary scale dan preliminary estimate, menghitung perkiraan biaya
investasi peralatan
o Setelah itu baru detail drawing (1 : 100).
ABOUT FLOW SHEET
Pada penggunaan flowsheet ada beberapa prinsip yang perlu
diperhatikan yaitu:
1. Waktu tailing dischrage harus keluar dari CWP (produk pencucian
batubara yaiu washing coal, discharge material, dan disline). Slime pada
umumnya mengandung batubara halus (fine coal) dan BB lainnya.
Dischrage material dikeluarkan terlebih dahulu pada awal proses (bisa
hand sorting bila memungkinkan) . keuntungannya ukuran material yang
keluar tidak mengalami size reduction dan terhindarnya size reduction
berarti menghemat ongkos produksi.
2. Konsentrasi ataupun pencucian batubara sangat tergantung kepada
sifat fisik atau density tetapi ada sifat yang lain yang mesti diperhatikan,
yaitu ukuran. Sangat mungkin permisahan pada discharge material
dilakukan berdasarkan perbedaan sifat fisik atau permukaan material.
3. Didalam pros. Pembatubaraan ukuran butir sangat , dominan (pasaran
menginginkan ukuran dalam beberapa mikron ataupun mili dalam
persentase tertentu) sehingga penggunaan crsuher perlu diperhatikan
dengan cermat. Dalam batubara tidak seluruhnya digerus bahkan
didalarn unit pengolahan crushing plant untuk batubara, dihindari
banyaknya partikel halus yang dihasilkan. Makin halus batubara maka
kadar abu semakin tinggi karena sudah terjadi liberasi (contoh pada
washbility test).
4. Makin di dalom proses CWP adalah penting (perlu membuat urutan-
urutan menghidupkan/mematikon operasional motor listrik untuk tiap
unit peralatan. Misal :
Dari sketsa, apabila unit CWP mulai beroperasi, maka d & e dulu yang
perlu dihidupkan. Mengapa? Ini dikarenakan ada kemungkinan sisa
material produk peralotan masih tertinggal sehinggo d atau e dulu
yang pertama di operasikan (belt conveyor) berturut-berturut dengan
interval waktu tertentu D, C, B, hingga A. Apabila b terpaksa dimatikan
misal Karena ada kecelakaan (pakaian buruh tertarik BC maka C , C2, B,
a, A dimatikan (dalam laporan tugas dibuat apa saja yang perlu
didahulukan dan diabaikan).
5. Harus diingat pada CWP proses heandling adalah bagian dari
operasional unit-unit CWP (yaitu penggunoan loader untuk mengangkut
material dari temporary stock pile ke feader), kemudan terdapat prinsip
first in first out, artinya yang paling pertama di proses pada CWP maka
yang paling pertaman keluar dari unit-unit CWP tsb.
6. Bilamana benefit menjadi tujuan dari pada CWP, maka kombinasi
antara yield dan efisiensi haruslah sebaik-baiknya (bilamana banyak
partings, maka perlu ada unit washing plant)
Pada CWP perlu ditunjang oleh bahan-bahan utama dan penunjang
antara lain air, termasuk didalamnya biaya pencucian, perlu juga ada
reservoir untuk penampungan air berguna sebagai persediaan air untuk
mengatasi kekeringan (musim kemarau). (sekedar pengetahuan, dalam
curah hujan biasa disebutkan 100 atau seterusnya mm curah hujan.
Maknanya adalah X mm tinggi curah huian dalam luasan alat 1 cm2).
Demikian pula masalah kehilangan produksi harus/mutlak diatasi
sebab kehilangan produksi berarti inefisiensi proses pengolahan merupakan
kerugian yang tidak dapat dipandang kecil.
Apabila memilih alat-alat dengan kapasitas besar biasanya lebih
murah dibandingkan unit-unit kecil. 2 x 300 ton atau 2 x 400 ton/jam, yang
penting adalah spesifikasi kapasitas produksi alat mendekati kap.
Produksi yang dir-encanakan dengan menganalisa hal.-hal sbb:
o Dalam pendirian CWP apakah cukup banyak batubara yang diolah.
o Berapa biaya produksi dan biaya penjualan/pemasaran
o Bilamana perbedaan antara penjualan dan pembelian adalah kecil,
maka suatu keputusan yang lidak benar bila mengambil kebijakan "
mudah mudahan dikemudian hari...". Jadi keputusan "go or not" atau
jadi atau tidak jadi.
o Perlu memikirkan adanya teknologi baru dikemudian hari yang perlu
diketahui untuk pengembangan CWP disuatu saat.